Эмилий Христианович Ленц: биография, изобретения, интересные факты

Эмилий Христианович Ленц — биография

Эмилий Христианович Ленц (при рождении Генрих Фридрих Эмиль Ленц; нем. Heinrich Friedrich Emil Lenz) (1804-1865) — российский физик и электротехник немецкого происхождения, путешественник, географ, океанограф, академик Петербургской АН (1830), ректор Санкт-Петербургского университета (с 1863). Знак Зодиака — Рыбы.

Основоположник электротехники. Установил в 1833 году 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 русской географии. Ректор Императорского Санкт-Петербургского университета (1863—1865). Член Русского географического общества. Отец физика Роберта Ленца.

Эмилий Ленц родился 24 февраля (12 февраля по старому стилю) 1804 года в Дерпте (ныне Тарту), Лифляндской губернии, Российской империи [en] . 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.

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 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 года Эмилий Христианович 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, 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 года 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.

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 Федора Петровича Литке, Ивана Федоровича Крузенштерна, Фердинанда Петровича Врангеля, академиков Карла Максимовича 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. Ученый 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 [гор] и Луны [гор] 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. Эмилий 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. Учёный 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 [en] 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 скончался 10 февраля (29 января по старому стилю) 1865 года в Риме, Папской области. Похоронен на римском протестантском кладбище.

Долгое время за его могилой никто не ухаживал. Лишь спустя десятилетия её отыскали и установили надгробную плиту, напоминающей о замечательном физике, океанографе и путешественнике.

Видео: Эмилий Ленц — биографический очерк

Место на горе Эльбрус называется Скалы Ленца (Э.Х. Ленц участвовал в первой экспедиции на Эльбрус в 1829 году под командованием генерала Эмануэля).

В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Эмилия Христиановича Ленца кратеру на обратной стороне Луны.

Астрология возникла в древности (вавилонская храмовая астрология и другие), была тесно связана с астральными культами и астральной мифологией. Получила широкое распространение в Римской империи (первые гороскопы — на рубеже 2-1 веков до нашей эры). С критикой астрологии как разновидности языческого фатализма выступило христианство. Арабская астрология, достигшая значительного развития в 9-10 веков, с 12 века проникла в Европу, где астрология пользуется влиянием до середины 17 века и затем вытесняется с распространением естественнонаучной картины мира.

Понравилась статья? Лайкайте, комментируйте, делитесь с друзьями! Получите +1 к Карме 🙂

И чуть ниже оставьте комментарий.

Следите за нами:

Найти ещё что-нибудь интересное:

Есть что сказать, дополнить или заметили ошибку? Поделитесь!
Когда-нибудь Ваши дети [en] -внуки зайдут сюда и увидят знакомое имя.

Спам, оскорбления, сквернословие, SEO-ссылки, реклама, неуважительное обращение, и т.п. запрещены. Нарушители банятся.

Эмилий Христианович Ленц

Эмилий Христианович Ленц – знаменитый русский учёный.

Со школьной скамьи всем нам знаком закон Джоуля – Ленца, устанавливающий, что выделяемое током в проводнике количество теплоты пропорционально силе тока и сопротивлению проводника.

Другой известный закон – «правило Ленца», по которому индукционный ток всегда движется в направлении, обратном тому действию, которое его породило.

Ранние годы

Изначальное имя учёного – Генрих Фридрих Эмиль Ленц. Родился он в Дерпте (Тарту) и по происхождению являлся прибалтийским немцем.

Его брат Роберт Христианович стал известным востоковедом, а сын, также Роберт, пошёл по стопам отца и стал физиком. Учился Эмилий Ленц в обычной гимназии, а потом в Дерптском университете.

В 1823 году принял участие в кругосветном путешествии Отто Евстафьевича Коцебу на шлюпе «Предприятие», исполняя обязанности штатного физика; это событие было началом его научной деятельности.

Во время этой экспедиции команда доставила груз на Камчатку, а затем достигла Русской Америки. Эмилий Ленц провёл эксперименты, результаты которого были описаны в «Мемуарах Санкт-Петербургской Академии наук».

