Как Александра Глаголева-Аркадьева изобрела электромагнитный излучатель
В учебнике по физике за девятый класс можно найти иллюстрацию — шкалу электромагнитных волн. На ней подряд идут радиоволны (от сверхдлинных к микроволнам), инфракрасное (тепловое) излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, затем рентгеновское и гамма-излучение. Границы между диапазонами условны, непрерывность шкалы — важный аспект физики электромагнитных волн. Но отдельные виды излучения были открыты постепенно, и долгое время в шкале оставались пробелы. Заполнить один из них, между радиоволнами и тепловым излучением, смогла Александра Глаголева-Аркадьева — физик, изобретательница и преподаватель.
«Всюду успеть, все узнать»
В феврале 1884 года в селе Товарково Тульской губернии в семье священника Андрея Глаголева родилась девочка, которую назвали Александрой. Родители дали ей ласковое прозвище «солнышко».
В шесть лет Саша сама научилась читать и писать. Ей нравилось учиться, поэтому она решила подготовиться к поступлению в среднюю школу в Туле. «Помню, как настойчиво я просила своих родителей отвести меня в Тулу на вступительный экзамен раньше, чем они сами предполагали это сделать, — рассказывала впоследствии Глаголева. — Не помню, каковы были мои ответы на экзаменах. Хорошо помню свое торжество: я была принята в среднюю школу к удивлению своей семьи».
Александра училась хорошо, ее любимыми предметами стали математика и физика. После получения диплома Глаголева устроилась учительницей и проработала в сельской школе шесть лет. Она была преподавателем-экспериментатором. Чтобы «внести живую струю в преподавание», ввела дополнительные занятия: занималась с учениками пением и рукоделием. Дети обожали ее. Если в первый год у Александры училось 35 детей, то к концу шестого учиться в ее классы отправили уже 130. Глаголева любила свою работу, но и сама хотела продолжить учиться.
В 1906 году Александра приняла решение ехать в Москву: она мечтала поступить на физико-математический факультет Высших женских курсов. Задача была не из простых. На курсы принимали в первую очередь выпускниц гимназий, а Александра окончила епархиальную школу. Однако Глаголева не сдавалась и с третьего раза поступила.
«Нет слов для описание чувств, пережитых мною при посещении первых лекций, — писала она в дневнике. — Я испытывала чувство благоговения перед профессорами, которые казались мне сверхлюдьми. Необыкновенно сильное впечатление произвела на меня литературная, художественная и политическая жизнь столицы. По-видимому, деревенский житель должен «переболеть» жизнью столицы. Мне казалось, что мне надо всюду успеть, все узнать, чтобы почувствовать себя человеком. И я действительно всюду успевала».
Александре нравилось ходить в музеи и театры, но на первом месте для нее всегда была учеба. Одна из современниц вспоминала, что во время занятий в лабораториях Глаголева работала «весело и сосредоточенно, чувствовалась любовь к своей работе». Казалось, будто «во время работы весь мир для нее исчезал». Так же энергично она занялась помощью раненым, когда в 1914 году началась Первая Мировая война.
Глаголева пошла работать в военный госпиталь в Москве и оперативно организовала там рентгеновский кабинет, который сама и возглавила. Она обратила внимание, что одна из самых сложных проблем, стоявших пред врачами, — определить, где в теле раненого находится пуля или осколок снаряда. В 1916 году ученая придумала особый прибор, рентгеностереометр, который позволял измерить глубину залегания пуль и осколков снарядов в теле человека. Рентгеностереометр использовался не только во время войны, но и после — в гражданской медицине.
До самого конца войны Александра работала в военном госпитале, а также занималась сбором вещей, которые жертвовали для армии, и в конце концов в 1918 году заразилась сыпным тифом. Из-за сильного переутомления болезнь протекала у Александры непросто и дала осложнения на сердце.
«Искренняя преданность науке»
Здоровье Глаголевой было навсегда подорвано, однако после войны она продолжила работать. В 1918 году Александра получила должность ассистента при кафедре физико-математического факультета МГУ. Днем она преподавала и читала публичные лекции в Политехническом музее и в других учреждениях. А затем, несмотря на регулярные недомогания и наряженный график, приходила заниматься собственными исследованиями в лабораторию электромагнетизма им. Дж. Максвелла при Московском университете. Лабораторию возглавлял физик Владимир Аркадьев, за которого Александра вышла замуж в 1919 году.
Замужество не помешало ее научной карьере. «Во всей ее деятельности как ученого-исследователя, как профессора виден был глубокий, искренний интерес к науке, любовь к ней, которые не ослабевали в течение всей ее жизни, — говорил советский физик Абрам Иоффе. — Александра Андреевна втягивала и других в научную работу; она интересовала ею своих слушателей и учеников. Она жила наукой и умела внушить любовь и интерес к науке целой группе своих учеников. Источником ее большой работы была искренняя преданность науке».
