Научная статья на тему 'От Вольта до Петрова (к 250-летию В. В. Петрова)'

От Вольта до Петрова (к 250-летию В. В. Петрова) Текст научной статьи по специальности «История и археология»

CC BY
441
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Глобальная энергия
ВАК
Область наук
Ключевые слова
УЧЕНЫЕ / УЧЕНЫЕ-ФИЗИКИ / ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ / ВОЛЬТОВ СТОЛБ / ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «От Вольта до Петрова (к 250-летию В. В. Петрова)»

вой говорит: «Товарищ Главнокомандующий, я не могу Вас пропустить». Горшков удивлен: «Почему?» В ответ: «Товарищ Главнокомандующий, Вы грязный. А в то время термин «грязный» обозначал, что замазан в радиоактивных веществах. Для того чтобы соблюсти секретность, нельзя было говорить «радиоактивный». Сергей Георгиевич

страшно возмутился, что его вдруг собственный матрос не пропускает. Тогда Бутома достал из его кармана тот кусочек буквы «Т» и говорит: «Вот смотри, это буква Т», — и выбросил ее в воду, сразу все звонки прекратились. После этого случая моряки перестали сопротивляться удалению светящихся знаков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архив СПбГПУ: личное дело преп. N° 65 (XII.1933- 1Х.1940).

2. Архив ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН.

3. Смелов, В.А. Политехники: Герои Советского Союза. Герои Социалистического Труда |Текст| / В.А. Смелов,- Л.: Изд-во ЛПИ, 1989,- 196 с.

4. Александров, П.А. Академик Анатолий Петрович Александров. Прямая речь [Текст] / П.А. Александров,— М.: Наука, 2001,— 248 с.

5. А.П. Александров. Документы и воспоминания. К 100-летию со дня рождения / Отв. ред. акад. Н.С. Хлопкин,- М.: Изд-во АТ, 2003,- 456 с.

6. Успехи физических наук,— 1978,— Т. 109, вып. 3,- С. 99-102.

7. Академик Игорь Васильевич Курчатов [Текст]: Сборник статей,— М.: Знание, 1981,— 64 с. // Но-

вое в жизни, науке, технике. Сер. «Физика»,— N° 9.

8. К 90-летию академика Анатолия Петровича Александрова. Сборник статей |Текст] / ФТИ,— СПб., 32 с.

9. Александров, А.П. Годы с И.В. Курчатовым |Текст| / А.П. Александров // Атомная энергия,— 1983,- Т. 54, вып. 1,- С. 3-12.

10. Александров, А.П. К вопросу об электрической прочности тонких пленок [Текст] / А.П. Александров, А.Ф. Иоффе // ЖТФ,— 1933. Т. 3, вып. 1,- С. 32-38.

11. Александров, А.П. Физика диэлектриков |Текст] / А.П. Александров, А.Ф. Вальтер, Б.М. Вул [и др.].- Л.-М.: ГТТИ, 1932,- 560 с.

12. Коптев, Ю. Виза безопасности [Текст] / Ю. Коптев,— СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. 68 с.

УДК 001:929

А.И. Демидов

ОТ ВОЛЬТА ДО ПЕТРОВА (к 250-летию В.В. Петрова)

Алессандро Вольта (1745—1827), итальянский физик и физиолог, в конце 1799 года создал первую в мире батарею химических источников тока (гальванических элементов) — «вольтов столб» [1].

Сообщение об этом им было сделано в письме от 20 марта 1800 года* из города Камо (Италия) на имя президента Королевского общества в Лондоне сэра Джозефа Бэнкса. Бэнкс опубликовал статью Вольты «Об электричестве, возбуждаемом простым соприкосновением проводящих веществ» в журнале «Philosophical Transactions» только 26 июня 1800 года. С текстом статьи А. Вольта на русском языке можно ознакомить-

Все даты по старому стилю

ся в монографии М.И. Радовского [2]. Столб состоял из некоторого числа круглых пластинок из серебра или меди, равного числа цинковых пластинок и такого же числа кружков из картона, кожи, сукна ит. п., пропитанных водой, а лучше соленой водой или раствором щелочи [1]. Эти пластинки были уложены таким образом, чтобы серебро, цинк и влажный картон, чередуясь, следовали бы друг за другом.

