Ломоносов что изобрел в физике

Что изобрел Ломоносов

Механика

Также он первый понял, что если применить хрусталь и стекло в часовых механизмах, то можно снизить уровень трения в приборах такого рода.

Астрономия

Пожалуй, главным открытием для такой науки, как астрономия, служит разработанная Ломоносовым «ночезрительная труба» или просто прибор для ночного видения с телескопическим эффектом. В его разработке телескоп имел одно вогнутое стекло под углом в 4 градуса к телескопической оси. Солнечные лучи отражались в этом стекле и попадали в боковой окуляр. Свою разработку телескопа Ломоносов представлял ученым Академии наук.

Немаловажным открытием для науки стала формулировка М. Ломоносовым молекулярно-кинетической теории, которая легла в основу сформулированного закона сохранения материи.

В дальнейшем такие трубы для ночного видения были усовершенствованы, понимал необходимость доработок и сам Михаил Васильевич, а потому на протяжении жизни оттачивал свое мастерство наблюдения и исчисления звезд на имеющихся телескопах.

Оптика

В области оптики его изобретениями являются: ботоскоп и горизонтоскоп. Благодаря ботоскопу можно было отлично видеть глубину и изучать подводный мир, а горизонтоскоп позволял в горизонтальной плоскости рассматривать окружающую местность.

Выделяется несколько этапов в его работе со стеклом, которые раскрыли следующие темы: ассортимент исходных материалов, минеральные красители для стекла и изучение взаимодействия красителя и стекла.

Особенно стоит отметить его вклад в науку о стекле, его эксперименты со стеклом измеряются тысячами.

Отличительной чертой методов работы со стеклом являлась отмеренная методика, ведь Ломоносов строго соблюдал количество компонентов, их взвешивание, плюс ко всему он хранил все свои образцы, которые были приближены к совершенству в его понимании, а их было более тысячи.

Элементы, с помощью которых Ломоносов добивался окраски стекол, имели следующий состав: свинец, олово, медь и сурьма. При использовании меди в различных химических соединениях он получал красные, зеленые и бирюзовые оттенки, до сих пор многие удивляются, как он получил такую богатую и красочную палитру.

Источник

Какими открытиями мы обязаны Михаилу Ломоносову

Выдающегося русского естествоиспытателя Михаила Васильевича Ломоносова можно с полным правом назвать универсальным человеком. Он обладал незаурядными способностями, которые проявлял в самых разных областях науки. Благодаря своим открытиям, Ломоносов стал первым российским учёным, труды которого получили широкую известность в странах Европы.

В каких областях науки работал учёный?

Сфера интересов Ломоносова отличалась необычайной широтой. В число гуманитарных дисциплин, привлекавших его, входили риторика, грамматика, поэзия, педагогика, журналистика и литература.

Вклад учёного в точные науки затронул физику, астрономию, химию, механику, математику, географию, геологию и мореходное дело. Ломоносов разработал технологию получения разноцветного стекла и сам же делал из него мозаики, являющиеся подлинными произведениями искусства. И, несмотря на довольно большой список, это лишь часть того, чем в своей жизни занимался один из величайших умов в истории человечества.

Открытия Ломоносова в области физики и астрономии

Одной из самых значительных работ Михаила Ломоносова стали основы молекулярно-кинетической теории. До его работ различные явления, связанные с тепловым расширением объектов, приписывали невидимым частицам — теплороду и флогистону. Учёный убедительно опроверг эти заблуждения и вывел несколько постулатов, говоривших, что теплота возникает за счёт внутреннего движения частиц, составляющих тот или иной объект.

Также Ломоносов сделал вывод о том, что любое вещество состоит из молекул, которые он называл корпускулами, а те, в свою очередь, являют собой сочетание элементов или атомов.

Позднее последовала работа «Введение в истинную физическую химию». В своём труде учёный описал некоторые общие правила строения химических веществ и их превращений во время реакций. Фактически это стало основой новой научной дисциплины, которую затем развивали Дмитрий Менделеев и Николай Бекетов.

