Физика «Работы М.В.Ломоносова в области молекулярной физики и термодинамики»

Реферат

«Достигнутое им одним в области физики,

химии, астрономии, приборостроения,

географии, языкознания, истории

достаточно было бы для деятельности

целой Академии»

С. И. Вавилов

Физика

Михаил Васильевич Ломоносов – великий русский ученый, внес большой вклад в развитие отечественной науки. Он проявил себя в самых разных областях науки и техники: химии, географии, геологии, филологии, литературе и русском языке, истории и др. Михаил Васильевич Ломоносов — человек разносторонних интересов. Ученый работал с мозаикой, вел исследования для развития производства фарфора — создавал фарфоровые пробы, разрабатывая теорию цветоведения, нашел пути решения различных практических задач, которые сегодня применяются в кино, печати, цветной фотографии. Это один из основоположников такой области знания, как физическая химия. Михаил Васильевич был приборостроителем, астрономом, геологом, металлургом, писателем и поэтом, историком, художником Мировое значение имеют его достижения как ученого-естествоиспытателя.

Ломоносов Михаил Васильевич признан одним из самых выдающихся ученых 18 века.

В многосторонней деятельности Михаила Васильевича Ломоносова особое место занимает физика.

Краткая биография

19 ноября 1711 года – рождение в деревне Мишанинской, (ныне село Ломоносово), нынешней Архангельской области на Курострове.

1730 год – получение паспорта в Холмогорске. Путешествие пешком в Москву.

1731 год – становится учеником первой высшей школы – Московской Славяно-греко-латинской академии, расположенной в Законоспасском монастыре на Никольской улице. Изучение латинского – на котором тогда писались почти все ученые книги, славянского и греческого языков. Жил впроголодь, бедно, но наук не оставил.

1734 год – поступление в Киево-Могилянскую академию и изучение материалов богословия.

8 стр., 3841 слов

Вклад М.В. Ломоносова в науку и литературу

... В 1741 году Ломоносов вернулся в Россию. Через полгода после возвращения в Петербург 30-летний ученый был назначен адъюнктом Академии по физическому классу. Достижения Ломоносова в области химии, физики и других наук Основным направлением в ...

1736 год – как один из лучших учеников «к наукам достойных» направлен в Санкт — Петербургский академический университет. Октябрь – как лучший ученик направлен в Германию, где учился сначала в Марбургском университете, а затем в университете города Фрайбурга. Обучение горному делу и металлургии. Ломоносов занимается вопросами языка, литературы, стихосложения, философии.

1741 год — возвратился в Петербург, принят на работу в Петербургскую Академию наук, где стал читать лекции студентам по географии, химии, горному делу, а также обучал стихотворству и русскому языку. На кафедре естествознания занимается сбором окаменелостей и минералов для Кунсткамеры

1741 год –1742 год – работает помощником профессора физического класса Академии.

1745 год – назначен профессором химии в Академии.

1746 год – читает лекции по физике в Академии.

1748 год – создал первую в России химическую лабораторию.

1752 год – читает лекции по физической химии в Академии.

1753 год – основал стекольную фабрику.

1755год – по инициативе Ломоносова открыт Московский университет.

1755 – 1757 год — М.В. Ломоносов — советник канцелярии Академии наук.

1758 год – руководитель Исторического собрания, академической гимназии, академического университета, Географического департамента.

1760 год – почетный член Шведской королевской академии наук.

1763 год – член Академии трех знатнейших художеств в Петербурге:

живописи, скульптуры и архитектуры.

1764 год – почетный член Академии наук Болонского института.

4 апреля 1765 года – умер в своем доме от воспаления легких. Тело было погребено на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры.

Направления творческой деятельности ученого

Творческую деятельность М.В. Ломоносова условно можно разделить на три периода. Первый период с 1741 по 1748 г. был посвящён, главным образом, теоретическим исследованиям в области физики. Второй период охватывает время от постройки химической лаборатории в 1748 году до 1757 г. В эти годы М.В. Ломоносов в основном занимается решением различных вопросов теоретической и экспериментальной химии. Третий период — это период с 1757 г. до конца его жизни. В течение этого времени М.В. Ломоносов, помимо общих занятий, уделяет много времени работам в области различных прикладных наук и административной деятельности.

Слово «физика» появилось в русском языке благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову, когда он перевел с немецкого языка и издал в России первый учебник по данному предмету.

