Ломоносов и физика

Великие открытия М. В. Ломоносова в физике.
Он создал первый университет
Он, лучше сказать,
сам был первым нашим университетом.
А. С. Пушкин
План.

1.Краткая биография Ломоносова М.В.
2.Теория строения тел.
3.Тепловые явления.
4.Природа электричества.
5.Физическая химия.
6. Закон сохранения вещества и энергии.
7.Оптика.
8.Вывод.

Сын государственного крестьянина, Ломоносов вырос в условиях северорусской культуры, тесно связанной с традициями допетровской Руси. Рано обучившись грамоте, будущий ученый попытался поступить в Холмогорское училище. Но, как сыну крестьянина, доступ туда ему был запрещен законом. В 1730 году Ломоносов отправился в Москву и, скрыв свое происхождение, поступил в Славяно-греко-латинскую академию, где в 1735 году дошел до предпоследнего класса - "философии".
В 1735 году Ломоносов был отправлен в Петербургский университет при Академии наук, а в 1736 году - за границу для изучения горного дела. Здесь он приобрел обширные познания в области физики, химии, горного дела, хорошо изучил немецкий, французский, итальянский и английский языки.
Научную деятельность Ломоносова можно разделить на три периода: до создания лаборатории он в основном занимался химическими и физическими исследованиями, с 1748 проводил преимущественно химические работы, а с 1753 до конца жизни - в самых различных областях естественных и прикладных наук. Наряду с научными исследованиями Ломоносов занимался литературным творчеством и опубликовал несколько од и трагедий. Движимый высоким патриотизмом, он предпринял детальное изучение ряда источников русской истории. Проявляя заботу о распространении просвещения в России, Ломоносов настаивал на создании университета европейского типа, доступного всем слоям населения. Его хлопоты увенчались успехом: в 1755 по его проекту был организован Московский университет, носящий ныне имя Ломоносова.
Вклад Ломоносова в физику.
Теория строения тел. Как ответить на вопросы. Что делается с металлами, когда они растворяются в растворителях? Куда деваются летучие тела при испарении? Что происходит с горючими телами в жарком пламени? Исчезают ли они бесследно? Нет, отвечает Ломоносов, они только разделяются на такие мелкие частички, которые в отдельности нельзя обнару¬жить с помощью глаз. Разве можно сомневаться в том, что у живых существ, видимых только под микроскопом, есть сосуды, животные соки и дру¬гие органы? Конечно, нет,— ведь они живут и, следовательно, имеют части, сосуды, соки. Отсюда аксиома: «тела со¬стоят из… частичек, удиви¬тельно малых и физически отделимых».
Одну за другой доказывает Ломоносов теоремы о том, что свойства тел - теплота и холод, удельный вес, цвет, запах, вкус, силы, электрическая, магнитная, лекарственная и другие - зависят от протяже-ния, силы инерции, фигуры, движения и расположения частичек.
Тепловые явления. Вооружившись математически разработанной теорией строения вещества, Ломоносов в 1744 году пишет диссертацию «Размышления о причине теплоты и стужи». Какое же движение вызывает появление теплоты? Мы можем целый век возить на телеге дрова, и ни одно полено не нагреется ни на один градус. Но оно быстро нагреется, если начать тереть полено о другое полено. Очевидно, поленья, крепко прижатые друг к другу, при трении приводят в движение расположенные на поверхности и цепляющиеся друг за друга те мельчайшие частички, из которых они построены. Точно так же и молот, ударяясь о железо, за-ставляет быстрее двигаться частички железа. Внешнее движение всего тела превращается во внутреннее движение частичек, из которых оно состоит. Это-то движение частичек и есть теплота. Как просто и естественно объясняет все тепловые явления эта теория! Когда мы берем в руку горячее тело, его быстро двигающиеся частички начинают подталкивать прикасающиеся к ним частички нашей руки.
Когда мы нагреваем твердое тело, его частички двигаются все быстрее и все сильнее отталкиваются друг от друга. Промежутки между ними увеличиваются - оттого и расширяются тела при нагревании. При дальнейшем нагревании промежутки между частичками становятся столь значительными, что тело не может сохранять прежнюю форму - оно растекается, расплавляется. А когда скорость движения частичек становится настолько большой, что частички разлетаются во все стороны, происходит испарение.

Чем теплее тело, тем быстрее движутся его частички. Можно ли представить себе самую большую возможную степень теплоты (температуру)? Очевидно, нет, потому что скорость движения частичек может возрастать и возрастать. Наоборот, чем холоднее тело, тем меньше скорость движе¬ния его частичек, а когда оно прекратится полностью, наступит самая низкая возможная степень теплоты. Так Ломоносов впервые в истории науки ввел понятие об абсолютном нуле температуры.