Однако Вольта с помощью своего прибора не открыл новых свойств гальванического электричества: при его помощи были воспроизведены известные уже раньше явления, но только в необычайно усиленной степени. Вместо мышечных сокращений получились сильные чув-

Рис. 1. Алессандро Вольта

ствительные удары при прикосновении влажными руками к полюсам столба; световые явления в глазу и вкусовые на языке были гораздо резче прежних; когда проволоки от обоих полюсов вкладывали в уши, то в голове чувствовался треск настолько сильный, что Вольта, однажды проделав этот опыт, не решался уже его повторить.

Сообщение о вольтовом столбе появилось в октябре 1800 года в одном голландском еженедельнике [3], а 20 октября этого же года князь Дмитрий Алексеевич Голицын (1734—1803), почетный член Императорской Академии наук, проживающий в Гааге, сообщил президенту Академии Андрею Львовичу Николаи (1737—1820) о своей попытке произвести опыт с вольтовым столбом: «Гальванисты открыли чрезвычайно любопытное электрическое явление. Цинковые пластины, расположенные попеременно с сереб-

Рис. 2. Вольтов столб: А — серебро; Ъ — цинк; и — картон, пропитанный соленой водой; С — металлическая пластинка

ряными и разделенные влажной фланелью, вызывают удар и даже электрическую искру. Я пробовал произвести опыт с 8 цинковыми и столькими же серебряными пластинами, но он мне не удался; меня, однако, заверили, что нужно иметь, по меньшей мере, по 40 пластин каждого вида». Письмо было оглашено 3 декабря 1800 года.

Российские ученые только 16 сентября 1801 года на заседании Конференции Академии наук смогли увидеть своими глазами вольтов столб, собранный по заказу графа Аполлоса Аполло-совича Мусина-Пушкина (1760—1805), вице-президента Берг-коллегии, почетного члена Императорской Академии наук [4]. Это событие газета «Санкт-Петербургские ведомости» № 81 от 1 октября 1801 года описывает так: «Его сиятельство тайный советник и кавалер граф Апол-лос Аполлосович Мусин-Пушкин, первый член Государственной Берг-коллегии и почетный член здешней Академии наук, повторил с таковым Вольтовым столбцом, из трех сот металлических с рубль величиною кружков состоящим, из коих полтораста было серебряных и столько же цинковых, 16-го числа сего месяца, с великим успехом, существенные с электрическими явлениями сходственные Гальваниевы опыты в присутствии его превосходительства Академии наук Президента тайного советника и кавалера барона Андрея Львовича Николаи, вице-президента, всех членов Академии и почетного оной же Академии члена его превосходительства Андрея Андреевича Нартова. На серебряный кружок положен был цинковый и на сей — из фланели вырезанный. Все три смочены были соленою водою, сто пятьдесят таковых слоев составили столбец, который держим был тремя отвесно поставленными стеклянными трубками; к нижнему серебряному кружку прицеплена была серебряная цепочка. Если после сего намочишь обе руки соленою водою и если одною будешь держать сию цепочку, а другою дотронешься до верхнего цинкового кружка, то почувствуешь потрясение или удар сходный с получаемым от слабозаряженной Лейденской электрической склянки. Ежели сей опыт повторить с тем только различием, что дотронешься до верхнего цинкового кружка языком или какою другою намоченною частью лица, то в самое время вышеобъявленного удара, от коего чувствительные жилы зрения бывают раздражаемы, виден бывает свет пред лицом того, который сей опыт делает, даже и с закрытыми глазами.