М.В. Ломоносов внёс значительный вклад в развитие науки физики, в его научной деятельности физика занимает особое место. В многосторонней деятельности ученого физика была первой областью его научных интересов, способствовала формированию материалистического мировоззрения. Исследования М. В. Ломоносова в области естественных наук можно рассматривать как построение единой естественнонаучной картины мира.

6 стр., 2700 слов

Творчество и вклад М.В. Ломоносова в развитие химии как науки

... Ломоносов – первый русский учёный-энциклопедист мирового уровня. Московский университет – крупнейший в мире – не случайно носит имя Ломоносова. Этот человек впервые в России создал лаборатории физики и химии, внёс заметный вклад в ... трехлетнее жалование в Академии. В 1751 г. в типографии Императорской Академии наук вышло в свет «Собрание разных сочинений в стихах и прозе Михайла Ломоносова. Книга ...

Творческая деятельность ученого была посвящена самым важным в то время направлениям физики и смежным с физикой областям: физической химии, геофизике, физике атмосферы, астрономии, физической минералогии, математической физике, биофизике, метрологии, гляциологии, физике северных сияний, физике «хвостов» комет.

Работы М.В. Ломоносова в области молекулярной физики и термодинамики.

Первые работы Ломоносова по физике посвящены вопросам строения вещества, в них содержалось и его первоначальное представление об атомах и их свойствах. В своих работах «Элементы математической химии», «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частичных качеств» ученый излагал самые общие представления о строении материи и о нечувствительных (чувственно неощутимых человеком) физических частицах, из которых построено все окружающее .

Одним из наиболее значимых научных достижений Ломоносова в области физики является его

В более поздней работе в 1748 году он вместо «элемента» употребляет слово «атом», а вместо «корпускула» — партикула — «частица» или «молекула». «Элементу» даёт современное значение — в смысле предела делимости тел — последней составной их части. Древние говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Атомы и молекулы у М.В. Ломоносова — «физические нечувствительные частицы», чем подчёркивается, что эти частицы чувственно неощутимы. Ломоносов показывает различие «однородных» корпускул, то есть состоящих из «одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом», и «разнородных» — состоящих из различных элементов.

Фактически предположения и определения, изложенные в работах Ломоносова, по этому направлению будут способствовать дальнейшему развитию атомистики и теории строения материи. Предположение о том, что скорость вращения частиц вокруг ядра связана с температурой нашло продолжение в работах о природе теплоты Б. Румфорда в 1774 году. При разработке гипотезы электрона, после 1874 года, получил развитие тезис Ломоносова об атомах как о шарообразных вращающихся частицах. Идея о том, что тепловое движение является вращательным движением частиц тела, встречается в первых работах по кинетической теории теплоты середины XIX в. Так, например, Джоуль в одной из своих работ, относящейся к 1844 г., высказывает точку зрения на теплоту как на вращательное движение молекул тела. Гипотезу о том, что теплота есть вращательное движение частиц тела, широко использовал Ранкин, английский ученый середины XIX в., в частности, для молекулярного обоснования второго закона термодинамики .

Одними из первых исследований в вопросах строения вещества были исследования, посвященные теории теплоты и газов, которые продолжались с 1744 г. по 1750 г. Вооружившись разработанной теорией строения вещества, Ломоносов начал атаку на таинственные «тонкие материи». Первой досталось «теплотворной материи», которую в то время считали ответственной за все тепловые явления. В это время в науке существовал взгляд на природу теплоты, в основе которого лежало представление о – некой огненной или холодообразующей материи, посредством которой распространяется и передаётся тепло. Эту теорию в середине 18 века предложил Роберт Бойль, и она была принята учеными. Ломоносов отвергает её в 1744 году в диссертации «Размышления о причине теплоты и холода Михайла Ломоносова». Иронизируя над сторонниками теплотворной теории, он пишет: «В наше время причина теплоты приписывается особой материи, называемой большинством теплотворной… Это мнение в умах многих пустило такие могучие побеги и настолько укоренилось, что можно прочитать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы притягиваемой каким-то любовным напитком; и, наоборот — о бурном выходе ее из пор, как бы объятой ужасом. Поэтому мы считаем нашей обязанностью подвергнуть эту гипотезу расследованию». Ученый выступает с критикой теории теплорода, получившей уже широкое распространение .

12 стр., 5830 слов

Биография и научная деятельность М.В. Ломоносова

... какие физические лишения, какую душевную борьбу пришлось выдержать Ломоносову за время пребывания его в академии. Позже Ломоносов вспоминал: «Школьники, малые ребята, кричат и перстами ... экспериментальной физике, химии и минералогии». В 1735 году в Академии было создано Российское собрание для разработки основ русского языка. Ломоносов, получив в Славяно-греко-латинской академии достаточно ...

