Чтение онлайн

Великие русские ученые всегда были великими просветителями – такова была их божественная миссия на родной земле.

В 1872 г. ученый защитил докторскую диссертацию «Исследование о функции намагничения мягкого железа», посвященную изучению магнитных свойств железа. И уже в следующем году был утвержден в должности ординарного профессора Московского университета.

Следует сказать, что тогда электротехники как науки еще не было. Вот почему очень важно было разработать теорию работы электрических машин, установить закономерности в намагничивании железа и его сплавов. Во время работы над диссертацией для выполнения исследований Столетов уезжал на полгода за границу в лабораторию профессора Кирхгофа (как легко, скажете вы, было пополнять знания маститым иностранным коллегам за счет неустанной работы молодых коллег из других стран, проводимой под присмотром хозяев). В те времена для проведения экспериментальных исследований физики часто уезжали за границу. Оттого и хлопотал Александр Григорьевич, чтобы дома наконец появилась своя лаборатория, и его настойчивые просьбы увенчаются успехом в том же значимом для ученого 1872 году.

В лаборатории немецкого физика русский ученый на опыте установил, что коэффициент, характеризующий способность железа намагничиваться, постоянен. По мере возрастания магнитного поля быстро растет коэффициент, однако в определенный момент, когда железо «насыщается», намагничивание железа перестает нарастать. В конце этой своей работы Столетов писал: «…изучение функции намагничения железа может иметь практическую важность при устройстве и употреблении, как электромагнитных двигателей, так и тех магнитноэлектрических машин нового рода, в которых временное намагничение железа играет главную роль (снаряды Н. Уайльда, Сименса, Ладда и др.). Знание свойств железа относительно временного намагничения так же необходимо здесь, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин. Только при таком знании мы получим возможность обсудить a priori наивыгоднейшую конструкцию подобного снаряда и наперед рассчитать его полезное действие».

Работа по измерению соотношения электромагнитной единицы количества электричества по отношению к электростатической, которая согласно теории английского физика Максвелла, должна быть равна скорости света, была предложена Столетовым по новому методу. Метод получил одобрение Максвелла и даже, по его словам, был признан как самый надежный способ для определения этой величины.

Генрих Рудольф Герц

Результаты исследования Столетова и методика изучения магнитных свойств, созданная им, повлияли на развитие электротехники.

Вильгельм Гальвакс

Диссертационная работа, распахнувшая широкие горизонты и перед наукой, и перед техникой, сделала ее автора всемирно известным ученым. В 1874 г. Столетова пригласили на торжества по поводу открытия физической лаборатории при Кембриджском университете; в 1881 г. он представлял Русскую Науку на I Всемирном конгрессе электриков в Париже. На конгрессе по его предложению была утверждена единица электрического сопротивления – ом, а также эталон сопротивления. Тогда же, на электрической выставке в Париже физическая лаборатория Столетова удостоилась «Диплома сотрудничества». Постепенно росла и ширилась слава о русском физике; и, к слову, в 1889 г. А.Г. Столетова изберут вице-президентом международного конгресса.

В 1988 г. Столетов приступил к исследованию фотоэффекта, открытого за год до этого немецким физиком, одним из основателей электродинамики Генрихом Рудольфом Герцем (1857–1894). Эти исследования, продолжавшиеся два года, принесли Александру Григорьевичу мировую славу и явились вершиной его научного творчества.

26 февраля того же года в лаборатории Московского университета Столетов осуществляет свой знаменитый опыт – заставляет свет порождать электрический ток.

Установка Столетова выглядела следующим образом: цинковый диск, присоединенный к отрицательному полюсу батареи, стоял напротив диска металлической сетки, от которой шел провод к положительному полюсу. Цепь была разомкнута воздушным промежутком между диском и сеткой. Ток не шел; светлый зайчик, отбрасываемый зеркальцем гальванометра, включенного в цепь батареи, стоял на нулевой отметке шкалы. Но когда экспериментатором свет был брошен на диск электрической дуги, зайчик тотчас же пробежал по шкале. Так в цепи возник электрический ток! Эта установка явилась первым фотоэлементом – прибором, отзывающимся на свет появлением электрического тока.

Исследуя явление порождения светом электрического тока, А.Г. Столетов установил все его основные законы. К примеру, закон о пропорциональности между фототоком и интенсивностью падающего света.

Открытие этого закона на Западе приписывают немецкому физику Гальваксу.

Вильгельм Гальвакс (Хальвакс; 1850–1922) безусловно, талантливый ученый, он впервые показал, что металлы под воздействием ультрафиолетового излучения теряют отрицательный заряд. Однако первенство в открытии закона о пропорциональности между фототоком и интенсивностью падающего света принадлежит уму и таланту А.Г. Столетова.

Исследования русского ученого примечательны и тем, что в физике того времени еще не были известны электроны, поток которых и создавал ток между диском и сеткой. Электроны, названные ученым «атомами электричества», были официально открыты уже после его смерти.

Теоретическое объяснение законов фотоэффекта, экспериментально полученных Столетовым еще в конце 80-х гг. XIX в., будет дано А. Эйнштейном в ХХ в., в 1905 г.

Следует сказать, что на основе фотоэффекта были созданы фотоэлементы, нашедшие большое практическое применение. К примеру, вакуумная установка Столетова была прообразом электронных приборов, которые впоследствии работали в радиоприемниках, радиопередатчиках, в автоматических и телемеханических устройствах, в локаторах.

Как напишут современные авторы, популяризирующие открытия отечественных ученых, «крохотный фотоэлемент вдруг неожиданно превратился в могучего богатыря, спасающего от электрической гибели космические корабли и протягивающего руку помощи большой земной энергетике… /Применяемые фотоэлементы реагируют на видимый свет и даже на инфракрасные лучи. На заводе фотоэлемент почти мгновенно останавливает мощный пресс, если рука человека оказывается в опасной зоне. С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука, записанного на кинопленке. /Кроме фотоэффекта, называемого внешним фотоэффектом, разнообразные применения находит внутренний фотоэффект в полупроводниках. Это явление используется в фоторезисторах-приборах, сопротивление которых зависит от освещенности. Пока же полупроводниковые фотоэлементы применяются в основном для измерения интенсивности света, а также для целей автоматики, сигнализации и телеуправления. А также это кремневые солнечные батареи используются, в частности, для обеспечения энергией искусственных спутников земли и космических кораблей».

Разработанный Александром Григорьевичем Столетовым метод исследования электрических явлений в разреженных газах помог супругам Кюри открыть радиоактивные элементы.

Музей братьев Столетовых в городе Владимире расположился во флигеле их бывшего дома. Здесь жили Николай Григорьевич и Александр Григорьевич Столетовы, первый из них стал генералом, освободившим Болгарию от Османского ига, а второй – физиком с мировым именем

Именно эти исследования русского ученого повлекли за собой грандиозные открытия: открытие электронов, радиоактивности, рентгеновских лучей. Переосмысление законов фотоэффектов привело к созданию квантовой теории, согласно которой свет может вести себя как поток особых частиц – фотонов. Квантовая и электронная теории стали, в свою очередь, основой для исследования мира атомов и элементарных частиц (электронов, протонов, фотонов).

Как и многие его коллеги из рядов русских ученых-педагогов, Столетов читал искуснейшие лекции, привлекая в ряды почитателей и искренних приверженцев науки все новые молодые кадры. Его лекции по опытной физике отличались обилием материала и красочностью изложения. Он всегда успевал ознакомить студентов с последними научными новостями. Александр Григорьевич даже вел отдельные вечерние лекции для любознательных.