Alexandru Alekseevici Lebedev | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||
Data nașterii | 26 noiembrie 1893 | |||||||||||
Locul nașterii |
Ponevezh , Gubernia Kovno , Imperiul Rus |
|||||||||||
Data mortii | 15 martie 1969 (75 de ani) | |||||||||||
Un loc al morții | Leningrad , SFSR rusă , URSS | |||||||||||
Țară | ||||||||||||
Sfera științifică | optică fizică , fizica sticlei | |||||||||||
Loc de munca | GOI , Universitatea de Stat din Leningrad, numită după A. A. Zhdanov | |||||||||||
Alma Mater | Universitatea din Petrograd | |||||||||||
Grad academic | Doctor în științe fizice și matematice ( 1935 ) | |||||||||||
Titlu academic | Academician al Academiei de Științe a URSS ( 1943 ) | |||||||||||
Premii și premii |
|
|||||||||||
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Alexander Alekseevich Lebedev ( 14 noiembrie [26], 1893 , Ponevezh , provincia Kovno , Imperiul Rus - 15 martie 1969 , Leningrad , URSS ) - fizician rus, sovietic, specialist în domeniul opticii aplicate și electronice, optică atmosferică și hidrooptică, tehnologia laser, teoria stării sticloase, studierea proprietăților și structurii ochelarilor, radiația cosmică. Erou al muncii socialiste . Laureat al Premiului Lenin .
Născut la 14 noiembrie (26) 1893 [1] la Ponevezh (acum Panevezys , Lituania ) în familia lui Alexei Stepanovici Lebedev, director și profesor de fizică la școala reală Ponevezh . Exemplul unui tată, un profesor talentat , care a știut să captiveze subiectul, care a fost în mare măsură servit de experimentele fizice pe care le-a demonstrat în timpul orelor, a predeterminat alegerea fiului său [2] .
Iată o listă departe de a fi completă a domeniilor științifice în care a fost ocupat A. A. Lebedev și care au apărut și s-au dezvoltat în laboratoarele conduse de el:
Pe vremea când A. A. Lebedev a venit în știință, atenția fizicienilor a fost atrasă de experimentele lui R. Milliken pentru a determina sarcinile electronului . Găsirea valorii acesteia a fost efectuată prin compararea ratei de cădere a picăturilor de ulei încărcate între plăcile condensatorului de aer în prezența unui câmp electric și fără acesta. Viteza de cădere a bilelor solide într-un lichid fără câmp, numai sub acțiunea gravitației, este exprimată prin legea lui J. Stokes . Confirmarea experimentală a acestei legi pentru căderea bilelor lichide a stat la baza tezei lui A. A. Lebedev; Alexander Alekseevici a revenit la formula lui J. Stokes aproape douăzeci de ani mai târziu, în timp ce studia dimensiunea picăturilor de apă din ceața naturală și artificială [2] [4] .
Primul Război Mondial a pus Rusia în fața celei mai urgente necesități de a obține sticlă optică internă, furnizată anterior din Germania de compania Carl Zeiss . Lăsat la universitate după absolvire, în același 1916, A. A. Lebedev, la sugestia profesorului D. S. Rozhdestvensky , a studiat efectul tratamentului termic asupra proprietăților ochelarilor - inițial la Institutul de Fizică al Universității, iar mai târziu - în laborator a atelierului de topire a sticlei optice, creat la Fabrica de porțelan din Petrograd. În 1925, A. A. Lebedev a fost inclus în grupul de cercetători care lucrau sub îndrumarea lui N. N. Kachalov din 1914, cu participarea lui I. V. Grebenshchikov , de asemenea, în unele etape - consiliul, care includea N. S. Kurnakov , V E. Tishchenko și V. E. Grum-Grzhimailo și alți oameni de știință. În grup au lucrat A. I. Tudorovsky, I. V. Obreimov , A. I. Stozharov, V. A. Fok și alți oameni de știință. În 1926, a fost obținută prima sticlă optică internă, iar în 1927 URSS a putut refuza să o importe. [2] [5] [6] [7]
La fabrica de sticlă optică, el a dezvoltat o metodă pentru determinarea rapidă a indicelui de refracție al ochelarilor în timpul topirii, ceea ce a făcut posibilă introducerea unor modificări în sarcina sticlei în timpul topirii și, prin urmare, creșterea acurateței reproducerii constantelor optice necesare cu un factor de zece; au fost dezvoltate modul de recoacere și proiectarea cuptoarelor de recoacere; a fost investigat efectul călirii asupra stabilității termice a klingerilor și au fost efectuate o serie de alte lucrări. S-a constatat că în timpul încălzirii sau răcirii lente în intervalul de recoacere, sticla trece printr-o serie continuă de stări de echilibru, care pot fi obţinute şi prin călire în sticlă răcită. Ca urmare a acestor lucrări, viziunea asupra rolului recoacerii sticlei optice a suferit o schimbare semnificativă.