В скором времени молодой учёный увлёкся глубоководными исследованиями и сконструировал для этой цели несколько уникальных приборов: Лебёдку-глубомер; Батометр – прибор для взятия проб воды на различных глубинах. Эти приборы он разработал совместно с Е. И. Парротом – также известным учёным, в то время – ректором Дерптского университета. За свой отчёт о результатах кругосветного плавания Ленц удостоился звания адъюнкта Академии наук по физике.

Круче Ампера и Фарадея

В дальнейшем Эмилий Ленц занимался различными исследованиями проводил магнитные и гравитационные наблюдения, изучал пробы нефти из открытого в Баку месторождения и т. д. Однако его всё больше привлекало такое перспективное на то время направление физики, как электротехника.

Собственно, самой электротехники как науки тогда ещё не существовало – Ленцу предстояло стать одним из её основоположников. Были опыты ряда отечественных и особенно зарубежных учёных, в том числе таких именитых, как Фарадей и Ампер.

Эти знаменитые физики в 1830-е годы сформулировали несколько правил, по факту мнемонических, для определения направления индуктивного тока; однако закономерности образования такого тока и его направления никто не знал. Ленц заполнил этот пробел и вывел закон, который и известен сегодня как «правило Ленца».

Ленц в Петербургском университете

Выше было написано, что Ленц с самого начала сотрудничал с петербургским научным сообществом. Впоследствии, в 1836 году, он был приглашён и в столичный университет, где возглавил кафедру физики и физической географии. Затем его избрали деканом физико-математического факультета, а позднее он стал ректором Петербургского университета.

Одной из важнейших задач для себя великий учёный считал улучшение преподавания физики и других естественных наук как во вверенном ему университете, так и в других учебных заведениях страны, в том числе в гимназиях. И он добился своего – при нём физики и химии в гимназиях и вузах стало больше, а богословия, соответственно, меньше.

Ленц издал «Руководство к физике» – стандартный учебник, на долгие годы ставший основным пособием в российских гимназиях. Учениками Эмилия Ленца были многие выдающиеся учёные, в том числе гениальнейший Д. И. Менделеев. Немалый вклад внёс Ленц и в отечественную (и мировую) географию и метеорологию.

Являясь одним из создателей физической географии, он определял её как науку, с помощью которой изучаются физические закономерности наблюдаемых географических и погодных явлений. Когда по инициативе целого ряда учёных было создано Русское географическое общество (1845 год), Эмилий Ленц вошёл в его Совет, состоявший из семи членов.

В 1865 году Ленц уехал в Италию на лечение и вскоре, 29.01.1865г умер. Похоронен в Риме.

Мемория. Эмилий Ленц

24 февраля 1804 года родился Эмилий Ленц, физик, один из основоположников электротехники.

Личное дело

Эмилий Христианович Ленц (Генрих Фридрих Эмиль Ленц, 1804 – 1865) родился в Дерпте в семье обер-секретаря городского магистрата. Рано потерял отца. После окончания гимназии поступил в Дерптский университет, на физико-математический факультет. В 1823 году, окончивший два курса Эмилий Ленц был включен в состав кругосветной экспедиции на шлюпе «Предприятие» под руководством капитан-лейтенанта Отто Коцебу. Экспедиция продлилась до 1826 года, она посетила Камчатку и Русскую Америку, открыла ряд островов в Тихом океане. Эмилий Ленц, физик экспедиции, проводил наблюдения над морскими течениями, специально для этой цели сконструировав батометр – прибор, который позволял брать пробы воды и измерять ее температуру на разных глубинах. В результате ему удалось установить закономерности расположения теплых и холодных течений в Индийском и Тихом океанах. Итоги его исследований были опубликованы в «Мемуарах Санкт-Петербургской академии наук».

По возвращении из кругосветного плавания Эмилий Ленц некоторое время провел в Дерпте. Затем он защитил в Гейдельберге докторскую диссертацию и вскоре после этого был избран адъюнктом Петербургской академии наук по кафедре физики.

В 1829 году он участвовал в экспедиции на Кавказ, где проводил магнитные, термометрические и барометрические измерения. Группа ученых, куда входил и Эмилий Ленц, приняла участие в первом успешном восхождении на Эльбрус под руководством начальника Кавказской укрепленной линии генерала Георгия Эммануэля. Восточную вершину горы (5621 м) покорил один из проводников экспедиции, кабардинец Килар Хаширов. Остальные участники, включая Ленца, поднялись до высоты 5300 метров.

