Петер Йозеф Вильгельм Дебай (нидерл. Peter Joseph Wilhelm Debye, нидерл. Petrus Josephus Wilhelmus Debije; 24 марта 1884, Маастрихт, Нидерланды — 2 ноября 1966, Итака, США) — нидерландский физик и физикохимик, лауреат Нобелевской премии по химии (1936) и других наград, член многих академий наук и научных обществ.
С именем Дебая связан ряд крупных достижений в теоретической и экспериментальной физике, физической химии, математике. Он предложил модель твёрдого тела, на основе которой объяснил поведение удельной теплоёмкости при низких температурах; характерная температура, ниже которой существенное значение приобретают квантовые эффекты, получила название температуры Дебая. Он теоретически описал влияние тепловых колебаний кристаллической решётки на дифракцию рентгеновских лучей (фактор Дебая — Валлера), совместно с Паулем Шеррером разработал порошковый метод рентгеноструктурного анализа и использовал методы рентгеновского рассеяния для исследования структуры жидкостей и отдельных молекул. Дебай впервые наблюдал дифракцию света на ультразвуке и использовал метод рассеяния света для исследования структуры молекул (в том числе полимеров) и критических явлений. Он развил дипольную теорию диэлектриков, на основе которой объяснил их дисперсионные свойства и некоторые аспекты межмолекулярных взаимодействий. Совместно с Эрихом Хюккелем он разработал теорию слабых растворов сильных электролитов, на основе которой объяснил зависимость коэффициентов активности и проводимости от концентрации. Среди прочих достижений Дебая — разработка метода перевала для вычисления некоторых интегралов специального вида; новый способ вывода формулы Планка; создание квантовой теории нормального эффекта Зеемана; теоретическое объяснение эффекта Комптона; предложение способа достижения низких температур методом адиабатического размагничивания.
Биография
Маастрихт — Ахен (1884—1906)
Петер Дебай (Дебейе) появился на свет 24 марта 1884 года в Маастрихте (провинция Лимбург, Нидерланды). Отец будущего учёного, Йоаннес Вильгельмус Дебейе (Joannes Wilhelmus Debije, 1859—1937), был рабочим или мастером (Werkmeister) в мануфактуре, выпускавшей металлические изделия. Мать, Мария Анна Барбара Реймкенс (Maria Anna Barbara Ruemkens, 1859—1940), в течение многих лет трудилась кассиром в театре, который был важным культурным центром города и завсегдатаем которого был маленький Петер. Через четыре года после рождения сына в семье появился второй ребёнок — девочка, которую назвали Каролиной. Известно, что в раннем детстве Дебай разговаривал почти исключительно на местном наречии, которым продолжал пользоваться на протяжении всей жизни (например, в переписке с друзьями). По мнению биографа учёного Мэнсела Дэвиса, дух независимости по отношению к остальным Нидерландам, присущий жителям Лимбурга, и регулярные семейные экскурсии в различные города Европы способствовали формированию характера Дебая — независимого и не подверженного влиянию национализма.
Начальное образование Дебай получил в местной католической школе, а в возрасте двенадцати лет поступил в высшую гражданскую школу (Hogere Burgerschool) в Маастрихте и учился в ней в течение пяти лет. В ходе выпускных экзаменов он показал себя лучшим учеником во всей провинции Лимбург, получив высший балл (10) по геометрии, механике, физике, естественной истории и космографии, 9 — по химии и нидерландскому языку, 8 — по алгебре, тригонометрии, черчению, географии, французскому и немецкому языкам. Однако в школе не изучались древние языки (греческий и латинский), поэтому путь к университетскому образованию был для юноши закрыт. Дебай получил работу в маргариновой фирме Юргенса, позже ставшей частью компании Unilever, но так и не начал там трудиться: родители решили, что ему следует продолжать учёбу и что, несмотря на свои скромные доходы, они обеспечат ему такую возможность. Выбор стоял между Делфтским техническим университетом и Высшей технической школой в Ахене. Стоимость обучения и близость к дому определили выбор в пользу Ахена. Здесь среди его учителей были известные физики — экспериментатор Макс Вин и теоретик Арнольд Зоммерфельд. По завершении обучения, в 1905 году, Дебай защитил дипломную работу по электротехнике, теоретически решив задачу о токах Фуко в прямоугольном проводнике. Однако к этому времени его уже интересовала не столько электротехника, сколько теоретическая физика. Зоммерфельд немедленно распознал способности своего студента и, когда представилась возможность выбрать себе ассистента, остановился на кандидатуре Дебая. К ахенскому периоду, по-видимому, относится и изменение в написании фамилии молодого учёного: в работах, написанных не на голландском языке, он практически неизменно стал подписываться Debye вместо Debije.