«Очень хорошо известно,- пишет Ломоносов в работе, опубликованной в первом томе научного журнала “Новые комментарии Петербургской Академии наук” в 1750 г., — что теплота возбуждается движением: от взаимного трения ру́ки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе кремня об огниво появляются искры; железо накаливается от проковывания частыми и сильными ударами, а если их прекратить, то теплота уменьшается и произведенный огонь в конце концов гаснет…. восприняв теплоту, тела или превращаются в нечувствительные частицы и рассеиваются по воздуху, или распадаются в пепел, или в них настолько уменьшается сила сцепления, что они плавятся. Наконец, зарождение тел, жизнь, произрастание, брожение, гниение ускоряются теплотою, замедляются холодом. … Так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи». М.В. обращает внимание научного сообщества на то, что тепловые явления и процессы не могут быть качественно объяснены «теорией теплорода». В телах материя двоякого рода: связанная, именно движущаяся и производящая напор вместе со всем телом, и протекающая, подобно реке, через поры первой…. Которая из них, приведенная в движение, производит теплоту?». «Из главных явлений, наблюдаемым для горячих тел. …ясно, что

1) в телах имеется тем больше теплоты, чем плотнее их связанная материя, и наоборот. Так, рыхлая пакля загорается бо́льшим пламенем, но дающим гораздо меньше жару, чем она же, сжатая более плотно. Соломою, которая в обычных условиях горит легким пламенем, обитатели плодородных областей России, лишенных лесов, пользуются вместо дров, предварительно связав ее в плотные, толстые жгуты. Более пористые дрова при горении дают меньше жара, чем более плотные, а ископаемые угли, содержащие в своих порах каменистую материю, производят более сильный жар, чем древесные угли, имеющие, наподобие губок, пустые промежутки. Затем, воздух нижней атмосферы, который плотнее воздуха более высокой атмосферы, более чем последний согревает обтекаемые им тела, как свидетельствуют теплые долины, окруженные покрытыми вечным льдом горами.

5 стр., 2035 слов

М.В. Ломоносов. Зарождение молекулярно-кинетической теории

... в наше время. 2. М.В. Ломоносов - основоположник молекулярно-кинетической теории М.В. Ломоносовым были заложены основы физической химии, ... сжатие, плавление и испарение тел. Теплота тел состоит во внутреннем их движении. Теория теплоты, разработанная Ломоносовым, опережает на столетие ... сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы притягиваемой каким-то любовным ...

2) Более плотные тела в том же объеме содержат, … больше связанной материи, чем протекающей. А, так как из законов механики известно, что количество движения тем значительнее, чем большее количество материи находится в движении, и наоборот, то если бы достаточное основание теплоты заключалось во внутреннем движении протекающей материи, более редкие тела, в порах коих находится больший запас протекающей материи, должны были бы обладать большей емкостью для теплоты, чем более плотные. Но так как, наоборот, количество теплоты скорее соответствует количеству связанной материи тел, то очевидно, что достаточная причина теплоты заключается во внутреннем движении связанной материи тел».

Какое движение вызывает появление теплоты? Можно целый век возить на телеге дрова, и ни одно полено не нагреется ни на один градус. Но если начать тереть одно полено о другое полено, то оно нагреется очень быстро. Очевидно, поленья, крепко прижатые друг к другу, при трении приводят в движение расположенные на поверхности те мельчайшие частички, из которых они построены. Точно так же и молот, ударяясь о железо, заставляет быстрее двигаться частички железа. Внешнее движение всего тела превращается во внутреннее движение частичек, из которых оно состоит. Это-то движение частичек и есть теплота. И этим можно объяснить все тепловые явления.

При нагревании твердого тела его частички двигаются все быстрее и сильнее отталкиваются друг от друга. Промежутки между частицами увеличиваются — оттого и расширяются тела при нагревании. Чем теплее тело, тем быстрее движутся его частички. При дальнейшем нагревании промежутки между частичками становятся столь значительными, что тело не может сохранять прежнюю форму — оно растекается, расплавляется. А когда скорость движения частичек становится настолько большой, что частички разлетаются во все стороны, происходит испарение.

