Чтение онлайн

Французские физики. Первоначально Франция принимала весьма слабое участие в работах по исследованию динамического электричества; тем не менее физика сделала большой шаг вперед, и именно в этой области прежде всего сказался научный метод, созданный реформой преподавания в Политехнической школе.

Франция насчитывает целый ряд выдающихся физиков в эту эпоху; Малюс, Био, Каньяр де Латур [113] , Френель, Гой-Люссак, Дюлонг, Араго, Беккерель, Пети, — все эти ученые были воспитанниками Политехнической школы.

Малюс (1776–1812), офицер, служил в инженерных войсках в Египте и там же, в своей палатке, в которой поправлялся после болезни, начал заниматься изучением теории света. Продолжая числиться на службе, он вместе с тем исполнял обязанности экзаменатора в Политехнической школе (1805). В 1807 году Малюс уже опубликовал два важных мемуара; в 1808 году, наблюдая отражение солнца в окнах Люксембургского дворца при помощи двупреломляющей призмы, он заметил, что интенсивность изображения диска, доходя до полного исчезания, разнится в зависимости от угла наклонения отраженного угла. Отсюда он заключил, что отражение сообщает свету особое свойство; это свойство (поляризацию) Малюс объяснил с точки зрения господствовавшей в то время теории истечения и точно определил все законы, которым оно подчиняется. Таким образом, простое наблюдение из окна дома на улице Анфер привело к открытию бесчисленного множества явлений, дотоле абсолютно неизвестных, а между тем в наше время ими постоянно пользуются для определения минералов, горных пород, состава жидкостей и даже газов.

Малюс умер от болезни легких, его открытие довел до конца Араго (1786–1853). Молодой астроном, вернувшись из Испании, сразу сделался членом Института и проявил блестящую деятельность во всех отраслях науки. В 1811 году он занялся проверкой законов Малюса при помощи трубки Рошона [114] , имевшейся в обсерватории. Объектив этой трубки был сделан из горного хрусталя. До Араго ни один астроном не подумал направить трубку Рошона на землю, а между тем Араго благодаря этому установил факт, что два изображения, отраженного солнечного диска окрашиваются в дополнительные цвета. Таким образом была открыта хроматическая поляризация.

Био (1774–1862), с 1803 года член Института в качестве геометра и профессор физики в Коллеж де Франс, занял впоследствии кафедру астрономии в Сорбонне. В 1816 году ой сделал капитальное открытие в области физики: он нашел, что некоторые вещества обладают, способностью вращать плоскость поляризации. Этим открытием Био воспользовался для анализа сахарных растворов.

Френель (1788–1827), инженер путей сообщения, преобразовал всю математическую оптику. Он опроверг гипотезу истечения и вернулся к волнообразной теории. Однако лишь в 1815 году, находясь в период Ста дней в опале как роялист, Френель [115] посвятил свои невольные досуги опытам с радужными полосами, получающимися при диффракции; в этой области он не пошел дальше англичанина Томаса Юнга, который успел добиться того же в 1803 году.

Гей-Люссак (1778–1850) и Дюлонг (1785–1828) — оба профессиональные химики. Первый готовился в инженеры путей сообщения, когда Бертолле, возвратившийся из Египта, взял его к себе в лабораторию. Вскоре он сделался репетитором, а потом и профессором химии в Политехнической школе Состояние здоровья не позволило Дюлонгу поступить в артиллерию, и он стал врачом, но главным образом занимался химией. Бертолле и его взял к себе в Аркейльскую лабораторию (1811). Дюлонг открыл хлористый азот, но это ему стоило сначала пальца, а потом и глаза. Около этого же времени он поступил адъюнкт-профессором в Нормальную школу.

Однако в эту эпоху химикам предстоял ряд исследований чисто физического характера. Классификация газов и постепенное увеличение числа их вследствие выделения новых элементов или открытия новых соединений вызывали необходимость изучения их нехимических свойств. Надо было определить плотности газов, коэффициент расширения, теплоемкость. Те же вопросы выдвигались и относительно паров; изучение же плотности паров было тем более важно, что водяной пар уже получил механическое применение. Необходимо было вывести общие законы и по возможности связать физические свойства с химическими.

