7 végzetes pillanat

140 éve született Pjotr Lebegyev orosz fizikus

2006. március 8. 10:33

Száznegyven éve, 1866. március 8-án született Moszkvában Pjotr Nyikolajevics Lebegyev orosz fizikus.

Kereskedő családból származott, a Strasbourgi Egyetemen doktorált fizikából 1891-ben, közben egy berlini laboratóriumban is dolgozott. Hazatérve a Moszkvai Egyetem oktatója, itt 1900-1911 között a fizika professzora volt. 1911-ben, tiltakozva a közoktatási miniszter reakciós intézkedései ellen, nyugdíjba vonult. Ezután a moszkvai Sanjavszkij Egyetemen fizikai laboratóriumot alapított, s itt különféle műszereket tervezett.

Lebegyev az üregekben keletkező hullámnyomást tanulmányozva vezette le a különböző típusú, hang-, hidraulikus és elektromágneses hullámok fő törvényeit. A hullámrezonátorok hatását vizsgálva ő állapította meg először a különböző hullámokra érvényes közös törvényszerűséget. Bebizonyította, hogy az üregek falai közt akkor legerősebb a visszaverődés, ha rezonancia lép fel.

A fény elektromos természetének kísérleti megerősítésére törekedve, egy 1895-ben tervezett berendezéssel elsőként állított elő milliméter hullámhosszúságú elektromágneses hullámot, majd e sajátos fényhullámok visszaverődését, interferenciáját, kettős fénytörését és más jelenségeit vizsgálta. Foglalkozott a Föld forgásának szerepével a földmágnesség létrejöttében, jelentősek az elektromosságtan, az optika és a hangtan területén végzett kutatásai.

Lebegyev hozta létre az első orosz fizikai iskolát, legfontosabb eredménye az igen kicsiny mértékű fénynyomás kísérleti kimutatása. E kérdéskör kutatása Kepler felvetésével kezdődött, aki úgy vélte: az üstökösök csóvájának elhajlását a pálya vonalából a napsugarak okozzák. Bár ezt az elhajlást csak a fénynyomás révén lehet megmagyarázni, az elméletnek fontos szerepe volt a fénynyomás hatásának megértésében az univerzumban. Newton is sejtette, hogy a fény nyomást fejthet ki az anyagi testekre, Bartoli a 19. században termodinamikai okokból következtetett e jelenségre. James Clerk Maxwell 1855-62 közt megjelent értekezéseiben elektromágneses elmélete révén megjósolta a fénynyomás létét.

1901-ben Lebegyev mérte meg először a fény nyomását szilárd testen, igazolva Maxwell teóriáját. Ezzel előtte is sokan próbálkoztak, de nem jártak sikerrel: nem csak az érték kicsinysége miatt, hanem a fény egyéb hatásai miatt a kísérleti eszközökben, a zavaró körülmények mértéke túllépte a fénynyomás nagyságát.

Lebegyev berendezésének fő elemei igen kis tömegű fémlapok voltak, amelyeket rugón függő könnyű rúdra helyezett, az egész rendszert vákuum-kamrába téve. Egyes lemezek felülete fekete volt - ezek minden fényt elnyeltek - másoké majdnem teljesen fényvisszaverő, így a fénynyomás a tükröző felületen jóval nagyobb volt, mint a feketén. A nyomáskülönbség nyomatékot hozott létre a rúdon, s a felfüggesztő rugó elcsavarodott, a fénynyomást az elcsavarodás szögével lehetett mérni.

A zavarokat a fény hőhatása okozta a lemezeken és a környező levegőben. Az előidézett légáramlás a könnyű lemezeket elmozdította, így nem lehetett megkülönböztetni az ebből eredő mozgást a fénynyomás következményétől. Továbbá: mivel a fény csak a lemezek egyik oldalát világította meg, azok egyenetlenül melegedtek, így a lemez két oldala más-más nagyságú energiát adott át a környező levegőnek. A lemez egyik oldalán az impulzus megmaradása miatt a levegőrészecskék visszahatása, így a megfelelő erő is erősebb volt, mint a másikon. Ez az erő a fénynyomással azonos irányba hatott, de nagyságrendekkel nagyobb volt.

Mindezt Lebegyev a légüres térrel küszöbölte ki: az általa alkalmazott fémlapok jó vezetőként minimalizálták a lemez két oldala közti hőmérséklet-különbséget, a kis tömeg kis inerciát, így nagyobb érzékenységet eredményezett. Számos kísérlet után Lebegyev elérte, hogy a fénynyomás értéke csak egyötöddel tért el a Maxwell által előre jelzettől, s így kimutatta: a fény nemcsak energiát, de impulzust is hordoz. Ezt 1901-ben tette közzé A fénynyomás kísérleti vizsgálata című művében, bebizonyítva, hogy a fény nyomása megkapható, ha a visszavert energia kétszeresét elosztjuk a fény sebességével: P=2E/c.

Hasonló eredményekre jutott az amerikai Nichols és Hull is 1903-ban. A ma ismert pontos érték: egy nyári napon, délben a Nap sugarainak nyomása teljes visszaverődés esetén 4,7x10-6 N/m2. Mindez igazolta Maxwell elméletét, s döntő bizonyíték volt a fény elektromágneses természetét illetően. A fény anyagi hatásának kimutatása igazolta Kepler üstökös-hipotézisét is. 1910-ben gázokon is kimutatta a fény nyomását. Ennek közvetlen asztrofizikai következménye, hogy figyelembe kell venni a csillagok sugárnyomását az atomi részecskékre a csillagközi térben.

1912. március 14-én halt meg Moszkvában, nevét az Orosz Tudományos Akadémia fizikai kutatóintézete viseli Moszkvában.

(Múlt-kor/MTI-Panoráma)
2018. tél: 7 végzetes pillanat
Olvasta már a Múlt-kor
történelmi magazin
legújabb számát?

kedvezményes előfizetés 1 évre (4 szám)

Nyomtatott előfizetés vásárlása
bankkártyás fizetés esetén 25% kedvezménnyel.
A 4. lapszámot ajándékba adjuk.
6 368 ft 4 776 Ft
Digitális előfizetés vásárlása a teljes archívumhoz való hozzáféréssel 65% kedvezménnyel.
Az első 500 előfizetőnek.
20 000 ft 6 990 Ft

Játsszon!

Miről híresült el I. Miklós pápa?

Történelmi adattárak

Mi történt a szülinapomon?

Adja meg e-mail címét, és hetente megküldjük Önnek a Múlt-kor legjobb írásait!