Biuletyn WW - Jan Czochralski

Biuletyn
Roku Czochralskiego
Biuletyn Społecznego Komitetu Roku Czochralskiego
Wrocław
24 listopada 2013 r.
numer
36/45
*****************************************************************************************************************
Kronika Roku Czochralskiego
► Andrzej Królikowski – wykład „Materiały i cywilizacje” na studiach II stopnia kierunku
Technologia Chemiczna na Wydziale Chemicznym PW w części poświęcony dyskusji
ze studentami o pracach Czochralskiego na tle epoki i ich wpływie rozwój
cywilizacyjny
► 10-12 kwietnia – Andrzej Królikowski – Polski wkład w rozwój wiedzy korozyjnej zapomniane osiągnięcia – XXI konferencja naukowo-techniczna „ANTYKOROZJA
Systemy-Materiały-Powłoki”, Ustroń-Jaszowiec [o Janie Czochralskim i Antonim
Bukowieckim]
► 13 listopada – Bogusław Major – Profesor Czochralski - wielki nieznany – Wydział
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH, Kraków
► 18 listopada – Bogusław Major – Profesor Czochralski - wielki nieznany – Instytut
Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa
► 19 listopada – Paweł Tomaszewski – O wielkości zapomnianego - prof. Jan Czochralski –
Uniwersytet Trzeciego Wieku, UTP, Bydgoszcz [19. referat]
► 20 listopada – Paweł Tomaszewski – Czy Jan Czochralski zmienił świat? Opowieść
o patronie Roku 2013 – UTP, Bydgoszcz [20. referat]
► 21 listopada – Anna Czerwińska-Rydel – Kryształowe odkrycie – spotkanie z czytelnikami
w Kcyni
fot. A. Duda-Nowicka
► 21 listopada – Paweł Tomaszewski – Czy Jan Czochralski jest ojcem elektroniki
półprzewodnikowej? – Wszechnica PAN, Gdańsk [21. referat]
1
Zapowiedzi
♥ 27 listopada – Paweł Tomaszewski – Renesansowy uczony - Jan Czochralski – posiedzenie
Komitetu Fizyki PAN, Warszawa, sala senatu Politechniki Warszawskiej (godz. 11:00)
[22. referat]
♥ 27 listopada – Jerzy Paprocki – Polski chemik Jan Czochralski - wielki w świecie,
niedoceniony w kraju – Klub SITPChem. przy Zakładach Azotowych, Puławy
♥ 27-29 listopada – Andrzej Królikowski – Contribution of Jan Czochralski to the corrosion
engineering – XVII Ogólnopolskie Sympozjum Naukowo-Techniczne „Nowe
osiągnięcia w badaniach i inżynierii korozyjnej”, Poraj k/Częstochowy [referat ukaże się
w listopadowym wydaniu czasopisma „Ochrona przed Korozją” (w wersji angielskiej i
polskiej)]
♥ 5 grudnia – Paweł Tomaszewski – Profesor Jan Czochralski - niedoceniony polski
krystalograf odkrywca (2013 - Rok Jana Czochralskiego) – Polskie Towarzystwo
Geologiczne i Polskie Towarzystwo Mineralogiczne, Instytut Nauk Geologicznych
Uniwersytetu Wrocławskiego, ul. Cybulskiego 30 (godz. 15:15) [23. referat]
♥ 7 grudnia – Paweł Tomaszewski – Bez jego odkryć nie byłoby komputerów – o Janie
Czochralskim, światowej sławy metaloznawcy i chemiku – 22. Wrocławskie Targi
Dobrych Książek (Wrocławskie Promocje Dobrej Książki), Dworzec Główny PKP,
galeria na piętrze, stoisko Oficyny Wydawniczej ATUT (godz. 10:00) [24. referat]
♥ 7 grudnia – Paweł Tomaszewski podpisuje książkę „Powrót. Rzecz o Janie Czochralskim”.
– 22. Wrocławskie Targi Dobrych Książek, stoisko Oficyny Wydawniczej ATUT (godz.