Не обошло его стороной и увлечение астрономией. Правда, сам Ломоносов не считал свои заслуги в этой области чем-то выдающимся. В 1761 году он, наблюдая прохождение Венеры по диску Солнца, обнаружил наличие у неё атмосферы. Работа, посвящённая этому явлению, была опубликована не только в России, но и в Германии. Однако за рубежом честь этого открытия довольно долго отдавали немецким астрономам Иоганну Шрётеру и Фредерику Гершелю. Лишь в начале XX века заслуги русского естествоиспытателя были признаны за рубежом.

Изобретения новатора

Кроме сугубо теоретических изысканий, занимался он и прикладной наукой. Многие из придуманных и описанных им аппаратов и приборов позднее прочно вошли в нашу жизнь или послужили образцами для более современных изобретений.

Цветное стекло

Заниматься работой по изучению стёкол Ломоносов начал во время своей учёбы в университете Марбурга. Вернувшись в Россию, он построил свою исследовательскую химическую лабораторию и продолжил изыскания в этой области.

В ходе опытов учёный заново открыл некоторые секреты алхимиков Средневековья, разработал способы получения цветных стёкол и смальты. До появления его трудов в этой отрасли работали по наитию, не имея никакой теоретической базы. Именно Ломоносов со своим учеником Дмитрием Виноградовым доказали, что для изготовления качественного стекла необходимо знание химии и наличие соответствующих лабораторий с подготовленным персоналом.

Учёный сам создавал мозаику из своего стекла, ряд его произведений сейчас входит в собрание Эрмитажа. В его честь был назван Императорский фарфоровый завод, первое производство такого рода в Российской империи. За свои работы в этой области он получил звание академика Петербургской академии наук.

Аэродинамическая машина

Увлечение исследованиями атмосферного электричества и дру

гих погодных явлений привело к изобретению одного из прообразов современного вертолёта. По замыслу Ломоносова, этот летательный аппарат, получивший название аэродинамической машины, должен был служить для того, чтобы поднимать метеорологические приборы на необходимую высоту.

Справка! Подъёмную силу его устройству обеспечивали два винта, приводившиеся в движение пружиной.

Отчасти это напоминало проект летательной машины Леонардо да Винчи, но учёный не был знаком с его работами и создал прототип самостоятельно. Создав действующую модель летательного аппарата, он доказал возможность полётов с его помощью. Пример в картинке:

Сеть метеорологических станций

Ломоносов также придумал и воплотил в жизнь несколько приборов для наблюдения за погодой. Самым выдающимся из них стала «громовая машина», созданная им вместе с Георгом Рихманом. С её помощью можно было вести непрерывный контроль уровня электричества в атмосфере.

Именно таким образом было доказано его присутствие в воздухе не только во время грозы. С помощью этого прибора стало возможным предсказывание грозовых осадков.

Катоптрико-диоптрическая зажигательная система

Это устройство стало предком современной солнечной печи — установки для получения высокой температуры с использованием солнечного света.

Кстати! Античные хроники говорят, что именно таким способом Архимед поджигал корабли римлян во время осады Сиракуз.

Зажигательная система Ломоносова состояла из семи зеркал и восьми линз, которые концентрировали солнечные лучи в одной точке, где помещался расплавляемый объект. Схожая система затем легла в основу конструкции прожектора. За это изобретение ему был пожалован чин адъюнкта — помощника профессора Академии наук.

Телескоп

Открытием атмосферы Венеры вклад Ломоносова в астрономию не ограничивается. Он также усовершенствовал телескоп конструкции Исаака Ньютона и Джеймса Грегори.

В частности! Изобретатель оставил в нём лишь одно зеркало, которое отражало свет в окуляр, располагавшийся не на торце трубы, а сбоку.

Благодаря такому улучшению световой поток увеличился и стало возможным наблюдение ранее недоступных объектов. Рабочий прототип телескопа он продемонстрировал в Академии наук в мае 1762 года. Публикаций об этом изобретении не было, и спустя полвека аналогичную конструкцию создал Фредерик Гершель, чьим именем её и назвали.

Прообраз громоотвода

Занимаясь исследованиями атмосферного электричества, Ломоносов, несомненно, осознавал всю опасность этого явления. Его коллега, Георг Рихтер, погиб от удара молнии во время работы с «громовой машиной».

