Paul Peter Ewald, FRS, född 23 januari 1888 i Berlin i Kejsardömet Tyskland, död 22 augusti 1985 i Ithaca i New York i USA, var en tysk kristallograf och fysiker, en pionjär inom röntgendiffraktionsmetoder.
Biografi Ewald fick sin tidiga utbildning i klassiska ämnen på gymnasiet i Berlin och Potsdam, där han lärde sig att tala grekiska, franska och engelska, utöver sitt modersmål tyska.Ewald – Memorial Han började sin högre utbildning i fysik, kemi och matematik vid Gonville and Caius College i Cambridge under vintern 1905. Åren 1906 och 1907 fortsatte han sin formella utbildning vid universitetet i Göttingen, där hans intressen främst riktades mot matematik. Vid den tiden var Göttingen ett matematikcentrum i världsklass under Göttingens tre "mandariner": Felix Klein, David Hilbert och Hermann Minkowski.Greenspan, 2005, pp. 26-34. Medan han studerade vid Göttingen anställdes Ewald av Hilbert som Ausarbeiter, en betald tjänst som skrivare, det vill säga han antecknade i Hilberts lektioner, fick anteckningarna godkända av Hilberts assistent – vid den tiden Ernst Hellinger – och förberedde sedan en ren kopia för Lesezimmer (matematikläsesalen).Constance Hilbert p. 109. År 1907 fortsatte han sina matematikstudier vid Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) under Arnold Sommerfeld vid hans Institutet för teoretisk fysik. Han doktoreradePaul Peter Ewald – Mathematics Genealogy Project. Ewald’s 1912 dissertation title: Dispersion und Doppelbrechung von Elektronengittern. år 1912. Hans doktorsavhandling utvecklade lagarna för röntgenstrålningsutbredning i enkristaller. Efter att ha doktorerat var han assistent till Sommerfeld.Author Index: Ewald – American Philosophical Society
Under juluppehållet 1911 och i januari 1912 avslutade Ewald skrivandet av sin doktorsavhandling. Under en promenad genom Englischer Garten i München i januari som berättade Ewald för Max von Laue om sitt avhandlingsämne. I juni samma år fick Ewald höra Sommerfeld rapportera till Physikalische Gesellschaft i Göttingen om den framgångsrika diffraktionen av röntgenstrålar av, Paul Knipping och Walter Friedrich vid LMU, för vilken Laue skulle tilldelas Nobelpriset i fysik 1914.Ewald 50 Years of X-Ray Diffraction Chapter 4, pp. 37-42.Jungnickel, Volume 2, 1990, pp. 284-285.
Med den teoretiska fysikens uppgång i början av 1900-talet och dess grund i matematiken, beslutade David Hilbert att hjälpa till att formalisera vetenskaperna, med början i fysiken. År 1912 bad Hilbert sin vän och kollega Arnold SommerfeldBoth Hilbert and Minkowski, then at Göttingen, had gotten their doctorates under Ferdinand von Lindemann at the University of Königsberg, as had Sommerfeld. att skicka honom en särskild assistent för fysik. Sommerfeld skickade Ewald, som kallades "Hilberts lärare för fysik",Reid Courant, 1996, p. 43. och han utförde denna funktion fram till 1913, då Sommerfeld skickade ytterligare en av sina elever, Alfred Landé. Det första problemet som tilldelades Ewald var att granska kontroversen i litteraturen om elasticitetskonstanterna i kristaller och rapportera till Max von Laue. Några år senare löste Max Born i Göttingen problemet.Reid Hilbert, 1996, pp. 129-133.
Våren 1913 lämnade Niels Bohr, vid Institutet för teoretisk fysik vid Köpenhamns universitet, in sin teori om Bohrs atommodell för publicering.Bohr - On the Constitution of Atoms and Molecules Senare samma år deltog Ewald i British Associations möte i Birmingham där han lyssnade på redogörelser och diskussioner om James Jeans översikt över strålningsteori och Bohrs modell.Paul Peter Ewald Bericht über die Tagung der British Association in Birmingham, Phys. Zs. 14 1298-1307 (1913). Hämtad 19 oktober 1913. – Paper cited in: Mehra, Volume 1, Part 1, p. 202 and Mehra, Volume 1, Part 2, 2001, p. 770. Detta gav upphov till ett nytt viktigt forskningsområde för Sommerfeld och hans studenter – studiet och tolkningen av atomspektra och molekylärbandspektroskopi samt teoretisk modellering av atom- och molekylstruktur.
