Один из крупнейших
русских ученых Петр Николаевич Лебедев
(1866—1912) известен как экспериментатор-виртуоз,
автор выдающихся исследований, выполненных скромными
средствами [1—6].В 1895 году Лебедев впервые построил комплекс устройств для создания и приема миллиметровых электромагнитных волн (длиной 6 и 4 мм) и доказал ряд их свойств. Приборы Лебедева были настолько малы, что помещались в кармане [1]. Например, генератор электромагнитных волн Лебедева состоял из двух платиновых цилиндриков длиной 1,3 мм и диаметром 0,5 мм каждый. Зеркала Лебедева имели высоту всего 20 мм, а эбонитовая призма, предназначенная для исследования преломления электромагнитных волн, имела высоту 1,8 см и ширину 1,2 см. Миниатюрные приборы Лебедева всегда вызывали восхищение физиков-экспериментаторов, а задача уменьшения размеров различных приборов и схем сегодня является одной из важнейших в технике.
В самом конце 1890-х годов Лебедев экспериментально доказал существование давления света на твердые тела, а через несколько лет — на газы, что явилось прямым подтверждением электромагнитной теории света.
Провести такие эксперименты было весьма непросто. Во-первых, световое давление очень мало, и его трудно не только измерить, но и просто обнаружить.
Данную проблему Лебедев вскоре решает. Он создает свою знаменитую установку — систему легких и тонких дисков на закручивающемся подвесе. Это были крутильные весы, имеющие невиданную до того времени точность. Во-вторых, серьезной помехой являлся радиометрический эффект: при падении света на тело (тонкие диски в установке Лебедева) оно нагревается, причем температура освещенной стороны становится больше температуры теневой стороны. А это не дает уловить давление света. Однако ученый искусно преодолевает и второе препятствие.
Предварительное сообщение о давлении света было сделано Лебедевым в 1899 году, в следующем году он рассказал о своих опытах в Париже на Всемирном конгрессе физиков, а немного позже в немецком журнале “Анналы физики” была опубликована его статья “Опытное исследование светового давления”. Работа получила высокую оценку ученых. Она стала новым, экспериментальным подтверждением теории Максвелла. Знаменитый английский физик Уильям Томсон (Кельвин) (1824—1907) говорил [1, 2]: “Я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот... Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами”. Другой видный ученый, немецкий физик-экспериментатор Фридрих Пашен (1865—1947), писал Лебедеву: “Считаю Ваш результат одним из важнейших результатов физики за последние годы”.
Так опыты, связанные с определением светового давления, принесли Лебедеву мировую славу.
В 1900 году при защите магистерской диссертации Лебедеву была присуждена сразу докторская степень [1]. Спустя примерно год он становится профессором Московского университета.
А незадолго до этого автор замечательного эксперимента начал подготовку к решению еще более трудной задачи: определению светового давления на газы. И здесь на пути встали трудности не только экспериментального, но и теоретического характера. Трудности, касающиеся эксперимента, состояли в том, что световое давление на газы во много раз меньше, чем такое давление на твердые тела. Требовалось проведение еще более тонкого опыта.
Вскоре все приготовления к определению светового давления на газы были завершены. Начинается основная часть работы. Однако задача чрезвычайно сложна, и результата нет. Лебедев настойчиво — в течение нескольких лет — ищет пути решения. И только в 1909 году делает первое сообщение о полученных результатах. За эти годы было построено около 20 приборов, причем ученому пришлось преодолеть неимоверные трудности (из-за которых он несколько раз бросал работу).
Эксперименты Лебедева вновь привлекли внимание ученых многих стран. Петр Николаевич получает поздравления, где выражается восхищение его мастерством. Королевский институт Англии избирает Петра Николаевича Лебедева своим почетным членом.
В разные годы Лебедев выполнил также оригинальные эксперименты, связанные с магнетизмом вращающихся тел, выдвинул ряд идей относительно природы межмолекулярных сил и происхождения хвостов комет, занимался вопросами акустики, в частности, ультраакустики.
Лебедев создал первую физическую школу в России. Если в первой половине 1890-х годов число учеников Петра Николаевича измерялось единицами, то потом их стало более тридцати. Среди его воспитанников: Петр Петрович Лазарев (1878—1942), Владимир Константинович Аркадьев (1884—1953), Сергей Иванович Вавилов (1891—1951), Торичан Павлович Кравец (1876—1955) — и многие другие. Успехи отечественной физики во многом связаны со школой Лебедева. Именем этого ученого назван Физический институт Российской академии наук.