По многим известиям, вероятно, что так названный Гальванизм, или сие особенного рода электрическое вещество животных, доведет нас и в лечебной науке до весьма важных открытий».

Теперь можно считать установленным, что дату 16 сентября 1801 года следует принять за исходную дату начала развития отечественной электротехники и электрохимии [5].

В октябре 1801 года академик Императорской Академии наук Логин Юрьевич (Вольфганг-Людвиг) Крафт (1743—1814), ученик Леонарда Эйлера (1707—1783), заказал у механика Иосифа Меджера, англичанина по происхождению, для Физического кабинета Академии наук вольтов столб из 120 медных и цинковых пластин и получил его в ноябре того же года [6].

В ноябре 1801 года Конференция Медико-хирургической академии (МХА) поддержала просьбу профессора физики Василия Владимировича Петрова (1761-1834) о заказе у И. Меджера вольтова столба из ста цинковых и ста медных кружков [7]. После проведения серии экспериментов с использованием батареи из 200 медных и цинковых кружков В.В. Петров понял, что необходимо заказать гораздо более солидный вольтов столб. 24 января 1802 года В.В. Петров просил Конференцию МХА, а через нее — Государственную медицинскую коллегию о выделении денег на создание огромной батареи для употребления при Санкт-Петербургской медико-хирургической академии. Новая просьба Василия Владимировича была также удовлетворена, и в апреле месяце 1802 года И. Меджер выполнил заказ.

23 мая 1802 года в Прибавлениях к «Санкт-Петербургским ведомостям» № 41 в разделе «Ученые известия» академиком Л.Ю. Крафтом на основе различных опытов и изучения световых действий электрического тока была опубликована интересная статья «О гальваниевых опытах». В Академию наук для печати эта статья была предоставлена Л.Ю. Крафтом 3 марта 1802 года. Приводим текст этой статьи с некоторыми сокращениями: «Многоразличные исследования над Гальванизмом, со времени его открытия учиненные, подают нам множество причин разделить оные на две эпохи. В начале усмотрели действие Гальванизма только в происходящем сжимании и движении мышц в теле животном от соприкосновении оных с металлами; причину сих явлений полагали в свойственном телам жи-

Рис. 3. Аполлос Аполлосович Мусин-Пушкин

вотных особливого рода электрическом веществе, и поэтому назвав электричество животным, делали над Гальванизмом опыты единственно в отношении к физиологии и врачебной науке. Началом второй эпохи по справедливости можно почитать то важное открытие , что вещества животных, коих соединение с металлами почитали существенно нужным к возбуждению Гальванических действий, ни мало к произведению оных не способствуют, но что сжимание мышц животных и движение оных во время прикосновения с металлами суть токмо следствия уже возбужденной от других причин силы Гальванизма, что оный, может быть, есть не что иное, как обыкновенное, в некоторых только обстоятельствах измененное электрическое вещество, возбуждаемое при взаимном проникновении металлов от некоторой еще нам неизвестной причины. Следствием сего открытия было превосходное изобретение Вольтова столбца, известное уже нашим читателям, которое открыло путь к исследованию химических действий Гальванизма над веществами всякого рода и подает надежду что может быть при дальнейших в том успехах можно будет с пользой употребить Гальванизм в металлургических и ремесленных производствах.

Живущий здесь Английский механик Иосиф Меджер первый сделал Вольтов столб такой величины, какого чаятельно доселе не бывало, с тем намерением, чтобы действием онаго открыть такие наипаче технические употребления Гальванизма, коих в малом Вольтовом столбце приметить не можно. Меджерова гальваническая батарея уже ныне состоит из 8000 кружков

1У2 дюйма в попе-

речнике; половина сего числа кружков сделана из цинка, а другая из меди, между каждыми двумя кружками из цинка и меди проложена тонкая картузная бумага, раствором нашатыря намоченная. Весь снаряд или все сии кружки кладутся в лежащие горизонтально жёлобы или длинные ящики, во внутренность коих для изолирования кружков положена напоенная маслом бумага; соединение между смежными желобами делается посредством металлических проводников.