Помимо научной деятельности Ленц также преподавал физику в школе Петришуле, в Главном педагогическом институте, в Морском корпусе и в Михайловском артиллерийском училище. В 1830 году он становится экстраординарным академиком и директором физического кабинета при Петербургской академии наук, а четыре года спустя – ординарным академиком. В 1834 году Эмилий Ленц состоял членом комитета под председательством адмирала Грейга для построения обсерватории и был инспектором воспитательных заведений и частных пансионатов столицы.

В 1836 году Эмилий Ленц приступил к преподаванию в Петербургском университете, возглавив там кафедру физики в Петербургском университете, а в 1863 стал ректором этого университета. С 1840 года он стал деканом второго (физико-математического) отделения философского факультета, а в 1843 году был избран ректором Петербургского университета. В 1853 – 1856 годах он провел реорганизацию, в результате которой из философского факультета были выделены историко-филологический, физико-математический и факультет восточных языков. За долгие годы преподавания он подготовил немало выдающихся ученых. Среди 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 1864 году тяжелое заболевание глаз вынудило его прервать работу в университете и отправиться на лечение в Италию. Сначала усилия врачей, отдых и перемена климата подействовали на него положительно. К нему вернулось зрение, он смог читать и собирался вернуться к работе. Но 29 января 1865 года Эмилий Ленц неожиданно умер в Риме.

Чем знаменит

Выдающийся физик, наиболее значимые открытия которого сделаны в области изучения электричества и магнетизма. В 1833 году первым сформулировал правило, определяющее направление индукционного тока, возникающего в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур. Согласно данному правилу, известному теперь как «правило Ленца», индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. В работе «О законах электромагнитов» (ч. 1–2, 1838–1844), созданной совместно с Борисом Якоби, Ленц предложил методы расчета электромагнитов, а также открыл воздействие магнитного поля, создаваемого током якоря электрической машины, на магнитное поле главных полюсов машины («реакция якоря»). Независимо от Джеймса Джоуля открыл и экспериментально обосновал закон теплового действия электрического тока, согласно которому количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении по нему электрического тока, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника («закон Джоуля – Ленца»).

О чем надо знать

Менее известны, но не менее значительны работы Эмилия Ленца в области физической географии. Он сделал целый ряд открытий в области океанологии, климатологии, взаимодействия рельефа и атмосферы. В 1851 году был опубликован его труд «Физическая география», охватывающий все области этой науки. Среди его открытий есть, например, объяснение причин небольшого повышения температуры воды с глубиной в зоне к югу от 51 градуса южной широты и предсказание, что подобное явление будет наблюдаться и в Северном Ледовитом океане. Оно подтвердилось в ходе экспедиции Фритьофа Нансена 1893 – 1896 годов. Важные открытия Ленц сделал также наблюдая за распределением солености и плотности воды в мировом океане, следствием чего был вывод о наличии циркуляции поверхностных вод из тропической зоны в области высоких широт и движение глубинных вод из этих областей в тропическую зону, что также было впоследствии подтверждено наблюдениями.

Прямая речь

Все мы постоянно видели в нем образец прямодушия, беспристрастия и правдивости. Всем знавшим Э. X. Ленца известна его независимость мнений, поступков и отношений, против которых так трудно бывает устоять. Одареный умом светлым и проницательным, он нередко разрешал сомнения, встречавшиеся при обсуждении каких-либо щекотливых или затруднительных вопросов. Академия весьма часто назначала Э. X. Ленца в члены комиссии по таким предметам, которые требовали особенной опытности и сообразительности. Молодым людям он всегда с готовностью оказывал возможное содействие и помощь.
Из речи академика В. Л. Буняковского, посвященной памяти Ленца