М. В. Ломоносов показал физическую несостоятельность теории теплорода и развил идеи о кинетической теории теплоты. Эта теория была революционной для своего времени, поэтому чаще отвергалась его современниками, чем принималась. Ученый дал по сути современную молекулярно-кинетическую трактовку теории теплоты. Он считал, что теплота состоит во внутреннем движении материи, то есть в теплых и горячих телах движутся нечувствительные частицы, из которых состоят сами тела. Его «корпускулярная философия» стала логическим центром всех естественно-научных достижений Михаила Васильевича Ломоносова.

Можно ли представить себе самую большую возможную степень теплоты (температуру)? Очевидно, нет, потому что скорость движения частичек может возрастать и возрастать. Наоборот, чем холоднее тело, тем меньше скорость движения его частичек, а когда оно прекратится полностью, наступит самая низкая возможная степень теплоты. Ломоносов доказывает, что «…движение может настолько уменьшиться, что, наконец тело достигает состояния совершенного покоя — и никакое дальнейшее уменьшение движения невозможно. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода, состоящая в полном покое частичек, в полном отсутствии вращательного движения их».

2 стр., 891 слов

Творчество Ломоносова

... «внутреннего» воздуха изменяются химические свойствами веществ. В феврале 1744 года Ломоносов представил новую диссертацию «О нечувствительных физических частицах». В основе разработанной Ломоносовым теории строения вещества ... такого движения наблюдается такая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении материи». Поскольку они состоят из неразрушимой материи, то могут вращаться ...

Самой высокой температуры тела не существует, при повышении температуры тело может перейти из одного агрегатного состояния в другое (например – плавление твердых тел, испарение жидкостей и др.), а самая низкая температура тела объяснима с точки зрения молекулярного строения тел. Ломоносов указал на возможность существования абсолютного нуля температуры с точки зрения понятий кинетической теории теплоты, отмечая, что полное прекращение движения частиц существует при наибольшей и последней степени холода. Так ученый впервые в истории науки ввел понятие об абсолютном нуле температуры.

Атака на «теплотворную материю» оказалась вполне успешной, Ломоносову удалось без ее помощи не только истолковать все известные тепловые явления, но предсказать новые, о которых прежде нельзя было и догадываться. Теплота тел состоит во внутреннем их движении . Теория теплоты, разработанная Ломоносовым, опережает на столетие воззрения современных ему ученых.

Диссертация «Размышления о причине теплоты и холода Михайла Ломоносова» была напечатана на латинском языке в журнале Академии наук. Произведя большое впечатление на русских и иностранных ученых, диссертация вызвала многочисленные отклики в заграничных журналах. Российского ученого не очень жаловали на родине, вокруг него всегда было много завистников и интриг. Теория Ломоносова нашла как противников, так и защитников. Став широко известной в Европе, она вызвала чрезвычайно сильные возражения со стороны многих ученых того времени, сторонников теплотворной теории. Немецкий магистр Иоганн Арнольд написал диссертацию, задавшись целью опровергнуть «нововыдуманную» теорию, и защищал ее в 1754 г. в Эрлангенском университете. Арнольд получил звание доцента по физике за защиту диссертации, специально посвященной критике теории Ломоносова . Об этом стало известно Ломоносову из отчета, напечатанного в немецкой газете «Беспристрастный гамбургский корреспондент».

«Господин Арнольд, — указывалось в этом отчете, — совсем опровергает, принимая в свои доказательства также и господина Ломоносова, некоторые предположения, но выводя из них противное нововыдуманной теории».

Познакомившись с возражениями Арнольда, М.В.Ломоносов был глубоко возмущен его недобросовестностью, т. к. немецкий ученый сильно извратил сущность рассуждений Ломоносова. Ученый обратился к авторитету гения 18 века Леонарда Эйлера. Составив опровержение, ученый посылает его знаменитому Леонарду Эйлеру-академику Санкт – Петербургской академии наук, жившему в то время в Берлине: «издатель журнала… не столько из любви к науке, сколько из недоброжелательства напал на мои неусыпные труды и, не поняв их, жестоко отделал. Посылаю на Ваше проницательное рассмотрение самое очевидное доказательство его злобы и тупости…»

7 стр., 3311 слов

Ломоносов и его значение в формировании науки

... и других сочинениях. Ведь во времена Ломоносова были известные только два газа: воздух и углекислый газ. Водород, кислород и азот были открыты после его смерти. В этих условиях создать правильную теорию ...

Ответ Ломоносова Арнольду Эйлер помещает в научном журнале, издававшемся в Амстердаме на французском языке. Редактор журнала писал Ломоносову, что, помещая его ответ, он хотел «защитить только праведное Ваше дело от таких неправедных поносителей».

