Alexandr Alekseevič Lebeděv | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||
Datum narození | 26. listopadu 1893 | |||||||||||
Místo narození |
Ponevezh , Kovno Governorate , Ruské impérium |
|||||||||||
Datum úmrtí | 15. března 1969 (ve věku 75 let) | |||||||||||
Místo smrti | Leningrad , Ruská SFSR , SSSR | |||||||||||
Země | ||||||||||||
Vědecká sféra | fyzikální optika , fyzika skla | |||||||||||
Místo výkonu práce | GOI , Leningradská státní univerzita pojmenovaná po A. A. Ždanovovi | |||||||||||
Alma mater | Petrohradská univerzita | |||||||||||
Akademický titul | doktor fyzikálních a matematických věd ( 1935 ) | |||||||||||
Akademický titul | Akademik Akademie věd SSSR ( 1943 ) | |||||||||||
Ocenění a ceny |
|
|||||||||||
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Alexander Alekseevič Lebeděv ( 14. listopadu [26] 1893 , Poněvez , provincie Kovno , Ruské impérium - 15. března 1969 , Leningrad , SSSR ) - ruský, sovětský fyzik, specialista v oboru aplikované a elektronické optiky, atmosférické optiky a hydrooptiky, laserová technologie, teorie skelného stavu, studium vlastností a struktury skel, kosmické záření. Hrdina socialistické práce . Laureát Leninovy ceny .
Narozen 14. listopadu 1893 [ 1 ] v Ponevezh (nyní Panevezys , Litva ) v rodině Alexeje Stěpanoviče Lebeděva, ředitele a učitele fyziky na reálné škole Ponevezh . Příklad otce, talentovaného učitele , který uměl předmět zaujmout, k čemuž do značné míry posloužily fyzikální pokusy, které předváděl při vyučování, předurčil volbu jeho syna [2] .
Zde je zdaleka ne úplný seznam vědeckých oblastí, kterými se A. A. Lebeděv zabýval a které vznikly a byly vyvinuty v jím vedených laboratořích:
V době, kdy A. A. Lebeděv přišel k vědě, pozornost fyziků upoutaly experimenty R. Millikena na stanovení nábojů elektronu . Zjištění jeho hodnoty bylo provedeno porovnáním rychlosti pádu nabitých kapiček oleje mezi deskami vzduchového kondenzátoru za přítomnosti elektrického pole a bez něj. Rychlost pádu pevných kuliček v kapalině bez pole, pouze působením gravitace, vyjadřuje zákon J. Stokese . Experimentální potvrzení tohoto zákona pro pád tekutých koulí vytvořilo základ teze A. A. Lebeděva; Alexander Alekseevič se vrátil ke vzorci J. Stokese téměř o dvacet let později, když studoval velikost vodních kapiček v přirozených a umělých mlhách [2] [4] .
První světová válka postavila Rusko před nejnaléhavější potřebu získat domácí optické sklo, které dříve z Německa dodávala společnost Carl Zeiss . A. A. Lebeděv po promoci opustil v témže roce 1916 na návrh profesora D. S. Rožděstvenského vliv tepelného zpracování na vlastnosti skel - zpočátku ve Fyzikálním ústavu univerzity a později - v laboratoři. tavby optického skla, vytvořené v Petrohradské porcelánce. V roce 1925 byl A. A. Lebedev zařazen do skupiny badatelů, kteří od roku 1914 pracovali pod vedením N. N. Kachalova za účasti I. V. Grebenshchikova , v některých fázích také - rada, v níž byli N. S. Kurnakov , V E. Tiščenko a V. E. Grum-Grzhimailo a další vědci. Ve skupině pracovali A. I. Tudorovsky, I. V. Obreimov , A. I. Stozharov, V. A. Fok a další vědci. V roce 1926 bylo získáno první domácí optické sklo a v roce 1927 mohl SSSR odmítnout jeho dovoz. [2] [5] [6] [7]
V závodě optického skla vyvinul metodu pro rychlé stanovení indexu lomu skel při tavení, která umožnila zavést změny do vsázky skla při tavení a tím zvýšit přesnost reprodukce požadovaných optických konstant faktorem deset; byl vyvinut režim žíhání a konstrukce žíhacích pecí; byl zkoumán vliv kalení na tepelnou stabilitu klingerů a byla provedena řada dalších prací. Bylo zjištěno, že při pomalém ohřevu nebo ochlazování v intervalu žíhání sklo prochází souvislou řadou rovnovážných stavů, které lze získat i kalením v ochlazeném skle. V důsledku těchto prací došlo k výrazné změně pohledu na roli optického žíhání skla.