13-14)
♥ 12 grudnia – Paweł Tomaszewski – (Prof. Jan Czochralski) – Koło Naukowe Fizyków IFD
Uniwersytetu Wrocławskiego (godz. 17:30) [25. referat]
♥ 18 grudnia – Paweł Tomaszewski – (Prof. Jan Czochralski) – Posiedzenie Komisji Historii
Nauki PAU, Kraków, ul. Sławkowska 17 (godz. 16:15) [26. referat]
*******
Sukces „Kryształowego odkrycia”
Książka dla młodzieży napisana przez Annę Czerwińską-Rydel pt. „Kryształowe
odkrycie. Powieść o Janie Czochralskim” (ukazała się w październiku!) uzyskała nominację
do prestiżowej nagrody IBBY w kategorii tekstu literackiego. Autorce gratulujemy sukcesu!
[www.ibby.pl/?p=1318], a Czytelników zachęcamy do zakupienia książki, m.in. na stoisku
Oficyny Wydawniczej ATUT podczas 22. Wrocławskich Promocji Dobrej Książki (5-8
grudnia br.)!
Międzynarodowa Izba ds. Książek dla Młodych, IBBY, została założona w Zurychu
w 1953 r. i składa się z 70 sekcji działających w różnych państwach na świecie; polska sekcja
istnieje od 1974 r. W dniu 17 listopada br. zakończyły się obrady jury konkursu „Książka
Roku Polskiej Sekcji IBBY 2013”, już 25 edycji konkursu. Warto przedstawić kryteria oceny
tekstu literackiego stosowane w tym konkursie autorstwa Ewy Grudy:
1. Stopień oryginalności schematu fabularnego oraz jego (możliwa do przewidzenia)
atrakcyjność dla młodego czytelnika.
2. Sposoby kreacji świata przedstawionego (w tym: bohaterów):
2
- bogactwo i różnorodność wykorzystanych środków literackich
- wiarygodność, atrakcyjność i spójność wykreowanej rzeczywistości
- walory estetyczne tekstu: piękno i bogactwo języka.
3. Ważność przesłania kierowanego do młodego odbiorcy książki.
4. Możliwość (dzięki zastosowanym środkom literackim) rekonstrukcji przez młodego
czytelnika intencji autora wpisanych w tekst (relacje na poziomie: autor–tekst–
odbiorca).
*****
Uzupełnienie
Pani dyr. Małgorzata Marciniak uzupełnia informację z poprzedniego numeru
„Biuletynu...”. Trzy wspomniane dodatkowe plansze prezentowane w Senacie RP były
efektem konkursu na plakat rozpisanego przez Polskie Towarzystwo Chemiczne dla
członków Sekcji Studenckiej PTChem.
******************************
Fizyk, chemik, a może...?
Zbliża się ku końcowi Rok Prof. Jana Czochralskiego. Czy został on właściwie
wykorzystany? Czy i na ile nazwisko Czochralskiego zadomowiło się w świadomości
Polaków? Czy wiemy więcej o tym wybitnym polskim uczonym? Podczas licznych spotkań
z przedstawicielami różnych środowisk przewijało się pytanie: kim był Jan Czochralski? Jak
go sklasyfikować? Które ze środowisk ma jakby większe do niego prawa? Czy był fizykiem,
chemikiem, a może „tylko” metaloznawcą lub krystalografem? Czy po prostu był
renesansowym, wszechstronnym uczonym? Zapraszamy więc do dyskusji! Dziś pierwszy
głos w tej sprawie.
Do jakiej dyscypliny przypisać osiągnięcia naukowo-badawcze Patrona
Roku 2013, prof. Jana Czochralskiego rodem z Kcyni?
Adam Gadomski
Zakład Fizyki, Instytut Matematyki i Fizyki, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy
al. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz; [email protected]
Profesor Politechniki Warszawskiej, Jan Czochralski (Kcynia 1885 - Poznań 1953)
był, jak można na chwilę obecną stwierdzić, światowej klasy specjalistą [1] od materiałów
otrzymywanych na bazie metalu, w ich formie (poli)krystalicznej, w postaci roztopionej,
a także w formie kompozytów metaliczno-niemetalicznych (np. aluminium z domieszką
krzemu).