Сам Эйлер высоко оценил работу Ломоносова. В ответном письме он писал: «Недобросовестность и слог немецких газетчиков мне очень хорошо известны и нисколько не трогают меня: я смеюсь, видя, как они терзают прекраснейшие сочинения. Надобно презирать подобные статьи… всякий знает, что появившиеся до сих пор трактаты о причинах теплоты еще не разъяснили вполне этого предмета, и занимающиеся его исследованием заслуживают величайшей похвалы. Вас нельзя не поблагодарить за то, что Вы рассеяли мрак, покрывавший доселе этот вопрос».

В июле 1755 г. Эйлер написал официальное письмо в Академию наук России по поводу работы «Размышления о причине теплоты и холода Михайла Ломоносова»: «Совсем другое дело сочинение Ломоносова о причине теплоты: все, что другими было говорено о том, нелепо или неосновательно, и потому весьма далеко от достоверного объяснения; возражения же противников доказывают, с одной стороны, что они его мысли не поняли, а с другой — обличают их грубое невежество».

Работа Ломоносова о причине теплоты не только была известна, но и вызвала большую дискуссию. Имя русского ученого в Европе было известно еще ранее, т. к. одновременно с сочинениями о природе теплоты в журнале, издаваемом академией на латинском языке и рассылаемом всем иностранным академиям и университетам, были напечатаны еще три статьи Ломоносова, в том числе его замечательная работа «Попытка теории упругой силы воздуха», в которой он впервые дал строго обоснованную кинетическую теорию газов.

Можно говорить не только о приоритете Ломоносова в создании теории теплоты, основанной на молекулярно-атомистических представлениях, но и о том, что эта теория, как и другие его исследования, была в свое время хорошо известна ученым всего мира и широко обсуждалась.

Разграничивая понятия температуры и количества теплоты, М. В. Ломоносов давал им молекулярно-кинетическое толкование. Он считал, что температура тела определяется скоростью движения частиц, тогда как количество теплоты зависит от общего количества движения этих частиц. Основываясь на своих молекулярно-кинетических представлениях о строении вещества, Ломоносов в работе «Опыт теории упругости воздуха» объяснил упругие свойства атмосферного воздуха механизмом отталкивания атомов воздуха друг от друга: «… отдельные атомы воздуха, в беспорядочном чередовании, сталкиваются с ближайшими через нечувствительные промежутки времени, и когда одни находятся в соприкосновении, иные друг от друга отталкиваются и наталкиваются на ближайшие к ним, чтобы снова отскочить; таким образом, непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться во все стороны». Это позволило Ломоносову объяснить зависимость упругости воздуха от теплоты: «Отсюда очевидно, что воздушные атомы действуют друг на друга взаимным соприкосновением сильнее или слабее в зависимости от увеличения или уменьшения степени теплоты, так что если было бы возможно, чтобы теплота воздуха вовсе исчезла, то атомы должны были бы вовсе лишиться указанного взаимодействия». Только спустя столетие данные воззрения стали общепринятыми благодаря работам Дж. Максвелла и Л. Больцмана, создавших количественную математическую теорию газов в рамках молекулярно-кинетических представлений.

5 стр., 2258 слов

М в ломоносов первый русский университет

... Ломоносов был избран в число академиков, стал первым русским профессором химии в университете. В 1748 году он создаёт первую русскую химическую лабораторию, помогает Ломоносову в этом его близкий друг Г. Рихман - русский ... света…(1756г.) и других сочинениях. Ведь во времена Ломоносова были известные только два газа: воздух и углекислый газ. Водород, кислород и азот были открыты после его ...

Теория Ломоносова позволила также объяснить изменения плотности воздуха с высотой и предсказать наличие границы атмосферы: «Чем дальше от земли отстоят остальные атомы, тем меньшую массу толкающих и тяготеющих атомов встречают они в своем стремлении вверх; так что верхние атомы, занимающие самую поверхность атмосферы, только своей собственной тяжестью увлекаются вниз и, оттолкнувшись от ближайших нижних, до тех пор несутся вверх, пока полученные ими от столкновения импульсы превышают их вес. Но как только последний возьмет верх, они снова падают вниз, чтобы снова быть отраженными находящимися ниже. Отсюда следует:

  1. что атмосферный воздух должен быть тем реже, чем более он отделен от центра земли;

  2. что воздух не может бесконечно расширяться, ибо должен существовать предел, где сила тяжести верхних атомов воздуха превысит силу, воспринятую ими от взаимного столкновения».

