Справочник физических приборов. изобретенных или усовершенстованных Д.И.Менделеевым.

Выполнил ученик 9 а класса

МБОУ кадетской школы

"Уваровский кадетский корпус

имени Святого Георгия Победоносца"

Буренин Ярослав.

Preview audio:

storyj.mp/af4n3bi9gng3

Всемирно известный ученый, обессмертивший свое имя открытием периодического закона химических элементов, был одним из последних энциклопедистов XIX в. По широте интересов он смело мог бы соперничать с титанами Возрождения. Химия, физика, агротехника, метрология, метеорология, экономика... Деятельность ученого в этих областях науки освещена довольно подробно. А вот то, что Менделеев на протяжении всей жизни был создателем оригинальных научных приборов, известно гораздо меньше. И это несправедливо, так как многие конструктивные идеи ученого применяются в научной и практической деятельности и сегодня.

Весной 1859 года Дмитрий Иванович уехал в Гейдельбергский университет, один из старейших и уважаемых в Европе. Своей целью он ставил экспериментальное исследование связи физических и химических свойств веществ. Глава кафедры химии Роберт Вильгельм Бунзен предложил ему свою лабораторию, но она оказалась недостаточно хорошо оборудована для опытов, задуманных русским естествоиспытателем. Менделеев не отступил, в свою съемную квартиру он провел газ, превратил комнаты в помещения для экспериментов и заказал в Париже катетометры и микроскопы. В Бонне для него изготовили термометры и приборы для измерения удельного веса. Сам Менделеев придумал пикнометр - прибор для определения плотности жидкости.

Пикнометр Менделеева Катетометр Менделеева

"Сам удивляюсь, чего только я ни делывал на своей научной жизни. И сделано, думаю, недурно". Так писал на склоне лет Д.И.Менделеев (1834—1907), перебирая свой архив и натолкнувшись в нем на статьи об изобретенном им приборе — высотомере или дифференциальном барометре.

Во время исследований газов в 70-х годах XIX века учёному по нескольку раз в день приходилось прибегать к точным определениям атмосферного давления. Пользоваться для этого ртутным барометром было неудобно, так как он достаточно громоздкий. Поэтому, для сокращения времени наблюдений, Менделеев и придумал такой барометр, который указывал не абсолютную величину атмосферного давления, а только изменения, которые в нём произошли с того момента, как был заперт кран прибора.

Вместо ртути в своём приборе Менделеев использовал нефтяное масло, плотность которого в 15-16 раз меньше плотности ртути. Поэтому стало возможным замечать незначительные изменения давления, что значительно увеличило чувствительность прибора.

Кроме того, прибор был весьма компактным и удобным в работе. Именно потому он привлек внимание на Международной выставке в Лондоне в 1873 г., а затем и в 1876 г. А в 1875 г. на Международной географической выставке в Париже автору прибора была присуждена золотая медаль, так как этот прибор может весьма успешно использоваться для нивелирования — определения высоты положения предметов над уровнем моря.

Точность дифференциального барометра была столь велика, что он показывал изменение атмосферного давления (т.е. изменение положения над уровнем моря), когда его переносили со стола на стул и даже со ступеньки на ступеньку лестницы!

Весы — один из древнейших инструментов, придуманных и используемых человеком. Самое раннее из сохранившихся изображений весов было высечено в Древнем Египте на пирамиде, построенной в третьем тысячелетии до нашей эры. Затем весы применяли в Древней Греции, Риме, странах Востока. Они были непременным оборудованием алхимических, затем физических и химических лабораторий. Год от года повышались требования к точности взвешивания, а это заставляло обратить внимание на конструкцию весов.

Математические основы конструирования весов были разработаны Леонардом Эйлером в 1738 г. Тогда же им было сформулировано правило: чем больше длина коромысла, тем точнее весы.

Это правило признавали почти 120 лет, пока Д.И.Менделееву, занимавшемуся в это время исследованиями в области физики газов, не потребовались весы, превосходящие по точности все существовавшие тогда, в 70-е годы XIX в. Для этого ему пришлось пересмотреть положения теории Л.Эйлера и создать новую физическую теорию весов, учитывающую особенности их конструкции и свойства материала.

Результаты расчетов показали, что можно достичь требуемой точности взвешивания (1 /15 мг при нагрузке 1 кг), при длине коромысла, в 4 раза меньше общепринятой.

В соответствии с этими расчетами в 1874 г. Менделеев заказал известному парижскому мастеру по изготовлению научных приборов Ж.Саллерону весы собственной конструкции. Необычный заказ настолько заинтересовал мастера, что после его выполнения он счел необходимым сообщить о весах на заседании Парижской Академии наук. Сообщение "О новых весах г-на Менделеева" привлекло внимание французских ученых. С разрешения Менделеева весы были тщательнейшим образом обследованы в Консерватории науки и ремесел. Оказалось, что по точности взвешивания они превосходят все весы, находившиеся в то время в Консерватории. При такой точности весы миниатюрны: их высота всего 15 см, а длина коромысла 12 см.

Малые аналитические весы

Менделеевым был сконструирован ряд уникальных приборов: дифференциальный маятник для определения твердости вещества, маятник - маховое колесо для исследования трения в подшипниках, маятник - метроном для изучения качания маятников, маятник - весы, маятник с меняющей длиной.

В работе "Опытное исследование колебания весов" как в основном тексте, так и в примечаниях затронуто огромное число интересных вопросов, которые учёный намеревался рассмотреть, "если позволят силы", в своих дальнейших исследованиях. "Много я тут работал и вложил души", - скажет он в конце жизни об этом труде.