Ландсберг Григории Самуилович

Введение
Фундаментальные труды по оптике и спектроскопии. В 1926 году впервые выделил и исследовал молекулярное рассеяние света в кристаллах. В 1928 году совместно с Леонидом Мандельштамом открыл явление комбинационного рассеяния света (одновременно с Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном), экспериментально подтвердил существование тонкой структуры в линии рэлеевского рассеяния, как следствие рассеяния света на тепловых акустических волнах.
В 1931 — обнаружил явление селективного рассеяния света. Положил начало отечественной спектроскопии органических молекул и изучению внутри- и межмолекулярных взаимодействий в газах, жидкостях и твёрдых телах.
Разработал методы спектрального анализа металлов и сплавов (Сталинская премия , 1941), а также сложных органических смесей, в том числе моторного топлива. Автор известного курса оптики, редактор популярного «Элементарного учебника физики» (т. 1—3, 13 изд., 2003). Основатель и председатель Комиссии по спектроскопии, которая впоследствии была преобразована в Институт спектроскопии АН СССР (ИСАН, Троицк). Создал школу атомного и молекулярного спектрального анализа. Редактированный им коллективный труд — «Элементарный учебник физики» в 3-х томах — многие годы считается одним из лучших учебников физики для школьников и многократно переиздавался.
Начало пути
Физик, академик Академии наук СССР (1946), основатель научной школы по спектроскопии и спектральному анализу, открыл комбинационное и селективное рассеяние света. Дата рождения: 10.01.1890
Родился в Вологде, здесь же начал учебу в гимназии. Гимназию окончил в Нижнем Новгороде в 1908 г. с золотой медалью. В 1913 г. закончил физико-математический факультет Московского университета с дипломом 1-й степени и был оставлен при университете для подготовки к профессорскому званию.
Педагогическая работа: ассистент физического практикума Московского университета (1913 – 1915); доцент Омского сельскохозяйственного института (1918 – 1920); профессор 2-го Государственного университета в Москве (ныне Московский педагогический университет) (1923 – 1931); доцент, затем профессор Московского государственного университета (1923 – 1941); профессор Московского механического института (1945 – 1947); профессор Московского физико-технического института (1951 – 1957).
С 1934 г. Г.С.Ландсберг работал в Физическом институте АН СССР, где возглавлял оптическую лабораторию. Участвовал в экспедициях по наблюдению полного солнечного затмения в 1914 г. в Киеве, в 1927 г. – в Маламбергете (Швеция). Был в научных заграничных командировках: в Германии (1927, 1930), Голландии (1930), Франции (1945).
В 1932 г. избран в члены-корреспонденты Академии наук СССР. В 1934 г. получил степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации.
6 июня 1946 г. ученый совет Института химической физики АН СССР выдвигает кандидатуру члена-корреспондента Г.С.Ландсберга в действительные члены Академии наук по экспериментальной физике.
Исследователь природы света
На протяжении многих столетий основным и единственным прибором, при помощи которого наука познавала свет, являлся человеческий глаз. Это очень хороший, точный и чувствительный прибор. Его изумительную способность воспринимать свет продемонстрировал академик С. И. Вавилов, показавший, что глаз может обнаружить микроструктуру света, то есть его квантовую природу.
Ландсберг Но все же глаза недостаточно, чтобы познать физическую природу света. И поэтому до XIX века исследовалась преимущественно геометрия света, законы его распространения, то, что теперь называется геометрической оптикой. На основании ее законов были изобретены оптические приборы (лупы, микроскопы, телескопы, фотоаппараты и др.). Как и всегда, углубление знаний привело к их практическому применению: был найден микромир микробов, обнаружены горы на Луне, атмосфера на Венере и т. д. Представление человека о Вселенной расширилось.
XIX век – период познания природы света. Создается теория электромагнитного поля Максвелла и выясняется, что свет является электромагнитной волной; исследуются свойства этих волн. Одновременно детально выясняется пестрый частотный состав светового луча, находятся его видимые и невидимые (ультрафиолетовые и инфракрасные) частоты. Развивается спектральный анализ и его применение к определению состава химических соединений.
И, наконец, в начале XX века устанавливается причина зарождения света в глубинах атома. После возникновения теории Бора ученым начинает казаться, что оптика закончила свое развитие. В ней как будто все ясно, все известно; остается только думать о практическом применении теории – улучшении оптических приборов: интерферометров, микроскопов, телескопов.