Tyto práce také naznačovaly potřebu přehodnotit povahu skelného stavu hmoty. [5] [8]
V letech 1930-1931 byl A. A. Lebedev devět měsíců v Anglii na stáži ve Faradayově laboratoři pod vedením profesora W. Bragga (The Davy Faraday Research Laboratory by Royal Institution of Great Britain, London). Krátce před tím byly publikovány práce J. P. Thomsona a A. Reida, ukazující na existenci elektronové difrakce [9] . A. A. Lebedev navrhl originální schéma, které implikovalo zaostření na fotografickou desku magnetickým polem elektronových paprsků difraktovaných v krystalu. Jak později řekl sám A. A. Lebeděv, když se jednoho dne o tomto svém nápadu dozvěděl J. Chadwick , který vstoupil do laboratoře , po krátkém zamyšlení prohlásil: „Z toho nic nebude.“ O šest měsíců později Nature zveřejnil článek A. A. Lebedeva popisující experiment s fokusací elektronových paprsků magnetickou čočkou s expozicí několika sekund. [2] [10]
Letos v létě pod mým vedením skupina pracovníků Optického institutu uskutečnila expedici na horu Elbrus, kde se pracovalo na stanovení průhlednosti mraků pro různé části spektra, aby se změřila intenzita slunečního záření v extrémním infračervená část spektra (400 mikronů), ke změně intenzity zelené čáry oblohy během noci a soumraku a určením jasu oblohy za šera. Zpráva o těchto pracích byla zveřejněna ve sbírce prací expedice Elbrus Akademie věd SSSR v letech 1934-1935. — A. A. Lebeděv. Autobiografie [5] [11]
V Elbrus Complex Scientific Expedition (EKNE) Akademie věd SSSR v roce 1934 v čele s A. A. Lebeděvem byli zaměstnanci Státního optického ústavu G. V. Pokrovskij, S. S. Krivich a V. G. Vafiadi zaneprázdněni studiem slunečního záření ve spektrální oblasti 100 -1000 nm studoval I. A. Chvostikov záři zelené čáry 557,7 nm v emisním spektru noční oblohy a sám A. A. Lebedev s P. Ya. Bokinem, E. M. Brumbergem a V. I. Chernyaevem provedli komplexní studii optických vlastností mlh (pro Alexandra Alekseeviče byly tyto studie návratem k tématu jeho diplomové práce). Noční maximum zelené čáry, objevené I. A. Chvostikovem, dostalo vysvětlení, které našel on a A. A. Lebedev a vycházelo z ustanovení Chapmanovy teorie [12] .
Historie vývoje „krystalitové hypotézy“ hovoří o kvalitách přemýšlivého badatele, který má flexibilitu mysli a schopnost přehodnocovat názory s přihlédnutím k názorům jiných badatelů.
A. A. Lebeděv v roce 1921, ještě před nástupem rentgenové difrakční analýzy skelných látek nebo kapalin, na základě svého studia závislosti optických vlastností skel na teplotě, navrhl přítomnost mikrokrystalických útvarů ve skle - krystalitech. Vědec došel k předpokladu neúplného amorfismu, mikroheterogenity skleněné struktury, která obsahuje až 70 % oxidu křemičitého, přičemž ten druhý interpretoval jako možný důvod přítomnosti jeho polymorfních stop ve formě nerozvařených nebo krystalizovaných drobných zrnek [13]. .
V roce 1931 zorganizoval A. A. Lebedev ve své laboratoři skupinu rentgenové difrakční analýzy. V roce 1936 se zdálo, že studie jeho studentů E. A. Poray-Koshits a N. N. Valenkova a také práce některých zahraničních vědců hypotézu krystalitů potvrdily. Zároveň však byly učiněny předpoklady o chemické nehomogenitě struktury skla, což nedovolilo hovořit o tvorbě krystalů jakékoli velikosti dostatečné ve skle, což potvrzuje periodicitu jejich struktury - objevené "krystality" byly velmi malé velikosti (řádově jedna až jedna a půl jednotkové buňky).