Преходя молчанием известное действие Гальванизма на вещества ископаемые, на растения и животных, производимое оным разложением воды, превращение металлов в полукислоты (в известь), заряжение лейденской бутылки и другие оным подобные , упомяну здесь только отом, что между двумя угольями, соединенными с обоими концами столбца, является продолжительный огонь толщиною с палец, которым можно зажечь свечу, бумагу и другие горящие вещества, производится такой свет, что всякие малые предметы ясно видеть можно. Также достойно примечания явление огненных искр, соединенных с ощутительным треском, и маленьких светящихся пузырьков в наполненной маслом стеклянной трубке, когда проведена будет в оную струя Гальванического вещества посредством двух проволок с шарами на концах, из которых нижний соединен с медным концом столбца, а верхний с цинковым. Сделанный из древесной сердцевины легкий шарик, повешенный на шелковинке между двумя металлическими проводниками, беспрерывно качается между оными на расстоянии 1 или 2 дюймов, доколе оба сии проводника находятся со столбцом в соединении, один с медным, а другой с цинковым концом оного, и доколе действие столбца продолжается, разные степени коего можно сравнивать между собою чрез отдаление обоих проводников и чрез приведение в движение сего шарика Гальваническим веществом. Если вместо шарика из сердцевины употреблен будет шарик, сделанный из угля, то всякое прикосновение такого шарика сопровождается огненными искрами.

Из многих весьма достопамятных наблюдений, вышеупомянутым искусным Английским механиком Коллежским ассесором Меджером посредством его большого Гальваниевого снаряда учиненных, не неприятно будет упомянуть для тех, кто занимается Гальваниевыми опытами, о средстве хранить действие оного через целые

дни во всей его силе. Оно состоит в том, чтобы каждый из картузной бумаги сделанный и раствором нашатыря намоченный кружок вкладывался в вырезанное из такой же бумаги кольцо, покрытое масленым лаком, которое препятствует садиться влажности на края металлических кружков, удерживает испарение оных и тем действие столбца долее сохраняет».

Как видно из текста вышеприведенной статьи, Иосифу Меджеру впервые в России и в мире в начале 1802 года удалось обнаружить явление электрической дуги.

Профессор В.В. Петров начал свои опыты с огромной батареей только в апреле месяце 1802 года. Результаты опытов В.В. Петров изложил в монографии «Известие о Гальвани-Вольтов-ских опытах, которые проводил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи, состоящей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-хирургической Академии», изданной в Санкт-Петербурге в 1803 году [8]. Монография состоит из предисловия, восьми статей и прибавления:

Статья I. О составлении и употреблении Галь-вани- Вольтовских батарей.

Статья 11.0 средствах чищения составных Гальвани-Вольтовской батареи металлических частей, превращающихся в оксид на поверхности.

Статья III. О разрешении (разложении — <А.Д. >) воды, алкоголя и выжатых масел посредством металлов, некоторых других тел и Гальвани-Вольтовской жидкости.

Статья IV. О действии Гальвани-Вольтовской жидкости на тела живых особливо животных.

Статья V. О переменах количества и качеств атмосферного воздуха от Гальвани-Вольтовской жидкости.

Статья VI. О некоторых светоносных явлениях, происходящих от Гальвани-Вольтовской жидкости.

Статья VII. О расплавлении и сожигании металлов и многих других горючих тел, также о превращении в металлы некоторых металлических оксидов посредством Гальвани-Вольтов-ской жидкости.

Статья VIII. О светоносных явлениях и сожигании многосложных твердых горючих тел посредством Гальвани-Вольтовской жидкости в безвоздушном месте.

Прибавление. О различии в безвоздушном месте, также и в атмосферном воздухе между светоносными явлениями и некоторыми другими действиями Гальвани-Вольтовской и электрической жидкости.