В работе «Прибавление к размышлениям об упругости воздуха» Ломоносов объяснил непропорциональность упругости давлению сильно сжатого воздуха, обнаруженную Д. Бернулли, влиянием собственного объема частичек воздуха на частоту их столкновений. Приблизительно через сто лет аналогичные представления были использованы нидерландским физиком Ван-дер-Ваальсом при создании им количественной теории неидеального газа.

Ломоносов разработал кинетическую модель идеального газа и объяснил с ее помощью ряд явлений. Современная модель «идеального газа» — газа, в котором, как предполагается, можно пренебречь потенциальной энергией взаимодействия молекул по сравнению с кинетической энергией – немногим отличается от модели, предложенной М.В. Ломоносовым. В этом случае он также намного опередил свою эпоху.

Кинетическая теория газов изложена Ломоносовым в основной работе «Опыт теории упругости воздуха» (1748).

В этом сочинении Ломоносов разработал кинетическую модель идеального газа. Она в ряде основных черт совпадает с моделью, которая была затем принята в физике. Главное отличие модели Ломоносова от принятой впоследствии заключалось в механизме взаимодействия. Ломоносов не считал молекулы воздуха упругими шариками, как это было принято в кинетической теории газов в XIX в. Это объяснялось его взглядами на теплоту как на вращательное движение, а с другой стороны, тем, что Ломоносов считал молекулами газа «нечувствительные частички», которые, как он полагал, были «кирпичами» мироздания, лишенными физического строения, абсолютно твердыми и неделимыми. Поэтому он не мог принимать их упругими, так как в этом случае ему пришлось бы объяснять их упругость, значит, рассматривать их как объекты, обладающие определенным строением, что противоречило признанию их «кирпичами мироздания». Ломоносов предположил, что частицы отталкиваются друг от друга так же, как отталкиваются два вращающихся волчка, когда они соприкасаются. Вращение же частичек газа обусловливается тем, что газ всегда нагрет до определенной температуры. Построив модель газа, Ломоносов объясняет с ее помощью ряд явлений. Он объяснил зависимость, существующую между объемом и упругостью воздуха, т. е. газовый закон Бойля — Мариотта. До Ломоносова упругость воздуха объясняли особыми «блуждающими жидкостями». Он фундаментально разрешает этот вопрос в своей работе «Попытка теории упругой силы воздуха», где пишет: «Отдельные атомы воздуха, взаимно приблизившись, сталкиваются с ближайшими в нечувствительные моменты времени, и, когда одни находятся в соприкосновении, вторые атомы друг от друга отпрыгнули, ударились в более близкие к ним и снова отскочили: таким образом, непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться во все стороны». И далее: «Воздушные атомы отталкиваются друг от друга в зависимости от увеличения или уменьшения степени теплоты более сильным или более слабым взаимным соприкосновением».

7 стр., 3086 слов

«Жизнь и деятельность М.В. Ломоносова»

... Ломоносова; - ознакомиться с основными его открытиями и этапами научной деятельности. -4- Путь к научным изысканиям Михаил Васильевич Ломоносов родился в ... с творчеством, великими открытиями М. В. Ломоносова, уяснить его место и роль в науке. В соответствии с этой целью ... Ломоносова, материя состоит из неделимых, абсолютно твёрдых атомов, механическое движение которых является причиной всех явлений в ...

Объясняя упругость воздуха, он совершенно ясно и четко утверждает, что взаимодействие атомов воздуха обусловлено только теплотой. Отсюда более теплое тело обладает более быстрым вращением своих частиц, а последние ускоряют вращение частиц более холодного тела, причем движение последних увеличивается настолько, насколько уменьшается движение первых. Ломоносов правильно отметил, что для сильно сжатого воздуха этот закон не соблюдается, причина этого — конечный размер молекул воздуха. Эта идея Ломоносова была применена во второй половине XIX в. Ван-дер-Ваальсом при выводе уравнения состояния реальных газов. Представления о молекулярном строении газов, которые развивал Ломоносов, не являлись совсем новыми. До Ломоносова уже Даниил Бернулли, исходя из молекулярных представлений, объяснил закон Бойля — Мариотта. Однако следует отметить, что никто из предшественников Ломоносова не разработал так обстоятельно молекулярную модель газа и не связал ее с кинетической теорией теплоты, как он.

Критикуя теорию «блуждающей жидкости», Ломоносов пишет в указанной работе: «Действительно, мы считаем излишним призывать на помощь для отыскания причины упругости воздуха ту своеобразную блуждающую жидкость, которую очень многие — по обычаю века, изобилующего тонкими материями, — применяют обычно для объяснения природных явлений. Мы довольствуемся тонкостью и подвижностью самого воздуха и ищем причину в самой материи его».

