Герца в область электродинамики, считая ее наиболее запутанной.
Герц принимается за решение поставленной задачи, рассчитанное на 9
месяцев. Он сам изготовляет приборы и отлаживает их. При работе над первой
проблемой сразу же выявились заложенные в Герце черты исследователя:
упорство, редкое трудолюбие и искусство экспериментатора. Задача была
решена за 3 месяца. Результат, как и ожидалось, был отрицательным. (Сейчас
нам ясно, что электрический ток, представляющий собой направленное движение
электрических зарядов (электронов, ионов), обладает кинетической энергией.
Для того чтобы Герц мог обнаружить это, надо было повысить точность его
эксперимента в тысячи раз.) Полученный результат совпадал с точкой зрения
Гельмгольца, хотя и ошибочной, но в способностях молодого Герца он не
ошибся. «Я увидел, что имел дело с учеником совершенно необычного
дарования», — отмечал он позднее. Работа Герца была удостоена премии.
Вернувшись после летних каникул 1879 г., Герц добился разрешения
работать над другой темой: <0б индукции во вращающихся телах», взятой в
качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он
предполагал завершить ее за 2—3 месяца, защитить и получить поскорее звание
доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и
воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Зашита прошла успешно, и
ему присудили степень доктора с «отличием» — явление исключительно редкое,
тем более для студента.
С 1883 по 1885 г. Герц заведовал кафедрой теоретической физики в
провинциальном городке Киле, где совсем не было физической лаборатории.
Герц решил заниматься здесь теоретическими вопросами. Он корректирует
систему уравнения электродинамики одного из ярких представителей
дальнодействия Неймана. В результате этой работы Герц написал свою систему
уравнений, из которой легко получались уравнения Максвелла. Герц
разочарован, ведь он пытался доказать универсальность электродинамических
теорий представителей дальнодействия, а не теории Максвелла. «Данный вывод
нельзя считать точным доказательством максвелловской системы как
единственно возможной», — делает он для себя, по существу, успокаивающий
вывод.
В 1885 г. Герц принимает приглашение технической школы в Карлсруэ, где
будут проведены его знаменитые опыты по распространению электрической силы.
Еще в 1879 г. Берлинская академия наук поставила задачу: «Показать
экспериментально наличие какой-нибудь связи между электродинамическими
силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков». Предварительные
подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект будет очень мал даже при
самых благоприятных условиях. Поэтому, видимо, он и отказался от этой
работы осенью 1879 г. Однако он не переставал думать о возможных путях ее
решения и пришел к выводу, что для этого нужны высокочастотные
электрические колебания.
Герц тщательно изучил все, что было известно к этому времени об
электрических колебаниях и в теоретическом, и в экспериментальном планах.
Найдя в физическом кабинете технической школы пару индукционных катушек и
проводя с ними лекционные демонстрации, Герц обнаружил, что с их помощью
можно было получить быстрые электрические колебания с периодом 10-8С. В
результате экспериментов Герц создал не только высокочастотный генератор
(источник высокочастотных колебаний), но и резонатор — приемник этих
колебаний.
Генератор Герца состоял из индукционной катушки и присоединенных к ней
проводов, образующих разрядный промежуток,
[pic]
резонатор — из провода прямоугольной формы и двух шариков на его
концах, образующих также разрядный промежуток. В результате проведенных
опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут происходить
высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра),
то в разрядном промежутке резонатора, удаленном от генератора даже на 3 м,
тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй
цепи возникала без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Каков
же механизм ее передачи? Или это электрическая индукция, согласно теории
Гельмгольца, или электромагнитная волна, согласно теории Максвелла? В 1887
г. Герц пока ничего еще не говорит об электромагнитных волнах, хотя он уже
заметил, что влияние генератора на приемник особенно сильно в случае
резонанса (частота колебаний генератора совпадает с собственной частотой
резонатора).
Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях
генератора и приемника, Герц приходит к выводу о существовании
электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли
они вести себя, как свет? И Герц проводит тщательную проверку этого
предположения. После изучения законов отражения и преломления, после
установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн он
доказал их полную аналогию со световыми. Все это было изложено в работе «О
лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 г. Этот год считается
годом открытия электромагнитных волн и экспериментального подтверждения
теории Максвелла. В 1889 г., выступая на съезде немецких
естествоиспытателей, Герц говорил: «Все эти опыты очень просты в принципе,
тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую
теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство
мгновенно. Они означают блестящую победу теории Максвелла. Насколько
маловероятным казалось ранее ее воззрение на сущность света, настолько
трудно теперь не разделить это воззрение».
