Борис Семенович Якоби (Мориц Герман) и его вклад в науку
Многие научные достижения способствуют грандиозным изменениям, которые вносят что-то новое в нашу жизнь. Однако часто бывает и так, что ученые, открывшие какой-либо закон или явление, редко самостоятельно могут применить итоги своих трудов на практике…
«Я черпал из науки только то, что ведет или обещает привести к практическим результатам. Я поставил себе задачу примирить науку и технику, стереть неоправданное различие, которое установили между теорией и практикой», — говорил выдающийся физик и электротехник Борис Семенович Якоби.
По жизни Якоби имел одну большую страсть — проводить опыты с электричеством. Он даже вел переписку с великим английским ученым Майклом Фарадеем, который установил законы электролиза — процессов, протекающих при пропускании электрического тока через растворы. Началом будущих открытий стало создание электродвигателя с вращающимся рабочим валом. В основе его работы были те же магнитные эффекты, которые заставляют стрелку компаса поворачиваться одним концом к северу, а другим — к югу.
В 1839 году Якоби вместе с физиком Эмилием Ленцем построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя, один из которых был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. Для демонстрации мощности двигателя в лодку посадили экипаж из четырнадцати человек и пустили ее против течения Невы и ветра. Второй электродвигатель демонстрировал возможность передвижения по рельсам тележки, в которой мог находиться человек.
Эти сооружения представляли собой первое в мире электрическое судно и аналог трамвая, троллейбуса, электропоезда и электрокара.
Однако, несмотря на революционность идеи, сидеть в тележке было неудобно из-за отсутствия свободного места. Кроме этого, источник электрического тока не мог работать без цинка, который расходовался так же быстро, как уголь в топке, но в отличие от последнего был дороже. Поэтому для проведения опытов Якоби нуждался в других, более дешевых источниках электрического тока. Для решения этой проблемы он тщательно изучил целый ряд гальванических элементов. До Якоби было известно, что при прохождении электрического тока через растворы солей на электродах происходят особые процессы, сопровождающиеся выделением газов, металлов и других продуктов взаимодействия с водой. При электролизе часть веществ может оседать на электроде в виде сплошного слоя, причем данное явление характерно для большинства металлов, покрывающих катод — электрод, к которому движутся положительно заряженные частицы.
Однажды, работая с раствором, в котором на электроде оседала медь, Якоби обратил внимание, что получившийся слой был равномерным и мог быть легко отделен. Более того, листочек меди полностью и в точности воспроизводил все особенности поверхности электрода, включая неровности.
Как истинный практик, Якоби в следующий раз применил в качестве электрода полоску металла, на которой было выгравировано его имя.
Результат был предсказуемым, но все равно впечатляющим: отодранный от электрода медный листочек представлял собой точную копию полоски металла с надписью на ней.
Якоби оценил техническое значение этого факта и, видя потенциал в таком открытии, в другой раз снял копию с медного пятака.
Открытый процесс Якоби назвал гальванопластикой и стал широко пропагандировать его применение на практике. В 1838 году в докладной записке для Петербургской академии наук он рассказал о своем открытии, а спустя два года выпустил руководство по использованию гальванопластики, став родоначальником современной электрохимии.
Ученый был настолько нацелен на результат, что именно благодаря ему
гальванопластика стала использоваться при изготовлении точных клише для печати государственных бумаг и денежных знаков.
Интересно, что Якоби сулили огромные доходы и говорили о том, что в другой стране он мог бы найти гораздо больше применений своему изобретению. На это он отвечал, что «сие изобретение принадлежит исключительно России и не может быть оспорено никаким другим изобретением вне оной. Здесь оно открыто и здесь развивалось».
Талантливый физик открыл гальванопластическую мастерскую, где при его участии было изготовлено много замечательных произведений искусства. Из нее вы шли статуи и барельефы Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Зимнего дворца, Петропавловского собора в Санкт-Петербурге. На эти и другие изделия мастерская потратила 6749 пудов меди.
Для позолоты куполов Храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского и Петропавловского соборов в Санкт-Петербурге и других небольших куполов и изделий было израсходовано 45 пудов 32 фунта золота.
Параллельно Якоби занимался созданием телеграфных аппаратов. Его главным достижением стал буквопечатающий аппарат, который служил источником связи по специальным кабельным телеграфным линиям между главными царскими резиденциями.
Для их создания ученому понадобилось разработать еще много других сопутствующих технологий, например, создания и производства подземных и подводных кабелей, подбора электроизоляционных материалов. Вклад Якоби в создание отечественного электротехнического оборудования огромен, с его участием был построен ряд электротехнических приборов — вольтметр, проволочный эталон сопротивления, несколько конструкций гальванометров и регуляторов сопротивления.
Краткая биография
Борис Семенович Якоби (Мориц Герман) родился 9 (21) сентября 1801 года в немецком городе Потсдам в состоятельной еврейской семье, однако все свои изобретения он завещал России. Отец будущего физика был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III, мать — домохозяйкой. Обучался в Берлинском и Геттингенском университетах на архитектурных факультетах, работал в строительном департаменте Пруссии. В 1834-м переехал в Кенигсберг. Увлечение физикой не прошло даром — в этом же году он изобрел электродвигатель с вращающимся рабочим валом. В 1837 году Николай I выделяет Якоби баснословную сумму в 50 тысяч рублей для проведения опытов с изобретенной им электромагнитной машиной. В ответ Якоби навсегда перебирается в Россию и принимает российское подданство. В 1838-м ученый изобрел гальванопластику, положив начало целому направлению прикладной электрохимии. Достиг значительных успехов в области телеграфии. В 1839 году получил звание адъюнкта Петербургской академии наук, через восемь лет стал академиком. За изобретение гальванопластики в 1840 году был удостоен Демидовской премии в размере 25 000 рублей и награжден Большой золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. До конца жизни Якоби был заведующим Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Скончался ученый 27 февраля (11 марта) 1874 года в Санкт-Петербурге от сердечного приступа.