Вряд ли эти высказывания Ломоносова нуждаются в разъяснениях. Чтобы оценить их, достаточно указать, что упругая сила воздуха в современной науке объясняется точно так же, как в свое время объяснял Ломоносов. Так обстоятельно как он молекулярную модель газа никто из предшественников Ломоносова не разработал и не связал ее с кинетической теорией теплоты, Великий ученый не только открыл причины теплоты и холода, не только создал кинетическую теорию газов, но и страстно боролся с противниками этих теорий. Современная модель «идеального газа» — газа, в котором, как предполагается, можно пренебречь потенциальной энергией взаимодействия молекул по сравнению с кинетической энергией – немногим отличается от модели, предложенной М.В. Ломоносовым

В некоторых вопросах Ломоносов намного опередил свою эпоху. Некоторые труды ученого были опубликованы слишком поздно. Ученого очень интересовал вопрос о законах сохранения физических величин. Он полагал, что в природе действуют законы сохранения ряда физических величин, в частности закон сохранения материи и закон сохранения движения. В общей форме закон сохранения материи был высказан в наиболее последовательной и явной форме древними учеными и философами, придерживающимися атомистической гипотезы, как сохранение общего числа атомов при всех изменениях, происходящих в природе. Естествоиспытатели XVII и XVIII вв., следовавшие атомистической гипотезе, восприняли и представление о законе сохранения материи. Введенное Ньютоном понятие массы как количества материи и вывод о пропорциональности веса и массы, позволили придать общему представлению о сохранении материи конкретную форму естественнонаучного закона — закона сохранения массы или веса при всех процессах, происходящих с материальными телами. Однако установлению этого конкретного естественнонаучного закона мешала вера в существование всевозможных невещественных материй (материи огня, теплорода и т. п.), представление о горючем начале — «флогистоне». В 1673 г. Бойль опубликовал результаты своих опытов с обжигом свинца, который сделал заключение, что во время нагревания внутрь сосуда проникала «материя огня — флогистон», которая, увеличивала вес свинца.

В своей работе «Размышление о причине теплоты и холода» Ломоносов не согласился с бойлевским объяснением увеличения веса прокаливаемого металла. Он писал, что все опыты Бойля «над увеличением веса при действии огня сводятся к тому, что весом обладают либо части пламени, сжигающего тело, либо части воздуха, во время обжигания проходящего над прокаливаемым телом». В 1756 г. Ломоносов повторив опыт Бойля, написал: «…между разными химическими опытами, которых журнал на 13 листах, деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Боила мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере».

Этим опытом Ломоносов показывает ложность теории о флогистоне; тем самым, по существу, устанавливался закон сохранения материи.

Для того чтобы сделать шаг к установлению закона сохранения вещества или массы при химических реакциях, нужно было знать, весомы или невесомы эти невещественные материи. По этому вопросу существовали различные мнения, экспериментальные результаты толковали по-разному. Разгромив теорию теплорода, ученый стремился внести новое понимание в законы сохранения. Ломоносов в 1748 году, пишет о «всеобщем естественном законе», согласно которому «сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупиться к другому». В 1760 году в диссертации «Рассуждения о твердости и жидкости тел» он формулировал так:

Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте; сколько часов положит кто на бдение, столько же сну отнимет. Сей всеобщей естественной закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает”. Однако об этих замыслах ученого стало известно только сто лет спустя, в то время как в 1774 году французский ученый Антуан Лоран Лавуазье издает работу на эту тему, где описывает опыты, подобные опытам Ломоносова о законе сохранения вещества. Ломоносов не опубликовал результаты своих опытов, поэтому его причастность к установлению закона сохранения вещества была установлена только в нашем столетии. Достоверно неизвестно, почему Ломоносов не обнародовал свои экспериментальные наблюдения. Вряд ли это можно объяснить боязнью выступить против авторитета Бойля. Ломоносов не был склонен умалчивать свои достижения в области наук, рассматривал их не только как свой личный успех, но и как успех молодой русской науки.

Еще одним направлением в современной науке, основоположником и методологом которой был Михаил Ломоносов, является физическая химия. В 1752 году он начал читать студентам курс лекций, основной идеей которых является попытка объяснить химические явления на основе имеющихся знаний о строении вещества. Занимаясь построением физической картины мира Ломоносов поставил задачи исследования связей между различными физическими явлениями – плавлением и электризацией, кристаллизацией и электрическом взаимодействием тел . В планах опытных исследований Ломоносова встречается множество физических экспериментов, которые не были характерны и общеприняты для времени, когда жил Ломоносов. Они приобретают значение в физике XIX в., когда перед ней встали новые задачи исследования связей между различными физическими явлениями.

