Открытия в области физики

В центре внимания русских физиков в первой половине XIX в. было изучение свойств электричества и физических явлений природы.

В начале века лучшим физическим кабинетом в России была лаборатория в медико-хирургической академии. Оборудование для нее закупалось правительством в признанных европейских центрах. Проводя в ней многочисленные эксперименты, В.В. Петров открыл электрическую дугу, которая стала применяться в металлургии и при освещении, он является создателем крупнейшей для своего времени гальванической батареи. В дальнейшем ученый изучал химическое действие тока, электропроводность, люминесценцию, электрические явления в газах. В 1803 г. он издал первое русское руководство по гальванизму, содержащее описание его оригинальных опытов, идей и открытий — "Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4 200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии".

Так же в работах Михаила Васильевича Остроградского исследуется распространение тепла, волновое уравнение, теория упругости, электромагнетизм.

Среди ученых-физиков выделяется имя А. Г. Столетова, автора трудов по теории электричества, магнетизма и физической природы света. Ему принадлежит открытие первого закона фотоэффекта, благодаря его открытиям стало возможно телевидение.

Усилиями П.Н. Яблочкова и А.Н. Лодыгина в российской Империи появляются лампочки, П.Н. Яблочков изобрел дуговую лампу, «свечу Яблочкова». Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова. К другим изобретениям Яблочкова относится первый генератор переменного тока, он создал трансформатор переменного тока, впервые использовал статические конденсаторы в цепи переменного тока. А.Н. Лодыгин – изобретатель лампы накаливания, до сегодняшнего дня остающейся наиболее распространенным осветительным прибором, а А.С. Попов подарил русскому народу радиоприемник. Изобретение радиосвязи не было случайным, т. к. имело глубокие исторические корни (еще труды Ломоносова и Рихтера внесли вклад в мировую электротехническую систему), опиралось на хорошее электротехническое образование в России и отвечало потребностям быстро развивающегося русского флота. Памятны слова ученого: "Я — русский человек, и все свои знания, весь свой труд, все свои достижения я имею право отдавать только моей родине. Я горд тем, что родился русским. И если не современники, то, может быть, потомки наши поймут, сколь велика моя преданность нашей родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи." (Радовский М.И. Александр Попов. – М.: Молодая гвардия, 2009, С. 75).

Н.П. Петров - создатель гидродинамической теории трения, дал математическую трактовку этой теории, предложил методы количественного определения коэффициентов трения. Результаты его работ оказали влияние на дальнейшее развитие машиностроения, легли в основу современных представлений о трении и изнашивании.

В 1880-е годы в России была построена первая электростанция, в быт входит телеграф (электромагнитный), который создал российский ученый-электротехник П.Л. Шиллинг. Этот первый в истории прибор имел стрелочную индикацию передаваемых по электрическим проводам сигналов, которые легко расшифровывались в буквы оператором приёмного телеграфного аппарата, согласно разработанной Шиллингом специальной таблице кодов. П. Л. Шиллинг также известен как разработчик метода электрического подрыва мин.

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух

И Опыт, сын ошибок трудных,

И Гений, парадоксов друг,

И Случай, бог изобретатель…

Ряд исследователей полагают, что эти пушкинские строки посвящены его другу физику, востоковеду, криптографу и литографу П.Л. Шиллингу.

Разработкой телеграфа также занимался Б.С. Якоби. Он сконструировал телеграфный аппарат синхронного действия с непосредственной (без расшифровки) индикацией в приёмнике передаваемых букв и цифр и первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат, руководил строительством первых кабельных линий в Санкт-Петербурге и между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Научно-техническое творчество учёного было многообразным: изобрёл ряд приборов для измерения электрического сопротивления, названных им вольтагометром и электродвигатель «для приведения в действие мельницы, лодки или локомотива».

Н.А. Умов - русский физик, работы которого посвящены теории колебательных процессов, электричеству, оптике, земному магнетизму, молекулярной физике. Создал учение о движении энергии, в котором впервые ввел понятие о скорости и направлении движения энергии, потоке энергии, плотности энергии в данной точке среды. Решил задачу о распределении электрических токов на поверхности любого типа (1875). Раскрыл физический смысл многих сложных формул Гаусса в теории земного магнетизма, что дало возможность определить вековые изменения земного магнетизма.

Н.Е. Жуковский - основоположник гидро- и аэродинамики, был общепризнанным главой прикладного направления в математике, занимался механикой, профессор Московского университета, чл.-корр. Петербургской АН, в течение многих лет руководил Московским математическим обществом. Его магистерская диссертация "Кинематика жидкого тела" (1876) явилась введением в общий курс гидромеханики, докторская диссертация "О прочности движения" (1882) — подступом к проблемам движения твердого тела, заключающего в себе жидкие массы. Методы, разработанные ученым в труде "О движении твердого тела, имеющего полости, наполненные однородной капельной жидкостью" (1885), дали возможность решать задачи в области астрономии и баллистики. Им был открыт закон, определяющий подъемную силу крыла самолета, разработана вихревая теория воздушного винта (винты Жуковского — "винты НЕЖ"), положено начало теории бомбометания с аэропланов. По его инициативе при Московском университете была построена первая в России аэродинамическая труба (1902). Вот как характеризует Н.Е. Жуковский себя: «Когда человек прошел уже большую часть своего жизненного пути, тогда перед его умственным взором невольно встает то, что составляло главное содержание его жизни. Для меня главный жизненный интерес сосредоточен на излюбленной мною науке – механике.» (Голубев В.В. Николай Егорович Жуковский. – Изд. бюро новой техники НКАП, М., 1941).

К Э. Циолковский - пионер ракетодинамики и учения о межпланетных сообщениях. "Ракета для меня только способ, только метод проникновения в глубину космоса...", — писал К. Э. Циолковский, с именем которого связано развитие ракетной и космической техники. Оставил большое научное наследие: разработал первую принципиальную схему реактивного межпланетного корабля (1883), обосновал конструкции управляемого аэростата с цельнометаллической оболочкой (1886), форму и устройство самолета (1894), положил начало теории реактивных летательных аппаратов. Им впервые была решена задача посадки космического аппарата на поверхность планет, лишенных атмосферы. О целях своей деятельности ученый писал: "Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизни, продвинуть человечество хоть немного вперед...", также очень интересны слова Циолковского в роли провидца: "Человечество не останется вечно на земле, но в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство." (Алексеева В.И. Константин Циолковский: размышления о жизни. - Дельфис. – 2001 - №26 (2), С.24-28).

П.Н. Лебедев - основатель первой русской научной школы физиков, организатор физической лаборатории, в которой действовал еженедельный научный семинар физиков-экспериментаторов (всего около 30 человек), — был замечательным ученым. Работая в Московском университете, он на собственные средства создал экспериментальную установку, с помощью которой впервые получил миллиметровые электромагнитные волны (1895). Обнаружил и измерил давление света на твердое тело, подтвердив количественно теорию Максвелла, о чем сообщил на международном конгрессе физиков в Париже. Это был триумф экспериментального искусства того времени. Известному английскому физику лорду Кельвину (Уильяму Томсону) принадлежат следующие слова: «Я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами.» (Лазарев П.П. К двадцатипятилетию со дня смерти П.Н. Лебедева. - УФН, 17, вып.4, 1937, С.405-420). П.Н. Лебедев измерил также давление света на газы и исследовал природу земного магнитного поля.