Открытие индукции было воспринято всеми физиками с большим интересом. Многие из них принялись повторять и дополнять наблюдения Фарадея. Но только Ленцу, в результате ряда тонких рассуждений, удалось найти общее правило, определяющее направление тока индукции. Больше того, он показал, что явления индукции объясняются одним законом, являющимся как бы электрическим аналогом закона равенства действия и противодействия. Для провода, движущегося в магнитном поле, Ленц установил следующее общее положение, обычно называемое правилом Ленца: «Если металлический проводник перемещается вблизи тока или магнита, то в нем возникает электрический ток. Направление этого (возбужденного) тока таково, что покоящийся провод пришел бы от него в движение, прямо противоположное действительному перемещению. При этом предполагается, что провод может двигаться только или в направлении действительного движения, или в прямо противоположном». Впоследствии другие физики давали не раз более короткие формулировки этого общего правила, но и по сей день оно является одним из основных положений учения об электромагнетизме. Эта работа Ленца явилась основой его научной славы.
Гогоберидзе Д. Б. «Эмилий Ленц»

Эмилий Ленц, доктор философии, ординарный профессор физики и физической географии. Декан факультета (читает): а) студентам разряда математических наук 1. теорию электричества в III и IV курсе по собственным запискам. 2. студентам обоих разрядов физическую географию во II курсе. 3. Дополнительный курс общей физики по составленному им самим руководству к физике для русских гимназий с дополнениями в 1-м курсе».
«Объявление о публичном преподавании наук в императорском С.-Петербургском университете на 1844 – 1845 учебный год»

В царствование Всероссийского императора Николая I стоял здесь лагерем с 20 по 23 июля 1829 г. командующий войсками на Кавказской линии генерал от кавалерии Георгий Емануель. При нём находились: сын его Георгий 14 лет, посланные российским правительством академики: Купфер, Ленц, Менетрие и Мейер; чиновник горного корпуса Вансович, архитектор минеральных вод Иосиф Бернадацци и венгерский путешественник Иван де-Бесс. Академики и Бернадацци, оставив лагерь, расположенный в 8 тысячах футов (1143 сажени) выше морской поверхности, всходили 22 числа на Эльборус до 15 700 футов (2223 сажени). Вершины же оного 16 330 футов (2333 сажени) достиг только Киляр. Пусть сей скромный камень передаст потомству имена тех, кои первые проложили путь к достижению, доныне считавшегося неприступным, Эльборуса.
Памятная надпись на месте базового лагеря экспедиции Г. Эммануэля на Эльбрус (1829)

Шесть фактов о Эмилии Ленце

  • Немецкий поэт и писатель периода «Бури и натиска» Якоб Михаэль Рейнхольд Ленц приходился Эмилию Ленцу двоюродным дедом.
  • Младший брат ученого Роберт Ленц стал первым в России профессором санскрита, исследовал произведения Калидасы и «Лалита-вистару», написал работу о родстве славянских языков с санскритом. Умер в 28 лет от тифа.
  • Сын Эмилия Ленца, Роберт, как и отец стал физиком. Проводил астрономические, геомагнитные и гравитационные исследования в Персии, Афганистане и Финляндии, был членом-корреспондентом Академии наук и профессором университета. В течение десяти лет был директором Экспедиции заготовления государственных бум
  • Эмилий Ленц читал лекции по физике детям Николая I: великим князьям Константину, Николаю и Михаилу и великим княжнам Ольге и Александре.
  • Во время своей экспедиции на Кавказ Эмилий Ленц собрал в окрестностях Баку образцы нефти и горючих газов, а также установил футшток для наблюдений за уровнем Каспия.
  • В 1839 году Эмилий Ленц составил «Руководство к физике» для русских гимназий, выдержавшее одиннадцать изданий.

ЛЕНЦ ЭМИЛИЙ ХРИСТИАНОВИЧ (1804 – 1865)

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.

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.

Ленц Эмилий Христианович (Генрих Фридрих Эмиль) (биография)

Ленц Эмилий Христианович (Генрих Фридрих Эмиль) (1804–1865) — знаменитый российский физик, океанограф и путешественник, профессор, доктор филологии, действительный член Российской академии наук, участник второго кругосветного плавания О. Е. Коцебу, исследователь Камчатки.

Родился 12 февраля 1804 года в городе Дерпте (в настоящее время Тарту, Эстония) в семье обер-секретаря городского магистрата. Рано потерял отца.