Aceste lucrări au indicat și necesitatea reconsiderării naturii stării sticloase a materiei. [5] [8]
În 1930-1931, A. A. Lebedev a fost în Anglia timp de nouă luni într-un stagiu la Laboratorul Faraday sub îndrumarea profesorului W. Bragg (Laboratorul de Cercetare Davy Faraday de la Institutul Regal al Marii Britanii, Londra). Cu puțin timp înainte, au fost publicate lucrările lui J. P. Thomson și A. Reid, care arătau existența difracției electronilor [9] . A. A. Lebedev a propus o schemă originală care presupunea focalizarea pe o placă fotografică printr-un câmp magnetic de fascicule de electroni difractate într-un cristal. Așa cum însuși A. A. Lebedev a spus mai târziu, când într-o zi J. Chadwick , care a intrat în laborator, a fost informat despre această idee a lui, el, după un pic de gândire, a declarat: „Nu va ieși nimic din asta”. Șase luni mai târziu, Nature a publicat un articol de A. A. Lebedev care descrie un experiment de focalizare a fasciculelor de electroni cu o lentilă magnetică cu o expunere de câteva secunde. [2] [10]
În această vară, sub conducerea mea, un grup de angajați ai Institutului de optică a făcut o expediție la Muntele Elbrus, unde s-a lucrat pentru a determina transparența norilor pentru diferite părți ale spectrului, pentru a măsura intensitatea radiației solare în extremă. partea infraroșu a spectrului (400 microni), pentru a modifica intensitatea liniei verzi a cerului în timpul nopții și în amurg și prin determinarea luminozității cerului în timpul crepusculului. Un raport despre aceste lucrări a fost publicat în colecția de lucrări a Expediției Elbrus a Academiei de Științe a URSS în 1934-1935. — A. A. Lebedev. Autobiografie [5] [11]
În Expediția științifică complexă Elbrus (EKNE) a Academiei de Științe a URSS în 1934, condusă de A. A. Lebedev, angajații Institutului Optical de Stat G. V. Pokrovsky, S. S. Krivich și V. G. Vafiadi erau ocupați să studieze radiația solară în regiunea spectrală 100 -1000 nm, I. A. Khvostikov a studiat strălucirea liniei verzi de 557,7 nm în spectrul de emisie al cerului nopții, iar A. A. Lebedev însuși cu P. Ya. Bokin, E. M. Brumberg și V. I. Chernyaev a efectuat un studiu cuprinzător al proprietăților optice ale cețurilor (pentru Alexander Alekseevici, aceste studii au reprezentat o întoarcere la tema tezei sale). Maximul nocturn al liniei verzi, descoperit de I. A. Khvostikov, a primit o explicație găsită de el și A. A. Lebedev și bazată pe prevederile teoriei lui Chapman [12] .
Istoria dezvoltării „ipotezei cristalite” vorbește despre calitățile unui cercetător atent, care are flexibilitatea minții și capacitatea de a reevalua opiniile, ținând cont de opiniile altor cercetători.
