1884/85 учебный год был отмечен тем, что 18 марта 1885 г. В. П. Верховский, которому столь многим было обязано возглавляемое им учебное заведение, высочайшим приказом по флоту был назначен командиром броненосца «Петр Великий» (это было повышение по службе). Руководство подготовкой минных офицеров и минеров возложили на капитана 2-го ранга А. В. Федорова. Позднее место заведующего Минным офицерским классом занимали выпускники этого учебного заведения К. М. Тикоцкий (с 1 января 1889 г.), А. А. Вирениус (с 28 марта 1893 г.), В. Ф. Васильев (с 6 декабря 1895 г.), Н. Д. Дабич (с 6 декабря 1898 г.). Произошли изменения и в преподавательском составе. 1 сентября 1884 г. на должность ассистента к И. М. Чельцову был приглашен кандидат Петербургского университета С. С. Колотое. Оставили класс лейтенанты Э. Н. Щенснович и В. Д. Калугин. Их курсы было поручено читать лейтенанту П. Ф. Гаврилову. Перед началом учебного года заболел А. С. Степанов. Его предмет пришлось читать А. С. Попову. Серьезное испытание для молодого преподавателя. К тому же с этого учебного года обучение в классе стало двухгодичным. Потребовалась переработка программ по всем дисциплинам.
Но трудности только закаляли характер ученого. Когда Александр Степанович рассказывал о законах физики, объяснял действие электрической машины, телеграфа и телефона, стеснение само собой пропадало, каждое слово звучало точно и доходчиво, подкреплялось демонстрацией нужного опыта. Будущие минные офицеры и не подозревали о том, что за услышанным и увиденным на лекции были долгие часы тщательной и упорной подготовки.
Несмотря на напряженное расписание (занятия в классе начинались в 9 часов утра и заканчивались нередко в 8 часов вечера), с первых лет существования этого учебного заведения в нем сложилась традиция регулярного проведения общих собраний минных и других офицеров. О дате и повестке дня заблаговременно делалось объявление в Кронштадтском порту. С ним могли ознакомиться не только минные офицеры, но и весь личный состав флота. В назначенный час в самую большую аудиторию Минного офицерского класса стекалась многочисленная публика. Все знали, что здесь неинтересных выступлений не бывает.
Первые сообщения были прочитаны в пятницу 10 декабря 1876 г. Штабс-капитан Трумберг рассказывал о новом образце замыкательного прибора для мин Гарвея. Об изготовлении пробного элемента Вольта сообщил лейтенант Муравьев. Были в тот день и другие выступления. В эту же зиму, подавая пример своим подчиненным, сам заведующий классом В. П. Верховский сделал несколько докладов: «О быстроходных минных шлюпках и о действии их против броненосных судов», «Об издании курсов Минного офицерского класса и брошюрах», «О судовых решетчатых щитах (кринолинах) для защиты от мин».
Не раз в стенах Минного офицерского класса делился со слушателями своим богатым опытом легендарный флотоводец С. О. Макаров. В одном только 1877–78 учебном году он сделал три сообщения: «Минные атаки в Сухуме и в Батуме», «О подъеме минных паровых катеров в полном вооружении», «О действии минами Уайтхеда».
Регулярно рассказывал о новинках в электротехнике Е. П. Тверитинов. Только в 1883/84 учебном году им было сделано четыре сообщения – «Об электрической иллюминации Московского Кремля во время коронационных торжеств», «О размещении ламп накаливания для определения разности потенциалов крайних ламп. Демонстрирование миниатюрного аккумулятора (1/3 кубического фута), накаливавшего две 10-свечевые лампочки. О возможности применения электричества в самодвижущихся минах и о мине Лобачевского», «О сухой батарее в 120 вторичных элементов вроде Вольтова столба», «О динамо-электрических машинах системы Компаунд». Сообщения Евгения Павловича сопровождались подробными расчетами, содержали оригинальные конструктивные идеи.
Доклады старших товарищей не только обогащали молодого физика знаниями, они побуждали к самостоятельному научному творчеству.
Первое выступление А. С. Попова на собрании минных и других офицеров состоялось в 1886/87 учебном году. Он рассказал о только что приобретенных классом новых для того времени электроизмерительных приборах и продемонстрировал их в действии. Собравшиеся увидели амперметр для сильных токов конструкции Томсона, пружинные амперметры и вольтметры Айртона и Перри, вольтметры Томсона и Кардью, в основе работы которых лежало удлинение платиновой проволоки под действием проходящего по ней тока, элементы Скриванова.
Много времени отнимали лекции и лабораторные работы. Но и после их окончания Александр Степанович еще подолгу задерживался в физическом кабинете для самостоятельных исследований. Случались и вечера отдыха. Тогда в гостеприимной квартире Поповых собирались друзья. Наиболее частыми гостями были Ф. Я. Капустин, С. С. Колотое, Н. Н. Георгиевский (с 1889 по 1894 г. он был ассистентом А. С. Попова и А. С. Степанова), позднее П. Н. Рыбкин. Иногда заходили на приветливый огонек А. С. Степанов, И. М. Чельцов, Е. П. Тверитинов. Случалось, приезжал из Петербурга Г. А. Любославский. Особенно оживленно и весело бывало в дни приезда П. И. Ижевского, мужа сестры А. С. Попова Анны. Павел Иванович был видным специалистом в области электротерапии. Он имел на Литейном проспекте богато обставленный ценной аппаратурой кабинет, в котором вел обширную практику. В этот день приглашались кронштадтские и петербургские друзья, сестра Августа. Вероятно, здесь, на квартире брата, она познакомилась со своим будущим мужем, Ф. Я. Капустиным. Они поженились в 1889 г. и уехали в далекий Томск, где в местном университете Федор Яковлевич получил место профессора.
