1951 г. Август Т. XL1V, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК · 2018-06-03 · Перед молодыми учё-ными Н. И. Пирогов ставил

1951 г. Август Т. XL1V, вып. 4

УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК

ИЗ ИСТОРИИ ФИЗИКИ

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ АВЕНАРИУСИ КИЕВСКАЯ ШКОЛА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

А. Г. Гольдман

В семидесятых годах прошлого столетия в России складывают-ся центры научной мысли, объединяющие около себя более илименее крупные коллективы физиков-исследователей. В 1872 г.по инициативе Д. И. Менделеева и Φ. Φ. Петрушевского осно-вано Физическое общество при Петербургском университете.В следующем 1873 г. при Московском университете организуетсяфизическая лаборатория, которая под руководством А. Г. Столе-това сделалась центром русской школы физиков. С того же 1873 г.начинают печататься работы по исследованию критических вели-чин, создавшие известность киевской школе физиков, развившейсяпод руководством М. П. Авенариуса.

Михаил Петрович Авенариус сложился в крупного учёногопод непосредственным влиянием Н. И. Пирогова, сыгравшеговидную роль в развитии русской научной и педагогической мыс-ли середины минувшего века. К голосу Н. И. Пирогова при-слушивалась вся прогрессивная Россия. Его идеи во многом со-ответствовали педагогическим идеалам лучшей части тогдаш-него общества. С 1858 г. Н. И. Пирогов выступал за коренноеобновление русских университетов, основанное на глубокой свя-зи преподавания и научного исследования. Перед молодыми учё-ными Н. И. Пирогов ставил задачу добиваться самостоятельногоразвития нашей отечественной науки и требовал приобретенияглубоких специальных знаний, а главное — освоения научногометода. «Покажите образованному в самом ограниченном масшта-бе, на какой-нибудь частичке науки, только на самом деле, методи механизм, которым современная наука доходит до её резуль-татов— и остальное он добудет всё сам, если он действительноищет знания» (стр. 571 — 572)1.

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ АВЕНАРИУС 587

Н. И. Пирогов требовал, чтобы будущие деятели универси-тетов знали своё дело, т. е. науку, а главное — умели «знакомитьсвоих учеников с м е х а н и з м о м научных знаний» (стр. 644) ].Воспитательное воздействие Н. И. Пирогова на молодых учёныходин из них, позже ректор Казанского университета, профессорИ. С. Ковалевский, определяет в словах: «он учил нас учиться».

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ

А В Е Н А Р И У С

1. НАЧАЛО НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ М. П4 АВЕНАРИУСАМихаил Петрович Авенариус родился 7 сентября 1835 г.;

•в 1858 г. он окончил курс Петербургского университета со сте-пенью кандидата математических наук и стал работать учителемматематики во 2-й петербургской гимназии. С мая 1862 г. по•октябрь 1864 г. Авенариус в числе «пироговцев?. *) был команди-рован Министерством народного просвещения за границу дляподготовки к профессорской деятельности.

*) «Пироговцами» называли группу молодых русских учёных, общееруководство образованием которых было поручено Николаю ИвановичуПирогову.

588 из ИСТОРИИ ФИЗИКИ

Большую часть времени командировки М. П. Авенариус про-вёл в Берлине, где слушал лекции в университете, участвовалв физических собраниях у Магнуса и вёл в его лаборатории само-стоятельную научную работу. В последнее полугодие командировкиАвенариус провёл один месяц в Париже, знакомясь там со спо-собами преподавания физических наук, а затем, в течение летнегосеместра, работал у Кирхгофа в Гейдельберге.

М. П. Авенариуса во многом не удовлетворяла постановка пре-подавания в Берлинском университете: « . . . везде здесь, кромеопытов у проф. Эрмана, более делал профессор, чем слушатель»,—пишет он в своём отчёте и далее: « . . . хотя и не упускал я извиду опытной части, так мало для неё представлялось случаев,что большая часть времени оставалось свободной» 2. Он отзы-вается положительно о физических собраниях, происходивших раз.в неделю у Магнуса; обзоры по вопросам современной физики,составляемые участниками этих собраний, помогали глубоко и все-сторонне осваивать научные вопросы2а. Пребывание в Гейдельбергедало Авенариусу возможность сравнить научные школы Кирхгофаи Магнуса. Он отмечает как недостаток эмпирической школы.Магнуса то, что в его изложении «каждый отдел представляетчто-то самостоятельное, замкнутое, противопоставляя этому курсКирхгофа, в котором единство теоретической мысли связываетв одно целое все части физики» [цитировано по А. Г. Столетову(стр. 420)»].

О Кирхгофе А. Г. Столетов, который работал в Гейдель-берге в одно время с Авенариусом, писал: «Физическая наукав её идеальном виде, как сочетание теоретической мысли с экс-периментальным искусством, предстала нам здесь впервые в лицетворца спектрального анализа» (стр. 420)3.

Авенариус приступил к своему первому научному исследованиюв 1862 г. К этому времени закон сохранения и превращенияэнергии стал признанным началом физики; в 1860 г. появилсяпервый учебник термодинамики ( Ц е й н е р , Основные черты меха-нической теории тепла). Изучение превращений энергии былоодной из главных проблем экспериментальной физики. Перспек-тивы технических использований электрической энергии побуждалиисследовать различные её источники; конструировались новыегальванические элементы (например, элемент Лекланше,1867), вводились новые принципы в построение электроста-тических машин (электрофорная машина, 1865), совершенствова-лись аккумуляторы (Планте, 1860), строились термобатареив надежде получить экономически выгодный источник тока(Маркус, 1860). Явления термоэлектричества привлекали вниманиеи техники и физики. Первоочерёдной была задача овладетьзаконами этих явлений, и эту задачу успешно разрешил Аве-нариус.


Несмотря на ряд исследований известных физиков, закон за-висимости термоэлектрического тока от температур спаев не былизвестен. В появившемся в то время руководстве по гальванизмуавтор — Г. Видеман, разобрав все сделанные предположенияотносительно причины этих токов, в заключение признаёт толькотот факт, что для получения термоэлектрического тока требует-ся взять два различных тела и место их соприкосновения нагретьили охладить.

Авенариус исходил из мысли, что существующая между двумяметаллами контактная разность потенциалов е зависит от темпе-ратуры £, и он подыскивал форму этой закономерности в видестепенного ряда. «Мне удалось, — пишет Авенариус во введениик своей докторской диссертации, — при помощи термоэлектри-ческих исследований указать на существование трёх членов этогоряда, причём в пределах ошибок наблюдений не обнаруживалосьприсутствия членов с высшими степенями tt почему для опре-деления полной электрической разности от соприкосновенияметаллов при температуре t можно воспользоваться нашим эмпи-рическим выражением, ограничиваясь тремя членами»4.

Итак, Авенариус исходит из того, что контактная разностьпотенциалов на границе двух металлов может быть представ-лена с вполне достаточной точностью выражением

е = а + Ы + сР. (1)

Предполагая, что электродвижущая сила $ термоэлектриче-ской цепи обусловлена т о л ь к о контактными разностями потен-циалов на двух спаях, находящихся при различных температу-рах tx и t2, Авенариус получает формулу

£=(*2-*ι) Ib + cfa + tj]. (2)

В ней ещё не было учтено поглощение и выделение теплотывдоль всего однородного проводника. Это явление Авенариусучёл позже в работе «Об электровозбудительной силе термо-электрических элементов с точки зрения механической теориитепла», в которой он термодинамически обосновал формулу (2),исходя из гипотезы, что удельная теплота электричества про-порциональна абсолютной температуре. При этом постоянные b и сполучили определённое физическое истолкование. Авенариусзаканчивает эту работу словами: «Приложение начал механиче-ской теории тепла к явлениям термоэлектричества приводит ктому же выражению электровозбудительной силы термоэлектри-ческого элемента, на котором остановился опыт, как на точномэмпирическом выражении закона зависимости электровозбуди-тельной силы элемента от температуры спаев»6.