W tej krótkiej nocie stawia się tezę, iż podstawowy dorobek naukowy Profesora [2]
należałoby umiejscowić na styku inżynierii materiałowej i nauki o materiałach (metalach)
oraz fizyki technicznej. Od strony pierwszego z wymienionych paneli tematycznych,
3
należałoby specyficznie uwypuklić podobszar podstawowych działań badawczych profesora
jako plasujący się w zakresie tzw. metalurgii fizycznej, choć ze względu na dokonywaną
przez badacza ustawicznie analizę składu chemicznego układów podlegających badaniom [3],
możemy tu mówić o metalurgii fizykochemicznej, określając rzecz ze współczesnego całkiem
punktu widzenia.
Podstawowym zadaniem jakie – wydaje się obecnie – stawiał sobie Profesor w tym
zakresie były wszechstronne i aplikacyjnie istotne próby opisu transformacji/przemian
fazowych dotyczących zarodkowania i wzrostu struktur opartych o różnego typu metale,
głównie jednak cynę, cynk, ołów, aluminium, miedź, żelazo, czy też te szlachetne, jak srebro
i złoto, wraz z niektórymi stopami tych metali (z udziałem wtrąceń niemetalicznych bądź
inkluzjami atomów pierwiastków alkalicznych) [2-4]. Jako szczególnie utylitarne rozwiązanie
zaproponowane przez Jana Czochralskiego należy tutaj wymienić oparty o ołów stop
(bezcynowy), tzw. metal B (niem.: Bahnmetall – opatentowany przez Czochralskiego w
Niemczech w 1924 roku, zaś w Polsce trzy lata później) potrzebny do produkcji panewek
w łożyskach ślizgowych, a zawierający poza ołowiem, lecz w śladowych ilościach, m.in.
także wapń, aluminium, bar, lit, a nawet sód.
W zakresie podobszaru badawczego mieszczącego się w ramach współcześnie
rozumianej fizyki technicznej, należałoby wskazać na badania Profesora w zakresie
radiomikroskopii [5], metody opartej o samodzielnie skonstruowane urządzenie pozwalające
„usłyszeć” i zlokalizować (urządzenie działało na zasadzie radia kryształkowego) wtrącenia
niemetaliczne na powierzchni metalu lub jego stopu. Można śmiało sformułować pogląd, iż
zbudowane przez badacza urządzenie (radiomikroskop) do przeprowadzania badań z zakresu
fizyki powierzchni metalu/stopu metalicznego, można potraktować jako dość nieodległego w
czasie przodka urządzeń tego typu co mikroskop skaningowy lub sił atomowych, urządzenia
wiodące prym w zakresie współczesnych badań struktury powierzchni (bio)materiałów [3,6].
Dodatkowo, w ramach wymienionego wyżej podobszaru badawczego należałoby
umiejscowić badania dotyczące rentgenografii strukturalnej – Czochralski otrzymywał już sto
lat temu w Berlinie [2] pierwsze dyfraktogramy rentgenowskie – oraz badania dotyczące
termodynamicznych, w tym, w szczególności, mechanicznych, własności materiałów,
chociażby tych na osnowie aluminium. Profesjonalną ciekawość, poza rutynowo
wykonywanymi, także w znaczącym stopniu w Warszawie, próbami mechanicznymi typu
zgniatanie, ściskanie, rozciąganie, budzą jednak badania nad rekrystalizacją, np. wapnia czy
też złota, itp. (tzw. diagramy rekrystalizacyjne, z powierzchniami reprezentującymi
charakterystyki termomechaniczne w dziedzinie deformacji liniowej, powiązanej z wielkością
ziarna i odpowiednim zakresem wartości temperatury układu) [4]. Uzupełnić można tę
informację o interesujące badania stygnięcia bloku polikrystalicznego aluminium,
oszacowanego jako dokonującego się niewykładniczo w odległych chwilach czasu stygnięcia,
tego materiału, który wpierw zaabsorbował pewną ilość ciepła Q, tracąc je potem wg
asymptotycznego prawa ‘pozbywania się’ zakumulowanego ciepła Q( )~1/( ). Wolniejsze,
aniżeli wykładnicze, pozbywanie się ze struktury kwantu ciepła Q należy powiązać z jej
polikrystalicznym charakterem i obecnością w niej ziaren, a także – w dostatecznej
(ogromnej) ilości ich granic – miejsc, w których może być zakumulowane to ciepło. Oznacza
to, iż z racji niewielkich wartości powierzchni średniego ziarna aluminium, prawo stygnięcia
Newtona, które wprost zależy od powierzchni stygnącej próbki, napotyka tutaj na swoją
wolniejszą (dokonaną porcjami, dzięki obecności granic ziaren, por. rozkład Plancka)
realizację, zob. [7], gdzie znaleźć można pracę J. Czochralskiego z R. Smoluchowskim
i H. Całusem.