Названия статей и прибавления отражают многоплановость проведенных В.В. Петровым исследований.

Как отмечает Я.А. Шнейберг [9], в различных статьях и книгах приводятся противоречивые данные о количестве металлических кружков в огромной батарее Петрова: в одних источниках утверждается, что батарея состояла из 4200 медных и цинковых кружков, в других — из 4200 пар кружков, встречаются сведения, будто батарея содержала 8000 кружков. На основе внимательного изучения монографии автор [9] утверждает, что созданная Петровым батарея включала 4200 штук медных и цинковых кружков, или 2100 пар медно-цинковых элементов.

Огромная батарея Петрова была размещена в ящике из красного дерева, который глубиною был в два (5,08 см), шириною 12 (30,48 см) дюймов, а длиною в десять английских футов (304,8 см) [8]. Ящик имел три продольные деревянные перегородки длиною в десять футов, разделяющие его на четыре отделения, в которые плотно ребром укладывались медные, цинковые и смоченные насыщенным водным раствором нашатыря (хлорид аммония — МН4С1) кружки из картонной бумаги. Медные, цинковые и бумажные кружки всегда располагались в одинаковом порядке, например медь, цинк, мокрая бумага, медь, цинк, мокрая бумага; и так далее до самого конца, на котором вместо бумажного должен быть металлический кружок. Если обозначить медный кружок буквой м, цинковый — буквой ц, бумажный — б, то четыре ряда горизонтально расположенных кружков можно представить следующим образом: цмбцмбцмб и так далее... бцм; мцбмцбмцб и так далее... бмц; цмбцмбцмб и так далее... бцм; мцбмцбмцб и так далее... бмц. Здесь нужно заметить, что крайние металлические кружки были с крючками, на которые удобно было надевать колечки, находящиеся на концах металлических проволок или цепочек. Ряды были соединены последовательно, и суммарная длина батареи составляла сорок английских футов, или более 12 метров.

И 3 В Ъ С Т I Е

о

ГАЛЬВАНИ-ВОЛЬТОВСКИХЬ О П Ы Т А X Ъ,

которые производил^

ПрофсссорЪ физики Василш ПетровЪ,

лосредствомЪ огромной наипаче бат-шерея, состоявшей иногда изЪ 4.200 мЬдныхЪ и цинковыхЪ кружковЪ, к находящейся при Сапкт - Петербургской . Медико - Хирургической Академнг.

ВЪ САНКТ-ПЕТЕРБуРП ,

ВЪ Типограф!» Государственной Медицинской Кодлсгш , 1803 года.

Рис. 4. Факсимиле титульного листа к сочинению В. В. Петрова «Известие о Гальвани-Вольтовских опытах»

Толщины новых металлических и бумажных кружков были одинаковыми примерно в одну линию (0,254 см). Следовательно, суммарная толщина двух металлических и одного бумажного кружка составляла 0,762 см. Если длину ряда 304,8 см разделим на 0,762 см, то получим суммарное количество триад — 400. Таким образом, общее число медных и цинковых кружков в новой батарее Петрова составляло 3200 штук, или 1600 пар.

Как отмечает В. В. Петров, огромная батарея состояла иногда из 4200 медных и цинковых кружков, когда толщина их после многократного употребления и чищения становилась тоньше полулинии. Оценим возможное количество металлических кружков в этом случае. Толщина триады (два использованных металлических и один бумажный кружок) составляет 0,508 см, общая длина 400 триад — 203,2 см, незаполненными остались 101,6 см ряда. Для заполнения ряда новыми металлическими и бумажными кружками необходимо было использовать 133 триады, или 133 пары новых металлических кружков. В этом случае суммарное количество

триад в ряду составит 533, общее число медных и цинковых кружков в батарее Петрова — 4264 штуки, или 2132 пары.