В курсе физики О. Д. Хвольсона эта поправка приписана анг-лийскому физику Тэту, который дал её тремя годами позже,чем она была опубликована Авенариусом6.

А. Г. Столетов свидетельствует: « И в этой поправке (необ-ходимость которой была позже замечена Тэтом) первенствопринадлежит русскому автору» (стр. 428) 3.

Осенью 1864 г. М. П. Авенариус вернулся в Россию. Резуль-таты своих работ он изложил в двух диссертациях. 8 января1865 г. он защитил при С.-Петербургском университете маги-стерскую диссертацию «О термоэлектричестве», а 10 мая 1866 г.там же защитил докторскую диссертацию «Об электрическихразностях металлов при различных температурах».

В своих термоэлектрических исследованиях Авенариус ис-ходил из гипотез, построенных на уровне науки своего вре-мени.

Известные в то время явления — получение при определённойразности температур максимального тока и явления инверсии —Авенариус представил как необходимые следствия основного поло-жения своей теории.

Эти работы молодого учёного получили широкое призна-ние, а найденная им формула получила название закона Аве-нариуса.

Формула Авенариуса вошла во многие отечественные и загра-ничные учебники и монографии. Однако некоторые английскиеи американские учебники совершенно неосновательно называютсё формулой Тэта (например, в учебнике общей физики Гастингсаи Бича1).

Связанный с именем Авенариуса приоритет русской наукив вопросах термоэлектричества совершенно бесспорен и долженбыть отражён во всей нашей литературе, а также и в программахпо физике средних и высших учебных заведений.

С марта 1865 г. М. П. Авенариус был утверждён доцен-том Киевского университета. С осени того же года ему былапоручена кафедра физики и заведывание метеорологическойобсерваторией. С сентября 1866 г. он был утверждён в зва-нии экстраординарного, а с ноября 1867 г. ординарного про-фессора. Его деятельность в Киевском университете продолжа-лась 25 лет.

В течение первых десяти лет М. П. Авенариус должен былчитать весь курс физики как опытной, так и теоретической,а также читать курс метеорологии и заведывать метеорологиче-ской обсерваторией. Он сам, при содействии одного служителя,подготовлял опыты к лекциям; он же проводил практическиезанятия. Работа велась без ассистентов.

М. П. Авенариус быстро привлёк к себе симпатию студен-чества.


Большой интерес вызывали университетские, а также и пуб-личные лекции Авенариуса. Последние всегда собирали много-численную публику, привлекаемую как интересным выборомпредмета чтения, так и способностью М. П. излагать ясно ипонятно для малоподготовленных слушателей трудные научныевопросы 8 .

В первые годы чтение систематических курсов целой наукипоглощало все силы Авенариуса. Условия работы несколькоулучшились, когда в 1867 г. чтение курса теоретической физикиперешло к Н. Н. Шиллеру, благодаря чему М. П. Авенариусполучил возможность сосредоточиться на экспериментальной ра-боте. Физический кабинет занимал вначале только две неболь-шие комнаты. В 1875 г. Авенариусу удалось расширить егои поставить лабораторные работы для студентов. Он сам ру-ководил работой студентов, благодаря этому ещё более сближал-ся с ними и наиболее талантливых привлекал к исследователь-ской работе.

Результаты работы Авенариуса с молодыми физиками обна-руживаются уже с 1869 г., когда были напечатаны первые изме-рительные работы Эйсмонта («Определение длины секундногомаятника»), Зайончевского («Определение напряжения силы зем-ного магнетизма в Киеве в абсолютных единицах» и «О магнит-ном наклонении в Киеве») и несколько позже (1873) Кравченко.(«Определение элементов земного магнетизма в Киеве»9). Таксложилась научная школа М. П. Авенариуса, которая благодаря£воим исследованиям вскоре приобрела известность. В её составвходят: В. И. Зайончевский, О. Э. Страус, К. Н. Жук, А. И. На-деждин, студенты Г. Каннегиссер и Д. Дьячевский *).

2. РАЗВИТИЕ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ М. П. АВЕНАРИУСА

С 1873 г. М. П. Авенариус обратился к новой области иссле-дований: изучение жидкого состояния и пара при изменении тем-ператур и давлений. При этом перед ним возникла задача пря-мого определения критических температур.

*) О. Д. X в о л ь с о н (Курс физики, т. III, изд. 3, стр. 681), называет вчисле учеников М. П. Авенариуса Павлевского; то же утверждаетА. С. Предводителев (Очерки по истории физики в России, Учпедгиз,1949, стр. 216), который называет Павлевского Павловским. Павлевскийв 1878 г. работал в Институте сельского хозяйства и лесоводства в Но-вой Александрии (см. Ж. Μ. Η. П., ч. 207, отд. 4, стр. 89, 1880). Пословам Надеждина (стр. 83)13, первая заметка Павлевского о критиче-ских температурах появилась в 1882 г. в Спет. Вег. 1882. № 4. В 1878 г.в Ново-александрийском институте работал Зайончевский. Представ-ляется вероятным, что руководителем Павлевского, когда тот началработы по критическим температурам, был именно Зайончевский, а неАвенариус.


Понятие критической температуры было впервые введенов науку Д. И. Менделеевым в 1860 г., а именно, он высказалубеждение, что для всякой жидкости существует предельная,температура, выше которой она остаётся паром или газом, как быни было велико давление. Он назвал эту температуру абсолют-ной температурой кипения1 0; название «критическая температу-ра» утвердилось позже. Эти соображения Д. И. Менделеевабыли подтверждены в работах Т. Эндрюса, которые он вёл.с 1861 г.; в 1869 г. появилось полное описание работ Эндрюсапо исследованию углекислоты, с несомненностью показавших су-ществование критической температуры. Однако точных дан-ных относительно критических температур различных веществне было.

Существовали таблицы измерений Реньо относительно условийиспарения некоторых жидкостей (эфир, сероуглерод). Приведён-ные в них данные зависимости теплоты испарения от темпера-туры были обработаны Цейнером, который представил ход такназываемой «внутренней теплоты испарения» ρ в зависимости оттемпературы эмпирическими формулами. Однако данные Реньоне доходили до критических температур. Авенариус предпринялопытное определение критических температур для четырёх из-жидкостей, исследованных Реньо. С тщательностью, характернойдля Авенариуса во всех его исследованиях, была разработанаметодика этих определений и получены первые прямые опреде-ления критических данных. Одновременно Авенариус критическиобработал данные Реньо и показал, что они приводят к вели-чинам критических температур, согласным с его опытными дан-ными. Работа была опубликована в 1873 г. под названием «О внут-ренней скрытой теплоте»1 1; она была первой в ряду исследо-ваний критических величин, вышедших из киевской лаборатории.За годы 1875 —1887 здесь были определены многочисленныекритические и иные данные для разнообразных веществ, кото-рые вошли в основной фонд физических величин.

