Рихман Георг Вильгельм
Date of Birth:
1711, 11 июля
Place of Birth:
Пернов (Пярну)
Date of death:
1753, 26 июля
Activities
- physics
Curriculum Vitae +
Рихман Георг Вильгельм – известный физик XVIII века, профессор Петербургской Академии наук (он был первым отечественным ученым, удостоенным этого звания).
Основные работы относятся к теплофизике и электричеству.
Родился Рихман 11 июля 1711 года в Пернове (в 1711 году Пернов уже почти год входил в состав России, позднее – г. Пярну). К моменту рождения Георга его отец, рентмейстер Вильгельм Рихман, скончался от свирепствовавшей в те годы чумы. Его мать, Анна Маргарет Мейер, вскоре вышла замуж повторно и с новым мужем и сыном в 1715 году вернулась в свой фамильный дом в Дерпт (позднее - Тарту). По-видимому, благодаря родственным связям отчима, в 1725-1729 годах Георг учился в привилегированной Ревельской гимназии. Из гимназии он вышел с хорошим знанием латинского языка (на латинском велось преподавание) и античной литературы. Позднее свои научные труды Рихман писал преимущественно на латинском. После окончания гимназии для получения дальнейшего образования Георг едет в немецкий город Галле. Он поступает на теологический факультет Гальского университета с целью получить право преподавания. После первого года учения переезжает в Йену – столицу Саксен-Йена (ныне Германия). 30 октября 1730 года был зачислен в Йенский университет, где физику преподавал Георг Эрхард Гамбергер (известен своими работами по испарению жидкостей). Известно, что выпускником университета Рихман так и не стал. Из косвенных данных Рихман приехал в Петербург не ранее 1732 года. В Петербурге он поселился в громадном доме видного политического деятеля графа А.И. Остермана, входившего в ближайшее окружение Петра I, став домашним учителем его детей. Иван Остерман впоследствии стал вице-канцлером, Федор Остерман – московским генерал-губернатором. Дочь Анна вышла замуж за М.А. Толстого, и их внуку (в будущем знаменитому герою войны 1812 г.), А.И. Толстому, в 1796 году бездетные Иван и Федор передали титул графа. В 1742 году, после вступления на престол Елизаветы Петровны, А.И. Остерман был сослан в Березов, где в 1747 году скончался. В 1735 году Рихман был зачислен в Академию наук студентом «содержащимся на жаловании» по классу физики (в современном представлении что-то вроде аспиранта). С 1733 года Кафедру теоретической и экспериментальной физики в Академии занимал Георг Вольфганг Крафт. Он также являлся директором Физического кабинета и активно занимался его развитием. Именно при Г.В. Крафте Физический кабинет становится одним из лучших в Европе. С 1735 года профессору Крафту в Физическом кабинете активно помогает Рихман. С сентября 1736 года студенту Рихману в виде исключения разрешено посещать заседания Конференции. С 1738 года он активно печатается в научно-популярном журнале «Примечания на ведомости». 15 апреля 1740 года Рихман назначен адъюнктом Академии наук, а с 1 января 1741 года он является экстраординарным профессором физики. В марте 1744 года Крафт уволился из Академии, и Рихман остался единственным профессором физики. С июля 1744 его назначают заведовать Физическим кабинетом. Рихман как экспериментатор широко использовал возможности Кабинета, активно занимался пополнением Кабинета вновь изобретенными приборами, многие из приборов были сделаны по его собственным проектам. Однако в 1747 году в Кунсткамере был сильный пожар, во время которого были разрушены башня, астрономическая обсерватория, помещение Физического кабинета. Во время пожара очень много приборов погибло. После отъезда Эйлера Рихман преподает также и математику (с июля 1748). В апреле 1744 года Рихман едет в Дерпт для свидания со своим тяжело больным отчимом. В этот приезд в Дерпт он познакомился с Анной Елизаветой Гинце - своей будущей женой. К моменту трагической смерти ученого в 1753 году у них уже было трое детей – два мальчика (Вильгельм и Фридрих) и девочка.