Таким образом, результаты наших расчетов хорошо согласуются с данными, приводимыми в монографии В.В. Петрова, и опровергают утверждения о том, что батарея содержала 4200

пар медных и цинковых кружков, или 8400 металлических кружков [10, 11].

Сочинение В.В. Петрова «Известие о Галь-вани-Вольтовских опытах» по глубине освещения явлений, связанных с воздействием электрического тока на различные объекты, не имело себе равных в России в течение многих лет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Розенбергер, Ф. История физики. Ч. 3. История физики за последнее (XIX) столетие [Текст]: Вып. 1. / Ф. Розенбергер,— Пер с нем. под ред. И. Сеченова / Предисл. С.Ф. Васильева,— M.-J1.: ОНТИ НКТП СССР. Етавн. ред. общетехн. литры и номографии, 1935,— 302 с.

2. Радовский, М.И. Гальвани и Вольта. К 150-летию открытия электрического тока [Текст] / М.И. Радовский / С предисл. акад. В.Ф. Митке-вича,— M.-J1.: Госэнергоиздат, 1941,— 92 с.

3. Цверава, Г.К. Дмитрий Алексеевич Голицын [Текст| / Г.К. Цверава,- Л.: Наука, 1985,- 184 с.

4. Раскин, Н.М. Аполлос Аполлосович Мусин-Пушкин— вице-президент Берг-коллегии, химик и минералог (1760—1805) |Текст| / Н.М. Раскин,— Л.: Наука, 1981. 157 с.

5. Елисеев, A.A. Василий Владимирович Петров [Текст] / A.A. Елисеев,— М.-Л.: Госэнергоиздат, 1949,- 180 с.

6. Елисеев, A.A. Из истории открытия электрической дуги в России [Текст] / A.A. Елисеев // Труды совещания по истории естествознания 24— 2б" декабря 1946 г.- М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948,- С. 120-131.

7. Самойлов, В.О. Василий Владимирович

Петров— академик двух академий |Текст] / В.О. Самойлов,- Л.: 1987,- 101 с.

8. Петров В.В. Известие о Гальвани-Вольтовских опытах, которые проводил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи, состоящей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Меди ко-хирургической Академии [Текст] / В.В. Петров // Сб. к столетию со дня смерти первого русского электротехника академика Василия Владимировича Петрова (1761—1834) / Предисл. Г.И. Ломова / Под ред. Л.Д. Белькинд, Г.И. Ломова и А.М. Николаева,- М.-Л.: НКТП СССР ОНТИ. Етавн. редакция энергетич. лит-ры, 1936,— С. 1—VIII, 1—195.

9. Шнейберг, Я.А. Василий Владимирович Петров. 1761-1834. |Текст| / Я.А. Шнейберг,— М.: Наука, 1985. 224 с.

10. Русский биографический словарь: Павел преподобный— Петр (Илейка) [Текст] / Издан под наблюдением председателя Императорского Русского исторического общ-ва A.A. Половцева,— СПб.: Тип. И.Н. Скороходова, 1902,- 711 с.

11. Данилевский, В.В. Русская техника [Текст] / В.В. Данилевский,— 2-е изд.— Л: Ленингр. га-зетно-журн. и книжн. изд-во, 1948,— 548 с.

УДК 001:66

С.Е. Александров, А.И. Демидов

ПРОФЕССОР АНДРЕИ ГЕОРГИЕВИЧ МОРАЧЕВСКИИ (к 85-летию со дня рождения)

1 октября 2011 года исполнилось 85 лет со дня рождения крупного ученого в области высокотемпературной электрохимии и физической химии металлов и сплавов доктора технических наук профессора кафедры физической химии, микро- и нанотехнологии Санкт-Петербургского государственного политехнического универ-

ситета, Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, лауреата Государственной премии Украины Андрея Георгиевича Морачевского и 60 лет его научно-педагогической и инженерной деятельности.

Андрей Георгиевич родился в Ленинграде в семье научного работника-химика Юрия (Ге-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.