Астрономия, опто-механика и приборостроение

26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры по солнечному диску, М. В. Ломоносов обнаружил наличие у неё атмосферы.

Иллюстрации М. В. Ломоносова к рукописи «Явление Венеры на Солнце…». 1761

При выступлении Венеры из Солнца, когда передний ее край стал приближаться к солнечному краю и был (как просто глазом видеть можно) около десятой доли Венерина диаметра, тогда появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края.

Интересен и другой эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое Ломоносовым, не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты — особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца. Учёный описывает его следующим образом^[5]:

Ожидая вступления Венерина на Солнце около сорока минут после предписанного в эфемеридах времени, увидел наконец, что солнечный край чаемого вступления стал неявственен и несколько будто стушеван, а прежде был весьма чист и везде ровен. Полное выхождение, или последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе, было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края.

Труд М. В. Ломоносова «Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санктпетербургской Императорской Академии Наук Майя 26 дня 1761 года» (Санкт-Петербург: Типография Академии наук, 1761)^[63][64] был напечатан на русском и немецком языках (нем. Erscheinung der Venus vor der Sonne beobachtet bei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften: Aus dem Russischen übersetzt. St. Petersbourg, 1761) и, следовательно, были известны в Западной Европе, поскольку публикации Академии рассылались в её крупнейшие научные центры, однако открытие атмосферы на Венере приписывалось И. И. Шрётеру и Ф. В. Гершелю^[65]. Председатель Американского химического общества профессор Колумбийского университета А. Смит в 1912 году писал: «Открытие, сделанное при этом Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывают Шретеру и Гершелю»^[66], Любопытно, что сам М. В. Ломоносов этому открытию не придавал большого значения, во всяком случае, оно даже не упомянуто в составленном им списке работ, которые он относил к наиболее важным в своём научном творчестве (см. раздел «Итог»)^[5][67].

Академик С. И. Вавилов, изучавший труды Ломоносова многие годы, сделал вывод, что «…по объёму и оригинальности своей оптико-строительной деятельности Ломоносов был … одним из самых передовых оптиков своего времени и, безусловно, первым русским творческим опто-механиком».^[68] Ломоносовым было построено более десятка принципиально новых оптических приборов^[69].

 

Рисунки М. В. Ломоносова из рукописей: катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент и однозеркальный телескоп. 1762

Учёным было сконструировано и построено несколько принципиально новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время или, как говорится в его статье тому посвящённой «Физическая задача о ночезрительной трубе» (1758) — служившую возможности «различать в ночное время скалы и корабли» — 13 мая 1756 года он демонстрировал её на заседании Академического собрания (этот проект вызвал ряд возражений со стороны академиков С. Я. Румовского, А. Н. Гиршова и Н. И. Попова, а академик Ф. У. Т. Эпинус пытался доказать «невыполнимость на практике» этого изобретения), М. В. Ломоносов до конца своих дней продолжал заниматься созданием приборов для ночных наблюдений, но ему не суждено было увидеть реализацию этой своей идеи — для снаряженной по его же проекту полярной экспедиции капитана 1 ранга В. Я. Чичагова наряду с другими приборами было собрано 3 ночезрительных трубы^[70]; оптической системы, «через которую узнавать можно рефракцию светлых лучей, проходящих сквозь жидкие материи»^[5].

М. В. Ломоносовым разработан и построен оптический батоскоп или новый «инструмент, которым бы много глубже видеть можно дно в реках и в море, нежели как видим просто. Коль сие в человеческой полезно, всяк удобно рассудить может». Большой интерес представляет созданная учёным конструкция «горизонтоскопа» — большого перископа с механизмом для горизонтального обзора местности. М. В. Ломоносов — талантливый изобретатель и приборостроитель, в то же время стоит у истоков русской теоретической оптики^[5].

М. В. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Он пишет в конце весны — начале лета 1762 года: «Я всегда лелеял желание, чтобы эти превосходные небесные орудия, коих изобретение составляет славу Ньютона и Грегори, не по размерам только, как это обычно происходило, возрастали, но получили и иные, почерпнутые из сокровищ оптики усовершенствования».^[5]

Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.^[5]