В своей Химической лаборатории М. В. Ломоносов в 1752-1753 годах впервые за всю историю науки читал курс физической химии студентам академического университета. А разрешение на строительство этой лаборатории он смог получить только после трёхлетних усилий - это была первая научно-исследовательская и учебная лаборатория в России.
В октябре 1748 года, когда она, наконец, была построена, и получила оборудование, изготовленное по чертежам и проектам самого учёного, он начал проводить в ней экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, по обоснованию теории растворов, по обжигу металлов, а также - осуществлял пробы руд.
Здесь он провёл более 4-х тысяч опытов. Им разработана технология цветных стёкол (прозрачных и «глухих» - смальт). Эту методику он применил в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него.
Стекольное производство того времени имело в своём распоряжении весьма скудный ассортимент реактивов, что, конечно, сказывалось на окраске изделий: производившееся Санкт-Петербургским стеклянным заводом было в основном бесцветно, или окрашено в синий и зелёный цвета. Немецкий стеклодел Иоганн Кункель ещё в XVII веке обладал секретом красного стекла - «золотого рубина» (известен ещё в Древнем Риме - включение золота при варке). Но и Кункель унёс в могилу свою тайну. М. В. Ломоносов был одним из первых, кто разгадал эту рецептуру.
Учёный работал со стёклами и другими силикатными расплавами ещё в процессе изучения им технологии горнорудного и металлического дела в Германии. В 1751 году Санкт-Петербургский Стеклянный завод через Академию наук заказал исследования по разработке цветных стёкол М. В. Ломоносову.
Эмпирическая технология стеклоделия тогда применялась только практиками, не владевшими никакими научными методами. М. В. Ломоносов и его однокашник Д. И. Воробьёв, создатель русского фарфора, первыми заявляют о необходимости знания химии для создания стёкол. М. В. Ломоносов сумел доказать необходимость лабораторного и производственного персонала.
Важной стороной ломоносовской методологии явилась присущность ему качеств отличного систематизатора, что сказывалось на теоретической упорядоченности исследований и строго последовательном, контролируемом технологическом цикле.
В четырёхлетних фундаментальных научных исследованиях по химии стекла, проводившиеся М. В. Ломоносовым, и потребовавших упомянутых четыре тысячи опытов, можно наблюдать три крупных этапа:
· Расширение ассортимента исходных материалов.
· Получение сравнительно чистых разных минеральных красителей - посредством химической обработки природных и искусственных соединений.
· Изучение действия красителей на стекло
Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне, для каждого из вышеозначенных факторов производилась большая самостоятельная серия опытов, когда количественное участие его систематически изменялось в очень широких пределах. Были правильно организованы опытные плавки (точные размеры тиглей - современные практически не отличаются от использовавшихся М. В. Ломоносовым); строго соблюдалось единообразие условий опытов; впервые в практике соблюдалась строгая дозировка компонентов; точное навешивание; строгая и аккуратная, контролируемая система хранения тысяч эталонных образцов; регулярное и неукоснительное ведение подробного лабораторного журнала (самим М.В. Ломоносовым); впервые очень чётко сформулирован вопрос о влиянии состава стекла на его свойства. Сейчас целесообразность такой постановки исследования очевидна, но в то время это было новаторством - теоретическая часть особенно интересовала учёного. Он пишет: «…прилагаю я возможное старание, чтобы делать стёкла разных цветов, которые бы помянутым художествам годны были и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые надлежат до химических теорий» Качалов Н.Н. Стекло. - М.: Издательство АН СССР. 1959..
Одновременно он занимается и теорией цвета, что пребывает в отчётливой связи с настоящими и другими его исследованиями. Он интересовался природой света и цветов с самого начала своей научной деятельности. Тогда же, в ходе размышлений о природе цветов, им был задуман ряд опытов с цветными стёклами. И в согласовании со своими теоретическими исследованиями эти эксперименты М.В. Ломоносов получил возможность проводить с 1748 года в своей Химической лаборатории, когда им были получены такие стёкла, рецептуры которых нашли применение впоследствии, при создании его мозаичных работ. Результатом этого комплкса научных исследований явилось также создание им собственной теории света и цвета, основывающейся на представлении о распространении света посредством колебания частиц эфира, заполняющего мировое пространство.
Множество разнообразно окрашенных стёкол было получено М.В. Ломоносовым при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту ещё не были открыты в то время) - очень искусно варьируя приёмы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за счёт введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ.
Богатейшие красные тона получены в результате добавки меди для смальт, называемых мастерами мозаики «скарцетами» и «лаками». Очень большого умения требует их варка, которая до сих пор не всегда бывает успешной. Медь использовалась учёным также для получения зелёных и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зелёных оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить.
