Творцы точных наук. Русские физики. А.И.Садовский, А.А.Эйхенвальд

«Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой  науки и техники.

Русские физики создали множество замечательных теорий, правильность которых была подтверждена впоследствии новыми методами наблюдения и эксперимента.

В стремлении открыть истину передовые русские ученые, намного опережая свое время, не раз восставали против принятых в их время теорий, смело прокладывали дорогу новому.

Замечательные образцы научного предвидения содержатся в трудах русского физика Александра Ивановича Садовского.  В конце прошлого века Садовский на основании теоретических соображений указал, что свет, поляризованный по кругу или эллипсу, может оказывать вращательное действие. Природа света и обычного и поляризованного одна и та же. Всякий свет — это электромагнитные волны. Но в поляризованном свете эти волны ведут себя не так, как в свете обычном, в котором плоскость волны беспрерывно   беспорядочно поворачивается вокруг направления светового луча.

В плоскополяризованном свете плоскость волн неизменна. Синусоида, которой изображается волна, располагается в плоскости, не меняющей своего положения.

В свете, поляризованном по кругу или эллипсу, плоскость волны меняет свое положение, но уже по строгому закону. Плоскость волны равномерно вращается вокруг луча. Синусоида волн такого света летит вперед, как бы ввинчиваясь в пространство. Свет, поляризованный по кругу и эллипсу, получают из плоскополяризованного света, пропуская его через специальные пластинки, вырезанные из трехосных кристаллов.

Садовский показал, что при этом процессе свет стремится повернуть  пластинку в сторону, противоположную направлению вращения плоскости волн получающегося поляризованного света.

Если же, показал далее Садовский, бросить свет, уже поляризованный по кругу, на другую кристаллическую пластинку должной толщины, он стремится привести ее в непрерывное вращение в ту же сторону, куда вращается плоскость его волны.

Садовский не только предсказал эффект вращательного действия  света. Он точнейшим образом рассчитал величину этого предполагаемого эффекта. Свои исследования Садовский предложил как диссертацию на соискание ученой степени. Но официальная наука забраковала его труд. Однако развитие физики доказало правоту прозрений, содержавшихся в отвергнутой диссертации Садовского.  Эффект, предсказанный им, был впоследствии обнаружен на опыте.

Работа Садовского, как и исследования Лебедева, показывала, что свет ведет себя, как нечто материальное, имеющее массу.

Большой вклад в науку сделал выдающийся русский физик — современник и друг П. Н Лебедева — Александр Александрович Эйхенвальд.

Обладая изумительным талантом экспериментатора — умением так задать природе вопрос, что она вынуждена ответить на него точно, ясно и определенно, Эйхенвальд доказал ряд очень важных гипотез теории электричества.

Ученые предполагали, что электрический ток представляет собой движение электрических зарядов вдоль проводника.

Подтверждение этой гипотезы можно было получить, наблюдая бесспорное перемещение зарядов: двигая тело, на котором расположился неподвижный по отношению к нему заряд. С точки зрения теории, такой, так называемый конвекционный ток полностью подобен обычному току — току проводимости — и должен оказывать такие же действия, как и последний.

Попытки доказать тождественность этих токов проводились до Эйхенвальда. Однако достоверных результатов, подтверждающих теоретические расчеты, они не дали.

Только Эйхенвальду с помощью простого, но неотразимого в своей убедительности опыта удалось доказать, что конвекционный ток полностью подобен току, текущему в проводниках. Вращая диски, заряженные электричеством, ученый установил, что двигающиеся заряды рождают магнитное поле, и магнитная стрелка в их присутствии ведет себя точно так же, как в соседстве с проводником, по которому идет ток. В своем опыте Эйхенвальд сумел исключить влияние всех побочных факторов и получил результаты, полностью согласующиеся с теорией.

Следующим опытом русский ученый доказал, что магнитное поле может образовываться и так называемыми фиктивными зарядами, то есть зарядами, возникающими на поверхности диэлектрика при действии на него электрического поля.

Диэлектрик, как известно, при помещении его в электрическое поле, например в пространстве между пластинками конденсатора, поляризуется — в нем происходит смещение разноименно заряженных частиц атомов или молекул. В результате такого смещения в атомах, лежащих на поверхности диэлектрика, заряды как бы проступают наружу

Поверхность, обращенная к положительной обкладке конденсатора, заряжается отрицательно, противоположная ей сторона диэлектрика — положительно

Вращая поляризованный диэлектрик, Эйхенвальд доказал, что и это явление подобно току проводимости. Только на этот раз магнитное поле состояло из суммы двух полей: одного, образованного движением положительного заряда, и другого, рожденного движением отрицательного заряда.

Третий опыт Эйхенвальд посвятил доказательству реальности так  называемых токов смещения. Теория утверждала, что изменения электрического поля должны порождать магнитное поле, то есть эти изменения можно уподобить некоему току. Эти токи — токи смещения — должны возникать и в диэлектриках и в вакууме (в эфире, как говорили некогда физики).

В диэлектрике, помещенном в переменное электрическое поле, токи смещения обусловлены колебаниями его внутриатомных зарядов.

Эйхенвальд вращал диск из диэлектрика между двумя конденсаторами с полями противоположных направлений. При этом в каждом участке диэлектрика заряды попеременно смещались то в одну, то в другую сторону. Как и во всех предыдущих опытах, предупредив возникновение погрешностей, ученый блистательно доказал, что магнитная стрелка в присутствии токов смещения отклоняется в полном согласии с теоретическими расчетами.

Последний опыт также имел огромное значение для теории. Не говоря о том, что этот опыт еще раз доказывал положение, что всякое движение электрического заряда эквивалентно току, доказательство реальности токов смещения было важно и потому, что гипотеза о существовании этих токов привела в свое время к предсказанию электромагнитных волн.

Эйхенвальд был не только выдающимся ученым, но и прекрасным популяризатором науки и педагогом. Не одно поколение физиков воспиталось на замечательных учебниках «Электричество» и «Теоретическая физика», вышедших из-под пера ученого.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С. 30-32.