Эмилий христианович ленц русский физик реферат

Эмилий Христианович Ленц
нем. Heinrich Friedrich Emil Lenz
Дата рождения 24 марта1804 ( 1804-03-24 ) [1][2]
Место рождения
  • Дерпт , Лифляндская губерния , Российская империя[4][3]
Дата смерти 29 января (10 февраля) 1865[3] (60 лет)
Место смерти
  • Рим , Папская область[4][3]
Страна
  • Российская империя
Научная сфера физика и электротехника
Место работы
  • Санкт-Петербургский университет
  • Главный педагогический институт
  • Петришуле
  • Михайловское артиллерийское училище
  • СПбГУ
Альма-матер
  • Дерптский университет
Учёное звание академик СПбАН(1834)
Произведения в Викитеке
Медиафайлы на Викискладе

Эмилий Христианович Ленц (при рождении Генрих Фридрих Эмиль Ленц, нем. Heinrich Friedrich Emil Lenz ; 12 (24) февраля 1804, Дерпт — 29 января (10 февраля) 1865 [5] , Рим) — российский физик немецкого происхождения. Выходец из балтийских немцев. Э. Х. Ленц является одним из основоположников электротехники. С его именем связано открытие закона, определяющего тепловые действия тока, и закона, определяющего направление индукционного тока, профессор и ректор Императорского Санкт-Петербургского университета (1863—1865), академик. Действительный член Русского географического общества с 19 сентября ( 1 октября ) 1845 года [6] .

Содержание

Биография [ править | править код ]

С 1823 до 1826 год принимал участие как физик в кругосветном путешествии Коцебу. Результаты научных исследований этой экспедиции были напечатаны им в «Мемуарах Санкт-Петербургской академии наук» (1831). В 1829 году принимал участие в первой экспедиции на Эльбрус под руководством генерала Эммануэля. В 1828 году выбран адъюнктом академии, а в 1834 году академиком. Вместе с тем он состоял профессором, а в последние годы и ректором Санкт-Петербургского университета. Преподавал также в знаменитой Немецкой школе Святого Петра (1830—1831), в Главном педагогическом институте и в Михайловском артиллерийском училище. Лекции его по физике и физической географии отличались замечательной ясностью и строгой систематичностью. Такими же качествами обладали и его известные руководства физики (для гимназии) и физической географии; оба учебника выдержали несколько изданий, но первый из них был особенно распространён. Настолько же блестяща и плодотворна была и научная деятельность академика Ленца.

В истории физики научным трудам его всегда будет отводиться почётное место. Многие его научные исследования относятся к физической географии (о температуре и солености моря, об изменчивости уровня Каспийского моря, о барометрическом измерении высот, об измерении магнитного наклонения и напряженности земного магнетизма и др.). Но главным образом он работал в области электромагнетизма. Выяснению важного значения этих работ посвящены, между прочим, сочинения А. Савельева: «О трудах академика Ленца в магнитоэлектричестве» (СПб., 1854) и В. Лебединского: «Ленц как один из основателей науки об электромагнетизме» (журн. «Электричество» 1895). Главнейшие результаты его исследований излагаются и во всех учебниках физики. Именно:

  • Закон индукции («Правило Ленца»), по которому направление индукционного тока всегда таково, что он препятствует тому действию (напр. движению), которым он вызывается (1834 г.).
  • «Закон Джоуля — Ленца»: количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника (1842 г.).
  • Опыты, подтверждающие «явление Пельтье»; если пропускать гальванический ток через висмутовый и сурьмяной стержни, спаянные концами и охлажденные до 0 °C, то можно заморозить воду, налитую в ямку около спая (1838).
  • Опыты над поляризацией электродов (1847) и т. д.

