Химия - Корпускулярно-кинетическая теория М. В. Ломоносова - Из трудов М. В. Ломоносова — к разъяснению корпускулярной теории тепла

«Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее, в публичном собрании Императорской Академии наук июля 1 дня 1756 года говоренное Михайлом Ломоносовым. Печатано в Санктпетербурге, при Императорской Академии наук»

• «Элементы математической химии»

Первая по времени попытка учёного согласовать разрабатываемое им корпускулярное 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»

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 мастера 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 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»

§ 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, которое и производит теплоту. ...

• «Теория электричества, изложенная математически»

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; 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, 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 велечины, описывающие волну, должны быть связаны с динамическими характеристиками частицы... — Луи де Бройль. Волновая механика — из книги «Революция в физике»

• «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее»

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»

Рисунок к статье М. В. Ломоносова «Рассуждение о твёрдости и жидкости тел»

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. 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 больших частиц AE, CF, AI, CI = a, полудиаметр EB и BF частицы сжимающия материи r. Притом из самого сложения фигуры явствует, что BI перпендикулярна к AC; следовательно, будет . Но как AD, DC, AB, BC равны между собою, будет треугольник ADC = и ~ ABC; для того и BI = DI; следовательно = диаметру союзного плана частиц A и C. Потом пусть будет p — переферия круга, которого диаметр = 1; то будет самая союзная плоскость = . 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 = = диаметру союзной плоскости меньших частиц, а сама плоскость союзная = p; итак, союзная плоскость больших частиц к союзной плоскости меньших будет = p к p =² − a ² к² −² = r + 2 a к r + 2. Посему союзная плоскость больших 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 цветов. Сверх того, чтобы в пример взяли искусство, которым из круглых ниток, а особлтво ежели они разную толщину имеют, бесчисленное и различное множество тканых ии плетёных вещей отменными узорами производиться по разному их положению.