Переход на экологические источники энергии – постепенный процесс, который в Нижней Силезии продолжается примерно на уровне других регионов. Технология, делающая это возможным, сейчас является надеждой мира, который делает ставку на «зеленые» способы получения энергии ради сохранения окружающей среды. Люди оценили фотоэлектричество, но немногие помнят, что все началось во Вроцлаве с разработок немецкого физика Филиппа фон Ленарда. Он начал их еще в 19 веке, а результаты исследований ученого были отмечены Нобелевской премией уже в 1905 году. Подробности – на wroclaw.name.
Коротко об истории идеи
Солнце проникает своими лучами везде. Почему бы не использовать его энергию для разных потребностей человека? Такие мысли были в уме многих образованных людей прошлого. Одним из первых разработчиков, как уже отмечалось, был Ленард, а уже после него над объяснением фотоэффекта работал знаменитый Альберт Эйнштейн. Кстати, его тоже отметили Нобелевской премией в 1921 году.
Конечно, к переходу от теории к практике понадобилось некоторое время. Первые фотоэлектрические модули были разработаны посреди 20 века. Однако была проблема – низкая эффективность и высокая стоимость производства. Со временем технологию постепенно совершенствовали, что позволило свести недостатки на нет. В 1980-х годах в США были созданы первые электростанции на солнечных батареях.
Кто такой Филипп фон Ленард
Филипп Эдуард Антон Ленард родился в Братиславе, а физику изучал в Будапеште, Берлине, Вене и Гейдельберге. В 1892–1894 годах работал доцентом и ассистентом Генриха Герца в Боннском университете, а затем профессором Гейдельбергского и Кильского университетов.
Ленард сначала трудился над явлениями фосфоресценции и люминесценции, а затем перешел к изучению катодных лучей, открытых чуть раньше Юлиусом Плюкером. Относительно их природы было два противоположных взгляда. Позиция немецких физиков заключалась в том, что катодные лучи – волны того же типа, что и ультрафиолетовые. В противоположность им, английские ученые называли катодные лучи корпускулярными.
Некоторое время Филипп был в центральном городе Нижней Силезии и преподавал во Вроцлавском университете. Именно здесь ученый совершил некоторые свои открытия, касающиеся области фотоэлектричества.
Революционные исследования
Для исследования природы катодных лучей в 1893 году Ленард сделал газоразрядную трубку с алюминиевой стенкой напротив катода. Она была достаточно толстой, чтобы поддерживать вакуум или газ под пониженным давлением внутри трубки, но в то же время достаточно тонкой, чтобы катодные лучи проходили наружу.
Наблюдая люминесценцию, вызванную катодными лучами, Ленард обнаружил, что за пределами выходящей из нее трубки лучи не меняли направление. Они отклонялись как электрическими, так и магнитными полями, ионизировали воздух и имели радиус действия в несколько метров в вакууме, а в атмосфере Земли – около дециметра. Это доказало правильность взглядов английских физиков, то есть корпускулярную природу этих лучей. В последующие несколько лет дальнейшие исследования ученых Жана Перрена, Джона-Джозефа Томсона и Вильгельма Вина году доказали, что катодные лучи являются пучком электронов.
До 1898 года Ленард посвящал время для исследования катодных лучей, а после этого стал исследовать фотоэффект, который в 1887 открыл Вильгельм Гальвакс. Он понял, что цинковая пластина, используемая как катод газоразрядной лампы и подвергающаяся воздействию ультрафиолета, излучает отрицательные заряды, которые могут накапливаться на аноде. Другие ученые проводили свои исследования и сделали некоторые важные выводы.
Результаты своих исследований Ленард опубликовал в 1902 году в труде Über lichtelektrische Wirkung (“О фотоэлектрическом действии”). Он понял и объяснил широкой публике, что отношение заряда к массе для частиц, возникающих в фотоэлектрическом эффекте, было таким же, как и для электронов. Сформулированные в этой связи законы фотоэлектрического эффекта были революционными, а два из них противоречили тому, что говорили в 19 веке.
В частности, Ленард выяснил, что существует пороговая частота световой волны, ниже которой эффект не возникает. Вторым важным выводом было то, что максимальная энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающей на катод световой волны.
Нобелевская премия
Результаты, полученные Ленардом, были быстро признаны в научных кругах правдивыми. В 1905 году Филипп Ленард получил Нобелевскую премию по физике. Награда нашла героя именно за исследование катодных лучей. Конечно, Ленард был лишь одним из тех, кто просто заложил основу для дальнейших разработок фотоэлектрических станций, но без его исследований, проведенных в Бреслау, их могло не быть.
К сожалению, Ленард вошел в историю также как ярый фашист, распространитель идей о превосходстве арийской расы. Некоторое время он был в хороших отношениях с Альбертом Эйнштейном, но позже политика разделила их. Филипп сражался с так называемой еврейской физикой, в том числе с теорией относительности. Очевидно, что он не согласился бы с тем, что господство Германии во Вроцлаве было жестоким, но такое мнение тоже имеет право на существование. По крайней мере, Ленард внес свой вклад в прогресс человечества.