Так, в 1878 г. опубликована работа В. Зайончевского «Опре-деление упругости паров некоторых жидкостей при высоких тем-пературах»12. Зайончевский измерял упругость насыщенных пароввплоть до критической температуры; он определил критическиетемпературы и давления серного эфира, сернистого ангидрида,сернистого углерода, бензола, алкоголя, ацетона, хлористогоэтила, уксусного этила, четырёххлористого углерода и других.Последней в этом ряду была работа Надеждина — его диссер-тация, опубликованная в 1886 г. и заключавшая определениякритической температуры, критического давления и критическогообъёма 18 веществ1 3.

По словам Столетова, из всего набора критических темпера-тур, который был собран во 2-м издании (1894) известных физи-


ческих таблиц Ландольта и Бернштейна, около четвёртой долибыло добыто в молодой киевской лаборатории (стр. 429)3.

Спустя 30 лет таблицы Ландольта и Бернштейиа вышли в пя-том издании (1923); из них исключены многие прежние данныеи заменены позднейшими, более надёжными, но данные Зайон-чевского 1878 г., равно как данные Надеждина 1885 г., сохраненыполностью; при этом данные Зайончевского — наиболее ранниеиз приводимых в таблицах. Из 34 определений критическихобъёмов, указанных в таблицах, половина принадлежит Надеж-дину 1 4 .

С течением времени эти определения не только не утратилисвоего научного значения, но многие из них получили и прак-тическое применение. В связи с развитием холодильных машинвозник интерес к измерениям Зайончевского и Надеждина кри-тических данных и удельной теплоты сернистой кислоты. В опуб-ликованном* в 1947 г. «Справочнике по глубокому охлаждениюв технике» М. П. Малкова и К. Ф. Павлова 1 5 приведены опре-делённые Надеждиным критические температуры изобутилена150,7° и пропилена (в справочнике 91,4°, у Надеждина 91,6°).В переведённом и изданном в 1949 г. «Справочнике физика-экс-периментатора» (Кэй и Лэби) 1 6 указаны полученные Зайончев-•ским данные для сернистого газа ί κ ρ = : 155,4° и рнр = 78,9 атми для хлороформа tKp = 250° и ркр = 54,9 атм.

Эти примеры выявляют, насколько надёжны были опытныеопределения сотрудников Авенариуса: они выдержали проверкуопытом на протяжении семидесяти лет развития науки.

Особенный интерес вызывали значения критических величиндля воды — вещества, важнейшего по своим применениям. Вместес тем в случае воды измерения были связаны с преодолениемособенных трудностей. Каньяр-Латур, первый изучавший этотвопрос, считал свои опыты с водой не удавшимися; железные со-суды для эксперимента с водой не годились, так как были недо-статочно герметичны, а стеклянные сосуды лопались. Он пола-гал, что температура «полного улетучивания» для воды близкак температуре плавления цинка. В связи с этим Муссон припи-сывал Каньяру значение этой температуры tKp = 362° С, а Ван-дер-Ваальс — 410 и 412°. Из данных Реньо для скрытой теп-лоты испарения, путём экстраполяции эмпирического выраже-ния для скрытой теплоты в функции температуры, получалиίκρ —873°; Менделеев теоретически определял tK? = 543°, а Клау-зиус — 323,3°. Таким образом, о критической температуре водыне было никаких определённых сведений.

Метод экспериментального определения критической темпе-ратуры воды нашёл один из учеников Авенариуса — О. Э. Страус.Работая со смесью спирта и эфира, он установил, что и для•смеси наблюдается критическое состояние, подобное тому, какое


наблюдается у чистых жидкостей. В результате детального изу-чения он установил, что критическая температура смеси можетбыть вычислена с достаточной точностью по формуле

Η + аг '

где θ, θ, и θ 2 — критические температуры смеси и двух её со-ставляющих, а ах и а 2 — процентное содержание этих частей.Правило Страуса проверялось многими исследователями, подтвер-дившими его в широких пределах, между прочим и для воздуха.

Эту работу Страус опубликовал в 1880 г., а уже в марте 1881 г.он сообщил об определении критической температуры воды,основанном на использовании установленного правила. Страуссоставлял смеси воды и спирта в различных отношениях и изме-рял их критическую температуру. Опыт можно было выполнитьпри содержании в смеси до 50% воды. Правда, наблюдалосьнекоторое воздействие воды на стенки сосуда при повторныхопределениях с одним и тем же препаратом, но, ограничиваясьпри каждом определении тремя-четырьмя опытами, Страус полу-чил достаточно надёжные данные. Из приведённых 55 пар на-блюдений с препаратами с различным содержанием воды О. Э. Страусопределил критическую температуру воды в 370°Czjr5°.

Исходя из этого результата, Страус перешёл к определениюкритического давления виды. Эту величину пытались вычислитьВан-дер-Ваальс, указавший один раз 278, а другой раз — 289 атму

и Клаузиус, который определил критическое давление водыв 134 атм.

Метод Страуса основывался на законе соответственных со-стояний: «При одинаковых приведённых температурах все веще-ства обладают одинаковой приведённой упругостью насыщенногопара». Пользуясь найденным значением критической температурыводы, он вычисляет приведённые температуры воды, соответствую-щие температурам эфира, равным 10, 20, . . . , 80°, и по табли-цам находит для этих температур упругости паров эфира и,соответственно, воды. При равных приведённых температурахупругость паров воды в среднем в 5,3 раза превышает упругостьпаров эфира. Это отношение должно сохраняться и при приве-дённой температуре, равной 1, т. е. при критической температуре.Для эфира Зайончевский определил критическое давление в36,9ятилг;следовательно, для воды оно равняется 36,9-5,3, т. е. р к р == 195,5 атм.

На ряде примеров Страус показал, что это значение критиче-ского давления, если его \ рименять для вычисления температуркипения разнообразных жидкостей, приводит к результатам, оченьблизким к наблюдениям. Работа была опубликована в 1882 г. 1 1.

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ АВЕН/РИУС 595

В марте 1885 г. А. И. Надеждиным выполнено первое в наукепрямое определение критической температуры воды. Так как опти-ческий способ установления критического состояния, при которомнаблюдают за исчезновением мениска, для воды неприменим, тоНадеждин предложил для этой цели новый метод, вошедший внауку как «метод Надеждина». Прибор Надеждина, названныйим дифференциальным дензиметром 1 8 , состоял из трубки, встав-ленной в оправу, снабжённую трёхгранной осью, на котором онамогла качаться подобно коромыслу весов. Трубка вначале уравно-вешивалась так, чтобы она сохраняла горизонтальное положение.Затем часть трубки наполнялась жидкостью, а остальная часть —насыщенным паром. При этом трубка устанавливалась наклонно.Критическая температура определялась как температура, при ко-торой исчезает разница в плотностях жидкости и пара, что обна-руживалось по возвращению трубки в горизонтальное положение.Важным достоинством метода Надеждина является его примени-мость к тем случаям, когда вещество сильно окрашено (как броми иод), так что трудно видеть мениск, или когда это веществоразрушающе действует на стекло (как вода).

Для критической температуры воды Надеждин получил зна-чение tKp =• 358° С. А. Г. Столетов называет эту работу кульми-национным пунктом деятельности лаборатории.

Спустя несколько лет эти измерения были повторены Кайльетеи Колардо; они получили для воды tKp = 365° С и ркр = 200,5 атм.