Учился сначала в частной школе, потом в гимназии. Увлекался естественными науками, математикой, языками. В 1820 году поступил на физико-математический факультет Дерптского университета, где изучал физику и физическую географию под руководством профессора Г. Пайпера. Трудное материальное положение, в котором оказалась семья после смерти отца, вынудило юношу перевестись на третьем курсе на теософский факультет. Самому же Э. Х. Ленцу карьера богослова была не по душе. И когда профессор Г. Пайпер, понимая его состояние, выхлопотал ему место во втором кругосветном плавании О. Е. Коцебу на шлюпе “Предприятие”, студент-физик (будущий знаменитый российский ученый) тотчас воспользовался этой возможностью.

Экспедиция вышла из Кронштадта в конце июля 1823 года. Обогнув в январе 1824 года мыс Горн, “Предприятие” направилось к архипелагу Туамоту. В марте 1824 года шлюп отдал якорь у острова Таити, откуда двинулся к берегам Камчатки. После непродолжительной стоянки в Петропавловске судно взяло курс на Аляску, откуда проследовало к Сан-Франциско, а затем к Гавайским островам. С островов “Предприятие” вновь направилось сначала на север к Аляске, потом взяло курс на Маршалловы острова. Проведя опись нескольких групп атолловых островов, через Манилу и Зондский пролив шлюп в июле 1826 года вернулся в Россию. На протяжении всей экспедиции Э. Х. Ленц совместно с другими членами экипажа исследовал воздушные и морские течения, состав и свойства морской воды; вел астрономические и географические наблюдения, производил точную опись берегов (в том числе Восточной Камчатки), изучал рельеф, геологическое строение, особенности внутренних вод и почв.

Участие в кругосветном плавании в 1823–1826 годах, во время которого он занимался геофизическими, океанологическими и гидрологическими исследованиями, стало для Э. Х. Ленца подлинной школой. Эмилий Христианович вернулся в Петербург, по существу, зрелым ученым. Результаты научных исследований этой экспедиции он напечатал в 1831 году в “Мемуарах Академии наук”.

По возвращении из экспедиции Э. Х. Ленц ушел из университета и некоторое время жил вместе с матерью в Дерпте. Затем перебрался в Петербург. Год спустя ученый с блеском защитил в Гейдельберге докторскую диссертацию по результатам своих недавних океанологических исследований. В 1828 году за выдающиеся результаты геофизических исследований (работа “О солености морской воды и ее температуре в океанах на поверхности и в глубине”), осуществленных во время экспедиции, Эмилий Христианович был избран адъюнктом Петербургской академии наук по кафедре физики. По заданию академии Э. Х. Ленц в 1829–1830 годах проводил геодезические измерения в высокогорных районах Кавказа и гидрологические исследования на Каспийском море. В 1830 году он был избран экстраординарным академиком Петербургской академии наук, а в 1834 году стал ее академиком. В 1834 году Эмилий Христианович состоял также членом комитета под председательством адмирала Грейга для построения обсерватории и инспектором воспитательных заведений и частных пансионатов столицы.

Продолжая настойчиво заниматься физическими исследованиями, Э. Х. Ленц более 30 лет преподавал физику и физическую географию в различных военных и гражданских высших учебных заведениях Петербурга (в 1835–1841 годах — в Морском корпусе, в 1848–1861 годах — в Михайловской артиллерийской академии, в 1851–1859 годах — в педагогическом институте), а также читал лекции по физике великим князьям Константину, Николаю и Михаилу Николаевичам и великим княжнам Ольге и Александре Николаевнам. В 1836 году Эмилий Христианович возглавил кафедру физики и физической географии Петербургского университета. С 1840 года он стал деканом физико-математического факультета, а в 1843 году был избран ректором Петербургского университета.

Одновременно с преподавательской деятельностью Э. Х. Ленц все эти годы регулярно выезжал в научные экспедиции. В 1837 году он совершил экскурсию в южные степи, в 1839 году — поездку на Эльбрус. Ученый изучал колебания уровня Каспийского моря, химические и физические процессы, происходящие в водах Азовского и Черного морей, а также активно работал в Русском географическом обществе, в котором состоял со дня его основания. В 1840 году Э. Х. Ленц был удостоен степени доктора Гельсингфорского университета.

Тяжелое заболевание глаз вынудило Э. Х. Ленца в 1864 году прервать научную и педагогическую деятельность и уехать на лечение в Рим. Здесь его состояние улучшилось благодаря стараниям врачей, перемене климата, а главное — отдыху. Он стал видеть, начал понемногу читать и даже пытался работать. Однако улучшение было недолгим — 29 января 1865 года Эмилий Христианович скоропостижно скончался и был похоронен в Риме на одном из протестантских кладбищ.