Under första världskriget tjänstgjorde Ewald i den tyska militären som medicintekniker. När han kunde fortsatte han att fundera över fysiken i sin doktorsavhandling och utvecklade den dynamiska teorin för röntgendiffraktion, som han senare skulle använda i sitt Habilitationsschrift. Vid krigets slut återvände han till LMU som assistent åt Sommerfeld. Han avslutade sin habilitering 1917Mehra, Volume 5, Part 1, 2001, p. 249. och blev privatdozent där, medan han fortsatte som assistent åt Sommerfeld.Ewald 50 Years of X-Ray Diffraction Chapter 20, p. 456-457.
År 1921, medan han fortfarande var vid LMU, publicerade Ewald en artikel om thetafunktionsmetoden för att analysera dipolfält i kristaller,Paul Peter Ewald Die Berechnung optischer und elektrostatischer Gitterpotentiale, Ann. Phys. 64 253-287 (1921), as cited in Ewald – University of Pennsylvania. en utlöpare från hans tidigare arbete om den dynamiska teorin för optik och röntgenstrålning i kristaller, vilken publicerades i tre tidskrifter.Paul Peter Ewald Zur Begründung der Kristalloptik. Teil I, Ann. Phys. 49 1-38 (1916), as cited in Ewald – University of Pennsylvania.Paul Peter Ewald Zur Begründung der Kristalloptik. Teil II, Ann. Phys. 49 117-143 (1916), as cited in Ewald – University of Pennsylvania.Paul Peter Ewald Zur Begründung der Kristalloptik. Teil III, Ann. Phys. 54 519-597 (1917), as cited in Ewald – University of Pennsylvania. Enligt Ewald kom drivkraften för metoden från en skidsemester i Mittenwald, påskhelgen 1911. Det var Sommerfelds praxis att ta med sina studenter och assistenter på skidturer på vintern och bergsklättringsturer på sommaren, där fysikdiskussionerna var lika svåra som den fysiska ansträngningen under utflykterna.Jungnickel, Volume 2, 1990, p. 284, quoting from references given in Footnote 100 on the page. Ewald hade problem med att subtrahera testdipolfältet från sina beräkningar. Lösningen gavs av Sommerfelds assistent och tidigare doktorand, Peter Debye, i en diskussion som inte tog mer än 15 minuter. Ewalds artikel har citerats flitigt i litteraturen såväl som i vetenskapliga böcker, såsom Dynamical Theory of Crystal Lattices,Max Born and Kun Huang Dynamical Theory of Crystal Lattices (Oxford, Clarendon Press, 1954) av Max Born och Kun Huang.Ewald – University of Pennsylvania.
Karriär När Erwin Schrödinger meddelade att han lämnade sin tjänst som extraordinär professor vid Technische Hochschule Stuttgart för att studera vid universitetet i Breslau, kallades Ewald och accepterade tjänsten 1921. År 1922 kallades han till universitetet i Münster. Ewald använde erbjudandet för att förbättra sin tjänst vid Stuttgart till ordinarie professor. Även om Ewald nominellt befordrades till ordinarie professor, behölls den etablerade tjänsten faktiskt som en extraordinär professur.Ewald – ITAP University of Stuttgart.