Более поздние измерения, приводимые в справочных табли-цах, дают для воды tKp = 374,1 С и /?кр = 205 атм.

Как видим, произведённое Страусом определение критическихпостоянных воды оказалось верным. В пределах указанной имвозможной погрешности их значения согласуются и с измерениямиКайльете и Колардо, и с позднейшими, выполненными при значи-тельно более совершенной технике эксперимента.

Начиная с семидесятых годов, благодаря работам по критиче-скому состоянию, лаборатория М. П. Авенариуса приобретаетвсё большую известность. Её исследования печатаются не тольков университетских записках, но и в центральном русском физи-ческом журнале (журнал Р; сского физико-химического общества,часть физическая) и реферируются в иностранных физических жур-налах. Почти каждая работа подвергается внимательному, крити-ческому изучению со стороны исследователей в той же области.

Рост лаборатории отражается на научной известности Авена-риуса; он становится членом Русского физико-химического обще-ства, членом-корреспондентом Петербургской Академии наук, по-чётным членом Московского общества любителей естествознания,членом Киевского общества естествоиспытателей (и членом-учре-дителем выделившегося потом Киевского физико-математическогообщества), членом Берлинского физического общества.

:596 из ИСТОРИИ ФИЗИКИ

К началу восьмидесятых годов в лаборатории Авенариусабыл накоплен большой научный опыт, получены многочисленныеновые экспериментальные данные, разработана своеобразная ме-тодика, сочетавшая простоту и точность. Работы лабораториив этот период печатаются под объединяющим заголовком: «Изфизической лаборатории университета св. Владимира»19.

3. АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ НАДЕЖДИН

Из среды сотрудников лаборатории в это время выдвинулсямолодой талантливый учёный, своими научными трудами быстрозавоевавший признание в кругах русских физиков. Это был ужеупоминавшийся нами Александр Иванович Надеждин20. А. И. На-деждин родился в 1858 г. в семье военного врача. Поступивв 1877 г. на физико-математический факультет Киевского универ-ситета, он рано начал экспериментальную работу и, будучи сту-дентом 3-го курса, получил золотую медаль вместе с премиейН. И. Пирогова за сочинение на конкурсную тему: «Об измене-ниях, замечаемых в свойствах тел, вблизи так называемой темпе-ратуры абсолютного кипения».

Круг его интересов был весьма широк: он принимал участиев Киевских народных чтениях (читал лекции по метеорологиии отдавал много времени на подготовку опытов), он перевёл гла-ву о Канте в вышедшем в Киеве в 1882 г. переводе книги А. Ве-бера «История европейской философии». В то же время он былчленом-любителем Драматического общества.

По представлению Авенариуса А. И. Надеждин после окончанияуниверситета в 1882 г. был оставлен стипендиатом для подготов-ки к профессорскому званию по кафедре физики. Одновременноон был назначен преподавателем Киевской женской гимназии.

В ближайшие, годы он выполняет ряд исследований, опубли-кованных в русских научных журналах и реферированныхв заграничных изданиях. Надеждин реферировал эти работыи в Киевском обществе естествоиспытателей, в котором былвесьма активным членом. В 1885 г. он определил впервыепрямым способом критическую температуру воды и другихжидкостей, для которых метод исчезновения мениска оказывалсянепригодным. Об этой блестящей работе упоминалось выше:она была опубликована в бюллетене Петербургской Академиинаук. В том же году он сдал магистерские испытания и исследо-вал упругость насыщенных паров при высоких температурах;эта работа вошла как часть в его магистерскую диссертацию,озаглавленную «Этюды по сравнительной физике» и представлен-ную к защите весной 1886 г.

Уже в первой студенческой работе Надеждина проявились ха-рактерные для него острая наблюдательность и стремление к


обобщению. Он исследовал зависимость от температуры упруго-сти насыщенных паров нескольких органических жидкостей. Опре-деляя критические температуры нескольких смесей, он подметил,что критическая температура и температура кипения смесей раз-личного состава изменяются на одну и ту же величину: на сколькоповышается температура кипения, на столько же повышается икритическая температура31. А. И. Надеждин предположил, что этотзакон действителен для близких по составу веществ — полимеров,изомеров. Поэтому он исследует ряд изомеров и убеждается в су-ществовании такой закономерности33. Несколько позже в немец-ком химическом журнале появилась работа Павлевского, которыйвысказал такое же предположение для гомологов и представилрезультаты измерений над 17 эфирами в подтверждение законо-мерности. Надеждин дал дальнейшие примеры существованияэтого соотношения у гомологов23· 2 3 а . Выбирая ряды или группыс аналогичными свойствами (гомологи, изомеры, производныеодних и тех же радикалов) и устанавливая для них частные за-кономерности, Надеждин полагал, что частные обобщения будутслужить ступенями для общего синтеза, для выявления вида функ-ции, которая связывает свойства тела с его строением и молеку-лярным весом. В найденной выше закономерности он видел ука-зание на то, что зависимость температуры кипения от молеку-лярного веса и строения имеет тот же вид, что и для критиче-ской температуры.

В следующей работе — о теплоёмкости жидкостей34 — Надеж-,дин устанавливает новое соотношение: отношение теплоты испа-рения жидкости к произведению из теплоёмкости на критическуютемпературу постоянно для любой жидкости, если производитьсравнение при температурах, при которых удельный объём каж-дой жидкости составляет одинаковую долю критического её объёма(соответственные объёмы). Надеждин подтверждает это положе-ние экспериментальными данными. Далее он показывает, что отно-шение внутренних работ при испарении и нагревании различныхжидкостей, взятых при соответственных объёмах, прямо пропор-ционально критическому давлению. Для истолкования этих фактовНадеждин предлагает гипотезу, что в жидкости молекулы соединяют-ся в группы и что величина критического давления пропорциональначислу молекул, образующих одну сложную частицу жидкости.

Во введении к своей диссертации Надеждин раскрывает исход-ные методологические положения своей работы. «Субстратом всехфизических явлений будет материя или вещество» (стр. 2 ) 1 8 ,« . . . атомистическая гипотеза получила такую степень вероятности,что позволяет химический атом считать реальностью» (стр. 4 ) 1 8 .Выступая против нападок на атомистическую гипотезу, Надеждинзаявляет, что несомненным является «существование того, что дви-жется, мельчайших частиц, атомов» (стр. 4 ) 1 3 .

8 УФН, т. XLIV, вып. 4

598 из ИСТОРИИ ФИЗИКИ.

Для всестороннего и полного изучения физических явленийНадеждин считает необходимым исследовать зависимость междуфизическими свойствами и составом тел. Он ожидает, и считает этовыводом из закона периодической системы Менделеева, что должнасуществовать «тесная связь между атомным (иногда частичным)весом и физическими и химическими свойствами тела» (стр. 4 ) 1 3 .И он рассматривает как программу для будущего «найти и изме-рить эту связь...» (стр. З ) 1 3 .

Взяв предметом диссертационной работы действие тепла натвёрдые и жидкие тела и полагая, что по состоянию современнойему науки результаты сравнительного изучения действия теплана различные вещества «долго ещё будут иметь частный характер»,Надеждин стремится к возможной полноте в доставлении и соби-рании опытного материала, разбросанного в огромном числе ме-муаров и заметок, и в критическом его сопоставлении.

Таким образом, весьма существенную часть диссертации со-ставляет разбор и проверка частных обобщений и целых теорийпо рассматриваемой теме.