Э. Х. Ленц известен многими открытиями в области физики. Но среди его научных работ особенно известны две. В 1833 году он установил правило определения направления электродвижущей силы индукции (так называемый закон Ленца), а в 1842 году (независимо от Дж. Джоуля) — закон теплового действия электрического тока (известный как закон Джоуля-Ленца). Кроме того, совместно с Б. С. Якоби Эмилий Христианович впервые разработал методы расчета электромагнитов в электрических машинах.

Источники

Гацунаев Н. К. Географы и путешественники. — М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2001. — 576 с.

Большая русская биографическая энциклопедия. — Версия 2.0. — М.: ООО “БизнесСофт”, 2006.

Подготовлено к публикации на сайте А. М. Токрановым
на основе указанных источников,
с добавлением портрета Э. Х. Ленца.
Ноябрь 2007 года.

Эмилий Христианович Ленц: биография, изобретения, интересные факты

Эмилий Христианович Ленц (нем. Heinrich Friedrich Emil Lenz, 1804-1865) – известный российский ученый немецкого происхождения, стоявший у истоков электротехники и учения о магнитных явлениях. Открыл закон, определяющий тепловое воздействие электрического тока и закон индукции, названный именем автора. Помимо физики, ученого интересовали проблемы механики, геофизики, океанографии, а также химические технологии.

Эмилий Христианович Ленц — русский физик

Яркая молодость

Эмилий Ленц появился на свет 24 (12) февраля 1804 года в городе Дерпт (сейчас Тарту, Эстония), располагавшемся на территории Лифляндской губернии. Его отец трудился обер-секретарем городского магистрата, но довольно рано ушел из жизни. После окончания обучения в местной гимназии юноша поступает в Дерптский университет на естественно-научный факультет. Это посоветовал ему сделать дядя, профессор химии Фердинанд Гизе. Молодой и амбициозный студент сразу привлек внимание многих преподавателей своей целеустремленностью, трудолюбием и, конечно, огромным талантом. Ректор университета Егор Иванович (Георг Фридрих) Паррот создал в учебном заведении прекрасный физический кабинет и привлек к работе в нем Ленца.

После смерти дяди, который оказывал ему материальную поддержку, в 1821 году Эмилий переводится на богословский факультет, так как там платили небольшую стипендию. Но теология не входила в сферу интересов любознательного студента и это замечали многие преподаватели.

Кругосветная экспедиция

С 1823 по 1826 год Ленц принял участие в очередной кругосветке Отто Коцебу на 24-пушечном корабле «Предприятие», где участвовал в проведении научных исследований. Студента третьего курса привлекли не случайно – уже тогда он умел на высоком уровне проводить физические измерения, грамотно фиксируя полученные данные. Поэтому Паррот рекомендовал Адмиралтейству именно Ленца, как одного из лучших учеников. Эмилий изучал физические свойства океанической воды, наблюдал и подробно описывал атмосферные явления. Все это послужило началом точных наблюдений в области океанографии.

Во время долгого плавания Ленц доказал наличие взаимосвязи между соленостью океанической воды и количеством солнечной радиации, а также силы ветра. Он сделал вывод, что наименее соленая вода на экваторе, так как там больше всего солнечного тепла, а воздух малоподвижен. В этих условиях в процессе испарения микрокапли остаются над поверхностью воды, создавая препятствие для воздействия солнца.

Еще на этапе подготовки к плаванию ученый создал несколько приборов, которые помогли в изучении океана. Среди них батометр – устройство для взятия проб воды с большой глубины. В конце XIX века адмирал Степан Осипович Макаров высоко отозвался об изобретении физика, назвав его лучшим способом доставки воды с глубины. Ленц также разработал циркуляционную теорию морских течений, правильность которой впоследствии подтвердили другие исследователи. Также он впервые четко обозначил задачи физической географии как научной дисциплины.

По результатам экспедиции Ленц написал подробное сообщение о результатах работы, на основе которого позднее были изданы «Мемуары Санкт-Петербургской академии наук». Теперь стало ясно, что в стране появился замечательный физик-экспериментатор, прекрасно владеющий приемами математического анализа. Выдающиеся достижения в области геофизики помогли ученому стать адъюнктом Петербургской академии наук.