V roce 1946 provedli A. A. Lebedev a E. A. Poray-Koshits studii, která měla být dalším krokem k pochopení struktury brýlí. V roce 1955 A. A. Lebedev na základě výsledků této a dalších studií navrhl kombinaci krystalitů a neuspořádaných oblastí ve struktuře skla. Pro souhlas s hypotézou bylo nutné přijmout předpoklad nejen mřížkového zkreslení, ale také spojitého spojení krystalů jejich vnějšími, nejvíce zdeformovanými úseky, s přechodem do neuspořádaně spojitého prostředí. Tím se samotný pojem „krystalitu“ zredukoval na alegorický aspekt, který nakonec otřásl samotnými základy hypotézy [14] [15] [16] [17] .
Jedním z možných faktorů pro potvrzení hypotézy byl pokus o sladění předpokladů o možné diferenciaci tekutých krystalů s představami o selektivním vyluhování skel. R. L. Muller , s přihlédnutím k výsledkům svého společného výzkumu se S. A. Shchukarevem , na základě studia elektrických vlastností skel, navrhl rozdělit sklotvorné alkalicko-boritanové a silikátové taveniny na polární a nepolární formy struktury [18 ] [19] [20] .
V 60. letech byla otázka opět rozvíjena ve studiích zaměstnanců A. A. Lebeděva. Reprezentace této teorie našly uplatnění ve spektrálních studiích V. A. Florinské, v datech L. I. Demkiny - na závislosti indexů lomu skel na jejich složení [2] [21] [22] .
E. A. Porai-Koshits poukazuje na to, že jeho „vyvrcholením“ bylo v roce 1971 rozhodujícím bodem sympozia k 50. výročí krystalitové hypotézy, které konstatovalo skutečnost, že žádné moderní metody neumožňují pozorovat krystality ve skle [23] [24 ] .
Tím však historie hypotézy nekončí. V letech 1972–1973, poté, co byla odhalena povaha chemicky nehomogenní struktury skel, J. H. Konnert a spolupracovníci, na nové úrovni matematického a experimentálního modelování, byla myšlenka A. A. Lebedeva o krystalitech reprodukována ve formě „kvazikrystalický model“. Ale na základě stejných myšlenek, jakkoli se to na první pohled může zdát paradoxní, postavili své důkazy i zastánci myšlenky „náhodné mřížky“ W. Zahariasena — R. J. Bell a P. Dean. Důvod tohoto druhu rozporu odhaluje E. A. Porai-Koshits, který jej vidí v meteorologické chybě způsobené vlivem počátečních poloh na výsledek: autoři hledají informace o struktuře skla za hranicemi krátkého -rozsah pomocí metody RBU (velkoúhlý rozptyl rentgenového záření) a CRR (radiální distribuční křivka). Mezitím, ještě v roce 1959, E. A. Porai-Koshits ve zprávě na III All-Union Conference o sklovitém stavu ukázal, že CRR neposkytují informace, které nejsou zahrnuty v křivkách intenzity RAS, ale křivky intenzity RAS (rozptyl v malých úhlech), který je schopen takové informace poskytnout, není zobrazen.
Otázka zůstává otevřená - z výše uvedeného lze usoudit: je příliš brzy ukončit polemiku o oprávněnosti krystalitové hypotézy (říkejme tomu zatím tak), navzdory kategorickým prohlášením jejích příznivců i odpůrců - se k ní vraceli a vracet budou ... [24] [25] [ 26] .
Ve 30. letech 20. století A. A. Lebedev vyvinul novou metodu pro studium struktury prášků pomocí elektronové fokusace. Následně pod jeho vedením pracovala řada zaměstnanců na studiu proměn v brýlích. Z těchto prací je třeba poznamenat práci Stožarova, která způsobila výskyt řady studií na stejnou problematiku v zahraničí, a práci Tudorovské, která objevila existenci transformací při nižších teplotách [5] .
N. A. Tudorovskaya a A. G. Vlasov také studovali strukturu skla optickými metodami pod vedením Alexandra Alekseeviče.
Metoda založená na elektronové difrakci, kterou vyvinul A. A. Lebedev v roce 1930, poskytla nové prostředky ke studiu hmoty. V roce 1934 byly zahájeny práce na vytvoření elektronově-optických prvků elektronového mikroskopu, jehož první laboratorní vzorek byl sestaven ve Státním optickém ústavu . V roce 1940 bylo jeho rozlišení 40 nm. Prototyp prvního domácího elektronového mikroskopu vznikl v roce 1943. Tento model tvořil základ první série zařízení, která byla uvedena na trh již v roce 1946, a byla vybavena schopností 25 000násobného zvětšení při rozlišení 100 Å. V roce 1946 GOI vyrobila řadu mikroskopů s rozlišením 10 nm. A od roku 1949 byla konečně založena průmyslová výroba elektronového mikroskopu EM-3. Následné modifikace našly široké uplatnění v různých oblastech vědeckého výzkumu a praxe. Za tento vývoj byli A. A. Lebeděv, V. N. Verntsner a N. G. Zandin oceněni Stalinovou cenou druhého stupně.
