Читати книгу 100 великих вчених, автор Самін Д
ЗМІСТ.
ЗМІСТ
У 1891 році Лебедєв повернувся до Москви і на запрошення А. Г. Столетова почав працювати в Московському університеті на посаді лаборанта. Але Петро Миколайович мав уже великий план наукової роботи.
Основні фізичні ідеї цього плану були надруковані молодим ученим у Москві, в невеликій замітці «Про відразливу силу променевих тіл». Починалася вона словами: «Максвел показав, що світловий чи тепловий промінь, падаючи на поглинаюче тіло, робить на нього тиск у напрямку падіння…» Дослідження світлового тиску стало справою всього, на жаль короткого, життя Петра Миколайовича: остання незакінчена робота цього великого експериментатора теж була присвячена тиску світла.
З теорії Максвелла випливало, що світловий тиск на тіло дорівнює щільності енергії електромагнітного поля. Експериментальна перевірка цього становища становила велику складність. По-перше, тиск дуже мало і потрібен надзвичайно тонкий експеримент для його виявлення, не кажучи вже про його вимір. І Лебедєв створює свою знамениту установку — систему легких і тонких дисків на підвісі, що закручується. Це були крутильні ваги з небаченою точністю. По-друге, серйозною перешкодою був радіометричний ефект: при падінні світла на тіло (тонкі диски у дослідах Лебедєва) воно нагрівається. Температура освітленої сторони буде більшою, ніж температура тіньової. А це призведе до того, що молекули газу від освітленої сторони диска будуть відкидатися з більшими швидкостями, ніж від тіньової. Виникає додаткова віддача, спрямовану той самий бік, як і світловий тиск, але у багато разів перевищує його. Крім того, за наявності різниці температур виникають конвекційні потоки газу. Все це требабуло усунути. Лебедєв з неперевершеною майстерністю найдосвідченішого експериментатора долає ці труднощі.
Платинові крильця підвісу були взяті завтовшки всього 0,01-0,1 мм, що призводило до швидкого вирівнювання температури. Вся установка була поміщена у найвищий доступний на той час вакуум. Петро Миколайович зумів зробити це дуже дотепно. У скляному балоні, де була установка, Лебедєв поміщав краплю ртуті і злегка підігрівав її. Ртутні пари витісняли повітря, що відкачується насосом. А після цього температура в балоні знижувалася, і тиск ртутних парів, що залишилися, різко зменшувався.
Кропотлива праця увінчалася успіхом. Попереднє повідомлення про тиск світла було зроблено Лебедєвим у 1899 році, потім про свої досліди він розповів у 1900 році в Парижі на Всесвітньому конгресі фізиків. У 1901 році в німецькому журналі «Аннали фізики» було надруковано його роботу «Дослідне дослідження світлового тиску». Робота отримала найвищу оцінку вчених і стала новим, блискучим експериментальним підтвердженням теорії Максвелла. В. Томсон, наприклад, дізнавшись про результати дослідів Лебедєва, у розмові з К. А. Тімірязєвим сказав: «Ви, можливо, знаєте, що я все життя воював з Максвеллом, не визнаючи його світлового тиску, і ось ваш Лебедєв змусив мене здатися перед його дослідами». Ф. Пашен писав Лебедєву: «Я вважаю Ваш результат одним із найважливіших досягнень фізики за останні роки».
До вражаючих слів цих видатних фізиків можна додати ще те, що доказ існування світлового тиску мав величезне філософське та світоглядне значення. Адже з факту існування тиску електромагнітних хвиль слідував дуже важливий висновок про те, що вони мають механічний імпульс, а значить, і масу. Отже, електромагнітне поле маєімпульсом і масою, т. е. воно матеріально, отже, матерія існує у формі речовини, а й у вигляді поля!