Заключение.

М. В. Ломоносов является великим русским ученым.

Развитие Ломоносовым науки о стекле позволило создать известную сейчас знаменитую русскую мозаику. Ученый открыл закон сохранения материи. Он сформулировал принципы кинетической теории газов.

Ломоносов обнаружил электрическое происхождение северных сияний. Разработал теорию цветов. Развил теорию вертикальных атмосферных течений.

М.В. Ломоносов открыл атмосферу Венеры. Высказывал предположение, что поверхность Солнца «кипит», а хвосты комет образованы под воздействием солнечной энергии. Существенно развил русский научный язык, который появился незадолго до Ломоносова. Он упорядочил иностранную терминологию, сделал ее более понятной, адаптировал под русский язык.

Выпустил целый ряд стихотворных произведений, а также поэтических переводов. Ученый предложил свой прототип вертолета, который «нажимая воздух с помощью крыльев, движимых горизонтально, будет подниматься вверх для обследования условий верхнего воздуха».

Ломоносов практически открыл водород, когда в процессе доказательств, связанных с взаимодействием, формой и строением различной величины шарообразных атомов начал использовать геометрические модели. Описанный им «невесомый флогистон» является материальным горючим веществом, «которое легче воды», что, является описанием водорода. Он описал его в своем исследовании «О металлическом блеске» в 1745 году, однако большее признание на эту тему заслужила работа англичанина Г. Кавендиша, написанная 20 лет спустя.

Своей теорией тепла Ломоносов положил основание научной термодинамике — теоретического фундамента всей современной теплотехники. Медленно, но верно завоевывали признание его идеи. Только через 100 лет механическая теория тепла была окончательно утверждена трудами Роберта Мейера, Джоуля и других. Через 130 лет вошло в научный обиход понятие об абсолютном нуле температуры. А в наше время астрономы и астрофизики, определив путем сложных вычислений, что во внутренних частях звезд температура достигает десятков миллионов градусов, подтвердили правильность идеи Ломоносова о невозможности указать самую большую степень теплоты, до которой способно нагреться тело.

В истории физики считается, что понятие теплового излучения или лучистой теплоты было введено шведским ученым Шееле в 1771 году Однако, исследования Ломоносова дает нам право зачислить Ломоносова в число предшественников Шееле и других более поздних ученых, исследовавших свойства теплового излучения.

Ломоносов установил, что тела имеют разную поглощательную и отражательную способность для света и тепловых лучей, подчеркивал, что от раскаленного тела распространяется не только свет, но и тепловые лучи. Он писал, что лучи Солнца, будучи отражены от Луны и собраны в фокусе зажигательного стекла, хотя «светят весьма живо и ясно, но теплоты чувствительной не производят», и объяснял это тем обстоятельством, что от поверхности Луны хорошо отражаются световые лучи и плохо — тепловые. Ломоносов также указывал на опыт, проделанный им самим. Он писал:

«По гипотезе Ломоносова тепловые лучи являются распространением вращательного движения его частиц».

Ломоносову принадлежат многие конкретные исследования по различным вопросам физической науки; известны его работы по конструированию разных оптических инструментов. Работая над усовершенствованием зеркального телескопа Ньютона, он разработал свою конструкцию этого прибора и создал уникальный для того времени телескоп – рефлектор. Он изобрел также оригинальную зрительную трубу для наблюдения при плохом освещении, названную им «ночезрительной трубой». Ломоносов конструировал и другие оптические приборы: фотометры, рефрактометры, микроскопы и т. д. Он разработал конструкцию ряда приборов для электрических, тепловых и других измерений. Ломоносов создал многие метеорологические, навигационные, гравиметрические приборы и т. д.

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/referat/pervyiy-russkiy-akademik-m-v-lomonosovpo-fizike/

1.

2. Храмов Ю. А. Ломоносов Михаил Васильевич // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, исправленное и дополненное — М.: Наука, 1983. — С. 167. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)

3. «О металлическом блеске», Ломоносов М. В. Полное собрание сочинений / АН СССР. — М.; Л., 1950-1983. — Т. 2: Труды по физике и химии, 1747-1752 гг. — М.; Л

4.

5.

6.Ломоносов, Михаил Васильевич на официальном сайте РАН