Некоторые свои исследования Ленц производил вместе с Парротом (о сжатии тел), Савельевым (о гальванической поляризации) и академиком Борисом Якоби (об электромагнитах). Список его мемуаров, которые печатались в «Записках Императорской Академии Наук» и в журнале «Poggendorfs Annalen», помещён в «Biographisch-literarisches Handwörterbuch von Poggendorf» (I, 1424). Сын Ленц, Роберт Эмильевич

Память [ править | править код ]

Место на г. Эльбрус называется Скалы Ленца (Ленц участвовал в первой экспедиции на Эльбрус в 1829 г. под командованием генерала Эмануэля)

Эмилий Христианович Ленц (1804-1865) — российский физик и электротехник, академик Петербургской АН (1830), ректор Санкт-Петербургского университета (с 1863). Установил (1833) правило, названное его именем, экспериментально обосновал закон Джоуля — Ленца (1842). Дал методы расчета электромагнитов (совместно с Б. С. Якоби), открыл обратимость электрических машин. Труды по геофизике.

С именем Ленца связаны фундаментальные открытия в области электродинамики. Наряду с этим ученый по праву считается одним из основоположников ру9ской географии.

Эмилий Ленц родился 24 февраля 1804 года в Дерпте (ныне Тарту). В 1820 году он окончил гимназию и поступил в Дерптский университет. Самостоятельную научную деятельность Ленц начал в качестве физика в кругосветной экспедиции на шлюпе «Предприятие» (1823-1826), в состав которой был включен по рекомендации профессоров университета. В очень короткий срок он совместно с ректором Е.И. Парротом создал уникальные приборы для глубоководных океанографических наблюдений — лебедку-глубомер и батометр. В плавании Эмилий Ленц провел океанографические, метеорологические и геофизические наблюдения в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. В 1827 году он выполнил обработку полученных данных и проанализировал их. В феврале 1828 года Ленц представил в Академию наук доклад «Физические наблюдения, произведенные во время кругосветного путешествия под командованием капитана Отто фон Коцебу в 1823, 1824, 1825 и 1826 гг.». За этот труд, получивший очень высокую оценку, в мае 1828 года Ленц был избран адъюнктом Академии по физике.

Читайте также:  Какие бывают кабель каналы размеры

В 1829-1830 годах Ленц занимался геофизическими исследованиями в южных районах России. В июле 1829 года он участвовал в первом восхождении на Эльбрус и барометрическим способом определил высоту этой горы. Тем же способом он установил, что уровень Каспийского моря ниже Черного.

В сентябре 1829 года Эмилий Ленц выполнил гравитационные и магнитные наблюдения в Николаевской обсерватории по программе, составленной Александром Гумбольдтом, а несколько позже — в Дагестане. Он собрал в окрестностях Баку образцы нефти и горючих газов, а также установил в этом городе футшток для наблюдений за уровнем Каспия.

В мае 1830 году Эмилий Ленц вернулся в Петербург и приступил к обработке собранных материалов. Важнейшие научные результаты экспедиции были опубликованы им в 1832 и 1836 годах. В марте 1830 года еще до возвращения в Петербург он был избран экстраординарным академиком.

Замечательной чертой Ленца как ученого было глубокое понимание физических процессов и умение открывать их закономерности. Начиная с 1831 и по 1836 год он занимался изучением электромагнетизма. В начале тридцатых годов прошлого столетия Ампер и Фарадей создали несколько по существу мнемонических правил для определения направления наведенного тока (тока индукции). Но главного результата добился Ленц, открывший закон, определивший направление индуцируемого тока. Он известен сейчас как правило Ленца.

Правило Ленца раскрывало главную закономерность явления: наведенный ток всегда имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует процессам, вызывающим индукцию. 29 ноября 1833 году это открытие было доложено Академии наук. В 1834 году Ленца избрали ординарным академиком по физике.