Но свет по-прежнему тянет к себе человека. Многим начинает казаться, что в учении о свете далеко еще до последней точки. Очевидно, и оптика, как всякая наука, неисчерпаема, и в ней всегда будет возникать для пытливого разума человека столько проблем, что разрешению их можно в любое время посвятить всю свою жизнь. Одним из таких ученых, одержимых идеей дальнейшего изучения света, и был наш русский академик Григорий Самуилович Ландсберг. Он посвятил проблемам оптики 35 лет из 67, отпущенных ему природой.
В биографии этого человека нет ничего необычного. Его жизнь – это непрерывный труд н постепенное восхождение по ступеням науки. Г. С. Ландсберг родился в семье служащего лесной охраны в Вологде. Семья вскоре переехала в Нижний Новгород, где Ландсберг окончил с золотой медалью гимназию. В 1908 году он поступил на естественный факультет Московского университета, но через год перевелся на физико-математический.
Ландсберг окончил университет в 1913 году и был оставлен для подготовки к профессуре. С этого времени начинается замечательный путь Григория Самуиловича как ученого-физика. В течение многих лет Ландсберг блестяще совмещает научную и педагогическую деятельность. В 1946 году за выдающиеся научные достижения его избирают действительным членом Академии наук России. Умер Ландсберг в 1957 году.
По отзывам друзей Григорий Самуилович был необычайно настойчивым и целеустремленным человеком. В 1910 году он заболел и по настоянию врачей уехал в Швейцарию, где работал репетитором. Несмотря на дальность расстояния, он приезжал в Москву, сдавал экзамены и так заочно окончил университет.
Ландсберг был очень трудолюбивым ученым – на протяжении нескольких десятков лет он систематически работал по 10 часов в день и в труде находил истинное удовольствие. «Вся деятельность Ландсберга – это неразрывное органическое слияние ученого и человека.
Он не отделял науку от жизни и жизнь от науки: каждый свой шаг в науке он делал во имя окружавшей его жизни, и всю свою жизнь, вплоть до самых последних ее часов, он посвящал служению физике», – пишет о нем С. Мандельштам, сын его лучшего друга, замечательного русского физика Л. И. Мандельштама.
Ландсберг формировался как физик и работал в советское время. Он воплотил в себе лучшие качества ученого нашей страны: высокий моральный уровень, широкий кругозор, стремление передать свои знания молодежи, любовь к Родине. В годы битвы с фашизмом Ландсберг отдавал все свои силы нуждам фронта. Он разработал способ анализа сталей и бензинов по их спектрам, что ускорило производство танков. За эту работу Советское правительство наградило его орденом Ленина. Профессора Ландсберга любили студенты, для которых он много сделал. Но он не забывал и учащихся средней школы. Известен трехтомный курс физики средней школы, вышедший под редакцией Григория Самуиловича. Им написан лучший в мире учебник по оптике.
Открытие комбинационного рассеяния света
Свою научную деятельность Ландсберг начал в 1920 году с исследования рассеяния света в кристаллах. Эти опыты открывали новую главу в научном изучении света – взаимодействие света с веществом, через которое проходит свет. На кристалл кварца направлялся пучок монохроматического света. Прошедший сквозь кварц свет изучался. Согласно ранее разработанной теории, вследствие явления дифракции света в кристаллической решетке кварца нужно было ожидать известной физикам картины рассеяния света под определенными углами к направлению распространения луча света. По углам этого рассеяния можно было судить о том, на каком расстоянии друг от друга расположены атомы кремния в кварце, что было известно из опытов немецкого физика Лауэ. Но Ландсберга интересовало не это. Дело в том, что при поглощении тепла атомы кристалла начинают совершать колебательные движения. Расстояния между атомами в этом случае периодически изменяются. А так как рассеяние света зависит от этого расстояния, то следовало ожидать, что тепловые колебания как-то скажутся на поведении луча света. Вот почему рассеянные лучи стали очень тщательно изучаться во многих лабораториях.
В 1927 году Ландсберг открыл неведомую до него тайну светового луча, известную теперь под названием «комбинационное рассеяние света». Оказалось, что в рассеянном свете не только меняются углы рассеяния, но и появляются лучи света новых частот, которых нет в падающем на кристалл луче. Если на кристалл направить строго монохроматический луч света, то есть волны света одной какой-нибудь частоты , то в рассеянном кристаллом свете, кроме лучей этой основной частоты, появляются еще два луча с частотами названные сателлитами. Первые попытки теоретически осмыслить новое явление привели к выводу, что, кроме этих частот, должны получаться также и сателлиты второго порядка. Однако в опытах они не обнаруживались.