Экспедиция на Эльбрус

В 1829 году Эмилий отправляется в составе первой экспедиции на Эльбрус, которую возглавлял генерал Георгий Арсеньевич Эммануэль. Его появление здесь не было случайным – поездка носила научный характер и участвовали в ней многие научные светила того времени – зоолог Эдуард Петрович Минетрие, геофизик Адольф Яковлевич Купфер, ботаник Карл Антонович Мейер. Официальным художником экспедиции выступал Иосиф Карлович Бернардацци. Во время путешествия ученый смог рассчитать высоту горы барометрическим способом.

Ленц не остался в тени коллег и принял участив в финальном восхождении на вершину. Вместе с ним было еще трое человек – два проводника и казак Лысенков. Однако первым покорителем Эльбруса талантливый физик не стал – он был вынужден остановиться на высоте 5350 м из-за недостатка кислорода. В итоге первым поднялся на вершину местный горец Киллар Хаширов. Позднее по протекции Академии наук были сделаны две плиты на арабском и русском языках, содержащие надпись с упоминанием имен всех участников экспедиции, в том числе и Ленца.

В этот период своей жизни Ленц активно изучал изменения уровня Каспия, установив, что его показатель выше, чем у Чёрного. Также он организовал изучение магнитных явлений в Николаевской обсерватории на Кавказе, а также исследовал выход на поверхность горючих газов в районе Баку. Неподалеку от города ученый собрал образцы нефти и водрузил футшток с целью фиксации уровня воды в Каспийском море.

Открытия в области электромеханики

После открытий Майкла Фарадея осталось немало вопросов, связанных с электромагнитной индукцией. Еще не было точных приборов и методик измерения магнитных величин, не существовало количественных характеристик и закона о направлении индуктированных токов. Существенный вклад в разрешение этих противоречий внес именно Ленц.

Его активный интерес к электромагнетизму был определен открытием законов Ома и Ампера. Пытливый ум талантливого экспериментатора захотел на практике проверить справедливость выводов их авторов. Эмилий Христианович имел большой опыт использования крутильных весов Кулона, с помощью которых в 1832 году подтвердил правильность выводов Ома, что позволило признать его закон мировым научным сообществом.

После открытия явления электромагнитной индукции ученый разработал баллистический метод измерений, призванный изучать законы индукции. Он провел серию экспериментов, направленных на определение количественных законов индукции. Гипотеза Ленца состояла в следующем: сила мгновенного тока индукции обладает эффектом аналогичным удару. Его сила может быть установлена по скорости, которая сообщалась стрелке мультипликатора – единственного в эти годы индикатора тока.

Установка Ленца представляла собой укрепленный на столе постоянный магнит с якорем, имеющим обмотку, которая электрически соединялась с мультипликатором. Данные прибора наблюдались с помощью оптической трубы и специального зеркала. На основе описанного метода был создан современный баллистический гальванометр.

Полученные результаты Ленц тщательно проанализировал и сделал ряд выводов, получивших высокое научное признание.Ученый понял, что на появление индуктированного тока влияет скорость «отрывания» катушки от магнита. Возбуждаемая в ней сила прямо пропорциональна количеству витков и тождественна сумме электродвижущих сил, появляющихся при каждом витке. Но на нее никак не влияет материал и диаметр якорной обмотки. Все представленные закономерности стали ключевыми количественными характеристиками электромагнитной индукции.

Открытие закона Ленца

Отталкиваясь от работ Фарадея, Ленц организовал несколько оригинальных опытов, призванных объяснить природу открытых им явлений. Осенью 1833 года ученый выступил на заседании Академии наук с докладом о полученных в ходе экспериментов выводах в области электромагнетизма. Он познакомил научную общественность с основополагающим законом электродинамики (закон Ленца), в котором утверждалось, что любому электромагнитному явлению соответствует затраченная механическая энергия. Тем самым российский физик вплотную приблизился к открытию закона сохранения и превращения энергии, который спустя 8 лет сформулировал немецкий физик Р. Майерс.