Он выяснил, что молнии во время грозы чаще всего попадают в отдельные высокие объекты. Независимо от Бенджамина Франклина, учёный предложил конструкцию громоотвода из металлического стержня или шпиля, который отводил электрический разряд в землю.

Аппараты для морского кораблевождения

Для мореплавателей изобретатель сконструировал один из первых приборов ночного видения, названный им «ночезрительной трубой». С его помощью можно было в тёмное время суток надёжно различить в море корабли или другие объекты, ранее сливавшиеся с горизонтом. Именно такими приборами пользовались члены полярной экспедиции адмирала Василия Чичагова. Также им был создан батоскоп — оптическое устройство для изучения речного и морского дна.

Другими полезными в навигации изобретениями были:

Написал он и трёхтомный труд, в котором значительное внимание уделялось определению места корабля в море.

Источник

Кратко открытия Ломоносова в физике и химии для мировой науки

Для всех, кому интересны открытия Ломоносова в разных областях науки кратко опишем их. Полное описание займет целую книгу!

Главные открытия в физике и химии Михаила Васильевича Ломоносова

М. В. Ломоносов родился в 1711 году близ г. Архангельск. История России не знала более одаренного, более талантливого человека. Трудно охватить круг его интересов — так он велик. Пушкин как то написал о нем:

В этой статье мы не будем обсуждать достижения Михаила Васильевича в области:

А кратко коснемся только вклада ученого в развитие химии и физики.

В то время грани между этими науками были более размыты и один человек мог быть и талантливым физиком и гениальным химиком.

Как и другие лучшие сыны русского народа, М.В. Ломоносов, горячо любил Родину и много сил положил на укрепление ее мощи, на улучшение жизни народа.

Заботясь о распространении знаний, он внес неоценимый вклад в развитие Российской науки и

был фактическим основателем Московского университета, самого крупнейшего научного центра нашей страны.

Надо подумать, как это было сложно сделать бывшему сыну рыбака, выросшему на берегу неласкового ледяного моря, находясь в окружении придворных императрицы ЕлизаветыI.

Физика и химия

В самых разных отраслях науки работал этот гений. Но особенно много в учение Ломоносова занимала физика и химия.

Чем объяснялись свойства материи в 17 веке

Эти вопросы особенно интересовали ученых во времена Ломоносова. Тогда наука объясняла все эти явления теорией теплорда, существованием целого набора таинственных материй: тепловая, холода, твердости и т.д.

С помощью этих материй можно было объяснить любое явление.

Например: вода нагревается, потому что огонь выделяет «тепловую материю».

А интересно знать, почему газ при сжатии сопротивляется?

Потому что содержит «материю упругости».

Такие объяснения ничего не объясняют и содержат множество противоречий. И Ломоносов доказывает понимание тепла и упругости без этих таинственных материй.

Теория Ломоносова

Объясняется это просто, если на помощь призвать учение об «элементах».

В XVIII веке оно далеко шагнуло вперед, стало неоспоримым.

М. В. Ломоносов первый ввел понятие атом (в 1747 году) и связал представления о них с исследованиями, о составе и свойствах различных веществ. Корпускулярно-кинетическая теория Ломоносова является органической частью всего его материалистического учения.

Свойства тел и явления природы Ломоносов объясняет «коловратным» (вращательным) движением и взаимодействием частиц материи. Фактически основой его теории стало положение о неразрывности материи и движения, в противоположность старой версии, считавшей движение чем-то внешним по отношению к исследуемым телам. Когда ученые напряженно трудились, пытаясь раскрыть тайны строения материи, закон сохранения массы и энергии сформулированный Ломоносовым, был основой, на которой проводились поиски ученых.

Он уменьшал вероятность ошибочного пути и ложных выводов.

Без этого закона невозможно было бы овладеть всей энергией, скрытой в атомных ядрах.

И в наши дни гениальная мысль о существовании закона сохранении материи и широком смысле слова раскрывается в новых конкретных формах.

Оппоненты из Европы

Сходных взглядов придерживался современник Ломоносова, талантливый швейцарский физик, член Петербургской Академии наук Даниил Бернулли. Однако большинством иностранных ученых идеи Ломоносова были встречены чрезвычайно враждебно. В 1754 году некий Арнольд для получения ученой степени в Эрлангенском университете (Германия) написал сочинение, в котором «с успехом доказал» неправильность объяснения теплоты, которое было дано Ломоносовым.