Это можно было объяснить и тем, что предложенная теория неверна, но также и тем, что яркость этих линий спектра очень мала и они теряются на фоне очень яркого рассеянного света. Даже сателлиты первого порядка обнаруживались с трудом, так как их яркость была в тысячи раз меньше яркости основной линии.
Сателлиты первого порядка были открыты Ландобергом осенью 1927 года. Следовало срочно опубликовать новое открытие, утвердить приоритет на него отечественной науки. Но поскольку здесь не все абсолютно ясно, есть какая-то толика неуверенности, Ландсберг принимает решение продолжать дальнейшие опыты по отысканию сателлитов второго порядка. А в это время происходит то, что часто случается в мире науки.
Индийский ученый Раман, исследуя это же явление при прохождении света через жидкости, открыл такой же эффект и, понимая его важность, сообщил телеграфом нескольким академиям о своем открытии. За ним устанавливается приоритет, и открытие получает название явления Рамана. Ландсберга укоряют друзья за излишнюю требовательность к себе, но научная добросовестность берет верх, и, только закончив исследования, Григорий Самуилович 6 мая 1928 года, через несколько недель после появления телеграммы Рамана, делает обстоятельное сообщение о своих работах. Учение о комбинационном рассеянии света прочно входит в физику как совершенно новая глава оптики. Насколько важно новое открытие, говорит оценка его, сделанная академиком И. Е. Таммом: «...я думаю, что трудно найти за последние 50 лет какое-либо другое физическое открытие такого значения, как комбинационное рассеяние света».
Анализ состава и структуры молекул
Огромную помощь Ландсбергу в исследовании комбинационного рассеяния света оказали его товарищи по работе. Теоретическую часть и экспериментальные установки для проведения исследований Григорий Самуилович обсуждал совместно с академиком Мандельштамом. Академик М. А. Леонтович провел соответствующие расчеты. Новое явление теоретически истолковал в своих работах И. Е. Тамм. В этом единении и содружестве ученых проявились новые черты людей русской науки, которым чужда нездоровая конкуренция, присущая их коллегам из капиталистических стран.
В настоящее время учение о комбинационном рассеянии света строго обосновано экспериментально и теоретически. При помощи изучения спектров этого рассеяния в лабораториях узнают структуру молекул и определяют состав сложных соединений. Оказалось, что эти спектры гораздо сильнее зависят от колебаний всей кристаллической решетки, чем от колебаний отдельных атомов. Комбинационное рассеяние света позволяет определять частоты колебаний решеток и отдельных молекул, а по этим частотам можно узнать состав и структуру молекул, расстояния между атомами в молекуле и между молекулами в их соединении. Все это дает возможность следить за перестройкой структуры химического соединения и за изменением его свойств в связи с изменением структуры.
Таким образом, к известным способам анализа тел – химическому и эмиссионному спектроскопическому – прибавился новый способ – комбинационный спектроскопический. Человек поднялся на новую ступень познания, и соответственно возросло его могущество над силами природы.
Заключение
Академик Ландсберг много занимался также вопросами эмиссионного спектрального анализа и до самой смерти руководил организацией спектроскопического анализа в России.
Он создал ряд приборов для быстрого анализа металлов по их спектрам, что очень важно для определения свойств металла. За работы по спектральному анализу ему присвоили звание лауреата Государственной премии. Так ярко и содержательно прошла жизнь этого неутомимого труженика науки, вписавшего новую главу в учение о луче света.
Годы, прошедшие после кончины Ландсберга, показали, что луч света по-прежнему манит к себе все новых и новых исследователей. В их неутомимых поисках как эстафета передается тот неугасимый огонь познания, который озарял всю жизнь Григория Самуиловича Ландсберга.
Список литературы
Автобиография. В сб. Физики о себе, Л.: Наука, 1990
Ланге, В.Н. Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи. Книга 2: Электричество и магнетизм. Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Атомная и ядерная физика / В.Н. Ланге. - М.: КД Либроком, 2018. - 232 c.
Ландсберг, Г.С. Элементарный учебник физики Колебания и волны, оптика, атом. и ядерная физика т.3 / Г.С. Ландсберг. - М.: Физматлит, 2012. - 664 c.
Ландсберг, Г.С. Элементарный учебник физики т.3 Колебания и волны, оптика, атомная и ядерная физика. 15-е и / Г.С. Ландсберг. - М.: Физматлит, 2016. - 664 c.
Н.Н. Барабанов. Г.С. Ландсберг. Учёный, педагог, гражданин. Источник: http://fiz.1september.ru/download/01-1-2010.docХрамов Ю. А. Ландсберг Григорий Самуилович // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 153. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)