В 1802 году Гей-Люссак начал с того, что установил практически важный, хотя и не строго точный закон, что расширение газов не зависит от их давления и что коэфициент расширения газов есть величина постоянная. Этот закон Гей-Люссак распространил на пары и впоследствии доказал, что плотность паров одинакова в пустоте и в газообразных смесях. Он изучил также явление охлаждения газов вследствие расширения и посредством опыта с двумя шарами (1807) заложил одну из важнейших экспериментальных основ механической теории теплоты [116] .

Проверив на опыте законы капиллярности, теоретически установленные Лапласом, Гей-Люссак в 1804 году совершил два знаменитых полета на воздушном шаре с целью научного исследования атмосферы. В первый раз он и Вио поднялись на высоту только 4000 метров, но во второй раз он один поднялся на высоту 7000 метров.

В 1806 году Гей-Люссак и Гумбольдт произвели многочисленные опыты точного анализа воды и установили простое отношение объемов обоих газов, входящих в ее состав. Дальнейшие опыты были прерваны поездкой в Италию, предпринятой обоими учеными. В Италии Гей-Люссак занимался изучением явлений магнетизма. Лишь в 1808 году, будучи уже два года членом Института, Гей-Люссак решился провозгласить закон, справедливо носящий его имя, — что объемы химического соединения и составных его частей в газообразном состоянии находятся в простом отношении. Так впервые было установлено численное соотношение между физическим свойством тела (плотностью) и химическим. Второй закон этого рода открыли Дюлонг и Пети [117] .

Академия наук в 1811 году поставила на конкурс вопрос о теплоемкости газов. В 1813 году Академия присудила награду Ларошу и Берару, изобревшим метод определения коэфициента теплоемкости при постоянном давлении; впрочем, они не добились окончательных результатов; В 1815 году Академия поставила на конкурс вопрос об охлаждении. Дюлонг и Пети сообща занялись ими выполнили капитальную работу. Произведя по заранее намеченной программе ряд опытов при постоянном объеме, они установили закон равенства теплоемкости при равенстве объемов для всех простых газов.

Английские физики и химики: Дальтон и Дэви. Блестящая школа французских физиков могла найти соперников только в Англии.

Благодаря почти непрерывной войне между обоими государствами одни и те же научные вопросы, возникавшие по обе стороны Ла-Манша, разрабатывались самостоятельно с обеих сторон, и первенство в открытиях часто служило предметом споров, хотя независимость исследователей не подлежала сомнению.

Мы уже указали, что Томас Юнг (1773–1829), врач, занимавшийся самыми разнообразными исследованиями, выставил против теории истечения серьезное возражение, доказав, что при известных обстоятельствах два световых интерферирующих луча производят темноту. Это было исходным пунктом работ Френеля, который долгое время не знал о работах Юнга. В то же время Даниэль Брьюстер (Brewster, 1781–1868), изобретатель калейдоскопа (1819), получил результаты, приблизительно совпадавшие с результатами исследований Био и Араго по поляризации.

Существование темного теплового спектра было открыто в 1801 году астрономом Вильямом Гершелем, а невидимый химический спектр (действие на хлористое серебро) был обнаружен Волластоном.

Румфорд (1753–1814) и Лесли (1766–1828) известны своими работами и открытиями в области теплоты, но все эти имена бледнеют перед именами химиков Дальтона (1766–1844) и Дэви (1778–1829). Первый известен как основатель атомной теории, заслуживающей особого изложения.

Мысль о том, что сложное тело должно характеризоваться строго определенными весовыми отношениями составляющих его элементов, кажется столь естественной, что даже непонятно, почему этот вопрос не мог возникнуть раньше. Но если при определенных отношениях в случае двух аналогичных соединений, например, в сернокислом калии и натрии, на одно и то же весовое количество серной кислоты приходятся известные количества калия и натрия, которые могут заместить друг друга, то количества эти эквивалентны, т. е. химически равнозначны. Далее, производя замещения всевозможными способами, нужно заключить, что всякое тело с химической точки зрения определяется относительным весовым количеством, обозначающим его эквивалентность по крайней мере в ряду произведенных замещений.