В 1836 году Эмилий Ленц был приглашен в Петербургский университет и возглавил кафедру физики и физической географии. В 1840 году он был избран деканом физико-математического факультета, а в 1863 году — ректором университета. С середины тридцатых годов, наряду с исследованиями в области физики и физической географии Ленц вел большую педагогическую работу: многие годы он заведовал кафедрой физики Главного педагогического института, преподавал в Морском корпусе, в Михайловском артиллерийском училище. В 1839 году он составил «Руководство к физике» для русских гимназий, выдержавшее одиннадцать изданий. Ленц существенно улучшил преподавание физических дисциплин в университете и других учебных заведениях. В числе его учеников были Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев, П.П. Семенов-Тян-Шанский, Ф.Ф. Петрушевский, А.С. Савельев, М.И. Малызин, Д.А. Лачинов, М.П. Авенариус, Ф.Н. Шведов, Н.П. Слугинов.

В 1842 году Ленц открыл независимо от Джеймса Джоуля закон, согласно которому количество тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока сопротивлению проводника и времени. Он явился одной из важных предпосылок установления закона сохранения и превращения энергии.

Количества теплоты, выделяемой в проводнике, прямо пропорционально его сопротивлению, квадрату силы тока и времени движения тока по проводнику.

Совместно с Борисом Семеновичем Якоби Ленц впервые разработал методы расчета электромагнитов в электрических машинах, установил существование в последних «реакции якоря». Открыл обратимость электрических машин. Кроме того, он изучал зависимость сопротивления металлов от температуры.

Больших достижений добился Эмилий Ленц и в исследованиях в области физической географии, главная задача которой, по его мнению, «заключается в определении: по каким именно физическим законам совершаются и совершались наблюдаемые нами явления».

В 1845 году по инициативе ряда выдающихся географов, в том числе адмиралов Ф.П. Литке, И. Ф. Крузенштерна, Ф.П. Врангеля, академиков К.М. Бэра, П.И. Кеппена, было создано Русское географическое общество. 7 октября на первом общем собрании действительных членов Академии наук был избран его Совет в составе семи человек, в который вошел Ленц. До конца жизни Эмилий Христианович выполнял в Географическом обществе большую разностороннюю работу.

В 1851 году был опубликован фундаментальный труд Эмилия Ленца «Физическая география», который в дальнейшем неоднократно переиздавался в России и за рубежом. Ленц рассмотрел строение земной коры, происхождение и перемещение образующих ее пород и показал, что она непрерывно изменяется и что этот процесс влияет на рельеф материков. Он отметил три важнейших фактора, вызывающих непрерывное изменение поверхности суши: «вулканические силы, влияние вод при содействии атмосферы и, наконец, органические существа». Ленц убедительно показал, что для установления законов, управляющих атмосферными процессами, необходимы продолжительные метеорологические наблюдения в различных районах, производимые точными приборами по единой методике. Он открыл важные закономерности суточного и годового хода температуры и давления воздуха, ветровой деятельности, испарения воды, конденсации водяного пара и образования облаков, электрических и оптических явлений в атмосфере: объяснил происхождение голубого цвета неба, радуги, кругов около Солнца и Луны и ряда редких атмосферных явлений.

Читайте также:  Как правильно наточить цепь на пилу

Русский ученый установил причину небольшого повышения температуры воды с глубиной в зоне к югу от 51 градуса южной широты и отметил, что подобная инверсия этой характеристики должна иметь место и в Северном Ледовитом океане. Тем самым он предвосхитил выдающееся открытие Ф. Нансена, обнаружившего во время экспедиции в 1893—1896 годах теплые атлантические воды в глубинных слоях Арктического бассейна. Эмилий Ленц установил, что соленость воды мало изменяется с глубиной, а в верхнем слое уменьшается с широтой. Однако наибольшая соленость наблюдается не в экваториальной зоне, а в районах близ тропиков, вследствие сильного испарения в этих районах. Плотность воды возрастает с широтой и с глубиной. Главная причина такого ее изменения заключается в Уменьшении температуры воды в этих направлениях.