Během druhé světové války inicioval A. A. Lebeděv techniku, která znamenala úplné předběžné výpočty ve vývoji elektronově-optických systémů - založené na zkušenostech se světelnou optikou. Tento přístup byl vyvinut v teoretické skupině A. G. Vlasova pro výpočet elektronově-optických převodníků; tuto metodu aplikovali O. I. Seman, Yu.V. Vorobyov aj. na výpočet elektron-mikroskopických systémů.V současnosti se tato metoda díky rozvoji výpočetní techniky rozšířila.
Ještě koncem 20. let 20. století na návrh D. S. Rožděstvenského zahájili A. A. Lebeděv spolu s M. F. Romanovou práce mezinárodního významu na měření národního etalonu délky - metru - ve světelných vlnových délkách. A. A. Lebedev navrhl novou metodu porovnávání interference, která byla lepší ve své dokonalosti a pohodlnosti než Michelsonovy zkušenosti , metody Searse a Barrela. Snížil se počet mezinormů této metody, což snížilo složku její celkové chyby, a to zase dává malý počet přechodů z menšího standardu na větší. Tuto práci dokončila M. F. Romanova v optické laboratoři Všeruského výzkumného ústavu metrologie D. I. Mendělejeva, kde je tento národní etalon uložen [2] .
Pro měření malých rozdílů v indexu lomu v blízkých oblastech experimentálních vzorků: strie a všechny druhy mikroskopických nehomogenit ve skle a krystalech sestavili A. A. Lebedev a jeden z jeho prvních studentů A. G. Samartsev první polarizační interferometr. Toto zařízení použila při studiu optických skel N. A. Tudorovskaya. Po zveřejnění článku o tomto zařízení byly podobné přístroje vyráběny a používány v pařížském optickém institutu [2] .
Poté, ještě před vynálezem radaru, byly pod vedením A. A. Lebeděva vytvořeny a testovány v terénu světelné dálkoměry. Následně byly vyvinuty interferenční metody pro vysokofrekvenční modulaci světla a výrazně zvýšeno rozlišení světelných detektorů. Nový impuls rozvoji tohoto směru dal vznik optických kvantových generátorů. Laserové dálkoměry vznikly v krátké době a již v roce 1965 na Lipském veletrhu byl předveden první dálkoměr na světě se zdrojem záření na bázi arsenidu galia, který vytvořil A.A.Lebedev a jeho spolupracovníci.
Ve 40. letech 20. století byl vyvinut nový typ interferometru, polarizační, který okamžitě našel uplatnění v mineralogii, stejně jako při studiích malých změn indexu lomu skel (práce Tudorovské o studiu difúze solí při elektrolýze, dílo Samartseva) a v jiných případech. A. A. Lebedev vypočítal polarizační hranol, který umožňuje použití obou polarizovaných paprsků, což dává výrazné snížení světelných ztrát - efektu bylo použito pro použití kondenzátorů Kerr (v televizi). Pod vedením vědkyně N. F. Timofeevy studovala vliv povrchových vrstev skla na koeficient odrazu, v důsledku čehož byla zjištěna možnost znatelného (5násobného) snížení ztrát v optických systémech odrazem. .
Významná část výzkumu prováděného pod vedením A. A. Lebeděva je spojena s vývojem elektronově-optických systémů. Je oprávněně považován za vedoucího sovětské školy elektronové optiky [8] .
Před zrodem optické lokalizace, v roce 1933, S. I. Vavilov , který v té době vedl indickou vládu, a A. A. Lebedev začali s vývojem přístroje, který umožňoval měřit vzdálenost za dobu, kterou světlo urazí. přes to. S. I. Vavilov navrhl založit takový dálkoměr na schématu E. Gavioly , realizovaném Carlusem a Mittelstedtem. Tento princip měl ale určité nevýhody spočívající ve velké ztrátě světla při průchodu Kerrovými články , používanými k modulaci (přerušení) světla. Alexander Alekseevič navrhl nový typ modulátoru - interference. Michelsonův interferometr byl velmi citlivý na prostředí a zatížení, což jej činilo nevhodným pro polní podmínky – interferenční modulátor A. A. Lebeděva byl v tomto ohledu stabilnější a mobilnější: vydržel přepravu po špatných cestách, aniž by porušil zaměření. První testy daly přesnost měření vzdálenosti 3,5 km ± 2-3 m. To byl počátek optické lokalizace – první radary se objevily mnohem později.