Диссертация состояла из трёх частей. В первой части Надеж-дин рассматривает тепловое расширение твёрдых тел, соотноше-ния между коэффициентом расширения, молекулярным объёмоми температурой плавления; она представляет критический обзорлитературных данных.

Вторая часть посвящена тепловому расширению жидкостейи переходу тел из жидкого состояния в газообразное. В первойеё главе помещены собственные определения Надеждина крити-ческого состояния ряда эфиров жирных кислот. Подробно изла-гается методика Надеждина; здесь же приведено ставшее класси-ческим описание критического состояния. В конце главы сведенырезультаты измерений Надеждина. Во второй главе рассматри-ваются коэффициенты расширения при обыкновенных температу-рах. На основании многочисленных измерений Надеждина, Пав-левского и других обсуждается вопрос о зависимости междуточкой кипения и критической температурой. Признавая, что по-стоянство разности этих двух температур имеет место у соедине-ний метамерных и гомологических (и то только приблизительно)для температур кипения при нормальном давлении, Надеждинставит эту зависимость в связь с постоянством произведения αίκ,где α — коэффициент расширения, a tK — абсолютная температуракипения жидкости. В третьей главе сопоставляются формулы длярасширения жидкостей, а в четвёртой — исследуются выводы изуравнений состояния, относящиеся к расширению жидкостей.

В третьей части диссертации рассматриваются данные об упру-гости насыщенных паров. В первой главе приведены результатыизмерений Надеждина для ряда эфиров жирных кислот. «Одниего определения упругости паров в этой работе стоят, по моему


мнению, докторства», — писал М. П. Авенариус А. Г. Столетову(21 марта 1886 г . ) 2 6 . Во второй главе сопоставляются эмпириче-ские формулы; в последней главе закон соответственных давле-ний применяется к отысканию зависимости между постояннымиразличных формул для упругости паров.

21 марта 1886 г. М. П. Авенариус писал А. Г. Столетову:«Послал я Вам работу Надеждина, надеясь, что Вам будет прият-но увидеть такой капитальный труд, произведённый без помощииностранных учёных» 3 δ.

Спустя год, в посмертном издании физических исследованийНадеждина Авенариус в предисловии так оценивает эту диссер-тацию: «Предлагаемые им опытные данные по критическому со-стоянию тел и по упругости паров жидкостей при высоких тем-пературах превосходят по своему значению все до сих пор обна-родованные —• вместе взятые. А как материал этот здесь же ими обработан, то настоящее исследование представляет капитальныйтруд...» (стр. V — V I ) 2 6 .

А. Г. Столетов в своих работах о критическом состояниител говорит о Надеждине: «Глубокий знаток занимающего насвопроса . . . » 2 7 .

4. ПОСЛЕДНИЕ РАБОТЫ М. П. АВЕНАРИУСА

Начиная с 1887 г. внимание М. П. Авенариуса привлекаетвопрос о тепловом расширении жидкостей. Многие исследователидовольствовались измерениями при изменениях температур в узкихпределах, например до точки кипения. Авенариус ставит себезадачей получить полную картину изменений объёма жидкостии поэтому изучает расширение жидкости под давлением, равнымкритическому, благодаря чему он может и температуру жидкостидоводить почти до критической. Так, расширение эфира Авена-риус измеряет при температурах между 20°,2 и 187°,828.

Эти работы продолжает К. Н. Жук, который в 1881 г. опуб-ликовал измерения расширения этилового спирта (между 0 и 218°,5)и сернистого ангидрида29. Под руководством К. Н. Жука сту-денты Каннегиссер и Дьячевский определили расширение диэтил-амина и хлористого этила 3 0. Результаты всех этих измеренийоказались в хорошем согласии с формулой

V = a-b\g{TK-T),

в которой V означает измеряемый объём, Тк — критическую тем-пературу жидкости, Τ — температуру при измерении, а и b —постоянные.

Если эту формулу продифференцировать по Т, то получим:

dV _ СdT ~ Туг-Т '

600 ИЗ ИСТОРИИ ФИЗИКИ

где С — постоянная. Таким образом, формулой учитывается изве-стный факт, что коэффициент расширения жидкости увеличиваетсяс приближением к критической температуре.

Итальянский физик Гримальди повторил весьма тщательноопределения расширения эфира и, сравнив результаты своих изме-рений с вычисленными по формулам, предложенным разными иссле-дователями, пришёл к выводу, что формула Авенариуса наиболееточно воспроизводит ход расширения жидкости (стр. 99) 1 3 .

После того как в 1876 г. свеча Яблочкова дала начало мощ-ному развитию электрического освещения, возникла задача обес-печить независимо друг от друга включение произвольного числаламп в одну сеть. Этот вопрос назывался проблемой «дробленияэлектрического света». М. П. Авенариус разработал систему ка-нализации переменного электрического тока при помощи электро-литических конденсаторов. Он получил в 1880 г. привилегиюна «способ деления электрического света на произвольное числонезависимых друг от друга источников или свечей31», проверилеё в небольшом масштабе в Киеве, а затем испытывал и демон-стрировал в Париже в лаборатории «Societe generate d'electricite(procedee Jablochkoff)» во время электрической выставки 1881 г.и выступал с докладом на заседании I международного конгрессаэлектриков 11 октября 1881 г.3 2. Электрические конденсаторыАвенариуса состояли из угольных пластин, погруженных в вод-ный раствор кремнистого натрия (жидкого — натрийного — стекла).

М. П. Авенариус так описывает действие своих конденсато-ров: «Когда ток проходит через одно из этих ответвлений, онидёт через свечу, но в то же время поляризует вольтаметр, т. е.последний заряжается, как если бы это был конденсатор. Когдаток изменяет направление, вольтаметр разряжается и этот разряддобавляется к основному току, проходящему через свечу. Этиразряды вольтаметра, повторяющиеся при каждом изменении на-правления основного тока, т. е. более ста раз в секунду, смогутподдерживать вольтову дугу, лишь бы происходящий от поляри-зации заряд был достаточно велик»3 3. Сравнительно с собственноконденсатором соответственной ёмкости «поляризатор», так наз-вал Авенариус свой поляризационный конденсатор, имеет преиму-щества компактности и дешевизны.

Автор современного курса электрических конденсаторовВ. Т. Ренне указывает, что первые образчы электролитическихконденсаторов появились в 1894—1896 гг.88. Полагаем, что недо-пустимо упускать приоритет нашей отечественной науки, котораяв лиде М. П. Авенариуса ещё в 1881 г. выступила на между-народном конгрессе с показом электролитических конденсаторовв действии.

Расчет научной лаборатории Авенариуса относится к десяти-летию с 1877 по 1886 г. Талант руководителя в сочетании с даро-


ваниями молодых сотрудников обеспечил достаточные условиядля этого расцвета. Но в царской России не' было необходимыхусловий для развёртывания научных исследований; возникшийочаг русской науки не поддерживался, а глушился. М. П. Авена-риус не имел возможности сохранить около себя своих ученикови тем образовать прочное ядро для развития созданного им науч-ного направления. Зайончевский перешёл на работу доцентомв Институт сельского хозяйства и лесоводства в Новую Алек-сандрию; О. Э. Страус переехал в 1881 г. в Петербург и вскореперешёл от вопросов молекулярной физики к электротехнике.К. Н. Жук почти оставил научную работу, отдав своё времяработе учебной.

М. П. Авенариусу пришлось похоронить своего любимого,наиболее талантливого ученика Надеждина.