Кстати, конфликты Ломоносова с иностранцами особенно сильно шли в самой России. Но не только с иностранцами, но и с церковью и достигали такого накала, что церковники требовали сожжения его на костре!

Но эта страница истории требует отдельного рассмотрения.

Первое признание открытия пришло в химии

Но беспристрастный суд истории показал, что прав был Ломоносов:

учение об атомах нашло всеобщее признание.

Однако это произошло далеко не сразу. Первоначально это учение прочно укрепилось в химии.

Этому много способствовали труды английского ученого Джона Дальтона, который убедительно показал, какие замечательные перспективы открывает применение атомного учения в химии.

Все законы химических превращений объяснялись просто на основании атомного учения. Оно позволяло:

Атомное учение дало возможность не только объяснить открытые опытным путем законы, определяющие поведение вещества.

Оно предсказывало новые явления и закономерности, «до селе неизвестные».

Однако и это не принесло признания реальности строения веществ из маленьких частиц.

Настолько невероятным это казалось.

Идеалистические взгляды препятствовали распространению учения об атомах.

Многие горе-теоретики утверждали, что атомы — это человеческая фантазия, а успехи атомной теории — это предположение, не имеющее доказательств.

Но спустя время, после напряженных исследований ученых всего мира учение Ломоносова стало общепризнанным. Работа лучших умов мира подтвердила гениальную мысль Ломоносова:

Смысл корпускулярной теории Ломоносова

Итак, все в мире состоит из мельчайших частиц, корпускул (мы знаем их как молекулы).

Если дробить кусочек сахара или другое вещество на все более и более мелкие частицы, то в конце концов мы придем к предельно мельчайшей частице — молекуле.

Она сохраняет еще свойства, присущие данному веществу: молекула воды сохраняет ее свойства, молекула сахара — свойства сахара.

Сейчас то уже известно, как малы молекулы и как много их в любом теле.

Можно рассмотреть такой пример. Если стакан воды с мечеными молекулами вылить в Мировой океан, перемешать с морями, реками, озерами, то взятый в любом месте стакан воды будет содержать сотни меченых молекул.

Молекулы так малы, что трудно представить себе их состоящими из еще более мелких частиц.

А между тем молекулы действительно состоят из еще более мелких частиц, которые теперь и называются атомами.

Однако если разделить молекулы на атомы, то присущие данному веществу свойства будут потеряны.

Молекула воды распадется на атом кислорода и два атома водорода. Водород и кислород — газы; по своим свойствам они совсем непохожи на воду.

Как видится строение материи сейчас

Физические и химические свойства веществ зависят от того, из каких атомов состоит его молекула.

Углекислый газ получается в результате соединения атома углерода с двумя атомами кислорода; молекуле бензола, например, состоит их шести атомов углерода и шести атомов водорода.

А молекула кислорода состоит из двух одинаковых его атомов.

Встречаются молекулы более сложные, но есть и такие, которые содержат всего один атом.

Если заменить хоть один атом в молекуле другим, свойства ее изменятся.

Например, если в молекуле воды заменить атом водорода на атом металла натрия, то получится молекула вещества, называемого едким натрием, или едкой щелочью.

Едкий натрий — твердое вещество, по своим качествам совершенно непохожее на воду.

Свойства молекул, однако, зависят не только от того, какие атомы входят в их состав, но и от того, как они расположены. В этом можно убедиться, рассмотрев две молекулы.

Каждая из них содержит 4 атома углерода и 10 атомов водорода, но свойства этих молекул различны. Причиной тому — разное расположение атомов.

Молекулы кремния под электронным микроскопом.

Атомы в молекулах располагаются не как угодно. Их размещение подчиняется определенным законам. В приведенном примере возможны только два расположения атомов, а следовательно, только две различные молекулы с одним и тем же составом.

Свинец и индий под электронным микроскопом.

При увеличении числа атомов в молекуле количество возможных расположений их быстро возрастает;

так, у молекулы, состоящей из 13 атомов углерода и 28 атомов водорода, возможно 802 варианта расположения атомов. Следовательно, и веществ с таким составом возможно 802 варианта.