С начала 1740-х гг. Рихман активно занимается изучением испарения жидкостей. Для этих исследований им были изобретены два оригинальных измерительных прибора (1744 г. – ранний вариант эвапарометра, 1748 г. - атмометр). Он экспериментально подтверждает и пытается дать объяснение явлению, описанному ранее Э. Галлеем и Г.В. Крафтом: «... вода, находящаяся в глубоких сосудах, испаряется больше, чем в мелких, сделанных из того же вещества ...». В 1747-1748 годах пытается найти обобщенный закон испарения и находит примерную эмпирическую зависимость. В работе «Попытка объяснить парадоксальное явление, заключающееся в том, что ртуть термометра, вынутого из воды, в воздухе более теплом, чем вода, опускается и показывает температуру более низкую, нежели температура окружающего воздуха» впервые описывает эффект мокрого термометра (психрометрическая разница температур). Для объяснения охлаждения Рихман привлекает представление об «охлаждающей материи».
В 1750 году в первом томе «Новых комментариев» были опубликованы два трактата Рихмана по калориметрии: «Размышления о количестве теплоты, которое должно получаться при смешивании жидкостей, имеющих определенные градусы теплоты» (представлен в Академию 19 октября 1744 года) и «Экспериментальное подтверждение формулы для определения того, насколько градус теплоты, получаемой при смешивании двух водяных масс различной температуры, превосходит градус теплоты, получаемой при смешивании снега с нашатырем» (представлен 8 декабря 1746 года). В этих трактатах была установлена зависимость для определения температуры смеси различных количеств однородной жидкости, имеющих неодинаковую температуру (формула Рихмана).Однако, самой важной работой Рихмана по калориметрии считается трактат «Изыскание и открытие закона, согласно которому теплота жидкости, заключающейся в сосуде, возрастает или убывает за определенный промежуток времени при постоянной температуре воздуха, а также вывод отсюда правила для построения термометров, в совершенстве согласованных друг с другом» (представлен в Академию в 1747, опубликован в 1750). Рихман в этом трактате формулирует (для ограниченного интервала температур) закон охлаждения/нагрева тел: «...убыли теплоты, наблюдаемые в течение равных небольших промежутков времени, ... прямо пропорциональны поверхностям масс и разности между температурой воздуха и охлаждаемых масс и вместе с тем обратно пропорциональны охлаждаемым массам». В 1750-1751 годах Рихман докладывает на Конференциях результаты своих обширных исследований по «возрастанию и убыванию теплоты» в жидкостях и твердых телах (опубликовано соответственно в 1753 и 1756 годах). В этих исследованиях веществ на их способность нагреваться/охлаждаться он вплотную подошел к понятию теплоемкости. (Понятие теплоемкости было введено Дж. Блэком в 1770 году, независимо в 1772 году И.К. Вильке ввел понятие удельной теплоемкости.)
Следует отметить изменение взглядов Рихмана на природу теплоты. Если в течение многих лет он придерживался вещественной теории теплоты, то незадолго до смерти он писал: «Нет сомнения, что теплота заключается в определенном движении определенных телесных частиц; чем быстрее это движение, тем больше должна быть теплота». Безусловно, в создании теории теплоты работы Рихмана сыграли огромную роль. Ссылки на его работы есть в лекциях Дж. Блэка, в работе «Исследование по измерению температур и о законах передачи тепла» П. Дюлонга и А. Пти. Много позднее в знаменитом «Курсе физики» О.Д. Хвольсон писал: «Наиболее важным из всех способов определения теплоемкости следует признать способ смешения ... Этим способом впервые воспользовался Рихман ...».
С 1744 года Рихман со всей присущей ему обстоятельностью начинает готовиться к электрическим исследованиям. Он подготавливает экспериментальную базу, изучает многочисленные публикации. В 1751 году в 14 томе «Комментариев» была опубликована работа Рихмана «Новые опыты с электричеством, порождаемым в телах» (представлена в Академию в 1746 г.). Это была первая в России публикация по электричеству. В этой работе был описан первый в мире электроизмерительный прибор «указатель электричества». Прибор был далек от совершенства, но давал возможность перейти от качественных исследований к количественным. В дальнейшем Рихман его видоизменил, соединив с лейденской банкой. Он проводит опыты по электризации животных и самоэлектризации, исследует истечение электричества с острых углов наэлектризованных тел, исследует проводимость материалов.