А. И. Надеждин в апреле 1886 г. защитил диссертацию название магистра; в апреле же ему была назначена заграничнаякомандировка с научной целью на два года. На неё он возлагалбольшие надежды, так как намеревался хоть немного отдохнутьи восстановить свои силы, которые начали его покидать в ре-зультате непомерной работы. Но было уже слишком поздно:6 мая он выехал из Киева в Берлин, а оттуда отправился длялечения во Франценсбад, где в июне и скончался. Его биографприводит мнение врачей, что работа с ядовитыми жидкостямимогла повлиять на быстрое течение болезни почек.

С горечью писал Авенариус: «Хотя Россия не может пожало-ваться на отсутствие в её сынах дарований, но редко эти даро-вания приносят желанные плоды. Те или другие невзгоды оста-навливают выполнение часто очень широко поставленных научныхзадач и приходится только жалеть о потере для науки молодыхсил, подававших большие надежды. Со смертью А. И. мы потеря-ли гораздо большее; несмотря на свои молодые годы, он не толь-ко подавал надежды, но уже успел блистательно оправдать самыесмелые ожидания своих наставников и товарищей и в 28 лет соста-вить себе почётное имя среди европейских учёных» (стр. VI) 3 6 .

В течение всего периода наиболее интенсивной деятельностилаборатории Авенариуса условия работы продолжали оставатьсятяжёлыми.

«Если принять в соображение, что комнаты имеют высоту8 футов, что окна соответственно тому очень малы,—то прихо-дим к убеждению, что помещение нашей лаборатории мизерно доневозможности» (стр. 422) 3. И в этих помещениях, как писалученик Авенариуса Э. К. Шпачинский, «Авенариус по несколькочасов подряд проводил ежедневно в одной из комнат своей ла-боратории среди зажжённых газовых горелок и накалённыхмагнусовских ванн, в невыносимо высокой температуре, в сухойпереполненной углекислотой атмосфере, всё время на ногах,


терпеливо следя за показаниями термометров, с карандашом в рукедля записывания изменений объёма и пр.» (стр. 423)8.

Годы таких занятий не могли пройти без вреда для здоровья,и с начала восьмидесятых годов М. П. Авенариус начал терятьсилы; он рано одряхлел и в 55 лет, в 1890 г., прекратил чтениелекций и вынужден был воздерживаться от физического и ум-ственного утомления.

М. П. Авенариус умер 4 сентября 1895 г.К концу восьмидесятых годов, после смерти Надеждина,

прекращаются публикации под заголовком: «Из физической лабо-ратории университета св. Владимира».

А. Г. Столетов заканчивает биографию М. П. Авенариусасловами: «В летописях русской физики Михаилу Петровичу Аве-нариусу принадлежит почётное место и как исследователю, и какучителю. Имя его не должно быть забыто и в науке всемирной»(стр. 432) 8.

Привлекательный образ М. П. Авенариуса рисует близкоего знавший А. Г. Столетов: «Это был человек мягкого и в тоже время прямого характера, он никогда не кривил душой, гово-рил и действовал всегда по убеждению и на его слово можнобыло положиться. К науке и к профессорским обязанностям онотносился с благоговением, как к делу святому. Свидетельствародных, сослуживцев и учеников дополняют это личное впечатле-ние. Они единогласно рисуют покойного как отличного семьянина,горячо любимого в родном кругу, как стойкого и высоко честногочлена коллегии, как друга и любимца учащейся молодёжи.В среде служебной, в кругу товарищей он внушал уважениедаже людям другого лагеря, был чужд оппортунизма и ненавиделформалистику. Студенты ценили в нём и увлекательного лектора,и неутомимого работника-руководителя, и надёжного заступникав правом деле. Всегда деликатный, снисходительный без поблажки,он умел щадить молодое самолюбие, умел воодушевить дарови-того и ободрить слабого; подавал собой высокий нравственныйпример, а при нужде не отказывал и в материальной помощи»(стр. 426)3. «Чистая душа», «добросовестный искатель»—харак-теризует его Столетов в иных строках той же биографии.

5. КИЕВСКАЯ ШКОЛА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

Лаборатория М. П. Авенариуса была в России одной из пер-вых школ экспериментальной физики. Как видно из сказанного,центральное место в её тематике занимало изучение свойствжидкости во всей области её существования и изучение свойствпара до критической температуры. Изучение свойств жидкостейи паров было на протяжении всего XIX столетия одной из глав-ных проблем физики в значительной мере в силу запросов, кото-

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ АВЕНАРИУС • 603

рые ставило науке развитие паровой машины. Ещё Ватт опреде-лил скрытую теплоту парообразования (1781) и упругости паровводы вплоть до -j- 133°. В работах Реньо, опубликованных в его«отчёте об опытах для определения основных законов и числен-ных данных, входящих в расчёты паровых машин» (т. I, 1847;т. II, 1862; т. III, 1870), разнообразные газы и пары были иссле-дованы с крайней тщательностью. Учение о непрерывности газо-вого и жидкого состояний привело к воззрению, что критическиесостояния являются одинаковыми или соответственными состоя-ниями всех веществ. Согласно этому учению критические данныеявляются как бы естественной мерой изучаемого вещества, такчто давление, температура и объём, выраженные в этой естествен-ной мере (приведённые давление, температура и объём), связаныединым выражением для всех веществ. Поэтому определениекритических величин было одной из важнейших задач физикив семидесятых-восьмидесятых годах XIX столетия. Как писалАвенариус: «Пользуясь началами механической теории теплаи данными по критическому состоянию тел, физики занялисьв последнее время с особенным интересом вопросом об измене-ниях, производимых в телах теплотой. Но недостаток опытныхданных, в особенности касательно критического состояния тел,ставил, с одной стороны, преграды дальнейшим теоретическимизысканиям, с другой, — не давал возможности решить, которымиз предполагаемых теорий отдать предпочтение» (стр. 7) 3 6 .

Вопросами критического состояния занимались в Россииодновременно с работами киевской школы с теоретической сто-роны А. Г. Столетов, П. А. Зилов, Б. Б. Голицын; эксперимен-тально изучали эти вопросы многие видные исследователи заграницей. Каждая появлявшаяся работа встречалась с большимвниманием и подвергалась детальному критическому изучению.В этом соревновании многочисленных лабораторий выдающеесяместо принадлежит Киевской лаборатории.

Школа Авенариуса следовала завету Пирогова «ценить трез-вое дознание трудом», уважать факты. Точно определённый,строго проверенный факт был исходным моментом в её обобще-ниях. Критические величины, измеренные в киевской лаборато-рии, псрзжили полвека и сохранили своё значение. Многочислен-ные измерения, выполненные за это время в лабораториях разныхстран, не вытеснили ранее произведённых измерений киевскойлаборатории. Между тем киевская лаборатория располагалатолько весьма скромными средствами. Преобладающую частьеё оборудования составляли приборы для лекционных демон-страций.

Лаборатория М. П. Авенариуса выработала своеобразную, са-мобытную методику, которая сочетала простоту средств с точно-стью результатов и поэтому заслуживает внимательного изучения.


Для иллюстрации мастерства, которое выявляли в своихизмерениях Авенариус и его сотрудники, приведём несколькопримеров.