Несмотря на то, что молекулы нельзя было увидеть даже в самый сильный из обычных микроскопов, ученые нашли способы с полной достоверностью доказать их существование.

Например, с помощью электронного микроскопа, который увеличивает настолько сильно, что молекулы можно увидеть.

Все это с достоверностью можно утверждать сейчас, после всех прорывов в науке.

Но насколько гениальным было выдвинуть такое утверждение 300 лет назад, когда и электричество существовало в мыслях большинства людей только в виде молнии, «которую Илья-пророк мечет с небес».

Пойти против мнения большинства ученых цивилизованной Европы и в конечном итоге победить!

Источник

Ночезрительная труба, морской жезл и большой пендул конструкции Ломоносова

В многогранной деятельности ученого-энциклопедиста М. В. Ломоносова стоит особо выделить разработку новых научных приборов и инструментов для физических и астрономических наблюдений. Его творчество в области приборостроения уже не раз привлекало к себе внимание историков, – например, при подготовке к публикации «Полного собрания сочинений М. В. Ломоносова», осуществленной по инициативе и под руководством академика С. И. Вавилова. Однако со второй половины 1960-х гг. интерес к этой теме падает, и сегодня важная сторона творчества великого ученого остается малоизвестной широкому кругу читателей.

С первых же лет своей деятельности в Академии наук М. В. Ломоносов располагал для работы приборами Физического кабинета, созданного академиком Г. В. Крафтом. Кабинет был оснащен по последнему слову техники своего времени, но разнообразие инструментов не удовлетворяло ученого-новатора.

Для проведения опытов ему требовались новые инструменты, разработкой которых он и занялся собст­венноручно. Часть этих проектов была реализована: новые инструменты изготовили по его заказу в Ин­струментальных палатах Академии наук. Некоторые разработки так и остались незавершенными, а некоторые изобретенные им инструменты так и не были изготовлены при жизни их создателя.

Все разнообразие приборов, сконструированных Ломоносовым, делится на две группы – оптические и механические. К первой группе относятся: катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент, рефрактометры, батоскоп, зеркальные телескопы и зрительные трубы; ко второй – барометры, центроскопический маятник и пружинные часы.

Солнце и ветер

Работу над своим первым прибором – катоптрико-диоптрическим зажигательным инструментом – молодой ученый начал сразу по возвращении из-за границы. Его «Рассуждение о катоптрико-диоптрическом зажигательном инструменте» было представлено в Академию наук уже в августе 1741 г., т. е. спустя два месяца после приезда в Петербург.

Все имевшиеся на то время зажигательные инструменты состояли преимущественно из одного вогнутого зеркала или выпуклой линзы. Гораздо реже вместо одного зеркала (линзы) использовалось два.

Предложенная Ломоносовым конструкция была совершенно оригинальной. Он опытным путем нашел оптимальное расположение восьми линз так, что их оптические оси составляли между собой углы 45° и сходились в одну общую точку. Около семи линз были определенным образом расположены плоские зеркала. Ученый добился того, что падающий на инструмент параллельный пучок солнечных лучей, отразившись от зеркал, попадал на соответствующие линзы, преломлялся и «сгущался» в общей «зажигательной точке». Для быстрой и удобной установки инструмента относительно солнца был предусмотрен специальный «диоптр», а ножка соединялась с доской шарнирным механизмом, позволявшим задавать ей любые повороты и наклоны. К основной доске с линзами и зеркалами прикреплялась еще одна – для предметов, подносимых к фокусу.

Никогда ранее физики не высказывали мысль о возможности соединения фокусов нескольких линз в одну точку. Ломоносов не только разработал конструкцию прибора, но и сам произвел все расчеты, касающиеся размеров линз, углов, зажигательной силы каждой линзы и всего инструмента и др.

Рукопись «Рассуждения о катоптрико-диоптриче­ском. » передали для прочтения петербургским академикам, но она не была оценена по достоинству. Через семнадцать лет Ломоносов вновь поднимет вопрос об обсуждении и реализации проекта. И хотя на сей раз академики признают пользу изобретения, прибор, судя по имеющимся данным, так и не будет построен (Ченакал, 1951; Литинецкий, 1961).