Эмилий Ленц пришел к выводу, что из-за увеличения плотности воды с широтой в Мировом океане наряду с течениями, вызываемыми ветром и наклоном уровня, должно существовать общее и не менее сильное движение поверхностных вод из тропической зоны в области высоких широт и движение глубинных вод из этих областей в тропическую зону. Такая циркуляция, существование которой было подтверждено всеми последующими наблюдениями, представляет собой одну из важнейших причин водообмена между низкими и высокими широтами. Она, в частности, и обусловливает поступление холодных вод из Южного, а также из Северного Ледовитого океанов в глубинные слои умеренных и низких широт. Ленц дал ценные методические указания для определения скоростей течений навигационным способом, впервые высказал мысль о том, что орбиты частиц в ветровых ваннах представляют собой эллипсы.

Огромное значение для развития науки о Земле имеет положение Ленца, согласно которому главной причиной процессов, происходящих в атмосфере, является солнечная радиация.

Исследования, начатые Ленцем, позднее были продолжены А.П. Военковым, М.П. Миланковичем и другими учеными Они занимают одно из центральных мест в современной климатологии.

Эмилий Ленц заключил, что наибольшая часть солнечной радиации поглощается Мировым океаном. Эта энергия расходуется в основном на испарение воды, вызывая ее кругообращение в эпигеосфере. Поэтому океаны, огромные резервуары тепла и влаги, играют гигантскую роль в формировании климата Земли. Ленц показал важность исследования процессов в Мировом океане во взаимной связи с процессами в других частях эпигеосферы. Наряду с американским ученым М.Ф. Мори, он был основоположником учения о взаимодействии океана с атмосферой.

Книга Ленца сыграла очень большую роль в развитии наук о Земле, в утверждении материалистического взгляда на природу. Сразу после выхода она получила высокую оценку в журналах «Современник» и «Отечественные записки». Выдающиеся географы С.О. Макаров, М.А. Рыкачев, Ю.М. Шокальский, Л.С. Берг и другие неоднократно отмечали точность океанографических наблюдений, достоверность и большое значение научных результатов, полученных Ленцем.

«Наблюдения Ленца не только первые в хронологическом отношении, но первые и в качественном, и я ставлю их выше своих наблюдений и выше наблюдений «Челленджера», — писал адмирал Макаров. «Таким образом, труды Коцебу и Ленца, — отмечал Ю.М. Шокальский, — представляют во многих отношениях не только важный вклад в науку, но и действительное начало точных наблюдений в океанографии, чем русский флот и русская наука могут гордиться».

Эмилий Христианович Ленц умер 10 февраля 1865 года.

Академик Эмилий Христианович Ленц занимался исследованиями в разных областях знаний и принадлежал к таким ученым, которые, будучи настоящими теоретиками, в то же время не отрывались от практики и стремились использовать свои знания на благо человечества.

Профессорская деятельность Э. Х. Ленца в Петербургском университете (1836 – 1865) привела к созданию школы физиков, из которой вышли его ученики и ученики его учеников, работавшие в течение многих лет на благо физики в университетах и других высших учебных заведениях разных городов России. Ленц был деканом физико-математического факультета, а затем – ректором университета.

Эмилий Христианович Ленц родился 24 февраля 1804 года в семье чиновника магистрата города Дерпта (ныне г. Тарту, Эстония). Он рано остался без отца и воспитывался матерью. Юноша успешно окончил Дерптскую гимназию и в 16 лет в 1820 году поступил на теологический (богословский) факультет Дерптского университета. После второго курса 19-летний Ленц был приглашен в качестве физика в состав экспедиции, которая отправлялась в кругосветное плавание на корабле «Предприятие». Рекомендовал Ленца начальнику экспедиции профессор Дерптского университета. Как выяснилось в дальнейшем, профессор не ошибся в рекомендации: из молодого теолога за короткое время сформировался физик-исследователь и изобретатель.