Среди измерений критических величин труднейшими считаютсяопределения критического удельного объёма или критическойплотности. Как же определяли эту величину в киевской лабора-тории? Жидкость помещалась в толстостенную стеклянную трубку,оба конца которой были загнуты; на одном колене были наре-заны деления и точно определена ёмкость всех её частей, надругой — выдута расширенная полость довольно значительногообъёма. В первом колене помещалась испытуемая жидкость,.во втором — какая-нибудь вспомогательная жидкость со значи-тельным коэффициентом расширения; жидкости отделялись другот друга столбом ртути. Оба колена погружались в отдельныевоздушные ванны, в которых устанавливалась точно измеряемаятемпература. Путём нагревания колена, содержащего вспомога-тельную жидкость, вызывалось её расширение. Жидкость оказы-вала давление на ртуть и, перемещая её, уменьшала объём,занятый испытуемой жидкостью и её насыщенным паром. Продол-жая подогревать второе колено, можно было обратить в жидкостьвесь пар испытуемой жидкости. В момент исчезновения послед-них следов пара определялось положение ртути в первом коленеи, тем самым, объём испытуемой жидкости. Затем второе коленоохлаждалось; при этом жидкость сжималась, ртуть сдвигалась,объём для испытуемой жидкости и её пара в первом коленеувеличивался и часть жидкости переходила в пар. Соответствую^щим охлаждением второго колена можно было всю жидкостьв первом колене обратить в пар и в момент улетучиванияпоследнего следа жидкости определить объём пара в калиброван-ной трубке. Такой опыт давал возможность получить объёмиспытуемого тела как в жидком, так и в парообразном виде приопределённой температуре.

Повторяя опыт при различных температурах испытуемойжидкости, получали зависимость объёма жидкости и пара оттемпературы. Эти кривые сходятся в точке, соответствующейкритическому состоянию тела. Хотя опытным путём достичькритической температуры не всегда было возможно, экстраполи-руя экспериментальные кривые, можно было определитьдовольно точно место их пересечения и, тем самым, критическийобъём и .

Итак, Авенариус для создания требуемых давлений замещалтепловым расширением вспомогательной жидкости отсутствовав-ший нагнетательный насос, т. е. решал поставленную задачучрезвычайно простыми техническими средствами, и обеспечивалдостаточно точный результат, правда со значительной затратойвремени на измерения.

МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ АВЕНАРИУС 605·

Надеждин считал этот приём трудным и заменил его другим,крайне простым, основанным на его наблюдении, что нормальномукритическому объёму соответствует исчезновение мениска где-нибудь посредине трубки и густая интенсивная муть по всейдлине трубки, сопровождающая обратный переход.

Надеждин заготовлял цилиндрические прокалиброванныетрубки (около 2—3 мм в диаметре). Он брал четыре такиетрубочки, наполнял их жидкостью, каждую до определённой долиобъёма, например: 0,42; 0,37; 0,34; 0,31, прокипятив, запаивал ихи помещал внутри ванн для нагревания. Допустим, наблюдениепоказало, что критический объём лежит между- 0,37 и 0,34. Тогдаон наполнял ещё три такие же трубочки до 0,36; 0,35 и 0,33всего объёма. Новый опыт показывал, что 0,36 и 0,35 близкик критическому, причём 0,36 ближе, чем 0,35 (раздел исчезал невблизи нижнего края, а посредине). Тогда он охлаждал трубочкус наполнением 0,36, резцом намечал положение уровня жидкостии, отломив кончик, удалив жидкость и просушив трубочку,калибровал её ртутью, так что получал отношение объёма паровпри критической температуре и объёма жидкости при даннойтемпературе (стр. 71—72) 1 3.

Этим методом Надеждин определил критические объёмы17 жидкостей.

Успех был достигнут не благодаря совершенству сложнойтехнической аппаратуры, а благодаря острому анализу и наход-чивому использованию наблюдений.

Так же просто и в то же время надёжно решался в киевскойлаборатории вопрос об обеспечении верных показаний термо-метра при определении критической температуры. Трубочкас испытуемым веществом и термометр находились рядом внутривоздушной ванны. Требовалось обеспечить, чтобы даже припостепенном нагревании или охлаждении разница между темпера-турами в разных местах внутри этой ванны (ящика) была быминимальной, а также чтобы показания термометра не искажалисьдействием излучений стенок ящика. Для этой цели данный ящикс трубочкой и термометром помещали в другой — такой же, нобольших размеров, э т о т — в ещё больший, затем — в ещё боль-ший четвёртый и, если требовалось,— в ещё больший пятый.Каждый ящик был со всех сторон отделён от следующего воз-душным промежутком.

А. И. Надеждин с полной уверенностью заявлял, «что нашспособ определения критических температур представляет боль-ше гарантий для точности — в этом можно поручиться» и, крити-куя некоторые публикации, указывал, что в измерениях киевскойлаборатории «разница между температурами различных частейпоследнего (внутреннего — А. Г.) ящика, по неоднократно сделан-ным наблюдениям, не превышает 0°, 1—0°, 2»2 3 а .

606 ИЗ ИСТОРИИ ФИЗИКИ

Таким образом, точность результатов достигалась критическимконтролем каждого элемента производимых опытов, особой тщатель-ностью наблюдений, глубоким анализом наблюдаемых процессов.

Исследуя физические факты, школа М. П. Авенариуса изучалаэти факты в их внутреннем развитии, в их движении: освоенныйфакт служил ступенью для перехода к следующему, для расши-рения изучаемой области.

Приведём несколько примеров.Надеждин, имея продажный, загрязнённый амилен, который

для определения критической температуры он должен был очи-стить, измерял критические температуры всех полученных прифракционной дестилляции фракций с неизвестным содержаниемпримесей и установил, что критические температуры изменяютсяна ту же величину, на которую разнятся температуры отгонкифракций, т. е. на сколько повышается точка кипения, на столькоже повышается и критическая температура21.

Это соотношение он, далее, расширил на изомеры и гомоло-гические соединения. Таким образом сближались явления у раз-личных веществ.

Подобным образом Страус из наблюдений критических темпе-ратур двух жидкостей установил простую формулу для определе-ния критической температуры смеси по критическим температу-рам компонент, и это дало ему возможность путём измерениякритических температур смесей воды со спиртом определитькритическую температуру воды1 7.

Так, от определения критической температуры чистого ве-щества совершался переход к определению критической тем-пературы для смеси с известным составом, а затем обрат-ный переход к определению для чистого вещества, для кото-рого критическая температура была недоступна прямому на-блюдению.

Школа Авенариуса дала блестящие примеры использованиятеории соответственных состояний для овладения труднодоступ-ными явлениями. Выше упоминалось, что Страус, установив кри-тическую температуру воды, с помощью этой величины вычислилсоответственные температуры воды и эфира и по табличным дан-ным упругостей насыщенных паров эфира и воды сопоставилсоответственные данные упругостей водяных паров и паров эфира;отсюда он установил их численное соотношение, и это дало воз-можность по критическому давлению эфира определить крити-ческое давление воды, ещё недоступное прямому определению.Затем по критической температуре и давлению воды он вы-числил точки кипения различных жидкостей в хорошем согласиис опытом17.

Надеждин в своей работе о теплоёмкости жидкостей даётмногочисленные примеры подобных пересчётов.


В основе всей этой методики лежало стремление всестороннеи полно осваивать изучаемые явления.

Авенариус выдвигал принцип: «необходимо рассматриватьявление в возможно широких пределах изменяемости» причины,его обусловливающей85. Этому следовали его сотрудники, изу-чая упругость насыщенных паров или расширение жидкостейпрактически во всей области существования этих жидкостей.

