Ленц Эмилий Христианович - Физика в школе
Главное меню:
статьи
Ленц Эмилий Христианович
Имя академика Ленца хорошо известно во всем мире. Открытые им законы электродинамики, составляющие теоретические основы современной электротехники, заслуженно принесли ему славу одного из основателей учения об электрических и магнитных явлениях. Его работы в области океанографии, как и по многих других отраслях знаний, имели большое значение для развития естественных наук и техники. Эмилий Христианович Ленц родился 24 февраля 1804 года в городе Дерите (гор. Тарту) в семье секретаря городского суда. Рано лишившись отца, он с трудом получил среднее образование, и в 1820 году поступил на естественный факультет Дерптского университета. Большие способности, огромная настойчивость и замечательное трудолюбие выдвинули Ленца в число наиболее талантливых и многообещающий студентов.Когда в 1823 году Адмиралтейство подбирало для готовящейся кругосветной экспедиции на шлюпе «Предприятие» специалиста, способного вести физические наблюдения, выбор пал на студента 3 курса Ленца.
Три года (с 1823 по 1826) провел Ленц в плавании, производя интереснейшие научные наблюдения. Он изучал свойства морской воды Атлантического и Тихого океанов: ее удельный вес, температуру и плотность, вёл наблюдения за различными атмосферными явлениями на море и на суше По возвращении в Петербург Ленц обработал собранные материалы и в 1828 году сделал сообщение о них Петербургской Академии наук. Высокая научная ценность этих наблюдений, тщательность их обработки и глубина выводов обнаружили в Ленце замечательного физика - экспериментатора, хорошо владеющего математическими методами. За выдающиеся заслуги в области геофизики молодой ученый был избран адъюнктом академии.
В 1829 году Э. X. Ленц принял участие в кавказской экспедиции Академий наук и совершил восхождение на Эльбрус. Ленц изучал также колебания уровня Каспийского моря, наблюдал за выходом горючих газов и окрестностях Баку, проводил магнитные исследования в районе гор. Николаева.
В 1832 году Э. X. Ленц начал работы в области электромагнетизма, которые не прерывал почти до самой своей смерти. В 1834 году он был избран академиком, а в декабре 1835 года приглашен для чтения курса физики в Петербургский университет, где вскоре стал деканом физико-математического факультета. Почти тридцатилетнее пребывание Ленца в университете сыграло огромную роль в развитии физико-математических наук. До сороковых годов 19 столетия преподавание математики и особенно физики в Петербургском университете было поставлено крайне неудовлетворительно, Изучение физики ограничивалось лишь слушанием лекций. Физический кабинет находился в жалком состоянии, и никаких практических занятий в нем не проводилось. С начала своей деятельности в университете Ленц приступил к коренной перестройке всей системы преподавания физики, химии и математики. Прежде всего, в университет были приглашены многие видные ученые: А. Л. Воскресенский, В. Я. Буваковский, Г. Л. Чебышев, Л. П. Савич и другие. Основное внимание было обращено на самостоятельную экспериментальную работу студентов и лабораториях и кабинетах.
Много сделал Ленц и для улучи ген и я преподавания в военных училищах и Главном Педагогическом институте где он также вел курс физики. Им были написаны учебники физики и физической географии для средней школы, неоднократно в после этого переиздававшиеся.
Занимаясь огромной научной и педагогической работой Э. X. Ленц вместе с тем принимал активное участие и в общественной жизни. Особенно велики его заслуги в области популяризации научных знаний. Так, в пятидесятых годах в петербургском Пассаже Ленцем были прочитаны публичные лекции об электрическом телеграфе» подводных минах, свойствах электрической дуги и многих других важных вопросах.В университете Ленц проработал до осени 1864 года, 10 февраля 1865 года он умер от кровоизлияния в мозг в Риме, куда направился для лечения.
