Леннард-Джонс, Джон Эдвард

Джон Эдвард Леннард-Джонс (англ. Sir John Edward Lennard-Jones; 27 октября 1894, Ли — 1 ноября 1954, Сток-он-Трент) — английский физик- и химик-теоретик. Член Лондонского королевского общества (1933).

Биография

Джон Эдвард Джонс родился в городке Ли (графство Ланкашир), обучался в местной грамматической школе. В 1912 году он поступил в Манчестерский университет, где изучал математику, занимался вопросами теории звука и получил степень магистра наук. В 1915 году, во время Первой мировой войны, поступил на службу в Королевские ВВС, служил во Франции. Он также участвовал в проведении аэродинамических расчетов в Национальной физической лаборатории.

В 1919 году, после возвращения из армии, Джонс преподавал математику в Манчестерском университете, получил степень доктора наук. В это время зарождается его интерес к кинетической теории газов. В 1922 году Джонс получил стипендию в честь Всемирной выставки 1851 года (см. 1851 Research Fellowship) и получил возможность отправиться в Кембриджский университет, где в 1924 году защитил диссертацию на степень доктора философии. В следующем году он женился на Кэтлин Леннард и изменил свою фамилию на двойную — Леннард-Джонс. В Кембридже под влиянием Ральфа Фаулера он увлекся проблемой межатомных и межмолекулярных сил.

В 1925 году Леннард-Джонс был избран лектором по математической физике Бристольского университета, а полтора года спустя возглавил кафедру теоретической физики (Melville Wills Chair of Theoretical Physics). В течение 1929 года он изучал квантовую механику в Гёттингене, после чего стал активно применять эту новую науку к проблеме структуры молекул и твердых тел. В 1930—1932 годах Леннард-Джонс был деканом факультета наук Бристольского университета — это была его первая чисто административная должность.

В 1932 году Леннард-Джонс получил место профессора теоретической химии (Plummer Chair of Theoretical Chemistry) в Кембридже, должность, специально введенную для него. Здесь он основал известную школу теоретической химии, многие его ученики стали успешными учеными. В 1937 году Леннард-Джонс выступил одним из основателей математической лаборатории Кембриджского университета (см. University of Cambridge Computer Laboratory), которую возглавлял в первые годы её существования. В 1939 году он выступил одним из инициаторов автоматизации квантовомеханических расчетов, для чего был создан небольшой дифференциальный анализатор.

После начала Второй мировой войны Леннард-Джонс руководил группой математиков, занимавшихся военными расчетами (баллистические вычисления), занимал различные консультативные должности в Министерстве снабжения (см. Ministry of Supply). После окончания войны, в августе 1945 года, он возглавил научные исследования Министерства снабжения, занимался их переводом на мирные рельсы, однако через год решил вернуться в Кембриджский университет. Здесь он выступил с рядом инициатив по улучшению научного и образовательного процесса. В 1948—1950 годах он был президентом Фарадеевского общества. В 1947—1954 годах он являлся членом исследовательского отдела Лондонской национальной галереи.

В 1953 году он был приглашен занять пост директора университетского колледжа Северного Стаффордшира, в котором проводился эксперимент по реорганизации учебного процесса и администрирования. Имя Леннард-Джонса носит одна из лабораторий Университета Кила (бывший университетский колледж Северного Стаффордшира, см. Keele University). Королевское химическое общество вручает Медаль имени Леннард-Джонса.

Научная деятельность

Научные труды Леннард-Джонса посвящены квантовой химии, статистической механике, атомной физике. В 1924 году он предложил полуэмпирический потенциал для описания межатомных сил (потенциал Леннард-Джонса), который использовал для расчета энергетических параметров кристаллических решеток ряда веществ. Он также интерпретировал параметры уравнения Ван-дер-Ваальса в терминах межмолекулярных сил.

Леннард-Джонс исследовал критические явления, разрабатывал методы описания жидкостей и плотных газов. С 1932 года он занимался теорией адсорбции, показал возможность образования ковалентных связей между молекулой и адсорбирующей поверхностью. На этой основе была построена классификация видов адсорбции.

Леннард-Джонс по праву считается одним из основоположников квантовой химии. В 1928—1932 годах наряду с Фридрихом Хундом и Робертом Малликеном он заложил основы одного из основных квантовохимических подходов — метода молекулярных орбиталей. В 1929 году он использовал этот подход к двухатомным молекулам и дал первое обоснование парамагнетизма молекулы кислорода. В дальнейшем он разрабатывал приложения этого метода к исследованию строения различных молекул: в 1937 году рассмотрел полиены и ароматические молекулы, в ряде статей с 1949 года обосновал теорию химической валентности. В 1951 году провел первые вычисления потенциалов ионизации органических молекул, воспользовавшись методом эквивалентных орбит.

Награды

Рыцарь-командор Ордена Британской империи (1946)
Почетный доктор наук Кембриджского университета (1946)
Медаль Дэви Лондонского королевского общества (1953)
Премия Хопкинса Кембриджского философского общества (1953)
Почетный доктор Оксфордского университета (1954)
Медаль Лонгстаффа Химического общества (1954)

Основные публикации

J. E. Jones. On the Determination of Molecular Fields. I. From the Variation of the Viscosity of a Gas with Temperature // Proc. R. Soc. Lond. A. — 1924. — Т. 106. — С. 441-462. (недоступная ссылка)
J. E. Jones, A. E. Ingham. On the Calculation of Certain Crystal Potential Constants, and on the Cubic Crystal of Least Potential Energy // Proc. R. Soc. Lond. A. — 1925. — Т. 107. — С. 636-653. (недоступная ссылка)
W. E. Garner, J. E. Lennard-Jones. Molecular Spectra and Molecular Structure. A general discussion // Transactions of the Faraday Society. — 1929. — Т. 25. — С. 611-627.
W. E. Garner, J. E. Lennard-Jones. Molecular Spectra and Molecular Structure // Nature. — 1929. — Т. 124. — С. 584-588.
J. E. Lennard-Jones. The electronic structure of some diatomic molecules // Transactions of the Faraday Society. — 1929. — Т. 25. — С. 668-686.
J. E. Lennard-Jones, A. F. Devonshire. Diffraction and Selective Adsorption of Atoms at Crystal Surfaces // Nature. — 1936. — Т. 137. — С. 1969-1070.
J. E. Lennard-Jones, A. F. Devonshire. Critical and Co-Operative Phenomena. III. A Theory of Melting and the Structure of Liquids // Proc. R. Soc. Lond. A. — 1939. — Т. 169. — С. 317-338. (недоступная ссылка)
J. Lennard-Jones. The Molecular Orbital Theory of Chemical Valency. I. The Determination of Molecular Orbitals // Proc. R. Soc. Lond. A. — 1949. — Т. 198, № 1052. — С. 1-13.
G. G. Hall, J. Lennard-Jones. The Molecular Orbital Theory of Chemical Valency. VII. Molecular Structure in Terms of Equivalent Orbitals // Proc. R. Soc. Lond. A. — 1951. — Т. 205, № 1082. — С. 357-374.