Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765
Шрифт:
Ломоносов стремится вооружить науку и практику возможно большим числом разных инструментов, сообразно их цели и назначению. «Для спутников на море прекрасна», — замечает он о новой предложенной им зрительной трубе (двухзеркальном телескопе) в «Химических и оптических записках».
Только за время с 1761 по 1765 год им было разработано и построено несколько новых конструкций телескопов, выгодно отличавшихся от всех подобных инструментов, известных в его время. Под наблюдением Ломоносова были изготовлены две астрономические трубы — одна «длиною в фут, толщиною в два дюйма», увеличивающая предметы в шестьдесят раз, и труба размером «в половину», увеличивающая
В конце своей жизни Ломоносов работал над созданием нового большого телескопа собственной конструкции.
Самой большой трудностью при устройстве зеркальных телескопов в то время был подбор металла для зеркал. Было очень трудно достичь при их отливке необходимой точности поверхности, обеспечить качество и устойчивость полировки, которая быстро изменялась и тускнела. Иностранные мастера-оптики, занимавшиеся изготовлением зрительных труб и нашедшие сколько-нибудь удовлетворительный сплав, держали его в секрете.
Опытный химик и металлург, тонкий знаток всех вопросов оптики, Ломоносов самостоятельно занялся решением этой задачи. Он произвел более пятидесяти опытных плавок, или, как он называл их, «проб», разработав оригинальную рецептуру и технологию изготовления металлических зеркал для телескопов своей конструкции. Ломоносов сам присутствует при этих плавках, превозмогая боли в ногах, вызванные мучительной болезнью, пока не добивается «доброго зеркального металла без ноздрей».
Эта работа доставляет ему большую творческую радость и глубокое моральное удовлетворение. По его собственному признанию, она была для него «после выздоровления от тяжкой болезни не только великим удовольствием, но и обновлением сил и духа».
Плавку металлических зеркал для телескопов и других оптических приборов Ломоносов собирался наладить в Усть-Рудице. В его «Химических и оптических записках» в связи с этим находятся такие заметки для памяти: «В Рудицах стараться делать зеркальную материю»; «Для посылки в деревню: вылить зеркала для трубы, для малых трубок и для микроскопа и никтоскопа».
Его смелая новаторская мысль постоянно направлена на улучшение техники изготовления приборов. Так, например, им был предложен оригинальный способ изготовления сверхтонких зеркал, новый способ полирования стеклянных поверхностей, способ, «как испытывать точную плоскость плоских зеркал трубкою в расстоянии», и многое другое.
Станки и инструменты для этих работ Ломоносов придумывал сам. В его «Химических и оптических записках», относящихся к 1762–1763 гг., сохранился чертеж изобретенного им станка для обтачивания поверхностей сферических зеркал из металлического сплава, а также наброски различных других изобретений в области оптики. Одновременно Ломоносов изыскивал пути для создания новых, точных и наиболее совершенных измерителей времени, намечая различные приспособления и улучшения в конструкции часов, предлагал ввести «стеклы и хрусталь для избежания фрикции» (трения) и пр.
Раздраженный вечными проволочками и столкновениями с академической канцелярией, Ломоносов с 1762 года окончательно переносит изготовление приборов к себе на дом, где на свои средства обзаводится станками и инструментами, закупает материалы и набирает мастеров. Вскоре у него возникает образщивая оптическая мастерская, где работают опытные мастера-инструментальщики, которым помогают толковые молодые ребята, на ходу обучающиеся тонкому и сложному делу приборостроения.
Ломоносов строго распределял работу между всеми участниками и точно указывал, кто из них и что должен делать.
«Колотошин (с ним Андрюшка и Игнат):
1. Разделение градусов.
2. Зубы на дугах и шпилях.
3. Все, что к обращению машин надобно.
Гришка (у него работников 2):
1. Шлифовать зеркала.
2. Прилаживать токарную и шлифовальную машину, в чем помогать ему Кирюшке.
Кирюшка:
1. Машину доделать рефракций.
2. Дуга к большому зеркалу и повороты.
3. Трубки паять к оглазкам.
Кузнец:
1. Бауты и винты.
2. Вилы к шпилю большому.
3. Полосы для прочей отделки.
4. Винты ватерпасные для установки машин.
Столяр:
1. Передние апертуры и раздвижной ход.
2. Подъемный стул».
Все они дружно и напряженно работали над созданием новых отечественных телескопов — точили, полировали, шлифовали и ладили зеркала, пригоняли части телескопа одну к другой, вкладывая в дело свою сметку и сноровку.
Ломоносов не только создает новые конструкции телескопов, но и разрабатывает рецепты для приготовления оптического стекла. «В окулярные употреблять желтое стекло из сурика и горного хрусталя откаленное», — помечает он в своих записках. «Стекло с суриком много больше делает рефракцию, нежели другое. С ним соединить стекло из фужера».
Последняя запись, по видимому, указывает, что Ломоносов пришел к мысли о возможности получения различных сортов стекла (с различной светопреломляемостью) для ахроматических объективов. Хроматическая аберрация (радужное отсвечивание в оптических приборах) была серьезной помехой для наблюдения и считалась неустранимой в силу самих законов преломления света. Однако в 1747 году Леонард Эйлер указал, что устранение хроматической аберрации теоретически возможно. Для этого он предложил пользоваться двумя стеклами, промежуток между которыми наполнен водой. Работая с 1752 года со своим рефрактометром, Ломоносов вплотную подошел к практическому решению этого вопроса и занялся поисками рецептов для стекол, которые обладали бы различными показателями светопреломления.
Путь к открытию ахроматических объективов был найден. И не случайно в Петербургской Академии еще при жизни Ломоносова Иоганн Цейгер, а затем Эпинус занялись изготовлением ахроматических объективов. «По щастию, — говорил в академическом собрании 2 июля 1763 года Цейгер, — нашел я не токмо два вида стекол, в самой России сделанных, которые имеют различную светопреломляемость и состоят в той же пропорции, как английские стекла кронглас и флинтглас», но и занялся изготовлением других видов стекол, «которые, в рассуждении разности углов рассеяния, другие весьма превосходят». [320] Нет никакого сомнения, что этим «щастием» Цейгер был обязан теоретическим работам Ломоносова.
320
В. Л. Ченакал. Проблема оптического стекла в России. «Природа», 1939, № 6, стр. 96. Упоминаемые Цейгером «английские стекла» — два сорта стекла, случайно найденные в 1758 году Джоном Доллондом, — «флинтглас» и «кронглас» отличаются различной светопреломляемостью и потому нашли применение для изготовления ахроматических объективов.