Научная деятельность Э. X. Ленца была весьма разносторонней, Начав свою работу в области геофизики, он занимался физикой, механикой, химической технологией и многими другими важными научными проблемами. Ленц был членом комиссии по приемке установленного в Петербурге первого электрического телеграфа. Он изучал вопросы, связанные с применением гальванопластики к различного рода строительным работам, руководил проектированием и сооружением в Петербурге громоотводов, работал в комиссия по введению в России метрической системы мер, В последние годы своей жизни он принял деятельное участие в разработке системы рационального отопления и вентиляции общественных зданий Петербурга,
Необычайно велики заслуги Ленца в области геофизики и океанографии. Еще в период подготовки к кругосветному плаванию он создал несколько приборов для различных океанографических наблюдений, Так, совместно с профессором Парротом Ленц сконструировал батометр - специальный прибор для измерения температуры и взятия проб морской воды с больших глубин. Предложенная Ленцем циркуляционная теория морских течений нашла подтверждение в ряде дальнейших работ ученых и является общепризнанной в настоящее время. е менее важны работы Э. X. Ленца по общим вопросам физической географии. Им были обработаны магнитные наблюдения многих экспедиции, впервые сформулированы общие задачи физической географии как науки, написан первый учебник по физической географии для высших учебных заведений.
Но основные заслуги Э. X. Ленца заключаются в разработке им важнейших вопросов электродинамики и электромагнитной индукции. Приступая к исследованиям он прежде всего проверил на практике открытые к тому времени законы электродинамики. При этом Ленц создал свой, так называемый баллистический метод измерении тока, дававший значительно более точные результаты.
В 1832 году, когда появились первые сообщения об открытии английским физиком Фарадеем электромагнитной индукции, Ленц начал свои эксперименты для установления количественных законов этот явления. Достигнув неизвестных ранее точностей замеров, он доказал зависимость величины электродвижущей силы не от свойств той среды, в которой она возникает, как это думали раньше, а только от условий ее возбуждения.
В ноябре 1833 года на заседании Петербургской Академии наук Ленц доложил о результатах проведенных им исследований в области электромагнетизма. В этом докладе был сформулирован важнейший закон электродинамики, известный теперь как закон Ленца. Выводом из этого закона было то, что всякому электромагнитному явлению соответствует вполне определенная затрата механической энергии. Открыв этот закон, Ленц вплотную подошел к закону сохранения и превращения энергии. Обнаруженная им связь электромагнитных и механических явлений явилась существенным доказательством сохранения и превращения энергии в природе и привела к открытию так называемого принципа обратимости электрических машин постоянного тока. В результате многочисленных опытов Ленц установил, что одна и та же электрическая машина может быть либо источником электрического тока, либо электродвигателем.
Ленц сумел не только теоретически обосновать это положение, но и практически доказать его, осуществив в 1838 году работу одной и той же машины качестве генератора и двигателя. Таким образом, он впервые в мире четко сформулировал и практически подтвердил одно из основных положений современной электротехники.
Изучая условия работы электрических машин, Э. X. Ленц обнаружил еще одно весьма важное для практической электротехники явление. Он пришел к выводу о необходимости учитывать влияние магнитного поля, образуемого током в обмотке якоря, на обмотку полюсов. Вызываемые этим магнитным полем явления известны теперь под названием «реакции якоря».
Не менее важными были также работы Ленца по определению количества тепла, выделяемого током в проводнике. Еще в 1833 году он обнаружил, что электропроводность металлов существенно меняется при их нагревании. Продолжая опыты, Ленц построил специальный прибор для точного определения количества тепла, выделяемого при прохождении тока по проводнику. В результате этих исследований был открыт важнейший закон, устанавливающий, что количество тепла, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени протекания его по проводнику. Этот закон был окончательно сформулирован Ленцем в 1843 году, почти одновременно с английским физиком Джоулем, и названым впоследствии законом Ленца — Джоуля.
Определяя значение научной деятельности можно сказать, что Ленц навсегда вписал свое имя в историю электромагнетизма наряду с Эрстедом, Ампером и Фарадеем... Во всех своих многочисленных экспериментальных работах Ленц поражает наблюдательностью точностью и глубиной дедукции. Работы эти составляют непрерывную цепь, во многом сохраняющую свое значение для современной электротехники. Большой заслугой Э. X. Ленца явилось воспитание им выдающихся русских физиков — А.С. Савельева, Ф. Ф. Петрушевского, М. П, Авенариуса,, Ф. Н. Шведова, Д. А. Лачиноаа и других, работы которых обогатили мировую электротехнику. Ученики этих питомцев Ленца принимали участие в создании основ практической электротехники, а многие из них внесли немалый вклад в осуществление электрификации России.