В 1749 г. Ломоносов представит в Академию свой труд об анеморумбометре – приборе для одновременного измерения скорости и направления ветра. Во время работы прибор ориентировался по ветру при помощи флюгера. Более ранние анемометры позволяли судить лишь о максимальной скорости или силе ветра и не давали сведений о переменах. Анеморумбометры получат распространение лишь в XVIII в., однако связь этих изобретений с проектом Ломоносова не очевидна.

Забыты на столетие

В 1752 г. М. В. Ломоносов начал конструировать рефрактометр – «машину, пригодную для изучения преломления лучей света в разных жидкостях». Идея изготовления такого прибора базируется на мысли о возможности использовать показатель преломления прозрачных веществ для определения их свойств.

Изготовить рефрактометр поручили подмастерью Инструментальных палат Академии наук Ф. Н. Тирю¬тину. Выполнение заказа растянулось на четыре года, и нетерпеливый ученый предпочел изготовить рефрактометр в собственной лаборатории. В ходе этой работы он усовершенствовал конструкцию прибора (Ченакал, 1950). В неоконченном труде «Новый способ наблюдения преломления лучей во всякого рода прозрачных телах» ученый напишет: «В то время, пока я ожидал его изготовления, мне пришел в голову другой прием, гораздо более легкий и более пригодный для производства большего числа и более достоверных опытов при гораздо меньшей затрате времени… Прием этот состоит в том, что вместо луча, входящего в прозрачное тело, наблюдается луч, выходящий из него» (Ломоносов, 1952, с. 445).

На построенном им рефрактометре Ломоносов определил показатели преломления более чем для пятидесяти жидкостей (Wollaston, 1802). При этом он снова значительно опередил свое время – рефрактометрия вошла в широкую научную практику спустя более 100 лет после его смерти (Иоффе, 1983).

С приходом Ломоносова к руководству Географическим департаментом Академии наук в 1757 г. его интересы в области оптики смещаются в сторону проек­тирования астрономических, навигационных и гео­дезических инструментов. За год до назначения на эту должность он начинает заниматься разработкой ночезрительной трубы. По мысли изобретателя эта труба, снабженная объективом и окуляром, предназначалась для рассматривания удаленных предметов в условиях слабого освещения. Особенное значение этот прибор должен был иметь для мореплавателей (Вавилов, 1946; Литинецкий, 1961).

Этот проект, вызвавший бурные дискуссии в стенах Академии, в итоге был признан невыполнимым. Нужно заметить, что почти десять лет спустя Ломоносов соб­ственноручно изготовит три таких трубы для полярной экспедиции В. Я. Чичагова (Ломоносов, 1957), но об их применении на практике ничего неизвестно. Сама же идея изготовления труб для ночных наблюдений была забыта на последующие 150 лет (Вавилов, 1946).

Для «точности морского пути»

В области приборостроения Ломоносов особенно плодотворно работал в период создания «Рассуждения о большей точности морского пути» (1758—1759 гг.) – труда, в котором он описал около двадцати навигационных астрономических инструментов оригинальной конструкции.

Он предлагает изготавливать компасы большего размера, чтобы можно было отчетливо видеть деления картушки и легко отсчитывать показания с точностью до одного градуса. А для фиксации случайных отклонений от курса вследствие внезапной перемены ветра или течения – «компас самопишущий», первый в мире курсограф. В самопишущем компасе часовой механизм двигал бумажную ленту, автоматически вычерчивая на ней все отклонения от заданного румба.

Для своевременной корректировки курса Ломоносов предлагал использовать также особый прибор для определения направления и скорости морских течений. На деревянной основе прибора устанавливалось две перпендикулярные друг другу дуги, разделенные на градусы; в центре – свободно двигавшаяся в любом направлении спица, к концу которой подвешивался линь. Чтобы определить направление и скорость течения, было необходимо остановить судно, бросить в воду линь, после чего спица указывала искомые показатели, отмеченные на дугах.