В 1753-1754 годах недалеко от Ораниенбаума в деревне Усть-Рудицы Копроского уезда М. В. Ломоносов получает для строительства стекольной фабрикие земельный надел, а в 1756 году земли были ему жалованы в вечное пользование. При постройке этой фабрики учёный проявляет свои инженерные и иконструкторские способности, начиная с выбора места строительства, расчётов строительных материалов и ориентации на превоклассные ямбургские пески и достаточное количество леса для стеклеплавильных печей и пережигания на золу; - пректирования цехов завода, детальной разработкаи технологического процесса, конструирования лаборатрных и производственных печей, оригинальных станков и инструментов; - и кончая оофрмлением графических материалов, которые выполняются им также собственноручно или при непосредственном его руководстве. Усть-Рудицкая фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие, и поскольку руководил ею создатель науки о стекле, ведущее место отведено было лаборатории, причём находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании. Певрначально на фабрике выпускался только бисер, пронизка, стеклярус и мозаичные составы (смальты). Через год появляются различные «галантерейные изделия»: гранёные камни, подвески, броши и запонки. С 1757 года фабрика начинает выпускать столовые сервизы, туалетные и письменные приборы - всё из разноцветного стекла, по большей части бирюзового. постепменно, по прошествии нескольких лет, было налажено производство крупных вещей: дутых фигур, цветников, украшений для садов, литых столовых досок.
Эта страница деятельности М.В. Ломоносова - яркий пример органичного сочетания всего разнообразия его способностей: как увлечённого учёного-теоретика, в совершенстве владеющего экспериментом, практика, очень удачно реализующего найденное в ходе расчётов и опытов, умелого организатора производства, вдохновенного художника-дилетанта, наделённого природным вкусом, умеющего с толком применить свои познания и в этой области.
Работы настоящего раздела находятся в очевидной связи с ломоносовской наукой о стекле, но соприкасаются одновременно с другими дисциплинами: физикой, принципиально иным приборостроением и оптикой.
26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры по солнечному диску, М. В. Ломоносов обнаружил наличие у неё атмосферы.
Это космическое явление было заранее вычислено и с нетерпением ожидаемо было астрономами мира. Исследование его требовалось для определения параллакса, позволявшего уточнить расстояние от Земли до Солнца (по методу, разработанному английским астрономом Э. Галлеем), что требовало организации наблюдений из разных географических точек на поверхности земного шара - совместных усилий учёных многих стран.
Они производились в 40 пунктах при участии 112 человек. На территории России организатором их был М.В. Ломоносов, обратившийся 27 марта в Сенат с донесением, обосновывавшим необходимость снаряжения с этой целью астрономических экспедиций в Сибирь, ходатайствовал о выделении денежных средств на это дорогостоящее мероприятие, он составил руководства для наблюдателей и т. д. Результатом его усилий стало направление экспедиции Н.И. Попова в Иркутск и С.Я Румовского - в Селенгинск. Немалых усилий также стоила ему организация наблюдений в Санкт-Петербурге, в Академической обсерватории, при участии А.Д. Красильникова и Н.Г. Курганова. В их задачу входило наблюдение контактов Венеры и Солнца - зрительного касания краёв их дисков. М. В. Ломоносов, более всего интересовавшийся физической стороной явления, ведя самостоятельные наблюдения в своей домашней обсерватории, обнаружил световой ободок вокруг Венеры.
Эффект увидели многие наблюдатели: Шапп Д'Отерош, С.Я. Румовский, Л.В. Варгентин, Т.О. Бергман, но только М.В. Ломоносов правильно понял его и объяснил рефракцией солнечных лучей, происходящей в наличествующей у Венеры атмосфере. В астрономии этот феномен рассеяния света, отражение световых лучей при скользящем падении (у М.В. Ломоносова - «пупырь»), получил его имя - «явление Ломоносова».
Интересен и другой эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое М. В. Ломоносовым, не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты - особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца.
Труд М.В. Ломоносова «Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санктпетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года» (Санкт-Петербург: Типография Академии наук, 1761) был напечатан на русском и немецком языках и, следовательно, были известны в Западной Европе, поскольку публикации Академии рассылались в её крупнейшие научные центры, однако открытие атмосферы на Венере приписывалось И.И. Шретеру и Ф.В. Гершелю. Председатель Американского химического общества профессор Колумбийского университета А. Смит в 1912 году писал: «Открытие, сделанное при этом Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывают Шретеру и Гершелю», Любопытно, что сам М.В. Ломоносов этому открытию не придавал большого значения, во всяком случае, оно даже не упомянуто в составленном им списке работ, которые он относил к наиболее важным в своём научном творчестве.
Учёным было сконструировано и построено несколько принципиально новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной оптики. М.В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время или, как говорится в его статье тому посвящённой «Физическая задача о ночезрительной трубе» (1758) - служившую возможности «различать в ночное время скалы и корабли» - 13 мая 1756 года он демонстрировал её на заседании Академического собрания (этот проект вызвал ряд возражений со стороны академиков С. Я. Румовского, А.Н. Гиршова и Н.И. Попова, а академик Ф. У.Т. Эпинус пытался доказать «невыполнимость на практике» этого изобретения), М. В. Ломоносов до конца своих дней продолжал заниматься созданием приборов для ночных наблюдений, но ему не суждено было увидеть реализацию этой своей идеи - для снаряженной по его же проекту полярной экспедиции капитана 1 ранга В.Я. Чичагова наряду с другими приборами было собрано 3 ночезрительных трубы; оптической системы, «через которую узнавать можно рефракцию светлых лучей, проходящих сквозь жидкие материи». Ломоносов М.В. Избранные произведения в 2-х томах. - М.: Наука. 1986.
Страницы: 1, 2, 3, 4