Podsumowując, wydaje się, iż można wyprowadzić jednoznaczny wniosek z analizy
podstawowych osiągnięć naukowo-badawczych Profesora Czochralskiego, przyjmując liczbę
jego publikacji na poziomie ponad 120 [2,3]. Mianowicie, dorobek ten, będący znaczącym dla
4
rozwoju technologicznego społeczeństwa informatycznego doby współczesnej [3,8], plasuje
się – jako interdyscyplinarny – na styku bądź w obszarze blisko-wspólnym dyscypliny
technicznej jaką jest inżynieria materiałowa, wraz z nauką o materiałach (metalach), oraz
fizyki technicznej, z jej badaniami mikrostrukturalnymi, rentgenograficznymi
i mechanoskopowymi, głównie ukierunkowanymi na analizę własności mechanicznych
i fizycznych powierzchni materiału na osnowie metalu [1-5].
W ostatnim słowie, warto podkreślić także to, iż dzięki inicjatywie, kierowanej przez
dyr. Michała Poczobutta [8] Szkoły Podstawowej im. Jana Czochralskiego w Kcyni, odbyła
się pierwsza edycja Olimpiady Wojewódzkiej nt. dokonań Profesora Jana Czochralskiego, z
finałem 25 października 2013 r. Wyłoniono zwycięzców tej Olimpiady w kategorii szkół
zarówno gimnazjalnych, jak i ponadgimnazjalnych. Choć jeszcze doświadczenie autora tej
noty jako jurora Olimpiady nie pozwala stwierdzić, iż młodzież naprawdę dobrze rozumie
podstawy fizykochemiczne wielkich odkryć naukowych Czochralskiego, w tym jego
najbardziej brzemiennego w skutki odkrycia – metody wyznaczania szybkości/tempa
krystalizacji z roztopu cyny, ołowiu oraz cynku [9] (której użyto do krystalizacji
półprzewodników, w tym krzemu, tak potrzebnego na skalę masową do produkcji układów
scalonych i mikroprocesorów, itp. [3,8]) – to jednak przysłowiowe ziarno zostało zasiane i
należy w przyszłości oczekiwać kontynuacji tak dobrze zdefiniowanego i pożytecznego
dzieła.
Literatura
[1] K. Sangwal, Acta Phys. Pol. A 124/2, 173 (2013).
[2] źródło internetowe, dostępne na stronie Politechniki Warszawskiej pod adresem
http://bcpw.bg.pw.edu.pl/dlibra/doccontent?id=3410&dirids=1 [w dniu pisania tej noty].
[3] P. Tomaszewski, Powrót. Rzecz o Janie Czochralskim. Oficyna Wydawnicza ATUT. Wrocław,
2012.
[4] J. Czochralski, Moderne Metallkunde in Theorie und Praxis. Verlag von Julius Springer. Berlin,
1924 [w jęz. niemieckim].
[5] J. Czochralski, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 144, 263 (1925).
[6] A. Gadomski, Europhysics News 42, 22 (2011).
[7] por. np., http://bcpw.bg.pw.edu.pl/dlibra/doccontent?id=3410&dirids=1 (item: Wiadomości
Instytutu Metalurgii i Metaloznawstwa 4, 45-50 (1937) (zgodne z Ref. [2]).
[8] P. Prusak, Przywrócony pamięci. Wydawnictwo Pejzaż, Kcynia-Bydgoszcz, 2013.
[9] J. Czochralski, Zeitschrift für physikalische Chemie 92, 219 (1918).
Powyższy artykuł jest też dostępny w internecie: www.pdfonline.com/convert-pdf-tohtml/success.aspx?zip=DocStorage/b6c63f573b294319ac631c07fb3262df/BiuletJCz_AgadBszcz23N13.zip&id=25ec821ed0fe42fea1a4b4600694334e&uuid=bf3799664d58402e895a77e
7b6643ba0#
********
Paweł Tomaszewski
INTiBS PAN
5