Пётр Николаевич Лебедев

Пётр Николаевич Лебедев (24 февраля (8 марта) 1866, Москва — 1 (14) марта 1912, Москва) — русский физик-экспериментатор, основатель первой в России научной физической школы. Впервые в мировой науке экспериментально доказал существование светового давления на твёрдые тела и газы. Его работы заложили основы физической оптики, акустики, электродинамики и физики плазмы. Член-корреспондент Петербургской академии наук (1901), профессор Московского университета (1900—1911).

Биография

Ранние годы и образование

Пётр Николаевич Лебедев родился в Москве в купеческой семье. Его отец, Николай Иванович Лебедев, был владельцем книжного магазина и типографии. Мать, Анна Петровна, происходила из духовного сословия. В 1874 году поступил в частную гимназию Креймана, а затем — в Московскую практическую академию коммерческих наук, которую окончил в 1884 году. Несмотря на коммерческое образование, Лебедев с юности проявлял интерес к физике и математике.

В 1887 году уехал в Страсбург, где поступил в Императорский университет. Под руководством физика Августа Кундта начал заниматься экспериментальной физикой. В 1891 году защитил докторскую диссертацию на тему «Об измерении диэлектрических постоянных паров и о теории диэлектриков Моссотти — Клаузиуса» и получил степень доктора философии. В том же году переехал в Берлин, где работал в лаборатории Гельмгольца.

Возвращение в Россию и профессорская деятельность

В 1892 году Лебедев вернулся в Москву и начал работать в Московском университете. В 1896 году защитил магистерскую диссертацию «Об измерении диэлектрической постоянной паров и о теории диэлектриков», а в 1900 году — докторскую диссертацию «Экспериментальное исследование светового давления». В том же году был избран профессором Московского университета.

В 1901 году Лебедев создал при университете физическую лабораторию, которая стала центром экспериментальной физики в России. Он собрал вокруг себя талантливых учеников, среди которых были П. П. Лазарев, С. И. Вавилов, В. К. Аркадьев, А. А. Эйхенвальд. Эта группа учёных впоследствии стала известна как «физическая школа Лебедева».

Уход из университета и последние годы

В 1911 году в знак протеста против действий министра народного просвещения Л. А. Кассо, ограничивавшего автономию университетов, Лебедев вместе с группой профессоров покинул Московский университет. Он организовал частную лабораторию на средства, предоставленные Московским городским народным университетом имени А. Л. Шанявского. Однако в 1912 году, не успев развернуть полноценную работу, Пётр Николаевич Лебедев скоропостижно скончался от сердечного приступа. Похоронен на Алексеевском кладбище Москвы.

Научные достижения

Экспериментальное доказательство светового давления

Главным научным достижением Лебедева стало экспериментальное обнаружение и измерение давления света на твёрдые тела и газы. Теоретически существование светового давления предсказал Джеймс Клерк Максвелл в 1873 году в рамках электромагнитной теории света. Однако экспериментально подтвердить этот эффект долгое время не удавалось из-за его крайне малой величины.

В 1899 году Лебедев сконструировал уникальную установку — крутильные весы, помещённые в вакуумный сосуд. На тончайшей кварцевой нити подвешивался лёгкий стержень с крылышками из тонкой металлической фольги. Свет от электрической дуги направлялся на крылышки, и по отклонению стержня Лебедев измерял силу давления. Для исключения радиометрических эффектов (возникающих из-за нагрева) он использовал крылышки из разных материалов и проводил измерения при различных давлениях. Результаты были опубликованы в 1900 году в журнале «Annalen der Physik» и вызвали широкий резонанс в научном мире.

В 1907—1908 годах Лебедев продолжил исследования и впервые измерил давление света на газы. Для этого он использовал свет, проходящий через стеклянный шар, заполненный газом, и регистрировал давление на стенки сосуда. Эти опыты подтвердили, что световое давление действует не только на твёрдые тела, но и на молекулы газов, что имело значение для астрофизики (например, для объяснения кометных хвостов).

Работы в области акустики и электродинамики

Помимо светового давления, Лебедев внёс вклад в изучение ультразвука. В 1890-х годах он создал генератор ультразвуковых волн с помощью искрового разряда и исследовал их распространение в различных средах. Он также изучал действие звуковых волн на твёрдые тела, что стало основой для развития ультразвуковой дефектоскопии.

В области электродинамики Лебедев исследовал диэлектрические свойства паров и жидкостей, а также изучал распространение электромагнитных волн в средах. Его работы по диэлектрикам предвосхитили некоторые идеи молекулярной физики.

Исследования магнитных свойств тел

Лебедев занимался также изучением магнетизма. Он разработал метод измерения магнитной восприимчивости веществ и исследовал магнитные свойства различных материалов, включая жидкие кристаллы. Эти работы позднее нашли применение в физике твёрдого тела.

Научная школа

Лебедев создал первую в России крупную школу физиков-экспериментаторов. Его ученики, работавшие в созданной им лаборатории, впоследствии стали ведущими учёными:

• П. П. Лазарев — основатель Института физики и биофизики, один из создателей физической химии.
• С. И. Вавилов — физик-оптик, основатель научной школы физической оптики в СССР, президент Академии наук СССР (1945—1951).
• В. К. Аркадьев — физик, основатель школы магнитной гидродинамики.
• А. А. Эйхенвальд — физик, специалист по электродинамике движущихся сред.

Методы преподавания Лебедева отличались акцентом на самостоятельную экспериментальную работу студентов. Он требовал от учеников точности измерений, тщательной обработки данных и критического подхода к результатам.

Память

• В 1912 году, сразу после смерти Лебедева, его учениками и коллегами был основан Физический институт имени П. Н. Лебедева (ныне — Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН, ФИАН). Институт стал одним из ведущих научных центров России в области физики.
• Имя Лебедева носит кратер на обратной стороне Луны.
• В 1966 году, к 100-летию со дня рождения, была выпущена почтовая марка СССР.
• В Москве на здании Физического института РАН установлена мемориальная доска.
• В 1991 году учреждена премия имени П. Н. Лебедева, присуждаемая Российской академией наук за выдающиеся работы в области физики.

Интересные факты

• Лебедев был одним из первых учёных в России, кто начал систематически использовать в экспериментах электрические дуговые лампы и спектральные приборы.
• Для своих опытов по световому давлению он изготовил кварцевые нити толщиной в несколько микрон, что требовало высокой точности и мастерства.
• Несмотря на слабое здоровье (он страдал сердечной недостаточностью), Лебедев работал по 12–14 часов в сутки, лично проводя большинство измерений.
• После ухода из университета в 1911 году Лебедев отказался от предложений зарубежных университетов, в том числе от приглашения Эрнеста Резерфорда переехать в Англию.

Источники

• Лебедев П. Н. Собрание сочинений. — М.: Изд-во АН СССР, 1963.
• Вавилов С. И. Пётр Николаевич Лебедев. — М.: Наука, 1966.
• Лазарев П. П. Пётр Николаевич Лебедев. — М.: Изд-во АН СССР, 1948.
• Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983.
• Большая советская энциклопедия. — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1973.