У 1900 році при захисті магістерської дисертації Лебедєву було присуджено ступінь доктора наук, минаючи ступінь магістра (рідкісний випадок в історії науки). 1901 року він стає професором Московського університету. Так за десять років роботи було пройдено шлях від лаборанта до професора, всесвітньо відомого своїми науковими працями.
1902 року Лебедєв виступив на з'їзді німецького астрономічного товариства з доповіддю, в якій знову повернувся до питання про космічну роль світлового тиску. В історичному огляді цієї доповіді Лебедєв нагадує гіпотезу Кеплера, який припустив, що відштовхування кометних хвостів Сонцем обумовлено тиском його променів на частинки хвоста. Дія світла на молекулу, зазначає Лебедєв, залежить від її вибіркового поглинання. Для променів, що поглинаються газом, тиск обумовлений законом Максвелла, промені, що не поглинаються газом, на нього не впливають. Лебедєв ставить завдання визначити тиск світла на гази.
На його шляху виявилися труднощі як експериментального, а й теоретичного характеру. Труднощі експериментального плану полягали в тому, що світловий тиск на гази набагато менше, ніж тиск на тверді тіла. Це означає, що потрібний ще тонший експеримент.
До 1900 року всі підготовчі роботи на вирішення найскладнішого завдання було виконано. Лебедєв наполегливо продовжує шукати шляхи її вирішення. І тільки в 1909 він робить перше повідомлення про отримані результати. За десять років копіткої праці збудовано не менше двадцяти приладів, довелося подолати, за словами Лебедєва, жахливі труднощі, через які він багато разів кидав цю роботу.
Робота вразиласвоєю майстерністю та результатом вчений світ. Лебедєв приймає привітання, сповнені здивування та захоплення його мистецтвом експериментування. Королівський інститут Англії обирає Петра Миколайовича своїм почесним членом.
Удосконаливши метод Герца, Лебедєв отримав найкоротші на той час електромагнітні хвилі завдовжки 6 мм (в дослідах Герца вони були 0,5 м) і довів їх подвійне променезаломлення в анізотропних середовищах.
Слід зауважити, що прилади нашого вченого були настільки малі, що їх можна носити в кишені. Наприклад, генератор електромагнітних хвиль Лебедєва складався з двох платинових циліндриків, кожен по 1,3 мм завдовжки та 0,5 мм у діаметрі. Дзеркала Лебедєва мали висоту 20 мм, а ебонітова призма для дослідження заломлення електромагнітних хвиль була висотою 18 мм, шириною 12 мм і важила близько 2 г. Нагадаємо, що призма Герца для цієї ж мети важила 600 кг. Мініатюрні прилади Лебедєва завжди викликали захоплення фізиків-експериментаторів.
Лебедєв глибоко цікавився проблемами астрофізики, активно працював у Міжнародному союзі з дослідження Сонця, написав ряд статей про дисперсію міжзоряного середовища. Відкриття Хейлом магнетизму сонячних плям звернуло увагу на дослідження магнетизму обертання.
В останні роки життя його увагу привернула проблема ультразвуку. Цими питаннями займалися його учні В.Я Альтберг та Н. П. Неклепаєв. Сам Лебедєв написав замітку "Гранична величина коротких акустичних хвиль". Його учні П. П. Лазарєв та А. К. Тімірязєв досліджували явище внутрішнього тертя у розріджених газах.
У Лебедєва взагалі було багато учнів. Якщо першій половині дев'яностих років їх вимірювалася одиницями, то до 1905 року їх стало понад тридцять людина: П. П. Лазарєв, У. До. Аркадьєв, З. І.Вавілов, Т. П. Кравець, А. К. Тимірязєв та багато інших. Засвоївши методи та стиль роботи свого вчителя, вони продовжували його шляхетну справу. Успіхи вітчизняної фізики багатьом завдячують школі Лебедєва. Щоб керувати науковою школою, треба мати не тільки організаторські здібності, а й бути виключно ерудованим та різнобічним вченим. Таким і був Лебедєв.