Från 1922 arbetade Erwin Fues, även han en tidigare doktorand vid Sommerfeld, på forskarnivå vid Technische Hochschule i Stuttgart under Ewald och avslutade sin rehabilitering 1924. Samma år blev Ewald också medredaktör för Zeitschrift für Kristallographie. År 1929 fick han en kallelse till Technische Hochschule Hannover. Återigen använde han denna kallelse för att förbättra sin position i Stuttgart genom att förhandla om en andra assistent, en permanent omvandling av hans tjänst till ordinarie professor och en separat byggnad för sina aktiviteter. Byggnaden öppnades formellt 1930 som Institutet för teoretisk fysik, med Ewald som chef. Institutet var modellerat efter Sommerfelds Institutet för teoretisk fysik i München, i det att det skulle bedriva teoretiskt arbete samt ha utrymme och utrustning för experimentellt arbete.Ewald 50 Years of X-Ray Diffraction Chapter 20, pg. 460. År 1931 utnämndes Ewald till chef för avdelningen för fysikvetenskap.Ewald – IURC. Stuttgart honors Ewald.Ewald – University of StuttgartEwald – ITAP University of Stuttgart
I Göttingen hade Richard Courant tagit Hilberts föreläsningsanteckningar som fanns tillgängliga i Lesezimmer, redigerat dem och kompletterat dem för att skriva ett verk i två volymer. Den första volymen, Methoden der mathematischen Physik I, publicerades 1924.Richard Courant and David Hilbert Methoden der mathematischen Physik I (Springer, 1968); [English translation: Richard Courant and David Hilbert Volume 1, Methods of Mathematical Physics (Wiley-Interscience, 1989); ]. När Ewald såg boken kände han sig tvungen att skriva en detaljerad recension där han beskrev den som att den tillhandahöll matematiska verktyg, karakteriserade av egenvärden och egenfunktioner, för den teoretiska fysiken som då utvecklades.Paul Peter Ewald Ein Buch über mathematische Physik: Courant-Hilbert, Naturwiss. 13 384-387 (1925). This article was published in the 1 May 1925 issue. – This reference cited in: Mehra, Volume 5, Part 2, 2001, pp. 582-583 and 897.
Courant-Hilbert-boken innehöll av en slump den matematik som krävdes för utvecklingen av Heisenberg-Borns matrismekanikformulering av kvantmekanik och även för Schrödingers vågmekanikformulering, båda presenterade 1925. Huvudfokus i Ewalds arbete var röntgenkristallografi, och Ewald var eponymen för Ewald-konstruktionen och Ewald-sfären, båda användbara konstruktioner inom det området.Ewaldkugle
År 1929, för att undanröja förvirring kring den ökade mängden kristallografiska data, föreslog Ewald en granskning och samling av de bästa uppgifterna i en enda publikation. Resultaten publicerades 1935 som Internationale Tabellen zur Bestimmung von Kristallstrukturen. Ett annat bidrag av Ewald, publicerat 1931, Strukturbericht volym I (1913-1928), redigerades av Ewald och C. Hermann.Vol. I: Strukturbericht 1913-1928, P. P. Ewald and C. Hermann, editors (Akademische Verlagsgesellschaft M.B.H., Leipzig, 1931). After 1939, the reports were published in the United States under the name Structure Reports. See Strukturbericht .
Ewald valdes till rektor i Stuttgart 1932. På grund av ökande svårigheter med fakultetsmedlemmar som var medlemmar i nationalsocialismen i Tyskland avgick han dock från sin tjänst våren 1933,Adolf Hitler had become Chancellor on 30 januari 1933. ett år innan hans mandatperiod skulle löpa ut. Ewald fortsatte med sina andra aktiviteter. Men på grund av ökande problem med Dozentenbund,The Dozentenbund was an association of National Socialist lecturers at Stuttgart. bad Wilhelm Stortz, universitetets rektor, Ewald att lämna.Ulrich Dehlinger succeeded Ewald. Han emigrerade till England 1937 tillsammans med sin mor, målaren Clara Ewald, och tog en forskartjänst i Cambridge, tills han erbjöds och accepterade en lektorstjänst vid Queen's University Belfast 1939. Han blev senare professor i matematisk fysik.
Mot slutet av andra världskriget var Ewald också orolig för att fred skulle resultera i etableringen av flera konkurrerande nationella tidskrifter för kristallografi. Så 1944, i Oxford, föreslog han inrättandet av en internationell union för kristallografi (IUCr) som skulle ha ensamt ansvar för att publicera kristallografisk forskning. År 1946 valdes han till ordförande för den provisoriska internationella kristallografiska kommittén, vid ett möte i London för kristallografer från 13 länder. Han tjänstgjorde i denna egenskap fram till 1948, då unionen bildades. Kommittén nominerade honom också till redaktör för tidskriften som skulle publiceras av unionen. Det första numret av Acta Crystallographica publicerades 1948, samma år som Ewald var ordförande för IUCr:s första generalförsamling och internationella kongress, som hölls vid Harvard University.Ewald Prize, iucr.org. Accessed 5 september 2022.
År 1952 valdes Ewald till ordförande för American Crystallographic Association. Han tjänstgjorde i IUCr:s verkställande kommitté från dess grundande fram till 1966, och han var dess vice ordförande 1957 och ordförande 1960, en position han innehade fram till 1963. Hans redaktörskap för dess tidskrift Acta Crystallographica sträckte sig från starten 1948 till 1959.