Из трудов М. В. Ломоносова — к разъяснению корпускулярной (молекулярно-кинетической) теории тепла
«Элементы математической химии» (1741)
Первая по времени попытка учёного согласовать разрабатываемое им корпускулярное (атомно-молекулярное) учение с химией.
Определение
40) …Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел. …
- «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств» (1743—1744)
Опыт 2
§ 51. Металлы и некоторые другие тела растворяются в растворителях и разделяются на очень малые части, которые неотделимы от растворителей, но составляют с ними однородное тело. Летучие тела рассеиваются по воздуху и исчезают в нём. Горючие распадаются от действия огня на неосязаемые частицы.
Присовокупление
§ 52. Физические тела разделяются на мельчайшие части, в отдельности ускользающие от чувства зрения, так что тела состоят из нечувствительных частиц.
Пояснение
§ 53. Следующее доказывает поразительную малость нечувствительных физических частиц. Кубическая линия парижского фута золота весит приблизительно 3 грана, а один гран мастера́ растягивают в тончайший листок, имеющий 36 квадратных дюймов. …три грана или кубическая линия золота, растянутая в такой листок, равняется приблизительно 108 квадратным дюймам или 15 552 квадр[атным] линиям. …в одной кубической линии парижского фута золота содержится 3 761 479 876 608 кубических частиц золота, сторона которых равна толщине листка; таким образом, в одной кубической песчинке, сторона которой равна 1/10 линии, может содержаться приблизительно 3 761 479 876 таких частиц, которые физически отделяются друг от друга… г. де-Малезье наблюдал в микроскоп мельчайшие существа, величина любого из которых относилась к величине тли, как 1 к 27 000 000; и так как эти существа живут, следовательно имеют части и сосуды, необходимые для движения, питания и чувствования, …то ясно, что тела их состоят из нечувствительных частиц, поразительно малых и физически разделимых, …
- «Опыт теории упругости воздуха» (1748)
§ 7. …припомним опыт Роберваля, который держал воздух сильно сжатым в течение 15 лет и в конце концов нашёл упругость его неизменной… Поэтому мы принимаем…, что частицы воздуха — именно те, которые производят упругость, стремясь отойти друг от друга,— лишены всякого физического сложения и организованного строения и, чтобы быть способными переносить такие испытания и производить столь поразительные действия, должны быть крайне прочными и не подверженными каким-либо изменениям; поэтому их по справедливости следует назвать атомами. А так как они физически действуют на вещественные тела, то сами должны иметь протяжение.
§ 8. Что же касается фигуры атомов воздуха, … весма близкая к шарообразной. … Так как, далее, горячий воздух нагревает находящиеся в нём холодные тела, то, значит, атомы его возбуждают в частицах соприкасающихся с ним тел вращательное движение (См. «Размышления о причине теплоты и холода», 1749), которое и производит теплоту. …
- «Теория электричества, изложенная математически» (1756)
Положение
§. Свет распространяется колебательным движением.
Доказательство
Свет не может распространяться поступательным движением (§), следовательно, распространяется либо вращательным, либо колебательным (§). Вращательным движением распространяется и теплота (§); но тем движением, которым распространяется теплота, не распространяется свет (§). Следовательно, свет не распространяется ни поступательным, ни вращательным движением, а потому только колебательным. …
Изъяснение
§. Насколько естественной и насколько согласной с природой является эта причина распространения света, делается вполне очевидным по аналогии: ибо как в воздухе и т. д.
Положение
§. Частицы, составляющие эфир, всегда находятся в соприкосновении с соседними.
Доказательство 1-е
Свет распространяется через огромнейшие пространства в нечувствительный момент времени (явствует из бесчисленных наблюдений и повседневного опыта); колебательное же движение, которым через эфир распространяется свет, не может иначе происходить, как если одна корпускула ударит от другую корпускулу… А величина бесконечно малая, взятая бесконечно большое число раз, даёт осязательное и большое. Поэтому и время распространения света было бы заметным, если бы частицы эфира не были все в соприкосновении; но так как время распространения света на огромные расстояния едва заметно, то, очевидно, частицы эфира должны быть в соприкосновении, что и требовалось доказать.
И не можем ли мы наблюдать аналогию, с тем, что сказано почти через двести лет (по крайней мере, в виде «зыблющегося» движения частицы как субстрата представлений о присущей ей волне), заменив «соприкосновение» — иным эквивалентом общности и взаимодействия?