A. A. Lebedev în 1921, chiar înainte de apariția analizei prin difracție de raze X a substanțelor sticloase sau lichidelor, pe baza studiului său privind dependența proprietăților optice ale ochelarilor de temperatură, a sugerat prezența formațiunilor microcristaline în sticlă - cristalite. Omul de știință a ajuns la ipoteza amorfismului incomplet, microeterogeneității structurii sticlei, care include până la 70% silice, interpretând aceasta din urmă ca un posibil motiv al prezenței urmelor sale polimorfe sub formă de granule minuscule nefierte sau cristalizate [13] .
În 1931, A. A. Lebedev a organizat în laboratorul său un grup de analize de difracție cu raze X. În 1936, studiile studenților săi, E. A. Poray-Koshits și N. N. Valenkov, precum și lucrările unor oameni de știință străini, păreau să confirme ipoteza cristalită. Dar, în același timp, s-au făcut presupuneri cu privire la neomogenitatea chimică a structurii sticlei, ceea ce nu ne-a permis să vorbim despre formarea de cristale de orice dimensiune suficientă în sticlă, confirmând periodicitatea structurii lor - „cristalitele” descoperite au fost dimensiuni foarte mici (de ordinul unei celule unități și jumătate).
În 1946, A. A. Lebedev și E. A. Poray-Koshits au efectuat un studiu care trebuia să fie un alt pas către înțelegerea structurii ochelarilor. În 1955, A. A. Lebedev, pe baza rezultatelor acestui și altor studii, a sugerat o combinație de cristalite și regiuni dezordonate în structura sticlei. Pentru a fi de acord cu ipoteza, a fost necesar să se accepte ipoteza nu numai a distorsiunii rețelei, ci și a conexiunii continue a cristalelor prin secțiunile lor exterioare, cele mai distorsionate, cu trecere la un mediu continuu dezordonat. Acest lucru a redus însăși conceptul de „cristalit” la un aspect alegoric, care a zdruncinat în cele din urmă însăși bazele ipotezei [14] [15] [16] [17] .
Unul dintre posibilii factori de confirmare a ipotezei a fost încercarea de a reconcilia ipotezele despre posibila diferențiere a cristalelor lichide cu ideile despre leșierea selectivă a paharelor. R. L. Muller , ținând cont de rezultatele cercetării sale comune cu S. A. Shchukarev , bazate pe studiul proprietăților electrice ale sticlei, a propus să separe topiturile de alcali-borat și silicat care formează sticla în forme polare și nepolare de structură [18]. ] [19] [20] .
În anii 1960, întrebarea a fost din nou dezvoltată în studiile angajaților lui A. A. Lebedev. Reprezentările acestei teorii și-au găsit aplicație în studiile spectrale ale lui V. A. Florinskaya, în datele lui L. I. Demkina - de dependența indicilor de refracție ai ochelarilor de compoziția lor [2] [21] [22] .
E. A. Porai-Koshits subliniază că „punctul” său a fost punctul de decizie al simpozionului din 1971 dedicat împlinirii a 50 de ani de la ipoteza cristalitei, care afirma faptul că nicio metodă modernă nu face posibilă observarea cristalitelor în pahare [23] [24 ]. ] .
Cu toate acestea, istoria ipotezei nu se termină aici. În 1972–1973, după ce a fost dezvăluită natura structurii neomogene din punct de vedere chimic a ochelarilor, J. H. Konnert și colaboratorii, la un nou nivel de abordare a modelării matematice și experimentale, ideea lui A. A. Lebedev despre cristaliți a fost reprodusă sub forma unui „model cvasi-cristalin” . Dar pe baza acelorași idei, oricât de paradoxal ar părea la prima vedere, susținătorii ideii lui W. Zahariasen de „grilă aleatorie” – R. J. Bell și P. Dean – și-au construit și ei dovezile. Motivul acestui gen de contradicție este relevat de E. A. Porai-Koshits, care îl vede într-o eroare meteorologică cauzată de influența pozițiilor inițiale asupra rezultatului: autorii caută informații despre structura sticlei dincolo de limitele scurtului. -ordinea intervalului folosind metoda RBU (large-angle X-ray scattering) și CRR (curba de distribuție radială). Între timp, în 1959, într-un raport de la Conferința a III-a Uniune privind starea sticloasă, E. A. Porai-Koshits a arătat că CRR nu furnizează informații care nu sunt incluse în curbele de intensitate ale RAS, ci curbele de intensitate ale RAS (împrăștiere). la unghiuri mici), capabil să ofere astfel de informații, nu este prezentat.