Как истинный сибиряк (в то время вся местность к востоку от Уральского хребта считалась Сибирью), А. С. Попов очень любил пельмени, в доме ученого царил их культ. Все гости торжественно усаживались за большой обеденный стол. Перед каждым на подносе лежали тоненькие кусочки теста, а в фарфоровом блюде – розовый фарш. И вот начиналось священнодействие – костяными палочками набирали мясо, клали его в тесто и лепили крошечные пельмени, затем хозяйка относила их на кухню… И вот открывается дверь, в столовую входит Раиса Алексеевна с большим блюдом, доверху наполненным дымящимися пельменями.
После обеда идут оживленные разговоры – так много друг другу хочется рассказать. Но вот кто-то просит С. С. Колотова сыграть. Голоса смолкают. Сергей Сильвестрович садится за пианино. В полной тишине звучат вальс Глинки, полонез Шопена, музыка из балета Чайковского «Спящая красавица» – любимые произведения хозяина квартиры. Потом Александр Степанович просит Н. Н. Георгиевского сыграть арию Баяна из оперы «Руслан и Людмила».
Неумолимая часовая стрелка приближается к половине двенадцатого. Пора прощаться. Завтра напряженный трудовой день.
Красноярская экспедиция
7 августа 1887 г. над территорией России ожидалось полное солнечное затмение. Ученые тщательно готовились к наблюдению редкого астрономического явления. Уже в декабре 1885 г. при Русском физико-химическом обществе была создана специальная комиссия во главе с профессором Н. Г. Егоровым. В ее работе приняли участие многие преподаватели Петербургского университета (И. И. Боргман, А. И. Воейков, Н. А. Гезехус, С. П. Глазенап, В. В. Лермантов, Ф. Ф. Петрушевский, Н. П. Слуги-нов, О. Д. Хвольсон) и наиболее способные его выпускники, товарищи А. С. Попова (Ф. Я. Капустин, Г. А. Любославский, А. И. Садовский, О. Э. Страус, Н. Н. Хамонтов).
Солнечные затмения с давних времен интересовали ученых. Все новейшие достижения науки использовались во время наблюдения этого астрономического явления.
На рубеже 50–60-х годов XIX в. немецким химиком Робертом Бунзеном и его соотечественником физиком Густавом Кирхгофом был разработан новый метод научного исследования – спектральный анализ. Он позволял на основе изучения оптических спектров веществ делать выводы об их количественном и качественном составе. Уже в 1861 г. Кирхгоф, используя спектральный анализ, обнаружил в хромосфере (слой солнечной атмосферы, наблюдаемый во время затмения в виде красной каймы вокруг солнца) ряд химических элементов.
Для характеристики любого оптического излучения (в том числе и солнечного) используется ряд фотометрических величин – световой поток, световая энергия, сила света, яркость и т. д. К свойствам оптического излучения относятся степень его поляризации и оптическая активность. Для получения необходимой информации об излучении исследователи используют специальные приборы – фотометры различных типов.
Одной из задач, планировавшихся в 1887 г. наблюдений, было получение ответа на вопрос: чем же является солнечная корона? В то время была достаточно распространенной точка зрения: она представляет собой всего лишь оптическое явление. Опровергнуть или подтвердить такое мнение могли помочь изображения солнечной короны, сделанные в различных пунктах наблюдения. Поэтому походные обсерватории было решено разместить по всей обширной территории Российской империи: от ее восточных границ – на берегу Японского моря до западных – в районе Вильны (ныне Вильнюс).
Одним из пунктов наблюдения был выбран Красноярск. Здесь продолжительность полной фазы затмения ожидалась достаточно большой – около 4 минут, причем в наиболее удобное для наблюдения время суток – около полудня. Но выбранное место имело и свои неудобства – большая удаленность от столицы, отсутствие прямого железнодорожного сообщения с ней (значительную часть пути нужно было преодолеть по разбитым проселочным дорогам). Поэтому в состав экспедиции вошли молодые люди (самому старшему едва исполнился 31 год). Это были физики, группировавшиеся вокруг физического кабинета Петербургского университета, – Ф. Я. Капустин, Г. А. Любославский, А. С. Попов, А. И. Садовский, Н. Н. Хамонтов, а также студенты университета А. В. Вульф, А. И. Смирнов, М. А. Шателен и ученик Н. Г. Егорова, воспитанник Военно-медицинской академии А. Ф. Климович.
Сразу же, как только определился состав красноярской экспедиции, были распределены обязанности между ее членами. А. С. Попову поручили подготовку к фотометрическому изучению солнечной короны. Техника таких измерений в то время была еще слабо развита. Применялись только визуальные способы. Наиболее распространенным фотометрическим приспособлением был экран Бунзена с масляным пятном. С его помощью можно было, имея два известных источника излучения, определить силу света третьего, неизвестного источника. А. С. Попов для своих целей разработал оригинальный метод исследования, сконструировав специальный фотометр. В его основу был положен также экран Бунзена, но не с одним пятном, а с рядом пятен, расположенных по радиусам, расходящимся из одного центра. При помощи этого прибора можно было судить о распределении света в короне и вокруг центра солнца.