Напряженная работа Герца не прошла безнаказанно для его и без того
слабого здоровья. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос.
Вскоре началось общее заражение крови, от которого и скончался знаменитый
уже в свои 37 лет ученый Генрих Герц.
Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Если Максвелл
преобразовал представления Фарадея в математические образы, то Герц
превратил эти образы в видимые и слышимые электромагнитные волны, ставшие
ему вечным памятником. Мы помним Г. Герца, когда слушаем радио, смотрим
телевизор, когда радуемся сообщению ТАСС о новых запусках космических
кораблей, с которыми поддерживается устойчивая связь с помощью радиоволн. И
не случайно первыми словами, переданными русским физиком А. С. Поповым по
первой беспроволочной связи, были: «Генрих Герц».
Петр Капица
Опыт—вот учитель жизни вечный.
Гете
Академик ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА (1894—1984)—выдающийся советский
физик, лауреат Нобелевской премии, дважды Герой Социалистического Труда,
дважды лауреат Государственной премии СССР, почетный член 13 национальных и
2'международных академий наук, почетный доктор многих иностранных
университетов и институтов, обладатель различных именных медалей. Он один
из крупных и талантливых организаторов советской науки, первоклассный
исследователь-экспериментатор, автор ряда теоретических работ и конструктор-
новатор.
П. Л. Капица родился 26 июня (9 июля) 1894 г. в Кронштадте. Его отец,
Леонид Петрович, был одаренным военным инженером, генералом, строителем
укреплений Кронштадта; мать, Ольга Иеронимовна, была высоко образованной
женщиной, отдавшей много сил литературной, педагогической н общественной
деятельности.
После года учебы в гимназии Петр Капица перешел в Кронштадтское
реальное училище, которое закончил с отличием. Уже в училище обнаружились
его хорошие способности к физике и электротехнике. С детства он любил
конструировать, проявив особое пристрастие к часам, которые после разборки
и сборки порой «отказывались ходить».
В 1912 г. Петр Леонидович поступает в Санкт-Петербургский
политехнический институт на электромеханический факультет, выбрав профессию
инженера-электрика. Но в 1914 г. вспыхнула первая мировая война, и
третьекурсник Петр Капица был мобилизован в армию, где служил шофером на
санитарном грузовике. Только в 1916 г. после демобилизации он смог
вернуться в институт и сразу же начал работать в физической лаборатории А.
Ф. Иоффе. Именно Абрам Федорович первым увидел в Капице одаренного студента
и сделал все возможное для становления его как ученого. Петр Леонидович
часто подчеркивал, что он — ученик, прежде всего, А. Ф. Иоффе.
В 1916 г. появляется первая научная работа П. Капицы. Она была
опубликована в «Журнале русского физико-химического общества» и содержала
описание оригинального и поразительного по простоте способа получения
тонких кварцевых нитей (стрела обмакивалась в расплавленный кварц,
выстреливалась из лука и вытягивала кварцевую нить, которая застывала на
лету и падала вместе со стрелой на подостланное бархатное полотно). Этот
метод прочно вошел в практику, и Петр Леонидович любил демонстрировать его
студентам на лекциях.
После окончания в 1918 г. политехнического института Капица был
оставлен преподавателем физико-механического факультета и стал одним из
перовых сотрудников вновь созданного в Петрограде физического института,
организованного и возглавляемого А. Ф. Иоффе.
В апреле 1921 г. П. Л. Капица получил возможность выехать в Англию.
Это было большой радостью для молодого ученого, тем более что в план
командировки входило посещение знаменитой Кавендишской лаборатории
Резерфорда. В начале июня в Лондон из Германии приехал и А. Ф. Иоффе.
«Капицу хочу оставить здесь на зиму у Резерфорда, если он его примет:
Красин ' дал согласие»,— писал Иоффе домой.
12 июля А. Ф. Иоффе и П. Л. Капица отправились в Кембридж. На другой
день Иоффе писал жене: «Был в Кембридже у Томсона и Резерфорда, последний
пригласил меня к чаю и согласился принять в свою лабораторию Капицу». Это
было действительно так. Но прежде чем Резерфорд сказал свое «да», было
следующее, как говорит лабораторное предание. Со свойственной ему прямотой
директор Кавендишской лаборатории заявил, что у него много иностранных
стажеров и всего лишь тридцать мест для работы. «Извините, но все места до
одного заняты»,— заключил он.
А. Ф. Иоффе, как всегда вежливо что-то ответил, но тут вмешался
Капица,— терять-то уже все равно было нечего.
— Какова точность Ваших экспериментальных работ, профессор? — спросил
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
