Василий Владимирович Петров

Петров Василий Владимирович (1761-1834) – известный физик-экспериментатор и электротехник, стал членом Петербургской академии наук. Его организация ряда исследований положила основу для серьезного изучения явления люминесценции. Он также проводил глубокий теоретический анализ известных научных открытий в области электричества и смог описать эффект свечения между двумя электродами - электрическую дугу. Впервые он указал на зависимость силы электротока от площади поперечного сечения проводника. Василий Владимирович родился 8 (19) июля 1761 года в городе Обояни, недалеко от Курска. Его отец был священником, поэтому, помимо домашнего обучения, он получал образование в церковно-приходской школе. Затем его отправили в Харьков для продолжения учебы в тогда единственном на Украине образовательном учреждении (Харьковский коллегиум), где преподавали науки на высшем уровне. Однако он не закончил коллегиум, так как переехал в столицу, где поступил в учительскую семинарию. Здесь его наибольший интерес вызвали физика и математика.

В 1788 году он переехал в Барнаул, где занял должность учителя физики и математики в местном Колыванско-Вознесенском училище. Его работа здесь была недолгой, и Василия перевели в преподавательский состав Инженерного училища при Измайловском полку. В 1793 году его пригласили читать физику и математику в медико-хирургическом училище Петербурга. Через два года Петров получил профессорское звание и собственный хорошо оборудованный кабинет для проведения физических экспериментов.
Василий Владимирович проявлял серьезный интерес к работам итальянского физика Аллесандро Вольта. В 1802 году он успешно нашел необходимую сумму денег, чтобы начать создание огромной гальванической батареи. Он не хотел повторять путь своих иностранных коллег, которые использовали классический вольтов столб, и решил изучить явления, возникающие при использовании мощного устройства. Все результаты его работ были подробно описаны в труде "Известия о гальвани-вольтовских опытах", который был опубликован в 1803 году.

Конструкция Петрова существенно отличалась от устройства Вольты. При ее создании было использовано 4200 круглых пластин диаметром 3,5 см из цинка и меди. Если бы эти пластины были расположены друг на друге, получился бы 12-метровый столб, и электролит бы вытекал под весом. Это бы существенно снизило эффективность батареи.

Поэтому устройство было размещено горизонтально в специальном ящике. Круглые пластины были выставлены на ребро и уложены в четыре последовательных ряда. Внутренняя сторона ящика была покрыта изолирующим сургучным лаком. В результате получилась прочная, удобная и, самое главное, мощная конструкция.
Согласно современным исследованиям, батарея создавала напряжение около 1500 — 1700 Вольт. Василий Владимирович доказал, что ее действие связано с химическими процессами между металлами и электролитом.

В ходе своих исследований в области электролиза, Василий Владимирович провел ряд экспериментов, которые привели к важным открытиям. Он доказал, например, что разные вещества ведут себя по-разному при электролизе. Он использовал 4200 пар пластинок для разложения растительного масла, в то время как для разложения воды было достаточно только двух пар. Температура также оказывает влияние на эти физико-химические процессы. Петров утверждал, что исчерпавшая свой запас батарея на холоде может восстановиться, если ее занести в теплое помещение.

Василий Владимирович также проводил исследования, связанные с разложением жидкостей с помощью электричества, и стал одним из первых, кто обнаружил, что металл подвержен таким же процессам, что и жидкости. Возможность изменения окраски материала электрода связана с особенностями его материала. Петров стал пионером в выделении металлов из солей и растворов с помощью электротока.

В своих исследованиях электрических явлений, наблюдаемых в разреженном пространстве с неэлектризованными объектами, Василий Владимирович использовал специальное устройство, которое представляло собой модифицированную электрофорную машину с воздушным насосом. Он смог опровергнуть догму о невозможности наэлектризовать металл с помощью трения, просто хорошо заизолировав металлический стержень и наэлектризовав его. Это позволило ему показать, что заряды на изолированном материале удерживаются так же сильно, как на непроводниках. Он также исследовал эффект электризации тела человека с помощью меха и искал его применимость в медицине. Результаты своих исследований он опубликовал в своей работе "Новые электрические опыты".

Василий Владимирович также уделял большое внимание изучению свечения тел и детально исследовал явление фотолюминесценции и хемилюминесценции. Он четко разделял эти два понятия. В первом случае свечение возникало при подведении энергии света, а во втором - за счет химических трансформаций в теле.

Петров был одним из первых, кто использовал сургуч для изоляции проводов и специальное изоляционное покрытие для многожильной проводки. Он применил параллельное соединение проводников, что усилило их действие. Он также сделал самое раннее описание электрической дуги, возникающей при сближении двух угольков, соединенных с источником тока. Вот как он описывал этот опыт:
Ученый считает, что свечение между углями вызвано низкой проводимостью угля для электричества. Электроны, протекающие через уголь, сталкиваются с препятствиями в виде мелких частиц, что замедляет их движение. При этом, энергия электронов передается углю, что приводит к повышению его температуры. Самыми нагретыми частями угля являются соединенные концы, где сопротивление электрическому току наибольшее, что приводит к яркому свечению. Воздух между углями также нагревается и становится проводником электричества, поэтому даже при небольшом расстоянии между углями ток не прекратится.

Это открытие не вызвало большого интереса в научных кругах, и из-за отсутствия перевода многие европейские коллеги могли о нем не знать. Несмотря на недостаточное признание, Петров продолжал изучать свойства дуги и обнаружил, что она может использоваться для освещения и сварки металлов.

Вольтова дуга впервые появилась в России!

Позже английский физик Гемфри Дэви пришел к похожим выводам и представил результаты своих исследований Лондонскому королевскому обществу, что вызвало восторг у публики. Спустя более полувека Павел Яблочков применил идею Петрова в своей разработке "электрической свечи". В 1881 году русский инженер Николай Николаевич Бенардос изобрел электросварку.
Петров в области химии стремился проверить результаты кислородного учения Лавуазье и анализировал случаи отступления от него. Он также выступал против теории флогистона, которая утверждала наличие огненной материи в горючих веществах. Он способствовал появлению прогрессивных идей о сущности химических процессов. Кроме того, он изучал причины разрывания камней от намоченных деревянных клиньев и деформацию трубок из металла, наполненных водой. Он также провел исследования физических свойств снега, включая его сублимацию. Последние годы его жизни он боролся с катарактой, которая на некоторое время лишила его зрения, но после операции он снова начал видеть и продолжал работать. Тем не менее, он был уволен с работы и через полтора года умер.