Природа электричества. В 1753 году пишет сочине¬ния о природе электричества и вызываемых им явлениях. Ломоносов выдвинул свою теорию образования атмосфер¬ного электричества. Прежде всего, он впервые открыл вер¬тикальные восходящие и нисходящие воздушные течения. Зимою они бывают оттого, что холодные и, следовательно, более тяжелые массы воздуха из верхних слоев атмосферы падают вниз, - именно потому зимою иногда внезапно на¬ступают великие морозы сразу после оттепели. Летом, наоборот, нижняя часть атмосферы нагревается от земли, ста¬новится более легкой и оттого быстро поднимается вверх. Это происходит обычно около трех часов дня, то есть сразу после полуденной жары. Как раз в эти часы чаще всего и бывают грозы, потому что в восходящем потоке воздуха частички насыщающих воздух паров «скорым встречным движением сражаются, трутся, электрическую силу рождают, которая, распространяясь по облаку, весь оный занимает». Разряды накопленного таким образом электричества и есть грозовые молнии и зарницы. Значительное внимание Ломоносов уделил исследованиям атмосферного электричества, проводившимся им совместно с Г.В. Рихманом. Ломоносов и Рихман придали своим экспериментам количественный характер, разработав для этой цели специальную аппаратуру — “громовую машину”.

Физическая химия. Ломоносов составил программу новой науки - физи¬ческой химии . Как и в физике, он объяснял химические явления свойствами и изменениями частичек, из которых построены тела. Но если для познаний физических явлений - теплоты, упругой силы и других - требуется знание внешнего устройства частичек - величины, формы и т. д., то для познания сущности химических явле¬ний необходимо знать их внутреннее устройство: «во тьме должны обращаться… химики без знания внутреннего… частиц сложения».

Закон сохранения вещества и энергии. Строго применяя эти понятия, углубляясь с их помощью в самую сущность явлений, Ломоносов, естественно, пришел в 1748 году к открытию одного из величайших законов приро¬ды - закона сохранения вещества и энергии. В письме к академику Эйлеру, а затем в статье «Рассуждение о твердо¬сти и жидкости тел» он писал: «Все перемены, в натуре слу¬чающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материй, то умножится в дру¬гом месте; сколько часов положит кто на бдение, столько от сну отнимет. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

Оптика. Одним из важных изобретений Ломоносова в области оптики была “ночезрительная труба” (1756-58), позволявшая в сумерки более отчетливо различать предметы. Кроме того, задолго до В. Гершеля Ломоносов сконструировал отражательный (зеркальный) телескоп для дополнительного плоского зеркала. Ломоносова интересовали также астрономия и геофизика. 26 мая 1761 во время прохождения Венеры по диску Солнца Ломоносов открыл существование у нее атмосферы, впервые правильно истолковав размытие солнечного края при двукратном прохождении Венеры через край диска Солнца. С помощью разработанной им конструкции маятника, позволявшей обнаруживать крайне малые изменения направления и амплитуды его качаний, Ломоносов осуществил длительные исследования земного тяготения.
Выводы.
Ломоносов является одним из основоположников кинетической теории теплоты и газов, автором закона сохранения материи и движения..
Ломоносов впервые предсказал существование абсолютного нуля температуры, объяснил из кинетических соображений закон Бойля. Введя в химию весы, он доказал неправильность мнения об увеличении веса металлов при их обжигании в “заплавленных накрепко стеклянных сосудах”..
Он впервые высказал мысль о связи электрических и световых явлений, об электрической природе северного сияния, о вертикальных течениях как источнике атмосферного электричества. Защищая волновую теорию света, Ломоносов в оптике проделал большую работу по конструированию оптических приборов, по цветам и красителям, по преломлению света.
Ломоносов оставил после себя большое число идей, реализация которых осуществлялась наукой в течение 100—150 лет после его смерти.
Научное творчество Ломоносова и его жизненный путь служат предметом исследований многих советских и зарубежных учёных. При институте истории естествознания и техники АН СССР организован музей Ломоносова (Ленинград). В 1956 АН СССР учредила присуждение двух золотых медалей Ломоносова — высшей награды АН СССР за выдающиеся работы в области естественных и общественных наук (одна из них присуждается советским учёным, другая — зарубежным). Именем Ломоносова названы город в Ленинградской области, течение в Атлантическом океане, горный хребет на Новой Земле, подводный хребет в Северном Ледовитом океане, возвышенность на острове Западный Шпицберген.

Литература.

1. http://1interesnoe.info/2009/11/m-v-lomonosov/ .
2. http://www.lomonosow.org.ru/lib/sa/author/100002.
3. http://rusnauka.narod.ru/.
4. Ломоносов: Краткий энциклопедический словарь / Сост. Э.П. Карпеев. – М., 2009. – 480 с..