Эмиль ленц биография. Ленц и его достижения
Биография (24 февраля 1804-10 февраля 1865). От 1823 до 1826 г. принимал участие в качестве физика в кругосветном путешествии Коцебу. Результаты научных исследований этой экспедиции напечатаны им в "Мемуарах Санкт-Петербургской академии наук" (1831). В 1829 принимал участие в первой экспедиции на Эльбрус под руководством генерала Эммануэля. В 1828 г. выбран адъюнктом академии, а в 1834 г. академиком. Вместе с тем он состоял профессором, а в последние годы и ректором СПб 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 распространен. Настолько же блестяща и плодотворна была и научная деятельность академика Ленца.
В истории физики научным трудам его всегда будет
отводиться почетное 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 и Ленца": количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника (1844).
- · 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 Handw?rterbuch von Poggendorf" (I, 1424).
С именем Ленца связаны фундаментальные открытия в области электродинамики. Наряду с этим ученый по праву считается одним из основоположников русской географии.
Эмилий Христианович 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 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.
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 на 30,5 м ниже Черного.
В сентябре 1829 года Ленц выполнил гравитационные и магнитные наблюдения в Николаевской обсерватории по программе, составленной А. 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 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 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.
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 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 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.
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. 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.
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. Ленц заключил, что наибольшая часть солнечной радиации поглощается Мировым океаном. Эта энергия расходуется в основном на испарение воды, вызывая ее кругообращение в эпиогеосфере. 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".
После окончания гимназии Ленц поступил в Университет Дерпта (University of Dorpat), где специализировался в физике и химии.
Генрих Ленц (Heinrich Lenz или Heinrich Friedrich Emil Lenz), более известный как Эмилий Христианович Ленц, родился в 1804 году в Дерпте (Dorpat), сегодня это эстонский город Тарту (Tartu, Estonia). После окончания гимназии Ленц поступил в Университет Дерпта (University of Dorpat), где специализировался в физике и химии.
В 1823 году Генрих был принят штатным физиком на борт парусного шлюпа "Предприятие", отправившегося в кругосветное путешествие. Руководил экспедицией замечательный русский путешественник и мореплаватель Отто Евстафьевич Коцебу. Кстати, рекомендацию молодому физику дали тогда профессора его университета. Этот опыт оказался невероятно полезным Ленцу, который именно в тот период получил возможность начать собственную научную деятельность, делая наблюдения в Индийском, Тихом и Атлантическом океанах. Тогда же он создал и несколько уникальных приборов для глубоководных наблюдений - лебедку-глубомер и батометр.
Путешествие заняло три года, которых хватило на обработку и анализ полученных данных. Он представил свой доклад в Академии наук и в 1828 году уже стал адъюнктом Академии в области физики, а в 1834-м - академиком.
В конце 1820-х Ленц много работал на юге России, проводя геофизические исследования.
В 1829-м Ленц снова стал участником интереснейшей экспедиции - первом восхождении на Эльбрус, которой руководил генерал Георгий Арсеньевич Эммануэль. Во время путешествия Ленц пришел к весьма важным выводам, определив высоту горы барометрическим способом, а также он смог доказать, что Черное море выше по уровню, нежели Каспийское.
В 1830 году Ленц вернулся в Петербург – ему предстояла большая работа по обработке его наблюдений и материалов. В 1832 и 1836 годах он опубликовал важнейшие наблюдения и выводы, полученные во время экспедиции.
Кстати, именно в тот период – в начале и середине 1830-х Ленц увлекся явлением электромагнетизма, которым до него вплотную занимались великие физики Ампер (André-Marie Ampère) и Фарадей (Michael Faraday). Именно Ленцу удалось сформулировать закон, который определил направление индуцируемого тока, и сегодня этот закон известен как Правило Ленца (Lenz"s law).
В конце осени 1833 года Ленц снова делал доклад в Академии наук, в 1834 году его открытия хватило на избрание академиком по физике.
Через пару лет, в 1836-м Ленц возглавил кафедру физики и физической географии в Университете Петербурга, а в 1840-м стал деканом физико-математического факультета. Позже, уже в 1863-м Эмилий Христианович Ленц стал ректором университета. К тому времени он был уже автором множества учебных программ и пособий, среди которых было и "Руководство к физике" для гимназий, которое переиздавалось более десяти раз.
Вообще, Ленц весьма серьезно улучшил преподавание физики в университете, а его знаменитыми учениками были Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев, Шведов, Н.П. Слугинов и много других замечательных русских ученых. Его фундаментальный труд "Физическая география" вышел в 1851 году и впоследствии неоднократно переиздавался по всему миру. В этой работе Ленц показал строение земной коры, а также раскрыл происхождение и перемещение пород, ее образующих; в результате ученый доказал, что земная кора постоянно изменяется, а процесс этих изменений влияет на общий рельеф материков.
Именно Ленцу принадлежит открытие закономерности между суточным и годовым ходом температуры; он исследовал также ветер; конденсат пара; испарения воды; облака и их образование. Ученый сумел объяснить и голубой цвет неба, а также явление радуги, кругов около Солнца и Луны и еще множество неясных ранее атмосферных явлений.
Именно Ленц назвал солнечную радиацию главной причиной процессов, происходящих в атмосфере.
