Перехід на екологічні джерела енергії – поступовий процес, який у Нижній Сілезії триває приблизно на рівні інших регіонів. Технологія, яка уможливлює це, зараз є надією світу, який робить ставку на “зелені” способи отримання енергії заради збереження довкілля. Люди оцінили фотоелектрику, але мало хто пам’ятає, що все почалося у Вроцлаві з розробок німецького фізика Філіппа фон Ленарда. Він почав їх ще в 19 сторіччі, а результати досліджень науковця були відзначені Нобелівською премією вже в 1905 році. Подробиці – на wroclaw.name.
Коротко про історію ідеї
Сонце своїми променями досягає всіх закуточків. Чому б не використовувати його енергію для різних потреб людини? Такі думки були в голові багатьох освічених людей минулого. Одним із найперших розробників, як уже зазначалось, був Ленард, а вже після нього над поясненням фотоефекту працював знаменитий Альберт Ейнштейн. До речі, його теж відзначили Нобелівською премією в 1921 році.
Звісно, на перехід від теорії до практики знадобився деякий час. Перші фотоелектричні модулі були розроблені в середині 20 століття. Однак була проблема – низька ефективність і висока вартість виробництва. З часом технологію поступово вдосконалювали, що дозволило звести недоліки нанівець. У 1980-х роках у США нарешті були створені перші електростанції на сонячних батареях.
Хто такий Філіпп фон Ленард
Філіпп Едуард Антон фон Ленард народився в Братиславі, а фізику вивчав у Будапешті, Берліні, Відні та Гейдельберзі. У 1892–1894 роках працював доцентом і асистентом Генріха Герца в Боннському університеті, а згодом професором Гейдельберзького та Кільського університетів.
Ленард спочатку працював над явищами фосфоресценції та люмінесценції, а потім перейшов до вивчення катодних променів, відкритих трохи раніше Юліусом Плюкером. Щодо їх природи існували два протилежні погляди. Позиція німецьких фізиків полягала в тому, що катодні промені – хвилі того ж типу, що й ультрафіолетові. На противагу їм, англійські вчені називали катодні промені корпускулярними.
Деякий час Філіпп перебував у центральному місті Нижньої Сілезії та викладав у Вроцлавському університеті. Саме тут науковець зробив деякі свої відкриття, які стосуються царини фотоелектрики.
Революційні дослідження
Для дослідження природи катодних променів, у 1893 році Ленард зробив газорозрядну трубку з алюмінієвою стінкою навпроти катода. Вона була достатньо товстою, щоб підтримувати вакуум або газ під зниженим тиском усередині трубки, але водночас достатньо тонкою, щоб катодні промені проходили назовні.
Спостерігаючи люмінесценцію, спричинену катодними променями, Ленард виявив, що за межами трубки промені, які виходили з неї, не змінювали напрямок. Вони відхилялися як електричними, так і магнітними полями, іонізували повітря та мали радіус дії в кілька метрів у вакуумі, а в атмосфері Землі – близько дециметра. Це довело правильність поглядів англійських фізиків, тобто корпускулярну природу цих променів. У наступні кілька років подальші дослідження науковців Жана Перрена, Джона-Джозефа Томсона і Вільгельма Віна році довели, що катодні промені є пучком електронів.
До 1898 року Ленард присвячував час для дослідження катодних променів, а після цього став досліджувати фотоефект, який у 1887 році відкрив Вільгельм Гальвакс. Він зрозумів, що цинкова пластина, яку використовують як катод газорозрядної лампи і піддають впливу ультрафіолету, випромінює негативні заряди, які можуть накопичуватися на аноді. Інші вчені проводили свої дослідження й зробили деякі важливі висновки.
Результати своїх досліджень Ленард опублікував у 1902 році в труді Über lichtelektrische Wirkung (“Про фотоелектричну дію”). Він зрозумів і пояснив широкому загалу, що відношення заряду до маси для частинок, які виникають у фотоелектричному ефекті, було таким же, як і для електронів. Сформульовані у зв’язку з цим закони фотоелектричного ефекту були революційними, а два з них суперечили тому, що говорили в 19 столітті.
Зокрема, Ленард з’ясував, що існує порогова частота світлової хвилі, нижче якої фотоефект не виникає. Другим важливим висновком було те, що максимальна енергія фотоелектронів не залежить від інтенсивності світлової хвилі, яка падає на катод.
Нобелівська премія
Результати, отримані Ленардом, швидко були визнані в наукових колах правдивими. У 1905 році Філіпп Ленард отримав Нобелівську премію з фізики. Нагорода знайшла героя саме за дослідження катодних променів. Звісно, Ленард був лише одним із тих, хто просто заклав підґрунтя для подальших розробок фотоелектричних станцій, але без його досліджень, проведених, зокрема, у Бреслау, їх могло не бути.
На жаль, Ленард увійшов в історію також як затятий фашист, поширювач ідей про вищість арійської раси. Деякий час він був у хороших стосунках з Альбертом Ейнштейном, але пізніше політика їх розділила. Філіпп боровся з так званою єврейською фізикою, у тому числі з теорією відносності. Вочевидь, що він би не погодився з тим, що панування Німеччини у Вроцлаві було жорстоким, але така думка теж має право на існування. Принаймні Ленард зробив свій внесок у прогрес.
