Петр Николаевич Лебедев

Ученым того же склада, что и Столетов, был профессор Московского университета физик Петр Николаевич Лебедев (1866—1912). Как и Столетов, Лебедев боролся за материалистическое мировоззрение. Он был воспитателем многих физиков. В числе учеников Лебедева были такие видные деятели советской науки, как академики С. И. Вавилов и П. П. Лазарев.

П. Н. Лебедев видел в науке оружие борьбы за благо народа.

Петр Николаевич Лебедев.

Ученый неизбежно пришел к открытому столкновению с царским правительством.

В 1911 году, когда самодержавие объявило новый поход против университетов, Лебедев в знак протеста вместе с группой передовых ученых ушел из университета. Знаменитого ученого приглашали работать в Стокгольм, в Нобелевский институт, но, несмотря на самые лестные условия, которые ему предлагали, ученый не покинул родины. Создав на частные средства маленькую лабораторию в подвале одного из московских домов, физик с группой молодежи продолжал свои исследования.

Но здоровье Лебедева, подорванное всеми невзгодами, резко ухудшилось, и в марте 1912 года ученый скончался. Ему было всего 46 лет.

Мировую известность Лебедеву принесло открытие им давления света. Эту задачу он поставил себе еще в молодости.

«Вопрос, которым я занят уже давно, я люблю всей моей душой так, как — я себе представляю — родители любят своих детей»,  — писал в 1891 году своей матери двадцатипятилетний Петр Николаевич Лебедев.

Вопрос, который увлек молодого ученого, был одним из труднейших в физике.

Из электромагнитной теории света следовало, что лучи не только освещают предмет, но и давят на него. Однако обнаружить на опыте световое давление еще не удавалось никому. А как заманчиво было доказать существование этого давления! Ведь это послужило бы еще одним аргументом в пользу истинности электромагнитной теории света, теории, утверждавшей, что и свет и волны, порождаемые электрическим вибратором, — радиоволны, как мы называем их теперь, — ближайшие родственники.

Все это — электромагнитные волны, разнящиеся только своими длинами, говорила теория.

А как важно было убедиться в существовании давления света астрономам! Возможно, солнечный свет и есть тот «ветер», который отклоняет кометные хвосты...

Неудачи предшественников не испугали Лебедева. Он поставил своей целью доказать неопровержимо, на опыте, существование светового ветра.

За решение своей главной задачи Лебедев принялся не сразу. Вначале он исследовал природу волн, более мощных и крупных, — волн на воде, волн звуковых, волн, порождаемых электрическими вибраторами. Блистательными опытами Лебедев установил действие волн на встречающиеся им препятствия. Свой труд «Экспериментальное исследование пондеромоторного действия волн на резонаторы», в котором он объединил исследования волн различной физической природы, Лебедев представил в Московский университет на соискание магистерской степени. Ученый совет университета высоко оценил эту работу: П. Н. Лебедеву была сразу присвоена степень доктора.

Занимаясь изучением электромагнитных волн, ученый сумел получить радиоволны очень короткие. Сделанные Лебедевым зеркальца для исследования и отражения этих волн и призмочки из серы и смолы для их преломления можно было спрятать в жилетном кармане — настолько они были миниатюрны. До Лебедева же экспериментаторам приходилось пользоваться призмами весом в несколько пудов.

Миниатюрные «световые мельницы», сконструированные П. Н. Лебедевым.


Схема опыта П. Н. Лебедева по определению светового давления на твердые тела. Свет электрической дуги, находящейся в точке В, через систему линз и зеркал попадает на крылышки миниатюрной «мельницы», подвешенной в сосуде R, из которого выкачан воздух.


Схема установки с помощью которой Лебедев обнаружил давление света на газы.

Исследования Лебедева, замечательные по тонкости экспериментов, имели мировое значение. Но это было лишь началом труда. Самое сложное ждало ученого впереди.

Силы светового давления невообразимо малы. Достаточно сказать, что яркие солнечные лучи, бьющие в ладонь, подставленную на их пути, давят на нее в тысячу раз слабее, чем усевшийся тут же комар.

Трудности не исчерпывались этим. В обычных условиях световое давление заглушается более сильными посторонними действиями. Свет нагревает воздух, образуя в нем восходящие потоки. Свет нагревает и сам предмет, — молекулы воздуха, ударяющиеся о нагретую поверхность, отскакивают от нее с большей скоростью, чем молекулы, попадающие на неосвещенную сторону. Действие восходящих потоков и отдачи молекул намного превосходит давление света на предмет.

Для измерения светового давления Лебедев сконструировал крошечные вертушки, представляющие собой тонкие металлические крылышки, подвешенные на тончайшей нити. Свет, падая на крылышки, должен был поворачивать их. Чтобы оградить свой прибор от посторонних воздействий, Лебедев поместил его в стеклянный сосуд, из которого он тщательно выкачал воздух.

Разработав остроумную методику эксперимента, Лебедев начисто исключил влияние воздушных потоков и отдачи молекул. Не уловленное еще никем световое давление в чистом виде зримо предстало перед волшебником физического эксперимента.

Доклад Лебедева произвел сенсацию на Всемирном конгрессе физиков в 1900 году. Присутствовавший на конгрессе Уильям Томсон после доклада Лебедева подошел к К. А. Тимирязеву. «Ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами»,— сказал Кельвин, всю свою жизнь воевавший против электромагнитной теории света, утверждавшей, в частности, что существует световое давление.

Доказав, что свет давит на твердые тела, Лебедев приступил к исследованию еще более трудной задачи. Он решил доказать, что свет давит и на газы.

Лучи света, проходившие через сконструированную Лебедевым камеру с газом, заставляли его двигаться. Они создавали как бы сквозняк, увлекавший молекулы газа. Течение газа отклоняло тончайший поршенек, вделанный в камеру. В 1910 году Лебедев с полным правом сообщил ученому миру: «Существование давления на газы установлено опытным путем».

Значение работ Лебедева не исчерпывалось тем, что они помогли утвердиться электромагнитной теории света и дали ключ к разгадке, многих астрономических явлений. Лебедев своими опытами доказал, что свет проявляет себя как нечто вещественное, весомое, имеющее массу.

Из найденных Лебедевым данных следовало, что давление света и, значит, масса света тем больше, чем свет ярче, чем больше несомая им энергия. Была установлена удивительная связь между энергией и массой света. Открытие русского физика вышло далеко за пределы теории света.

Принцип связи между массой и энергией современная физика распространила на все виды энергии. Этот принцип стал ныне могучим инструментом в борьбе за овладение энергией атомного ядра, основой расчетов атомноэнергетических процессов.