С лета 1752 года Рихман также занимается исследованием атмосферного электричества. Он ставит опыты с молниеприемниками, подтверждает необходимость заземления молниеприемников с целью защиты от «громовой материи», исследует влияние формы острия молниеотвода. Он предполагал использовать незаземленные молниепремники не только для исследования атмосферного электричества, но также как мощные источники электричества, прекрасно отдавая себе отчет в опасности таких экспериментов. Он написал за несколько месяцев до смерти: «Очевидно, что в нынешнее время и физикам предоставляется возможность проявить своего рода отвагу и смелость в рискованном деле. Вот почему, поскольку моя обязанность в меру сил заниматься физическими исследованиями, ничто меня ни отвращало от наблюдений подобного рода». В начале июля 1752 года Рихман установил на крыше своего дома металлический шест и соединил его железной проволокой (без соприкосновения с проводниками тока) с электрометром («указателем электричества»). Это была первая в мире попытка измерений атмосферного электричества. Подобную «громовую машину» установил у себя дома и М. Ломоносов. С июня 1752 года Рихман сделал восемь сообщений по атмосферному электричеству на заседаниях Конференции и написал несколько научных работ на эту тему, но они не были опубликованы в то время. Фундаментальная работа Рихмана «Рассуждение об указателе электричества и о пользовании им при исследовании явлений искусственного и естественного электричества» была опубликована только в 1758 году на латинском языке (это была вторая опубликованная работа Рихмана по электричеству).
26 июля 1753 года собиралась гроза и после заседания в Академии наук Рихман и Ломоносов поспешили по домам к своим «громовым машинам». Рихмана сопровождал академический художник и гравер И.А. Соколов. (Предполагалось выступление Рихмана на Публичной ассамблее, и художник должен был получить представление об опытах по атмосферному электричеству для последующего их изображения.) Соколов и стал свидетелем смерти Георга Вильгельма Рихмана от шаровой молнии. С его слов врач Х.Г. Кратценштейн записал в рапорте от 28 июля, что Рихмана поразил «светловатый огненный ком» (авторизованный перевод рапорта с немецкого осуществил в XVIII веке В. Лебедев). «Санкт-Петербургские ведомости» писали: «... без всякого прикосновения от железного прута пошел бледносиневатый огненный клуб с добрый кулак величиною ко лбу г-на профессора ...» (№ 62, 3 августа 1753г.). К сожалению, прижизненных портретов ученого не сохранилось. Единственным портретом Георга Вильгельма Рихмана является гравюра 1760-х годов, исполненная Иваном Штенглиным и Емельяном Федосеевым.
Труды Г.В. Рихмана в БЕН РАН:
1) Труды по физике. – М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1956. – 1 л. портр., 711 с.: ил.
Литературные источники:
1) Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с древнейших времен до конца XVIII века. – М.: Наука, 1974. – 351 с.: ил.
2) Геккер И.Р., Стародуб А.Н., Фридман С.А. От Физического кабинета Императорской Академии наук и художеств в Санкт-Петербурге до Физической лаборатории Академии наук в Петрограде. (К истории Физического института имени П.Н. Лебедева АН СССР). – М., 1985. – 46 с.: ил., портр.
3) Лищевский В.П. «Российскому государству пользу учинил ...» // Вестник Российской Академии наук. – М., 1994. - Т. 64, № 11. – С. 1023-1032.
4) Кравец, Т.П., Радовский М.И. К 200-летию со дня смерти академика Г.В. Рихмана // Успехи физических наук. – М.: Ред. журн. «Успехи физич. наук», 1953. - Т. 51, вып. 2. – С. 288-299.
5) Томилин А.Н. Мир электричества. – М.: Дрофа, 2007. – 302, [2] с.: ил.
6) Цверава Г.К. Георг Вильгельм Рихман (1711-1753). – Л.: Наука, 1977. – 159 с.