Глаголеву-Аркадьеву очень интересовал электромагнетизм. В то время «электромагнитная теория света была еще далеко не ясна», а «самые основания электродинамики подвергались сомнению, оспаривались», вспоминал впоследствии физик Сергей Вавилов. Его коллега Иоффе говорил: «После опытов [Генриха] Герца, которые установили связь электромагнитных волн со светом, заманчивой проблемой для физиков сделалась задача перекрыть промежуток между сравнительно длинными электромагнитными волнами, получаемыми вибраторами, и инфракрасными волнами, получаемые от нагретого и светящегося тела». Под вибраторами здесь подразумеваются вибраторы Герца — антенны для излучения и приема электромагнитных волн.
За эту задачу брались крупнейшие экспериментаторы. По рассказам Иоффе можно понять, насколько она была трудна: «многочисленные исследователи разных стран пытались решить ее в течение почти тридцати лет». В их числе была и Александра.
Главное научное открытие
Она сразу решила, что будет действовать не так, как ее предшественники и коллеги. Известный физик Павел Лебедев, работу которого, по сути, продолжила Александра, конструировал небольшие вибраторы Герца, однако это не помогло ему открыть искомые электромагнитные волны — нужны были совсем миниатюрные антенны, чья длина была бы меньше длины искомой волны. Глаголева-Аркадьева придумала абсолютно новый метод. Изобретательница решила создать не прибор, а среду, в которой короткие волны возникнут естественным путем.
В 1922 году она разработала «массовый излучатель» — источник излучения электромагнитных волн длиной от 5 см до 82 мкм. Роль антенн играли алюминиевые опилки, взвешенные в вязком масле, через которые пропускали электричество. Эта работа принесла Глаголевой-Аркадьевой мировую известность. Открытие завершило построение единой шкалы электромагнитных волн.
«О большом научном значении этой работы спорить не приходится, — сказал позже академик Иоффе. — Это новый метод, совершенно оригинальный и по существу единственно правильный; он представляет собой определенное достижение, которое в истории физики навсегда останется и навсегда закрепит имя Александры Андреевны».
Заслуги Глаголевой-Аркадьевой были признаны в СССР. В 1933 году она заняла должность заведующей межфакультетской кафедры Московского университета общей физики для биологического геолого-почвенного и географического факультетов. В том же году ученая начала работать в НИИ физики МГУ.
«Физику медом намазывает»
В 1935 году Александре Глаголевой-Аркадьевой присудили степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации. После этого ученая организовала собственную научно-исследовательскую лабораторию при кафедре физики II Московского Государственного Медицинского института. Там она продолжила вместе со своими ассистентами изучать электромагнитное излучение.
Наука — не единственное, что интересовало Александру. Несмотря на признание коллег и интерес к исследованиям, она по-прежнему любила преподавать. По словам Сергея Вавилова, «многие физики обязаны ей своим воспитанием, напутствием на исследовательскую работу или на педагогическую деятельность».
С 1927 по 1930 год Глаголева-Аркадьева читала лекции для рабочих. Эти занятия пользовались большой популярностью. Один из них рассказывал: «Физику мы никогда не пропускаем; это самые интересные лекции, интереснее, чем кино». В Московском университете шутили, что Александра «физику медом намазывает», потому что от новых студентов и студенток не было отбоя. Также Глаголева-Аркадьева занималась организацией слетов женщин-ученых в Москве и организовала выставку научных работ коллег женского пола.
Однако с годами здоровье ученой ухудшалось. В 1939 году Александра была вынуждена оставить преподавание, и с этого момента посвятила все свое время исследованиям.
Работа до самого конца
В 1941 году, когда началась Великая Отечественная война, здоровье Глаголевой-Аркадьевой было уже не таким, как во время Первой мировой, но она все равно хотела быть полезной. Ученая придумала, как бороться с обморожением. Ее метод был парадоксальным – Александра предложила использовать энергию ветра. Ей пришла идея вшивать в подошву солдатских сапог проволоку, которая могла нагреваться при взаимодействии с ветром с помощью динамо-машины. Таким образом, чем сильнее дуло, тем теплее было бы бойцам. Однако плохое самочувствие не дало Глаголевой-Аркадьевой довести идею до реализации.
В эвакуации Александра продолжила работать: в военные годы она по-прежнему изучала свойства электромагнитных волн. Она дожила до победы и после возвращения в Москву помогала восстановить лабораторию электромагнетизма им. Максвелла. Однако за годы эвакуации ее здоровье совсем ослабло, и осенью 1945 года Глаголева-Аркадьева умерла. Ее похоронили на Новодевичьем кладбище.
На заседании, посвященном памяти ученой, ее коллега Сергей Вавилов сказал: «Александра Андреевна принадлежала к тому кругу русских женщин-ученых, которые занимают почетное место в науке. По достигнутым ею в науке результатам она по праву занимает место наряду с Ковалевской».