В ряду навигационных приборов, которые усовершенствовал Ломоносов, выделяются секстант с искусственным горизонтом и Гадлеев квадрант. В отличие от традиционного секстанта, определяющего долготу и широту местонахождения корабля посредством измерения угла между небесными светилами и горизонтом, секстант Ломоносова позволял вычислять координаты только из показаний хронометра в моменты, когда реперные звезды пересекали горизонтальную линию, проходящую через Полярную звезду. Так как с этим прибором не было необходимости искать линию природного горизонта, которую плохо видно в туманную погоду и ночью, моряки избавлялись от распространенной ошибки в измерениях высоты светил вследствие рефракции вблизи горизонта.

Усовершенствованный Гадлеев квадрант – «инструмент к наблюдению звезд на тех же линиях вертикальных» – представлял собой зрительную трубу оригинальной конструкции с прикрепленным «равновесом» из трех медных полос и зеркала. Наведя трубу на одну из звезд, наблюдатель мог поворотом зеркала привести в поле зрения другую звезду, находящуюся в той же вертикали. Таким образом, он снова избавлялся от необходимости поиска горизонта.

Другой альтернативой квадранту стал ломоносовский «морской жезл», значительно упрощавший определение долготы. Принцип работы «морского жезла», как и квадрантов (и его упрощенных аналогов секстантов и октантов), основывался на измерении расстояния между постоянными звездами на одной горизонтальной линии.

«Силовые» изобретения

Установив взаимосвязь между изменением давления и образованием сильных штормовых шквалов, Ломоносов занялся совершенствованием конструкции барометров. Ртутные барометры того времени были малопригодны для использования на судах, так как их показания искажались движением и качкой.

В «Рассуждении о большей точности морского пути» ученый предлагает морской барометр, представляющий собой комбинацию двух горизонтально расположенных на одной доске термометров – спиртового и воздушного. Совпадение показаний обоих термометров означало, что наблюдаемое атмосферное давление равно тому, которое было зафиксировано при изготовлении прибора. При повышении атмосферного давления воздушный термометр показывал меньшую температуру, чем спиртовой, при понижении – наоборот.

В последующие годы Ломоносов продолжал работать над совершенствованием конструкции барометров, однако описания более поздних модификаций не сохранились. Мастера Инструментальных палат Академии наук изготовили несколько экземпляров, которые демонстрировались в Академии, а затем использовались для оснащения экспедиции Чичагова. Однако их производство для нужд флота так и не было налажено, и лишь спустя несколько десятилетий после смерти Ломоносова его разработки повторили западно­европейские изобретатели.

Более счастливой оказалась судьба универсального барометра, сооруженного при непосредственном участии Ломоносова. Опыты с этим прибором позволили его изобретателю сделать открытие: изменение уровня ртути в обычном барометре зависит не только от уровня атмосферного давления, но и от силы тяжести в различных географических точках. Сила же тяжести, в свою очередь, обусловлена расстоянием до центра Земли и распределением плотных масс в земной коре.

В экспериментах по измерению изменений силы тяжести и приливной силы Ломоносов использовал маятники оригинальной конструкции, в том числе так называемый большой пендул, который он установил прямо у себя дома. Этот центроскопический маятник, как и универсальный барометр, реагировал на вариации силы тяготения из-за влияния Луны и Солнца. Результаты своих наблюдений при помощи этого прибора в 1759—1763 гг. Ломоносов представил в виде «Таблицы колебаний центроскопического маятника, а также изменений в высоте барометров закрытого и обыкновенного, наблюдавшихся в Петербурге». В интересах развития мореплавания ученый считал необходимым продолжить аналогичные наблюдения в разных точках земного шара.

Предпочитаются прочим по справедливости

Среди базовых инструментов для навигационных, геодезических и астрономических наблюдений Ломоносова особенно привлекали зеркальные телескопы. Работая над совершенствованием их конструкции, он добивается более ясного и четкого изображения. При этом сама технология производства таких усовершенствованных телескопов оказалась более простой и дешевой по сравнению с предшествующими. Новые телескопы стали и более удобными: наблюдателю не нужно было задирать голову при наблюдении неба и звезд. Изменяя угол наклона зеркала и размеры линзы, Ломоносов создал несколько вариантов зеркальных телескопов, которые использовал для наблюдений.