Întrebarea rămâne deschisă - din cele de mai sus, putem concluziona: este prea devreme pentru a pune capăt controversei despre legitimitatea ipotezei cristalite (să o numim așa deocamdată), în ciuda declarațiilor categorice ale susținătorilor și oponenților săi - s-au întors la ea și vor continua să se întoarcă ... [24] [25] [ 26] .
În anii 1930, A. A. Lebedev a dezvoltat o nouă metodă de studiere a structurii pulberilor folosind focalizarea electronilor. Ulterior, lucrările privind studiul transformărilor în ochelari au fost efectuate de un număr de angajați sub conducerea sa. Dintre aceste lucrări, trebuie menționate lucrările lui Stozharov, care au determinat apariția unui număr de studii pe aceeași problemă în străinătate, și munca lui Tudorovskaya, care a descoperit existența transformărilor la temperaturi mai scăzute [5] .
N. A. Tudorovskaya și A. G. Vlasov au studiat și structura sticlei prin metode optice sub conducerea lui Alexander Alekseevich.
Metoda bazată pe difracția electronilor, dezvoltată de A. A. Lebedev în 1930, a oferit noi mijloace de studiere a materiei. În 1934, au început lucrările la crearea elementelor electro-optice ale unui microscop electronic, primul eșantion de laborator al căruia a fost asamblat la Institutul Optical de Stat . În 1940, rezoluția sa era de 40 nm. Prototipul primului microscop electronic intern a fost creat în 1943. Acest model a stat la baza primului lot de dispozitive, care a fost lansat deja în 1946 și a fost dotat cu capacitatea de a crește de 25.000 de ori la o rezoluție de 100 Å. Până în 1946, GOI a produs o serie de microscoape cu o rezoluție de 10 nm. Și din 1949, producția industrială a microscopului electronic EM-3 a fost în sfârșit stabilită. Modificările ulterioare au găsit o aplicare largă în diferite domenii ale cercetării și practicii științifice. Pentru această dezvoltare, A. A. Lebedev, V. N. Verntsner și N. G. Zandin au primit Premiul Stalin de gradul doi.
În timpul celui de -al Doilea Război Mondial , A. A. Lebedev a inițiat o tehnică care implica calcule preliminare complete în dezvoltarea sistemelor electro-optice - bazate pe experiența opticii luminii. Această abordare a fost dezvoltată în grupul teoretic al lui A. G. Vlasov pentru calculul convertoarelor electron-optice; această metodă a fost aplicată de O. I. Seman, Yu. V. Vorobyov și alții la calculul sistemelor electron-microscopice. În prezent, această metodă a devenit utilizată pe scară largă datorită dezvoltării tehnologiei computerului.
La sfârșitul anilor 1920, la sugestia lui D. S. Rozhdestvensky, A. A. Lebedev, împreună cu M. F. Romanova, au început lucrări de importanță internațională pentru a măsura standardul național de lungime - metrul - în lungimi de undă luminii. A. A. Lebedev a propus o nouă metodă de comparare a interferențelor, care a fost superioară ca perfecțiune și comoditate față de experiența lui Michelson , metodele lui Sears și Barrel. Numărul de standarde intermediare ale acestei metode a fost redus, ceea ce a redus componenta erorii sale totale, iar aceasta, la rândul său, dă un număr mic de tranziții de la un standard mai mic la unul mai mare. Această lucrare a fost finalizată de M. F. Romanova în laboratorul de optică al Institutului de Cercetare de Metrologie All-Russian al lui D. I. Mendeleev, unde este stocat acest standard național [2] .
