ВАВИЛОВ Сергей Иванович (12 (24) марта 1891, Москва - 25 января 1951, там же), российский физик, государственный и общественный деятель, один из основателей российской научной школы физической оптики и основоположник исследований люминесценции и нелинейной оптики в СССР. Академик АН СССР (1932; чл.-корр 1931), президент АН СССР (1945-1951). Брат Н. И. Вавилова.Под руководством Вавилова открыто излучение Вавилова-Черенкова. Автор трудов по философии естествознания и истории науки. Организатор и первый директор физического института им. П. Н. Лебедева РАН (1932-1951), научный руководитель Государственного оптического института (1932-1945). Первый председатель общества "Знание" (1947-1951), главный редактор БСЭ (1947-1951), депутат Верховного Совета РСФСР (1938-1947), Верховного Совета СССР (1946-1951); Государственная премия СССР (1943, 1946, 1951, 1952 - посмертно).
Семья. Годы учения
Отец, Иван Ильич Вавилов и благодаря незаурядным способностям стал крупным коммерсантом. В 1918 эмигрировал в Болгарию, в 1928 с помощью старшего сына Николая вернулся в Россию, и в том же году умер.
Мать, Александра Михайловна, урожденная Постникова, была дочерью художника, резчика по дереву и гравера, работавшего на Прохоровской мануфактуре.
Детство С. И. Вавилова прошло в Москве. В 1901-1909 он учился в Московском коммерческом училище. В училище большое внимание уделялось изучению естественных наук и иностранным языкам и были хорошие преподаватели. Они способствовали пробуждению у Вавилова интереса к природе и естественным наукам, особенно к физике и химии. С 15 лет Сергей Вавилов собирал книги по физике и проводил физические и химические опыты.
В 1909 он поступил на физико-математический факультет Московского университета.
Начало научной деятельности
Еще студентом 2-го курса Московского университета Вавилов в лаборатории профессоров П. Н. Лебедева и П. П. Лазарева начал вести исследования, посвященные фотометрии разноцветных источников и тепловому выцветанию красок. После блестящего окончания университета (1914) ему предложили работать в университете на кафедре физики для подготовки к профессорской деятельности, но он отклонил это предложение в знак протеста против реакционных действий министра просвещения Кассо. В том же году Вавилов был призван в армию и через месяц направлен на фронт Первой мировой войны. Он находился четыре года в действующей армии: сначала в саперных войсках, затем в радиороте и радиодивизионе, неоднократно принимал участие в боевых операциях. На фронте он руководил радиолабораторией и в тяжелых фронтовых условиях сделал в ней теоретическую и экспериментальную работу "Частота колебаний нагруженной антены", опубликованную в 1919. Вавилов также предложил новый метод радиопеленгации.
Исследования в области физической оптики
Сразу после возвращения с фронта в 1918 Вавилов начал в институте физики и биофизики эксперименты в области принципиальных вопросов оптики - поглощения и испускания света элементарными молекулярными системами. В этих работах он впервые исследовал границу применения закона поглощения света Бугера, который для тонкого слоя вещества устанавливает пропорциональность между энергией падающего на слой света и энергией, им поглощаемой. Он показал, что этот закон применим в диапазоне плотностей падающего света, различающихся на 19 порядков.
В 1926 Вавилов в работе совместно с В. Л. Левшиным впервые наблюдал отступление от закона Бугера - уменьшение поглощения света в урановом стекле при очень больших для того времени интенсивностях света (свет от конденсированной искры).
Позднее, в 1950 в книге "Микроструктура света" Вавилов, анализируя указанный эксперимент, впервые ввел термин "нелинейная оптика" для описания физических явлений при больших интенсивностях света, при которых нарушается принцип суперпозиции, согласно которому результирующий эффект от нескольких одновременных независимых воздействий есть сумма результатов, вызванных каждым воздействием в отдельности. Последующее развитие нелинейной оптики, связанное с созданием лазеров, не только подтвердило общие соображения Вавилова в многообразии возможных нелинейных эффектов в оптике, но и привело к обнаружению предсказанных им конкретных явлений. Поэтому Вавилов признан пионером исследований в области нелинейной оптики.
Вавиловым и его сотрудниками были также осуществлены экспериментальные исследования квантовых флуктуаций света, разработанным под его руководством визуальным методом измерения предельно малых интенсивностей света.
Исследования по люминесценции
Вавиловым были изучены основные закономерности фотолюминесценции.
Исследования фотолюминесценции Вавилов начал в начале 1920-х годов. Они составляли основную область его научных интересов до конца жизни.
Вавилов впервые установил, что энергетический выход люминесценции, т. е. эффективность превращения поглощенной световой энергии в свет люминесценции, может достигать 80 процентов для люминесцирующих растворов. Ему принадлежит также установление зависимости квантового выхода фотолюминесценции (отношения числа излучаемых квантов к числу поглощенных) от длины волны возбуждающего света (закон Вавилова).
Вавилов дал полное определение явления люминесценции, введя критерий длительности излучения, что позволило отделить ее от явлений, не связанных с возбужденым состоянием молекул.
Он исследовал также поляризацию света люминесценции, что позволило изучать природу элементарных излучателей (молекул раствора), так как оказалось, что зависимость степени поляризации от длины волны возбуждающего света зависит от электромагнитных свойств молекулярных систем, поглощающих и излучающих свет. В исследованиях фотолюминесценции Вавилов успешно сочетал эксперимент с теоретическим анализом. Им была развита общая теория свечения растворов.
Вавиловым, его сотрудниками и учениками осуществлено практическое применение люминесценции: люминесцентный анализ, люминесцентная микроскопия, создание экономичных люминесцентных источников света, экранов и другие применения.
Открытие излучения Вавилова-Черенкова
Излучение Вавилова-Черенкова было обнаружено в 1934 году аспирантом Вавилова - П. А. Черенковым при выполнении экспериментов по исследованию люминесценции люминесцирующих растворов под действием гамма-лучей радия. В процессе работы Черенковым было замечено слабое голубое свечение чистых жидкостей (растворителей). Исследование им этого явления с помощью разработанного Вавиловым метода визуальной фотометрии слабых свечений, на уровне порога зрения привело Вавилова к выводу, что обнаруженное явление не есть люминесценция, ибо не удовлетворяет критерию длительности. Этот вывод был основан на разработанных им строгих критериях различения люминесценции от других видов излучений. Для понимания природы обнаруженного свечения чистых жидкостей важнейшее значение имело правильное предположение Вавилова о том, что эффект вызван не непосредственно гамма-лучами, а электронами, возникающими при их рассеянии. Как показало теоретическое исследование, выполненное в ФИАН И. Е. Таммом и И. М. Франком в 1937 году, давшим полную теорию свечения, обнаруженного в опытах Черенкова и Вавилова, оно возникает в прозрачных веществах при условии, когда скорость заряженной частицы в среде превышает фазовую скорость света.
За открытие и объяснение эффекта Черенков, Франк и Тамм были удостоены Нобелевской премии по физике в 1958. Ранее, в 1946, Вавилов, Черенков, Тамм и Франк получили за это открытие Сталинскую премию.
В Нобелевской лекции при вручении премии И. Е. Тамм сказал: "... Мы в Советском Союзе называем это излучение "излучением Вавилова-Черенкова", а не просто "черенковским излучением", чтобы подчеркнуть определяющую роль покойного С. И. Вавилова в открытии этого излучения". В настоящее время излучение Вавилова-Черенкова нашло очень широкое применение в экспериментах в области физики элементарных частиц и космических лучей. Без черенковских счетчиков не обходится практически ни одно исследование в этой области.