Эксперименты в области оптики приводят ученого и к мысли о создании принципиально новых приборов, аналогов для которых не существовало. Так, в 1759 г. он предложил проект гидроскопической трубы – первого в мире батоскопа. Прибор состоял из обычной зрительной трубы с плоским защитным стеклом, находившимся впереди объектива на значительном расстоянии. Такая конструкция позволяла достигнуть хорошей видимости в воде, так как между объективом и плоским стеклом оставался столб воздуха.

В эпоху Ломоносова важнейшим навигационным прибором для капитанов кораблей служили обыкновенные часы, при помощи которых определяли не только время, но и местоположение корабля. Однако, как писал ученый, распространенные тогда механические «часы с отвесами и гирями отнюдь не терпят стремления волнующегося моря. Пружинами движимые предпочитаются прочим по справедливости».

И он ставит своей целью разработать максимально точные часы с пружинным механизмом. Характерные для таких часов погрешности в работе объясняются тем, что по мере раскручивания пружины падает ее упругость. Ломоносов предложил конструкцию часов с четырьмя пружинами вместо одной. Завод каждой следующей пружины производился с шестичасовым интервалом, вследствие этого общая сила упругости пружин уравновешивалась.

Потрясающее разнообразие научных приборов, сконструированных М. В. Ломо­носовым, в очередной раз свидетельствует о многогранности интересов ученого, его необыкновенной способности находить практическое применение собственным обширным знаниям в области физики, отыскивать неординарные решения поставленных перед собой задач.

К сожалению, подавляющее большинство предложенных им приборов не вошло в широкий научный оборот, было забыто после его смерти и лишь спустя десятилетия изобретено заново. Приборы, получившие одобрение Петербургской Академии наук, изготавливались в Инструментальных палатах либо силами самого изобретателя. Последнему немало способствовало то обстоятельство, что в 1762 г. Ломоносов создал соб­ственную, домашнюю инструментальную мастерскую, в которой продолжал усовершенствовать уже созданные приборы и сооружать новые.

Экспериментальные работы первого русского академика в области приборостроения стали первым «университетом» отечественных естествоиспытателей. На их основе стали развиваться лучшие традиции российской экспериментальной науки – ее новаторство и глубокая связь с практикой.

Билык В. Я. Прибор Ломоносова для исследования жидкостей // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 3. М.; Л., 1960. С. 70—82.

Билык В. Я. Универсальный барометр Ломоносова и газовые гравиметры ХХ в. // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 3. М.; Л., 1960. С. 41—69.

Вавилов С. И. Ночезрительная труба М. В. Ломоносова // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 2. М.; Л., 1946. С. 71—92.

Елисеев А. А. Физический кабинет Академии Наук в первой¬ половине XVIII в. и Ломоносов // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 1. М.; Л., 1940. С. 173—206.

Иоффе Б. В. Рефрактометрические методы химии. Л., 1983.

Литинецкий И. Б. М. В. Ломоносов – основоположник отечественного приборостроения. М.; Л., 1952.

Литинецкий И. Б. М. В. Ломоносов и экспериментальная техника. Киев, 1961.

Ломоносов М. В. Новый способ наблюдения преломления лучей во всякого рода прозрачных телах // Ломоносов М. В. Полное собрание сочинений. Т. 3. Труды по физике. М., 1952.

Ломоносов М. В. Письмо Чернышеву И. Г., 26 октября 1764 г. // Ломоносов М. В. Полное собрание сочинений. Т. 10. Служебные документы. Письма. 1734–1765 гг. М.; Л., 1957.

Ченакал В. Л. Зеркальные телескопы М. В. Ломо­носова // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 3. М.; Л., 1951. С. 109—123.

Ченакал В. Л. Катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент Ломоносова // Ломоносов. Сб. статей и материалов. Т. 3. М.; Л., 1951. С. 66—83.

Ченакал В. Л. Рефрактометр и рефрактометрические исследования в работах М. В. Ломоносова // Успехи физических наук, 1950. № 9 (42). С. 41—50.

Wollaston W. H. A Method of Examining Refractive and Dispersive Powers by Prismatic Reflection // The Philosophical Transaction. Vol. 92 (1802). P. 365—380.

В статье использованы иллюстрации из работ И. Б. Литинецкого (1952, 1961) и Полного собрания сочинений М. В. Ломоносова

Источник