Наука и техника: прошлое и настоящее

Памятные даты

8 февраля. 175 лет тому назад родился русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев. Работал преимущественно в области химии, а также физики, метрологии, метеорологии и др. Открыл (1869) один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов – и на его основе создал Периодическую таблицу химических элементов. Исправил значения атомных весов многих элементов (бериллия, индия, урана, тория, церия и др.), предсказал существование и свойства новых, ещё не открытых элементов (галлия, германия, скандия) и вычислил приблизительно их атомные веса. Дальнейшие открытия блестяще подтвердили периодический закон Менделеева, ставший основой современного учения о веществе. Предсказал существование критической температуры (1860), обобщив уравнение Клапейрона, нашёл (1874) общее уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона–Менделеева). Сконструировал барометр. Осуществил (1887) без пилота полёт на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения и изучения верхних слоёв атмосферы. В области метрологии разработал физическую теорию весов, конструкции коромысла и арретира, точные приёмы взвешивания и др. Впервые выдвинул (1888) идею подземной газификации угля. Именем Д.И.Менделеева назван 101-й элемент – менделевий.

10 февраля. 115 лет тому назад родился советский физик-теоретик Яков Ильич Френкель. Основные труды относятся к электронной теории металлов, ферромагнетизму, кинетической теории жидкости, ядерной физике, электродинамике, физике твёрдого тела и др. Применив квантовую механику к электронной теории металлов, первым сформулировал основные концепции квантовой теории электропроводности, установил основное положение современной электронной теории о том, что кинетическая энергия электронов проводимости в металлах практически не зависит от температуры, а определяется квантовыми условиями. Дал теорию движения атомов и ионов в кристаллах, ввёл понятие дефектов кристаллической решётки (дефекты по Френкелю, 1926) и понятие о подвижных дырках (дырочная проводимость), получил теоретическое выражение для электропроводности ионных кристаллов. Разработал (1931) теорию поглощения света твёрдыми диэлектриками и предложил идею экситонов. Отметил, что туннелирование как квантовое явление обусловливает протекание тока через контакт двух проводников, разделённых тонкой изолирующей прослойкой, и независимо от других применил (1932) представления о квантово-механическом туннелировании к рассмотрению выпрямления на контакте металл–полупроводник. Объяснил природу ферромагнетизма, разработав (1928) независимо от В.Гейзенберга первую квантово-механическую теорию ферромагнетизма, основанную на обменном взаимодействии электронами (коллективизированная модель). Совместно с Я.Г.Дорфманом построил (1930) теорию доменного строения ферромагнетиков. Ввёл представление о колебательно-поступательном движении молекул в жидкостях и построил кинетическую теорию жидкостей. Развил молекулярную теорию текучести твёрдых тел, теорию диффузии и вязкости. Первым ввёл (1936) понятие температуры возбуждённого атомного ядра и истолковал его распад как «испарение» частиц из «нагретого» ядра. Независимо от Н.Бора разработал (1936) капельную модель ядра и независимо от него и Дж.Уилера сформулировал (1939) основы теории деления тяжёлых ядер, предсказав спонтанное деление.

Выполнил также ряд астрофизических, биофизических и геофизических исследований. Развил теорию вырожденного релятивистского газа и применил её к проблеме строения звёзд, вычислил предел для массы стабильной звезды, вещество которой пребывает в вырожденном состоянии. Автор первых отечественных курсов теоретической физики: «Статистическая механика», «Электродинамика», «Волновая механика», «Курс теоретической механики на основе векторного и тензорного анализа», «Кинетическая теория жидкостей».

11 февраля. 170 лет тому назад родился американский физик-теоретик Джозайя Уиллард Гиббс. Основные работы лежат в области химической термодинамики и статистической механики, одним из основоположников которых он является. Разработал так называемые энтропийные диаграммы, играющие большую роль в технической термодинамике, показал (1871–1873), что трёхмерные диаграммы (треугольник Гиббса) позволяют представить все термодинамические свойства вещества. Работами «Графические методы в термодинамике жидкостей» и «Метод геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей» (1873) положил начало геометрической термодинамике. Заложил (1873–1878) основы химической термодинамики, в частности, разработал общую теорию термодинамического равновесия и метод термодинамических потенциалов, сформулировал (1875) общее условие равновесия гетерогенных систем – правило фаз, – построил общую теорию поверхностных явлений, получил уравнение, устанавливающее связь между внутренней энергией термодинамической системы и термодинамическими потенциалами. Разработал теорию капиллярности.