Методика научной работы тщательно разрабатывалась в доре-волюционных школах русских физиков; в тяжёлых условиях, прискудных средствах, отпускавшихся царским правительством наэкспериментальные исследования, только самобытная, изобрета-тельная методика обеспечивала развитие школы и успех в состя-зании с лучшими лабораториями того времени при решении труд-ных физических вопросов. Вопросы методики исследования имеютогромное значение и в наше время, особенно в свя.зи с за-дачей увеличения продуктивности научного труда. Опыт,накопленный в школах А. Г. Столетова, М. П. Авенариусаи других физиков, весьма поучителен; его предстоит собратьи изучить.

Ныне коренным образом изменились условия развития наукив нашей стране. Созданы первоклассные научно-исследователь-ские институты, воспитана огромная армия квалифицированныхсоветских учёных.

Но и в расцвете своих сил советская наука не забывает своихпредшественников — тех, кто в тяжкие дореволюционные годыс честью трудился под славным знаменем русской науки.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Сочинения Н. И. Π и ρ о г о в а, т. I, изд. Пироговского товарище-ства, Киев, 1910.

2. Журнал Министерства народного просвещения, ч. 119-я, отд. II,1863, стр. 60 — 67.

2а. Журнал Министерства народного просвещения, ч. 122-я, отд. II,1864, стр. 88 — 90.

3 . А. Г. С т о л е т о в , Собрание сочинений, т. И, Гостехиздат, 1941.4. М. А в е н а р и у с, Об электрических разностях металлов при раз-

личных температурах, СПБ, 1866, стр. 2 — 3 .5. М. А в е н а р и у с , Об электровозбудительной силе термоэлектриче-

ских элементов с точки зрения механической теории тепла, (Киев-ские) университетские Известия, № 11, Киев, 1870, стр. 1 — 5.

6. О. Д. Х в о л ь с он, Курс физики, т. 4, изд. 2, Петроград, 1915,стр. 667 — 668 и 671.

7. С h. S. H a s t i n g s a. F. Е. В е а с h, A. Textbook of General Physics,Boston, USA, Ginno C° 1900, стр. 445.

8. Из письма В. 3 а й о н ч е в с к о г о А. Г. Столетову от 4 октября1895 г. (Архив библиотеки им. А. Г. Столетова.)

'9 . Биографический словарь профессоров и преподавателей Импе-раторского университета св. Владимира (1834—1884), под ред.проф. В. С. Иконникова, Киев, 1884, стр. 3 — 6.


10. Д . И . М е н д е л е е в , Химический журнал Соколова и Энгельгардта,3, 1860, стр. 81.

11. М. A v e n a r i u s , Ueber innere latente Warme, Bullet, de Moscou,47, № 3, 1873.

12. В. З а й о н ч е в с к и й , Определение упругости паров некоторыхжидкостей при высоких температурах, (Киевские) университетскиеИзвестия, год 18-й, отдел III, 1878, № 4, стр. 21 — 49 и № 8, стр. 29.

13. Ал. Н а д е ж д и н , Этюды по сравнительной физике, Киев, 1886.14. L a n d o l t - B o r n s t e i n , Physikalisch-chemische Tabellen, 5 AufU

Berlin, Springer, 1923, т. 1; таблица 73, стр. 253.15. Μ. Π. Μ а л ко в и К. Ф. П а в л о в , Справочник по глубокому

охлаждению, Гостехиздат, 1947, таблица 46, стр. 141.16. Д. К э й и Т. Лэби, Справочник физика-экспериментатора, Москва,

1949, стр. 81.17. О. С т р а у с , О критической температуре и критическом давлении

воды, ЖРФХО, ч. физич. 14, 510 — 517 (1882).18. A. Na de j di ne, La determination de la temperature critique dansles

tubes opaques, Bulletin de l'Academie Imp. d. Sc. de St. Petersbourg,т. XXX, № 5, 1886, стр. 327—330.

19. См., например, ЖРФХО, ч. физич. 14, стр. 536, 15, стр. 25, 16,стр. 222, и т. д.

20. Биографические данные о А. И. Н а д е ж д и н е : а) Биографи-ческий очерк в издании: А. И. Н а д е ж д и н , Физические исследо-вания, Киев, 1887, стр. VII—XII; подписано Б. б) Д. Д. Я з ы к о в ,Обзор жизни и трудов покойных русских писателей, вып. 6-й, Рус-ские писатели, умершие в 1886 г., СПБ, 1890, стр. 89 — 90. Также,Вестник опытной физики и элементарной математики, № 1, 1886,стр.16—18; Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, т. XX,1897, стр. 432 и др.

21. К. Жук, К вопросу о температуре абсолютного кипения жидко-стей (Из рукописного сочинения студента А. Надеждина), ЖРФХО,ч. физич. 14, 157 — 162 (1882).

22. А. Н а д е ж д и н , К вопросу о температуре абсолютного кипения,ЖРФХО, ч. физич. 14, 536 — 541 (1882).

23. А. Н а д е ж д и н , К вопросу о критической температуре изомерови гомологических рядов, ЖРФХО, ч. физич. 15, 25 — 30 (1883).

23а. А. Н а д е ж д и н , Несколько слов по поводу статьи г. Павлевского«Ueber die kritischen Temperaturen einiger Flussigkeiten» ЖРФХО,ч. физич. )6, 74 — 75 (1884).

24. Α. Η а д еж д и н, О теплоёмкости жидкостей, ЖРФХО, ч. физич_16, 222 — 237 (1884).

25. Из переписки А. Г. С т о л е т о в а , хранимой в библиотеке его име-ни в Физическом институте Московского государственного универ-ситета.

26. А. И. Н а д е ж дин, Физические исследования, Киев, 1887, стр.V —VI.

27. А. Г. С т о л е т о в , Собрание сочинений, т. I, 304, Гостехиздат,1939.

28. М. A v e n a r i u s , Volumveranderung einer Flussigkeit durch Tempe-ratur und Druck, Bulletin de l'Acad. Imp. des sc. — de St. Petersbourg,т. XXIV, 1877, стр. 525 — 533.

29. К. Жук, Объём жидкости как функция температуры при постоян-ном давлении, ЖРФХО, т. 13, стр. 239—241 и стр. 411 -413, 1881.

30. К. Жук, Объём жидкости как функция температуры при постоян-ном давлении (реферат из рукописного сочинения студентов Кан-н е г и с с е р а и Д ь я ч е в с ко г о). Записки Киевского Общества


естествоиспытателей, т. VII, вып. 2, стр. LXXXII (1884); ЖРФХО,ч. физич. 16, 304 (1884).

.31. М. А в е н а р и у с , Записки Ими. русск. техн. о-ва, т. XVII, 1883;Привилегия, № 89, 1880.

32. Congres International des Electriclens, Paris, 1881; Comptes rendusdes travaux, 1882, стр. 373 — 375.

33. В. Т. Р е н н е, Электрические конденсаторы, Госэнергоиздат, 1947,стр. 8.

34. М. П. А в е н а р и у с , Критическое состояние тел, Журнал элемен-тарной математики, т. 1, № 5, Киев, 1884.

.35. М. П. А в е н а р и у с , ЖРФХО, ч. физич. 16, 402 — 403 (1884).

Documents

1951 г. Август Т. XL1V, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК · 2018-06-03 · Перед молодыми учё-ными Н. И. Пирогов ставил