Первый отечественный физик – продолжатель трудов Максвелла и Герца

Ян Шнейберг

П. Н. Лебедев наряду с М. В. Ломоносовым  одна из замечательных фигур  истории русской физики.

Академик С. И. Вавилов,  президент АН СССР в 1945 – 1951 гг.

Петр Николаевич Лебедев – «…великий русский физик, внесший после смерти Г. Герца (1894 г.) наиболее значительный вклад в науку об электромагнитном поле», – так утверждал известный отечественный историк физики профессор П. С. Кудрявцев. Подробное изучение трудов П. Н. Лебедева и его современников полностью подтверждает справедливый вывод П. С. Кудрявцева.

Углубляя исследования Герца, Лебедев уже в 1895 г. создал целый комплекс миниатюрных приборов, позволивших получить и исследовать короткие электромагнитные волны длиной 0,6 см, поставив никем не превзойденный рекорд получения коротких волн. Он повторил все опыты Герца и еще раз доказал тождество световых и электромагнитных волн, подчеркнув, что «закон Максвелла имеет место».

Лебедев впервые в мире с помощью созданных им оригинальных приборов экспериментально доказал световое давление на твердые тела и газы, вызвав восхищение крупнейших европейских физиков.

П. Н. Лебедев прославился, по утверждению одного из его учеников, позднее возглавившего кафедру истории физики МГУ, как «один из величайших, когда-либо живших мастеров физического экспериментального искусства».

Огромной заслугой Лебедева является создание московской школы физиков, воспитавшей многих выдающихся отечественных ученых – академиков и профессоров, которые возглавили кафедры университетов и физических научных центров во многих городах России.

Путь в науку

8 марта 1866 г. в семье московского коммерсанта Николая Лебедева родился сын, названный Петром. Уже в реальном училище он настолько увлекся техническими науками, что решительно отказался от предложения отца заняться коммерческой деятельностью. Юноша поступил в Московское высшее техническое училище, где его учителями были известные ученики выдающегося русского физика А. Г. Столетова (1839 – 1896) П. А. Зилов и В. С. Щегляев. Под их влиянием Петр вскоре убедился, что его истинное призвание не техника, а физика. Между прочим, так же пришел к физике сын гамбургского адвоката Г. Герц, по пути которого суждено было пройти П. Н. Лебедеву.

До учебы в училище Лебедев не окончил гимназию, и по существовавшим в то время законам не имел права поступать в университет. Но увлечение физикой было настолько велико, что он прервал учебу в училище и уехал за границу для получения университетского образования. Ему очень повезло: приехав в Страсбург, он стал учеником известного в Европе ученого и экспериментатора физика Г. Кундта (1802 – 1870) – создателя первых физических лабораторий. Первую такую лабораторию Кундт оборудовал в своей квартире. Он создал первоклассный Физический институт в Страсбурге, ставший прототипом подобных институтов в крупнейших странах мира. Огромная заслуга Кундта заключалась также в разработке методики практикумов и коллоквиумов по физике, в которых обучались многие физики со всех концов земного шара, ставшие позднее известными учеными. Среди них выдающимися способностями выделялся П. Н. Лебедев. Не расположенный к лирике Г. Кундт даже написал шуточное стихотворение, посвященное необычайному «обилию идей», рождавшихся в голове Лебедева.

Начало работы Лебедева под руководством Кундта (1887 г.) ознаменовалось открытиями Г. Герца в изучении электромагнитных волн. Спустя четыре года П. Н. Лебедев успешно защитил докторскую диссертацию, ставшую заметным этапом в становлении и развитии электрической теории строения материи. В 1891 г. он возвращается в Московский университет, где вскоре публикует первую работу «Об отталкивающей силе лучеиспускающих тел», в которой, опираясь на теорию Максвелла, утверждает существование светового давления – открытию и исследованию этого явления Лебедев посвятил почти всю свою жизнь. Научный труд 25-летнего ученого получил высочайшую оценку патриарха отечественной физики А. Г. Столетова.

Продолжатель экспериментов Герца

После преждевременной кончины Г. Герца в 1894 г. П. Н. Лебедев решается развить и углубить его экспериментальные исследования электромагнитных волн. В том же году выходит первая часть его труда «Экспериментальные исследования пондеромоторного действия волн на резонаторы», за который он был удостоен степени доктора физики. Эта работа положила начало систематическим исследованиям свойств волнового поля.

В 1896 г. был опубликован его классический труд «О двойном преломлении лучей электрической силы», который не только по названию напоминал всеми признанную работу Герца, но и подробно описывал возможность использования выводов Герца для исследования двойного преломления «лучей электрической силы» в кристаллах. Этой работой Лебедев развил и углубил выводы Герца, сделав очередной шаг на пути к доказательству тождества световых и электромагнитных волн.

Затратив немало сил и проявив удивительное мастерство экспериментатора, Лебедев создал оригинальные миниатюрные приборы, в частности, излучатель электромагнитных волн длиной 0,6 см, поставив, как писал П. С. Кудрявцев, «непревзойденный никем рекорд получения коротких электромагнитных волн». С помощью своих приборов Лебедев повторил все основные опыты Герца и подтвердил, что «…закон Максвелла имеет место». Ювелирные эксперименты Лебедева вызвали восхищение ученых разных стран.

Лебедев был первопроходцем в миниатюризации приборов для исследования электромагнитных волн. Известный итальянский физик А. Риги, занимавшийся исследованием коротких волн, писал, что приборы Лебедева были настолько малы, «что их можно было носить в жилетном кармане». Например, его генератор волн состоял из двух платиновых цилиндров длиной 1,3 мм и 0,5 мм в диаметре, между которыми проскакивала искра.