První test prototypu lehkého dálkoměru proběhl v roce 1936. Tato práce znamenala začátek optické lokalizace [2] [8] .
Výrobci si již dlouho všimli, že optické díly vyrobené o několik let dříve dopadly v kontrolním měření lépe než nové stejného typu. Mírná hygroskopičnost skla však ovlivnila index lomu jeho povrchové vrstvy. Světelné toky odražené dvěma hranicemi (vzduch - povrchová vrstva a povrchová vrstva - sklo) interferují - odražené světlo je zeslabeno a procházející světlo je zesíleno, zvyšuje se průhlednost systému. Správný výklad tohoto jevu podal A. A. Lebeděv.
Za účelem potvrzení této hypotézy navrhl Alexander Alekseevich reprodukovat povrchové vrstvy na leštěném skle. Polarizační metoda (podle Drude ) vyhodnocovala optické charakteristiky odraženého světla, které dávaly indikace lomu a absorpce povrchové vrstvy. Hypotéza se potvrdila.
Toto pochopení fyzikální podstaty jevu využili A. A. Lebeděv a jeho kolegové (N. F. Timofeeva a A. G. Vlasov), kteří k rozvoji principů optického osvícení dospěli společně s výzkumníky skupiny I. V. Grebenshchikov (T. A. Favorskaya, V. G. Voano, T. N. Krylova , S. M. Kurovskoy a N. V. Suykovskaya) se od poloviny 20. let zabývají chemií procesů, které přispívají ke zvýšení průhlednosti optických částí - osvícení povrchové vrstvy. Na základě těchto studií byly počátkem 30. let získány první optické díly s antireflexními plochami, tuzemská výroba optických přístrojů jako první na světě aplikovala metodu optické antireflexe [2] [27] [28] .
Alexander Alekseevich položil základy pro směr výzkumu věnovaného termovizi. Pod jeho vedením vznikla optoelektronická zařízení, která umožňují na obrazovce katodové trubice nebo pomocí indikačního zařízení pozorovat změny a nehomogenitu teploty libovolného povrchu. Termokamera svou citlivostí umožňuje zaznamenat rozdíly v desetinách a dokonce setinách stupně v rámci běžných pokojových teplot. Tato zařízení mají široké využití v medicíně (diagnostika), v různých výrobních procesech, ve výzkumné praxi.
Zkoumání záření elektrických výbojů plynu od roku 1950 začali A. A. Lebeděv, jeho studenti a spolupracovníci (M. P. Vanyukov, B. A. Ermakov , L. D. Khazov, A. A. Mak , A. D. Starikov , Yu. V. Popov a další) v roce 1962 provádět základní výzkum v oboru laserové techniky. Vyvinuli a brzy vytvořili první laserový pulzní dálkoměr na ruby, zároveň - první fázový dálkoměr na arsenidu galia. Tyto práce, stejně jako většina ostatních, byly prováděny v úzkém kontaktu s výzkumnými organizacemi a výrobními podniky, což zajistilo rychlé zavádění novinek do průmyslu [8] .
A. A. Lebeděv je jedním z nejpozoruhodnějších sovětských experimentálních fyziků... Práce A. A. Lebeděva o žíhání jsou v zahraničí dobře známé a lze je právem nazvat klasickými. Pro studium rentgenového záření byl v laboratoři A. A. Lebedeva postaven nový typ rentgenového spektrografu s vysokou svítivostí a rozlišovací schopností a bylo provedeno několik studií o povaze skla.
Hlavním rysem většiny obranných prací laboratoře A. A. Lebeděva je originalita a důmyslnost principů. Dále se vyznačují kombinací heterogenních prvků (např. optika a elektřina) a mimořádnou dovedností v překonávání obtíží.
Jen velmi málo sovětských a zahraničních fyziků lze srovnávat s A. A. Lebeděvem v umění obtížného a přesného experimentu.- Z recenze akademika S. I. Vavilova. 15. května 1943 [29]
Tematické stránky | ||||
---|---|---|---|---|
Slovníky a encyklopedie | ||||
|