Таким образом, попытаться приписать… вообще всем частицам, подобно фотонам, двойственную природу, наделить их волновыми и корпускулярными свойствами, связанными между собой квантом действия…
В чём же в основном заключается задача? По существу в установлении определённого соответствия между распространением некоей волны и движением частицы, причём величины, описывающие волну, должны быть связаны с динамическими характеристиками частицы… — Луи де Бройль. Волновая механика — из книги «Революция в физике» (1936)
- «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее» (1756)
Коловратное движение частиц на изъяснение и доказательство всех свойств теплоты достаточно. …
Зажигательное сильное зеркало, покрытое чёрнымм лаком, производит в зажигательной точке свет превеликий, жару — ни мало, ясно показывая, что коловратное движение эфира в чёрной материи утомилось, зыблющееся беспрепятственно осталось. …
В каждые осьм минут совершается распространение света до земли от солнца; следовательно, в двенадцать часов перейдёт от него к оной песчинке эфирной материи осьм тысяч шестьсот сорок миллионов кубичных земных полудиаметров. …
Сие нахожу в нечувствительных первоначальных частицах, все тела составляющих, от премудрого архитектора и всесильного механика устроено и утверждено между непреложными естественными законами. …
Желал бы я для утверждения сей системы все примеры из многочислленных опытов, которые особливо мною учинены в изысканиях разноцветных стёкол к мозаичному художеству. …
- «Рассуждения о твёрдости и жидкости тел» (1760)
Рисунок к статье М. В. Ломоносова «Рассуждение о твёрдости и жидкости тел» (1760)
Зимой 1759/1760 годов И. А. Брауну и М. В. Ломоносову удалось впервые заморозить ртуть, считавшуюся до того времени жидким телом. Русские и многие иностранные научные журналы сообщали об этом. М. В. Ломоносов, на основе своего атомистического учения, предлагает новую модель твёрдого тела, — пытается объяснить причину увеличения его объёма при нагревании и механизм изменения агрегатного состояния. Он полностью повторяет свою формулировку «всеобщего естественного закона», изложенного в письме Л. Эйлеру (5 июля 1748 года). В XX веке эта работа была переведена на немецкий, французский и английский языки. Н. Н. Бекетов пишет по этому поводу: «…Он высказывает такие взгляды, которые и теперь с трудом ещё проникают в умы учёных… Объясняет на основании своей динамической теории теплоты… Этот взгляд и теперь принят уже в сороковых и пятидесятых годах XIX столетия».
§ 13. Отсюда происходит следующее правило: частицы нечувствительные, составляющие тела, чем крупнее, тем крепче союз имеют, чем мльче, тем слабже.. Когда в союзе состоящие частицы — шарички, то пускай будут полудиаметры бо́льших частиц (фиг. 1) AE, CF, AI, CI = a, полудиаметр EB и BF частицы сжимающия материи [равен] r. Притом из самого сложения фигуры явствует, что BI перпендикулярна к AC; следовательно, будет B I = [ ( a + r ) 2 − a 2 ] {\displaystyle {BI}={\sqrt {{[}({a}+{r})^{2}-{a}^{2}{]}}}} . Но как AD, DC, AB, BC равны между собою, будет треугольник ADC = и ~ ABC; для того и BI = DI; следовательно B D = 2 [ ( a + r ) 2 − a 2 ] {\displaystyle {BD}=2{\sqrt {{[}({a}+{r})^{2}-{a}^{2}{]}}}} = диаметру союзного плана частиц A и C. Потом пусть будет p — периферия круга, которого диаметр = 1; то будет самая союзная плоскость = p = [ ( a + r ) 2 − a 2 ] {\displaystyle {p}={\sqrt {{[}({a}+{r})^{2}-{a}^{2}{]}}}} . Наконец, пусть будет полудиаметр меньших частиц, тела составляющих, A и C = a − e и полудиаметр частицы сжимающия материи = r. И понеже прочее тем же образом происходит, как выше сего доказывается, то будет BD = B D = 2 [ ( a − e + r ) 2 − ( a − e ) 2 ] {\displaystyle {BD}=2{\sqrt {{[}({a}-{e}+{r})^{2}-({a}-{e})^{2}{]}}}} = диаметру союзной плоскости меньших частиц, а сама плоскость союзная = p[(a − e + r)² − (a − e)²]; итак, союзная плоскость бо́льших частиц к союзной плоскости меньших будет = p[(a + r)² − a²] к p[(a − e + r)² − (a − e)²] = (a + r)² − a ² к (a − e + r)² − (a − e)² = r + 2 a к r + 2(a − e). Посему союзная плоскость бо́льших частиц будет больше союзной плоскости меньших; следовательно, частицы чем крупнее, тем крепче союз имеют; чем мельче, тем слабже.
§ 14 Итак, из сего заключить нетрудно, коль многие и разныет свойства, в союзе частиц бывающие, по сему правилу истолковать можно, рассуждая разную величину частиц в смешении. Того ради пускай перестанут дивиться и сомневаться испытатели натуры, что все особливые тел качества происходить могут от частиц, одну только круглую фигуру имеющих, а особливо приняв в рассуждение силу совмещения частиц, показанную в Слове о происхождении света и цве́тов. Сверх того, чтобы в пример взяли искусство, которым из круглых ниток, а особливо ежели они разную толщину имеют, бесчисленное и различное множество тканых и плетёных вещей отменными узорами производится по разному их положению.
Источники:
http://www.msu.ru/lomonosov/science/physics.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D0%BF%D1%83%D1%81%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE-%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%9C._%D0%92._%D0%9B%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%B0