Pentru a măsura mici diferențe ale indicelui de refracție în zone apropiate ale probelor experimentale: striuri și tot felul de neomogenități microscopice în pahare și cristale, A. A. Lebedev și unul dintre primii săi studenți A. G. Samartsev au asamblat primul interferometru de polarizare. Acest dispozitiv a fost folosit în studiul ochelarilor optici de către N. A. Tudorovskaya. După publicarea unui articol despre acest dispozitiv, dispozitive similare au fost fabricate și utilizate la Institutul Optical din Paris [2] .
Apoi, chiar înainte de inventarea radarului, sub conducerea lui A. A. Lebedev, au fost create telemetrie luminoase și testate pe teren. Ulterior, au fost dezvoltate metode de interferență pentru modularea de înaltă frecvență a luminii și a crescut semnificativ rezoluția detectorilor de lumină. Un nou impuls dezvoltării acestei direcții a fost dat de apariția generatoarelor cuantice optice. Telemetrule cu laser au fost create în scurt timp și deja în 1965, la Târgul de la Leipzig, a fost demonstrat primul telemetru din lume cu o sursă de radiații pe bază de arseniură de galiu, creat de A.A.Lebedev și colaboratorii săi.
În anii 1940, a fost dezvoltat un nou tip de interferometru, unul polarizant, care a găsit imediat aplicație în mineralogie, precum și în studiile micilor modificări ale indicelui de refracție al ochelarilor (lucrarea lui Tudorovskaya de a studia difuzia sărurilor în timpul electrolizei, opera Samartseva) si in alte cazuri. A. A. Lebedev a calculat o prismă de polarizare care permite utilizarea ambelor fascicule polarizate, ceea ce dă o reducere semnificativă a pierderii de lumină - efectul a fost folosit pentru a folosi condensatori Kerr (în televiziune). Sub îndrumarea omului de știință N. F. Timofeeva, ea a studiat influența straturilor de suprafață de sticlă asupra coeficientului de reflexie, în urma căreia a fost găsită posibilitatea unei reduceri vizibile (de 5 ori) a pierderilor în sistemele optice datorate reflexiei. .
O parte semnificativă a cercetărilor efectuate sub conducerea lui A. A. Lebedev este legată de dezvoltarea sistemelor electron-optice. El este considerat pe drept șeful școlii sovietice de optică a electronilor [8] .
Înainte de nașterea locației optice, în 1933, S. I. Vavilov , care la acea vreme era responsabil de GOI, și A. A. Lebedev au început dezvoltarea unui instrument care a făcut posibilă măsurarea distanței în timpul necesar luminii pentru a călători. prin ea. S. I. Vavilov a propus să bazeze un astfel de telemetru pe schema lui E. Gaviola , implementată de Carlus și Mittelstedt. Dar acest principiu a avut anumite dezavantaje, constând într-o pierdere mare de lumină la trecerea prin celulele Kerr , folosite pentru modularea (întreruperea) luminii. Alexander Alekseevich a propus un nou tip de modulator - interferența. Interferometrul Michelson a fost foarte sensibil la mediu și sarcini, ceea ce l-a făcut nepotrivit pentru condițiile de câmp - modulatorul de interferență al lui A. A. Lebedev a fost mai stabil și mai mobil în acest sens: a rezistat transportului pe drumuri proaste fără a încălca alinierea. Primele teste au dat o precizie de măsurare a distanței de 3,5 km ± 2-3 m. Acesta a fost începutul locației optice - primele radare au apărut mult mai târziu.
Primul test al prototipului telemetrului de lumină a avut loc în 1936. Această lucrare a marcat începutul locației optice [2] [8] .