Так, ученый придавал просто огромное значение исследованиям в области физической географии – его задачей было определить законы, по которым те или иные наблюдаемые явления происходят.
В 1845-м Ленц вошел в Совет вновь созданного Русского географического общества, вместе с ним работали такие замечательные русские адмиралы и географы, как И.Ф. Крузенштерн, Ф.П. Врангель, К.М. Бэр. В этой организации Ленц проработал до конца жизни.
Более 30 лет жизни отдав преподаванию физики, Ленц преподавал и в других учебных заведениях - Морском корпусе, Педагогическом институте, Михайловской артиллерийской академии.
Еще одним ключевым достижением в физике стал открытый Ленцем в 1844 году Закон Джоуля и Ленца (Joule–Lenz law); это правило гласит: количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника. Это открытие явилось очень важной предпосылкой последовавшему закону сохранения и превращения энергии.
В 1864-м болезнь глаз заставила ученого прервать всякую деятельность - он срочно отправился на лечение в Рим (Rome, Italy). Зрение вскоре вернулось, Ленц вновь начал читать и даже попытался снова работать. К сожалению, эта ремиссия оказалась весьма краткой - 29 января 1865 года Эмилий Христианович Ленц скоропостижно скончался от инсульта, находясь в Риме. Его похоронили на одном из римских кладбищ.
Э.Х. Ленц родился в Дерпте в семье обер- секретаря городского магистрата. В возрасте 16 лет Ленц поступил на химический факультет Дерптского университета; через год перешел на богословский факультет. В гг. принял участие в качестве физика в кругосветной экспедиции, которая состоялась под командованием капитана Коцюбу В плавании Ленц показал себя как выдающийся физик-экспериментатор. Он сконструировал несколько оригинальных приборов, а результаты наблюдений обработал методом наименьших квадратов. Ленц участвовал в экспедиции 1829 г. на Кавказе. в которой осуществил первое восхождение на Эльбрус, не дойдя до вершины лишь несколько сотен метров. На карте Эльбруса к северо-востоку от вершины остались скалы Ленца.
В истории физики научным трудам его всегда будет отводиться почетное 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 электромагнетизме» и В. Лебединского: «Ленц как один из основателей науки об электромагнетизме»
Главнейшие результаты его исследований излагаются 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 (1883 г.).Правило Ленца «Закон Джоуля и Ленца»: количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника (1844).Закон Джоуля и Ленца 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).Пельтье Опыты над поляризацией электродов (1817) и т. д.
Ленц Эмилий Христианович – знаменитый российский физик. Автор закона определения направления индукционного тока (Правило Ленца) и соавтор закона о тепловом воздействии электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Провел ряд фундаментальных исследований по воздействию тока на разнородные проводники, разработал методы расчета магнитов электромагнитов для построения электрических машин.
Родился Эмилий Христианович Ленц 12 февраля 1804 года в городе Дерпте на территории современной Эстонии в семье секретаря городского магистрата. Начал свое обучение в частной школе родного города, а потом перешел в гимназию. С ранних лет, еще будучи гимназистом, молодой Эмилий увлекся естественными науками, математикой и изучением иностранных языков. Уже тогда в будущем ученом-физике зарождалась тяга к познанию и открытиям. В 16 лет он поступает на физико-математический факультет Дерптского университета. На третьем курсе Ленц теряет отца, и сложное материальное положение принуждает перевестись с физического на теософский факультет университета. Предстоящая карьера богослова, конечно же, не входила в планы молодого ученого и он по прошению одного из профессоров университета отправляется в кругосветное плавание в качестве молодого физика.
После путешествия, которое длилось три года (с 1823 по 1826 гг. ) Эмилий Христианович Ленц переехал в Петербург уже как зрелый и опытный ученый. Через год он с блеском защищает докторскую диссертацию по результатам океанологических исследований и вскоре избирается на должность адъюнкта кафедры физики в Петербургский университет. В 1830 году его избирают экстраординарным академиком Петербургской Академии наук, а через 4 года – ее академиком.
На протяжении всей научной и преподавательской деятельности Ленц не переставал заниматься исследованиями в области физики. В 1833 году он открывает закон для определения направления индукционного тока, в последствие названный «правилом Ленца». Согласно этому закону направление индукционного тока всегда противоположно направлению действия, которое его вызывает. В 1838 году он проводит опыты, подтверждающие термоэлектрическое явление выделения или поглощения тепла при прохождении электрического тока через контакт (спай) двух разнородных проводников. В 1844 ученый независимо от своего коллеги Джеймса Джоуля открывает физический закон, который устанавливает тепловое действие электрического тока. В последствие это закон называют «законом Джоуля-Ленца» в честь его открывателей. В 1847 Эмилий Христианович проводит опыты по поляризации электродов.
Вклад Ленца в развитие физики и электроники просто неоценим. Его исследования и открытия сделали возможным развитие существующих областей физики и открыли предпосылки к появлению новых. Совместно с коллегой Борисом Семеновичем Якоби им были разработаны методы расчета параметров электромагнитов для построения электрических машин. Умер великий ученый 29 января 1865 году в Италии, куда накануне отправился на лечение тяжелого заболевания глаз. Похоронен ученый был также на чужбине в Риме на одном из протестантских кладбищ.