Publications 10+
- De argento vivo calorem celerius recipiente et celerius perdente, quam multa fluida leviora, experimenta et cogitationes = [Рассуждения и опыты о ртути, скорее теплоту принимающей и скорее теряющей, нежели многие жидкие тела, которые ее легче (перевод 1753 года в "Содержании ученых рассуждений Императорской академии наук")] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1753. - Т. 3 (1750-1751). - P. 309-339 + Tab. 6, Fig. 1.
- De insigni paradoxo physico, aere scilicet in 1837 voluminis partem aqua gelascente reducto, et de computatione vis, quam aqua gelascens et sese in volumen mai s expandens in sphaera cava ferrea, bomba dicta, ad eam disrumpendam impendit, cogitationes = [Соображения об изумительном физическом парадоксе, а именно о воздухе, сжатом до 1/1837 своего объема при помощи замерзающей воды, и о вычислении силы, с какой вода, замерзая и расширяя свой объем в полом железном шаре, называемом бомбою, его разрывает] / G.W. Richmanni // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 276-283.
- De perficiendis mappis geographicis, imprimis universalibus per idoneas scalas metiendis distantiis inservientes = Об усовершенствовании географических карт, особенно универсальных, с помощью удобных шкал, служащих для измерения расстояний / Auctore G.W. Richmann // Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. – Petropoli, 1751. – T. 13 (1741–1743). - P. 300–311 + tab. X–XI.
- De quantitate caloris quae post miscelam fluidorum, certo gradu calidorum, oriri debet, cogitationes = [Размышления о количестве теплоты, которое должно получаться при смешивании жидкостей, имеющих определенные градусы теплоты] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 152-167 : tab.
- De ratione calorum et ratione densitatis radiorum directorum ad densitatem per lentem refractorum definienda cogitationes = [Рассуждения об определении пропорции теплоты и пропорции густости прямых лучей, к густости в стекле преломленных (перевод 1753 года, помещенный в "Содержании ученых рассуждений Императорской академии наук")] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1753. - Т. 3 (1750-1751). - P. 340-362 + Tab. 6 (F. 2-3), Tab. 7 (F. 1).
- Formulae pro gradu excessus caloris supra gradum caloris mixti ex nive et sale ammoniaco post miscelam duarum massarum aquearum diverso gradu calidarum confirmatio per experimenta = [Экспериментальное подтверждение формулы для определения того, насколько градус теплоты, получаемой при смешивании двух водяных масс различной температуры, превосходит градус теплоты, получаемой при смешивании снега с нашатырем] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 168-173.
- Inquisitio in legem, secundum quam calor fluidi in vase contenti, certo temporis intervallo, in temperie aeris constanter eadem decrescit vel crescit, et detectio eius, simulque thermometrorum perfecte concordantium construendi ratio hinc deducta = [Изыскание и открытие закона, согласно которому теплота жидкости, заключающейся в сосуде, возрастает или убывает за определенный промежуток времени при постоянной температуре воздуха, а также вывод отсюда правила для построения термометров, в совершенстве согласованных друг с другом] / auct. G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 174-197 : табл.
- Tentamen explicandi Phaenomenon paradoxon scil. thermometro mercuriali ex aqua extracto mercurium in aere, aqua calidiori, descendere et ostendere temperiem minus calidam, ac aeris ambientis est = [Попытка объяснить парадоксальное явление, заключающееся в том, что ртуть термометра, вынутого из воды, в воздухе более теплом, чем вода, опускается и показывает температуру более низкую, нежели температура окружающего воздуха] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 284-290.
- Tentamen legem evaporationis aquae calidae in aere frigidiori constantis temperiei definiendi = [Приступ к определению порядка, по которому делается исхождение паров из теплой воды в постоянном холодном воздухе] / auctore G.W. Richmann // Novi Commentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae. - Petropolis, 1750. - T. 1 (1747-1748). - P. 198-205 : tab.
- Рихман, Г. Труды по физике / Г.-В. Рихман ; подгот. текста, вступ. ст. и примеч. и ред. А.А. Елисеева, В.П. Зубова, А.М. Мурзина ; ред. тома А.Т. Григорьян ; АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники - М. : Изд-во АН СССР, 1956. - 711, [2] с., 1 л. портр.