Развил общий подход, позволяющий выразить термодинамические свойства любой химической системы через микроскопические механические свойства молекул. Работой «Основные принципы статистической механики, излагаемые со специальным применением к рациональному обоснованию термодинамики» завершил (1902) создание классической статистической физики. С его именем связаны парадокс Гиббса, каноническое, микроканоническое и большое каноническое распределения Гиббса, адсорбционное уравнение Гиббса, уравнение Гиббса–Гельмгольца, уравнение Гиббса–Дюгема. Является также одним из создателей векторного исчисления в его современной форме. Ввёл понятие адсорбции.

14 февраля. 140 лет тому назад родился английский физик Чарлз Томсон Рис Вильсон. Работал в области молекулярной, атомной и ядерной физики. Открыл метод конденсации пара под действием различных агентов, показав (1897), что при определённых условиях каждый заряженный ион становится центром конденсации паров воды, так что присутствие ионов становится видимым для глаза. Исходя из этого, изобрёл (1912) прибор для наблюдения и фотографирования треков заряженных частиц – камеру Вильсона (Нобелевская премия, 1927). Пришёл (1900–1901) к мысли о существовании ионизирующего излучения, способного проникать через толстые слои грунта.

14 февраля. 105 лет тому назад родился русский астроном Борис Александрович Воронцов-Вельяминов. Работы посвящены нестационарным звёздам, туманностям, галактикам, кометам. Ещё будучи студентом Московского университета, организовал (1921) коллектив наблюдателей «Колнаб», в который входили известные впоследствии астрономы – П.П.Паренаго, Э.П.Мустель, В.В.Федынский, С.К.Всехсвятский и др. Впервые изучил (1930) распределение газов в голове кометы, доказал вращение ядра кометы. Предложил (1933) метод определения расстояний до планетарных туманностей, метод определения температур их ядер, разработал классификацию видимых форм планетарных туманностей, составил несколько каталогов этих туманностей. Результатами своих измерений блеска звёздных скоплений подтвердил существование поглощения в межзвёздной среде. Начиная с 1958 г., открыл 1200 систем галактик, демонстрирующих искажённые формы, перемычки и хвосты, и назвал их взаимодействующими. Опубликовал два атласа, содержащие фотографии нескольких сотен взаимодействующих галактик (1959, 1977). Вместе с сотрудниками составил и опубликовал (1961–1974) детальное описание морфологии 32 000 галактик.

Автор монографий «Галактические туманности» (1935), «Новые звёзды и газовые туманности» (1948), «Внегалактическая астрономия» (1972 и 1977), трудов «Очерки истории астрономии в России» (1956), «Очерки истории астрономии в СССР» (1960) и др. Многое сделал для популяризации астрономических знаний. Более тридцати лет проводил большую педагогическую работу по подготовке кадров учителей астрономии. Автор учебников и учебных пособий, в частности, учебника для средней школы «Астрономия», переиздававшегося многократно (последний раз в 2001 г.). Был весьма разносторонним человеком, путешественником – открыл и описал (1927–1928) новый ледник на Кавказе, ныне носящий его имя, литератором (сочинял стихи). Исследовал корни своего рода на протяжении тысячи лет, выявив родственные связи с А.С.Пушкиным и Дм.Донским.

19 февраля. 150 лет тому назад родился шведский физико-химик, один из основоположников физической химии Сванте Август Аррениус. Разработал (1887) теорию электролитической диссоциации (Нобелевская премия по химии, 1903). В химической кинетике исследовал скорость химических реакций, установил (1889) их зависимость от температуры (уравнение Аррениуса). Занимался также проблемами астрономии, астрофизики и биологии. Изучал солнечную корону, эволюцию звёзд и планет. Автор гипотезы панспермии о переносе зародышей жизни с одной планеты на другую.