Вывод справедлив, ведь если внешняя сила заставит магнит или проводник с током перемещаться рядом с замкнутым проводником, его механическая энергия трансформируется в электромагнитную энергию тока индукции. Согласно закону Ленца, побуждаемая сила индуктированного тока блокирует движение, которым он был вызван. Иными словами, при наличии магнита необходима большая затрата энергии, нежели в его отсутствие.

Эмилий Христианович был уникальным ученым, ведь ему удавалось успешно сочетать фундаментальные научные исследования с их практическим использованием. Взяв за основу собственноручно открытый закон, он вывел принцип обратимости электрических машин. В итоге Ленцу удалось доказать, что одна и та же электромашина может выступать в качестве источника тока (генератора) либо быть электрическим двигателем.

Внимательно изучая характер работы электромашин, Ленц открыл еще одно важнейшее физическое явление, полезное для электротехники. Оно связано с влиянием магнитного поля, которое создается током в обмотке якоря на обмотку полюсов. Возникающие таким образом явления стали называть «реакция якоря».

Закон Джоуля-Ленца

Огромное значение для науки имели труды российского физика по установлению количества тепла, которое выделяется током в проводнике. В 1833 году Ленц обнаружил связь между электропроводностью металлов и степенью их нагревания. Для более объективной фиксации измерений он сконструировал специальный прибор, позволяющий точно определить количество выделяемого тепла. В результате науку обогатил еще один закон, названный именем Джоуля-Ленца. Причина двойного наименования связана с тем, что окончательную версию закона Эмилий Христианович представил в 1843 году почти в одно время с английским ученым Джеймсом Джоулем.

Формулировка научного закона звучит так:

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

Сегодня, пользуясь этим законом, рассчитывают мощность электрических нагревателей и объем теплопотерь на линиях электропередач.

В соавторстве с Борисом Семёновичем Якоби Ленц организует эксперименты по изучению законов намагничивания железа. Их совместные труды «О притяжении электромагнитов» и «О законах электромагнитов» были оценены научным сообществом очень высоко. В 1844 году ученый узнает о трудностях одного из коллег, работавшего в области электромедицины, которые были связаны с подключением нескольких пациентов к параллельным цепям источника. Озабоченный этой проблемой Ленц, предложил формулу, позволяющую определить ток в любой из параллельных цепей, которые содержат источники электродвижущих сил.

Преподавательская стезя

Эмилий Христианович был блестящим преподавателем, чьи лекции студенты старались не пропускать. Его занятия по физике и физической географии выделялись ясностью и доходчивостью, подкупая безупречной систематизацией материала. Ленц написал учебники для гимназий по этим дисциплинам, которые сумели выдержать несколько изданий. За свою преподавательскую карьеру он успел поработать в одном из старейших учебных заведений страны Петришуле (школа св. Петра), Михайловском артиллерийском училище и Главном педагогическом институте.

На протяжении трех десятилетий ученый был профессором, а с 1863 года первым избранным ректором Петербургского университета. Он приложил огромные усилия для становления и развития знаменитой физико-математической школы. Благодаря Ленцу были внедрены современные на тот момент принципы преподавания профильных дисциплин, что стало причиной их дальнейшего расцвета.

Эмилий Ленц скоропостижно ушел из жизни 10 (29) января 1865 года в Риме, куда отправился для лечения глаз. Похоронен в Вечном городе на одном из протестантских кладбищ.

Интересные факты

  • Ленц внес большой вклад в изучение науки о Земле, сделав вывод о первостепенном влиянии солнечной радиации на процессы, происходящие в атмосфере планеты.
  • Задолго до изобретения осциллографа ученому удалось создать коммутатор, позволивший ему первым в мире снять фазовые кривые тока намагничивания и показать их как синусоиды.
  • Студентом Ленца в Главном педагогическом институте был выдающийся химик Дмитрий Иванович Менделеев, на становление личности которого он оказал большое влияние.
  • Эмиль Христианович был членом научных обществ многих европейских государств, в том числе Туринской и Берлинской академии наук.
  • В честь Ленца был назван кратер на Луне, находящийся на её оборотной стороне.
  • Несмотря на то, что Ленц всю жизнь прожил в Российской империи, он так и не выучил русский язык, что ему не помешало стать основателем отечественной школы электротехники.

Читайте также:  Никола Тесла: биография и изобретения великого ученого
Добавить комментарий