A fost observat de mult de către producători că piesele optice fabricate cu câțiva ani mai devreme au avut rezultate mai bune la măsurarea de control decât cele noi de același tip. Cu toate acestea, ușoară higroscopicitate a sticlei a afectat indicele de refracție al stratului său de suprafață. Fluxurile de lumină reflectate de două limite (aer - strat de suprafață și strat de suprafață - sticlă) interferează - lumina reflectată este slăbită, iar lumina transmisă este îmbunătățită, transparența sistemului crește. Interpretarea corectă a acestui fenomen a fost dată de A. A. Lebedev.
Pentru a confirma această ipoteză, Alexander Alekseevici a propus să reproducă straturile de suprafață pe sticlă lustruită. Metoda de polarizare (conform Drude ) a evaluat caracteristicile optice ale luminii reflectate, ceea ce a dat indicații de refracție și absorbție a stratului de suprafață. Ipoteza a fost confirmată.
Această înțelegere a naturii fizice a fenomenului a fost folosită de A. A. Lebedev și colegii săi (N. F. Timofeeva și A. G. Vlasov), care au ajuns la dezvoltarea principiilor iluminării optice împreună cu cercetătorii grupului lui I. V. Grebenshchikov (T. A. Favorskaya , V. G. Voano, T. N. Krylova , S. M. Kurovskoy și N. V. Suykovskaya), de la mijlocul anilor 1920, s-au angajat în chimia proceselor care contribuie la creșterea transparenței pieselor optice - iluminarea stratului de suprafață. Pe baza acestor studii, la începutul anilor 1930, au fost obținute primele piese optice cu suprafețe antireflex, fabricarea instrumentelor optice din țară a fost prima din lume care a aplicat metoda antireflexiei optice [2] [27] [28] .
Alexander Alekseevich a pus bazele direcției de cercetare dedicate imaginilor termice. Sub conducerea sa, au fost create dispozitive optoelectronice care fac posibilă observarea pe ecranul unui tub catodic sau cu ajutorul unui dispozitiv indicator schimbările și neomogenitatea temperaturii unei suprafețe arbitrare. Termocamera, datorită sensibilității sale, face posibilă înregistrarea diferențelor în zecimi și chiar sutimi de grad în cadrul temperaturilor normale ale camerei. Aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă în medicină (diagnostic), în diverse procese de producție, în practica cercetării.
Investigând radiația descărcărilor electrice de gaz din 1950, A. A. Lebedev, studenții și colaboratorii săi (M. P. Vanyukov, B. A. Ermakov , L. D. Khazov, A. A. Mak , A. D. Starikov , Yu. V. Popov și alții) au început în 1962 să efectueze cercetări fundamentale în domeniul tehnologiei laser. Ei au dezvoltat și au creat în curând primul telemetru cu pulsații laser pe rubin, în același timp - primul telemetru de fază pe arseniură de galiu. Aceste lucrări, ca majoritatea celorlalte, au fost realizate în strânsă legătură cu organizațiile de cercetare și întreprinderile de producție, ceea ce a asigurat introducerea rapidă a noilor dezvoltări în industrie [8] .
A. A. Lebedev este unul dintre cei mai remarcabili fizicieni experimentali sovietici... Lucrarea lui A. A. Lebedev despre recoacere este bine cunoscută în străinătate și poate fi numită pe bună dreptate clasică. Pentru a studia razele X, în laboratorul lui A. A. Lebedev a fost construit un nou tip de spectrograf cu raze X cu o luminozitate mare și o putere de rezoluție și au fost efectuate mai multe studii asupra naturii sticlei.
Principala caracteristică a majorității lucrărilor de apărare a laboratorului lui A. A. Lebedev este originalitatea și ingeniozitatea principiilor. În plus, ele se caracterizează printr-o combinație de elemente eterogene (de exemplu, optică și electricitate) și o abilitate excepțională în depășirea dificultăților.
Foarte puțini fizicieni sovietici și străini pot fi comparați cu A. A. Lebedev în arta experimentului dificil și precis.- Din recenzia academicianului S. I. Vavilov. 15 mai 1943 [29]
Site-uri tematice | ||||
---|---|---|---|---|
Dicționare și enciclopedii | ||||
|