24 февраля. 205 лет тому назад родился русский физик Эмилий Христианович Ленц. Основные работы лежат в области электромагнетизма. В 1833 г. установил правило определения направления электродвижущей силы индукции (закон Ленца), а в 1842-м (независимо от Дж.Джоуля) – закон теплового действия электрического тока (закон Джоуля–Ленца). Совместно с Б.С.Якоби впервые разработал методы расчёта электромагнитов в электрических машинах, установил существование в последних «реакции якоря». Открыл обратимость электрических машин. Изучал зависимость сопротивления металлов от температуры. Работал также в области геофизики. Принимал участие (1823–1826) в кругосветном путешествии на шлюпе «Предприятие», провёл важные геофизические исследования.

24 февраля. 160 лет со дня рождения русского физика Ивана Ивановича Боргмана. Работы посвящены электромагнетизм у, электрическим разрядам в газах, радиоактивности. Автор фундаментального труда по электромагнетизму «Основания учения об электрических и магнитных явлениях» (1893–1895). Последователь и пропагандист теории электромагнитного поля и молекулярно-кинетической теории. Совместно с А.Л.Гершуном открыл влияние рентгеновских лучей на электрический разряд. Одним из первых обнаружил (1904) радиоактивность русских целебных грязей. Создал ряд физических приборов. Много сделал для развития физики в России. Был первым выборным ректором Петербургского университета (с 1905 г., однако в 1910 г. в знак протеста против нарушения полицией прав студентов оставил эту должность), редактором первого русского физического журнала (1875–1900). В 1911 г. по его инициативе начато издание непериодического сборника «Новые идеи в физике».

25 февраля. 100 лет со дня рождения советского физика Льва Андреевича Арцимовича. Основные работы лежат в области атомной и ядерной физики, физики плазмы, управляемых термоядерных реакций. Совместно с А.И.Алихановым исследовал физику рентгеновских лучей, наиболее интересным было экспериментальное исследование отражения рентгеновских лучей от тонких слоёв металлов под очень малыми углами. Исследовал процессы взаимодействия быстрых электронов с веществом, получил данные о зависимости интенсивности тормозного излучения и полных потерь энергии от энергии быстрых электронов, которые подтвердили выводы и предсказания квантовой теории, что в то время имело принципиальное значение. совместно с И.В.Курчатовым доказал (1935) захват нейтрона протоном. Совместно с А.И.Алихановым и А.И.Алиханьяном доказал сохранение импульса при аннигиляции электрона и позитрона (1936), с И.В.Курчатовым исследовал закономерности поглощения медленных нейтронов ядрами различных веществ (1934–1941). Во время Великой Отечественной войны был эвакуирован в Казань, где занимался оборонной тематикой. Проводил теоретические исследования в области электронной оптики и излучения в бетатроне. Под его руководством впервые в нашей стране разработан электромагнитный метод разделения изотопов. Возглавляя (с 1950 г.) экспериментальные исследования по управляемому термоядерному синтезу, открыл (1952) нейтронное излучение высокотемпературной плазмы, установил (1956) нетермоядерную природу нейтронов. Руководил работой на термоядерных установках «Токамак», завершившейся получением физической термоядерной реакции. На установке «Токамак-4» были зарегистрированы первые термоядерные нейтроны (1968).

27 февраля. 105 лет тому назад родился советский физик и физико-химик Юлий Борисович Харитон. Работы относятся к ядерной физике, химической кинетике, физике горения и взрыва. Совместно с Я.Б.Зельдовичем впервые осуществил (1939–1941) расчёт цепной реакции деления урана. Выполнил исследования по теории самовоспламенения газовых смесей, теории детонации взрывчатых веществ. Сформулировал принцип определения критического диаметра заряда на основании сравнения времён протекания реакции и разлёта вещества, дал анализ механизма процессов взрыва и построил теорию детонационной способности взрывчатых веществ. Доказал существование критических условий окисления фосфора, что сыграло важную роль в развитии теории разветвлённых цепных реакций.

28 февраля. 125 лет тому назад родилась советский физик Александра Андреевна Глаголева-Аркадьева. Занималась исследованием коротких электромагнитных волн. Разработала новый метод генерации волн и сконструировала источник электромагнитного излучения (1922, массовый излучатель), получив (1923) волны длиной волны от 50 мм до 82 мкм. Тем самым было доказано существование волн нового спектрального интервала, перекрывающего промежуток между радио- и инфракрасным диапазонами.