Читайте также:  Оборудование буровой установки для бурения скважин

На корабле Ленц выполнил свои первые научные работы, относящиеся к области физической географии. В процессе работы Ленц изобрел и сконструировал целый ряд различных приборов для проведения наблюдения и измерений. Некоторые из них по своей конструкции и высокому качеству опередили аналогичные приборы, появившиеся за границей. Например, батометр Ленца (прибор для доставки на поверхность воды из глубин моря, сохраняя ее глубинную температуру) был настолько совершенен, что даже в самом конце XIX века известный океанограф и мореплаватель адмирал С. О. Макаров считал этот прибор самым лучшим из существующих. С. О. Макаров писал: «Наблюдения Ленца не только первые в хронологическом отношении, но и первые в качественном, и я ставлю их выше своих наблюдений». Заинтересовавшись физической географией, Ленц начал ее преподавать в ряде военно-морских школ и даже написал учебник физической географии.

Четырехлетнее плавание и научная работа, связанная с исследованиями в этот период, очень повлияли на всестороннее развитие и становление молодого ученого.

После возвращения из плавания Ленц уже не вернулся на теологический факультет, а занялся изучением физических явлений – электрических и магнитных.

Экспериментальные исследования по электромагнетизму Ленц начал в 1831 году. Ученым был сконструирован гальванометр для проверки справедливости закона Ома. Во многом благодаря результатам исследований, полученным Ленцем, закон Ома стал общепризнанным в мире физиков, и Ом был награжден Большой золотой медалью Лондонского Королевского общества.

После открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции Ленц приступил к поискам общего правила определения направления индукционного тока. В ноябре 1833 года он доложил о найденном правиле в Академии наук. Этот доклад затем был перепечатан многими европейскими журналами. «Правило Ленца» стало общепризнанным, а его автор приобрел мировую известность. Но, как оказалось впоследствии, открытие Ленца заключалось не только в формулировании удобного правила для определения направления индукционного тока – была найдена очень важная закономерность, которая была существенна для теоретической электродинамики и развития электротехники. В своей работе Э. Х. Ленц определенно и ясно высказал мысль, которая несколько лет спустя была воплощена в формулировке одного из важнейших законов естествознания – закона сохранения и превращения энергии. Из высказанных ученым в своей работе заключений можно сделать вывод, что величина тока в перемещаемом замкнутом проводнике определяется работой, затрачиваемой на перемещение этого проводника в магнитном поле.

Годом позже немецкий физик Герман Гельмгольц в знаменитом мемуаре «О сохранении силы» показал, что «Правило Ленца» есть распространение закона сохранения энергии на область электромагнитных явлений.

«Правило Ленца» также сыграло большую роль при конструировании первых электрических машин в конце 30-х годов XIX века.

Большое значение для развития науки и техники имела работа Ленца, которую он назвал «О законе выделения тепла гальваническим током». Содержание этой работы было впервые изложено Ленцем в докладе Академии наук в 1842 году, то есть на год позже, чем была опубликована работа Джоуля на ту же тему. Исследование теплового действия тока Ленц начал задолго до опубликования результатов Джоуля, однако тщательность и аккуратность проверки каждого получаемого результата сделали произведенные Ленцем электрические измерения предельно точными для того времени. Работа же Джоуля, наоборот, вызвала много нареканий в неточности и возражений. Ленцу удалось определить количественное соотношение между электрической энергией в проводнике и выделяемой тепловой энергией с такой точностью и обоснованием – и с экспериментальной, и с теоретической стороны, – что все возражения, которые выдвигались против выводов Джоуля, после опубликования выводов Ленца отпали сами по себе. Поэтому совершенно справедливо закон нагревания проводников током получил название «Закон Джоуля – Ленца».

Как мы видим, Ленц был исключительно разносторонним ученым. Он писал также учебники физики для средних школ, работал над гальваническим золочением купола Храма Спасителя в Москве и над проблемой электрического освещения Невского проспекта в Петербурге. Ленц был физиком в самом широком смысле этого слова. Он не замыкался на изучении отвлеченных вопросов «чистой науки», а всегда стремился применить результаты своих исследований для практических целей.

Умер ученый 10 февраля 1865 года от кровоизлияния в мозг в Италии в Риме, куда он приехал уже совсем больным для лечения зрения.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector