История кафедры физики

Своё начало кафедра физики Московского Государственного Технического Университета (МГТУ) им.Н.Э.Баумана отсчитывает с 1832г., когда при Ремесленном учебном заведении (РУЗ) Московского Воспитательного Дома был создан физический кабинет. Первые 24 воспитанника были переведены из Воспитательного Дома в РУЗ 29 сентября 1832г., к концу 1832г. в основном приготовительном классе РУЗ' а уже насчитывалось 114, а в 1840 году - уже 300 учеников. Кроме русской грамматики, арифметики, чистописания и др. им читался курс элементарной физики. Для пояснения читаемого материала лекции по физике сопровождались простейшими демонстрациями, поставленными в физическом кабинете. Лекции учащимся читал профессор физики и чистой химии кандидат Императорского Московского университета П.В.Федоров. В 1844г. его заменил учитель физики и химии А.П.Иванов, который преподавал физику до 1857г.

В первые годы своего существования оснащенность физического кабинета была очень бедная, в основном это были рисунки и чертежи. Но, постепенно, за счет отпускаемых дирекцией РУЗ средств (150 - 200 руб. ежегодно - а это огромные по тому времени деньги), физкабинет пополнялся приборами, инструментами, чертежами. Так, в 1837г. в физкабинете уже насчитывалось 53 прибора, а в 1841г. - 71 прибор, что позволяло проводить демонстрации по акустике, теплоте, электричеству и магнетизму.

Значительное развитие физкабинет получил с приходом в РУЗ в 1858г. профессора Московского университета Н.А.Любимова. Благодаря его заказу у парижских мастеров в физкабинете появилось большое число новейших приборов. К концу 50-х годов Х1Х столетия учебное заведение по существу представляло высшую техническую школу с двумя отделениями: химическим и механическим.

Учитывая техническую направленность РУЗ, профессор Н.А.Любимов предложил новый учебный план по физике, в соответствии с которым преподавание физики начиналось во втором мастерском классе и заканчивалось в специальных классах. Курс 1-го года обучения содержал акустику, свет, магнетизм, статическое электричество. Кроме слушания лекций, ученики на 1-ом курсе должны были упражняться в решении некоторых задач по оптике - сравнивать различные источники света, определять фокусные расстояния, составлять точные чертежи для графического изучения явлений преломления и отражения света в различных случаях. В курсе 2-го года обучения по физике было два раздела: гальванизм и теплота. В течение данного курса ученики должны были упражняться в решении задач и, что очень важно, проводить некоторые простые опыты. Достаточно хорошая оснащенность физкабинета позволяла усилить роль демонстрационного элемента в преподавании физики.

1 июня 1868г. Ремесленное учебное заведение законодательным актом было преобразовано в высшее техническое учебное заведение и стало называться Императорским Московским техническим училищем (ИМТУ). Соответственно физический кабинет получил официальный статус кафедры общей и прикладной физики. Возглавил кафедру профессор А.С.Владимирский (1821-1881), пришедший из Московского университета. Помогал ему лаборант (учебный мастер) В.Т.Романенко, выпускник РУЗ.

В 1878г. заведующим кафедрой общей и прикладной физики стал выпускник Московского университета, ученик выдающегося русского физика А.Г.Столетова профессор П.А.Зилов. При П.А.Зилове штат кафедры возрос до 4-х человек. На кафедре еще работали проф. А.С.Владимирский (до 1880г.), преподаватель В.Ф.Давыдовский (до 1886г.) и учебный мастер В.Т.Романенко (до 1885г.).

В 1879г. П.А.Зилов установил зависимость магнитной проницаемости жидкостей от напряженности магнитного поля. В 1882г. он издал "Элементарный курс механической теории тепла", в котором кроме теоретического материала были представлены экспериментальные данные, полученные им и подтверждающие кинетическую теорию газов Максвелла.

С декабря 1884г. по август 1886г. кафедрой заведовал профессор Н.П.Слугинов, доктор физики С.-Петербургского университета, ученик известного русского физика Э.Х.Ленца. Н.П.Слугинов совместно со студентами-слушателями его лекций - издал два учебных курса: "Электротехника" и "Частная физика" литографским способом. В августе 1886г. Н.П.Слугинов был переведен в Казанский университет, где продолжал вести большую научно - педагогическую работу.

С приходом на кафедру в 1886г. профессора В.С.Щегляева (1841-1916), ученика А.Г.Столетова, значительно повысился уровень содержания курса физики. К этому времени приготовительное отделение ИМТУ было полностью закрыто, остались только общие и специальные классы. Лекции по общей физике читались в общих классах, а прикладная физика читалась в первом специальном классе.

В 1906г. в учебной физической лаборатории кафедры был организован специальный практикум, в котором проводили научные исследования как преподаватели, так и студенты. Иначе говоря, специальный практикум ставил своей целью расширение и углубление физических знаний студентов путем самостоятельной работы над вопросами, имевшими не только научное, но и прикладное значение.

Кроме большой учебно-методической работы проф. В.С.Щегляев проводил серьезные изыскания в физической лаборатории ИМТУ. Он занимался исследованиями электрических колебаний, электромагнитных волн, изучал влияние магнитного поля на электрический ток. Работа В.С.Щегляева по исследованию диэлектрических постоянных газов и диэлектриков была оценена А.Г.Столетовым и его учениками как имеющая большое значение для обоснования теории Максвелла.

В 1908г. по рекомендации всемирно известного русского физика, профессора Московского университета П.Н.Лебедева на должность лаборанта кафедры физики был зачислен Петр Петрович Лазарев (1878-1942гг.), с именем которого связаны наиболее яркие страницы истории кафедры. С весеннего семестра 1909/10 уч.года П.П.Лазарев начал чтение в ИМТУ специального курса по электричеству и магнетизму, а впоследствии и общего курса физики и проведение специальных лабораторных работ. С этого же времени П.П.Лазарев развертывает в училище научно-исследовательскую работу. В 1912г. П.П.Лазарев защитил докторскую диссертацию на тему "Выцветание красок и пигментов в видимом свете" и в том же году становится заведующим кафедрой физики ИМТУ.

Значительное число исследований, начатых П.П.Лазаревым еще в физической лаборатории Московского университета, продолжались в лабораториях Физико-электротехнического и Химического институтов училища. В частности, за период 1907-1917гг. им выполнялись фотохимические исследования, работы по люминесценции, фотометрии, разрабатывалась ионная теория возбуждения. Впоследствии он работал над проблемой применения законов термодинамики к биологическим процессам.

Благодаря большой научной и организационной работе, которая проводилась в Физико-электротехническом институте училища под руководством П.П.Лазарева, институт превратился в крупный научный центр по физике. За выдающиеся достижения в физике и биофизике П.П.Лазарев в 1917г. был избран действительным членом Российской Академии наук. В 1919г. П.П.Лазарев возглавил комиссию по изучению перспектив эксплуатации Курской магнитной аномалии. С 1932г. заведовал лабораторией биофизики Всесоюзного института экспериментальной медицины, а с 1938г. - директор Биофизической лаборатории АН СССР. В МВТУ проработал до 1931г., будучи одновременно директором Научно-исследовательского института физики и биофизики.

В 1918г. в МВТУ (название училища с 1918г.) вместо двух стало четыре факультета: механический, химический, электротехнический и инженерно-строительный. Это привело к необходимости увеличения штата кафедры физики. Для работы на кафедре П.П.Лазарев привлек плеяду талантливых молодых преподавателей, ставших впоследствии выдающимися учеными в различных областях физики, что имело огромное значение для укрепления авторитета кафедры физики МВТУ. Многие среди них были учениками П.Н.Лебедева: С.И.Вавилов (впоследствии академик, президент АН СССР), А.С.Предводителев (впоследствии член-корреспондент АН СССР), А.Б.Млодзиевский, П.Н.Беликов, С.Н.Ржевкин, Б.В.Ильин, Н.П.Неклепаев (впоследствии профессора различных вузов). Кроме того, на кафедре работали Г.И.Покровский, А.К.Трапезников, Т.К.Молодый, Э.В.Шпольский (также впоследствии профессора различных вузов), и др.

После перехода П.П.Лазарева в 1925г. в Научно-исследовательский институт физики и биофизики АН СССР директором ФЭТИ и одновременно заведующим кафедрой физики стал профессор Н.Е.Успенский. Свою научную деятельность Н.Е.Успенский начинал в физической лаборатории у П.Н.Лебедева. В дальнейшем Н.Е.Успенский занимался рентгеноструктурным анализом в группе известного кристаллографа, член-корреспондента АН СССР Г.В.Вульфа.

Н.Е.Успенский заведовал кафедрой физики до 1930г., когда приказом № 1053 по ВСНХ СССР училище было разделено на пять самостоятельных высших учебных заведений. Училище стало называться Московским механико-машиностроительным институтом (МММИ), а Физико-электротехнический институт перешел к Высшему энергетическому училищу (ныне МЭИ).

С 1930г. по 1934г. кафедрой физики заведовал профессор Б.И.Котов. Этот период был трудным в жизни кафедры. Отсутствие физической лаборатории отрицательно сказалось на учебном процессе, т.к. студенты МММИ занимались уже в чужой лаборатории вместе со студентами МЭИ, а преподаватели кафедры физики были лишены базы для научно-исследовательской работы и роста их профессиональной квалификации. Поэтому в те годы на кафедре в основном велась учебно-методическая работа: совершенствовались учебные программы, проводилась увязка лекций с семинарскими занятиями. В конце 1934г. Физико-электротехнический институт был возвращен МММИ, в помещении которого разместилась кафедра физики.

В последующие годы кафедрой заведовал Н.А.Смирнов. Возврат помещения Физико-электротехнического института со своей материальной базой в МММИ стимулировал развитие научно-исследовательских работ на кафедре физики.

В 1939г. заведующим кафедрой физики был избран ученик П.Н.Лебедева профессор В.Д.Зернов (1878-1946), руководивший кафедрой до 1946г. В этот период на все виды занятий со студентами 1 курса было отведено 240 часов; из них 120 часов - на лекции, которые читались в течение всего года по 3 часа в шестидневку (это был период, когда месяц делился на шестидневки, а не на недели). На работу в лаборатории и на упражнения было отведено по 60 часов соответственно.

В тяжелые военные 1941-43гг. кафедра физики, разделенная на две в результате эвакуации большей части студентов института и профессорско-преподавательского состава в Ижевск, работала по полной программе. Основная часть преподавателей во главе с В.Д.Зерновым оставшихся в Москве, занималась не только со студентами МММИ, но и других ВУЗ'ов.

В Ижевске на кафедре физики работали 3 доцента и 1 ассистент. Временно исполняющим обязанности заведующего кафедрой был доцент В.В.Фролов - впоследствии заведующий кафедрой химии МВТУ. Работа кафедры физики в Ижевске была затруднена из-за отсутствия лекционных демонстраций и лабораторной базы, занятия там проходили в три смены. Для проведения лабораторных занятий местными властями была предложена физическая лаборатория Ижевского медицинского института. Но использовать ее эффективно было невозможно из-за совершенно разных программ по физике.

Весной 1943г., когда МВТУ (наименование училища было восстановлено) вернулось в Москву, благодаря усилиям сотрудников кафедры достаточно быстро начала функционировать в полном объеме физическая лаборатория в здании Физико-электротехнического института. В 1944-1945гг. коллектив кафедры в основном занимался учебно-методической работой. Составлялись новые учебные планы и программы по физике. Впервые для проверки теоретических знаний в середине семестра был введен коллоквиум перед выполнением контрольной лабораторной работы.

В послевоенные годы научно-исследовательская работа на кафедре физики получила значительный импульс с приходом в МВТУ автора известного учебника по физике для ВТУЗ' ов профессора К.А.Путилова, возглавившего кафедру в конце 1946г. В частности, проводилась работа по трубкам Кубецкого для АН СССР (заказчик - Институт телемеханики и автоматики).

К концу 40-х годов число студентов МВТУ значительно возросло и достигло 5100 человек. Аудиторного фонда в физической лаборатории в помещении Физико-электротехнического института стало не хватать, и в 1950г. кафедра физики была переведена в главное здание училища, где и находится поныне (само здание Физико-электротехнического института в связи с реконструкцией МВТУ было ликвидировано). В 50-60 годы на кафедре физики МВТУ большое значение, сохраняющееся и в наши дни, получила научно-методическая работа доцента А.В.Беклемишева по вопросам организации физпрактикумов во ВТУЗ' ах.

Заметный вклад в совершенствование учебного процесса того периода внесли замечательные старшие преподаватели кафедры В.А.Изволенская, Е.Ф.Дубинина, А.А.Воробьева, А.В.Расторгуева (впоследствии доцент кафедры), И.П.Холина, И.М.Зейтман, Л.Н.Климов.

История демонстрационного физического кабинета кафедры в течение многих лет была тесно связана с именем старшего преподавателя В.Н.Разживина - ветерана ВОВ, продолжателя известной династии лекционных демонстраторов по физике в ВУЗ' ах Москвы. Благодаря усилиям В.Н.Разживина в предвоенные и послевоенные годы происходило интенсивное оснащение физического кабинета кафедры. Было закуплено новое лабораторное оборудование, приобретены современные приборы, благодаря чему физический кабинет МВТУ превратился в один из лучших во ВТУЗ'ах. В.Н.Разживину принадлежат оригинальные демонстрации, успешно идущие и в наши дни.

В настоящее время демонстрационный кабинет кафедры физики МГТУ обеспечивает все разделы физики, особенно широко и разнообразно представлены разделы механики, электромагнетизма, оптики. Демонстрационный кабинет содержит более 280 демонстраций.

Сегодня кафедра физики располагает специализированной лекционной аудиторией, снабженной затемняющими шторами, разнообразной проекционной аппаратурой и несколькими экранами. Это позволяет проводить чтение лекций по физике, сопровождая их полными демонстрациями.

После ухода из МВТУ К.А.Путилова кафедру физики с 1952 по1976г. возглавляли доцент Е.А.Ляхов, профессора А.Н.Обморшев, Я.В.Кравцов, Г.А.Никитин, А.Г.Шафигуллин, В.Н.Родичев, Г.Г.Слезов, Ф.П.Денисов.

Более 22-х лет (с 1976г. по июнь1998г.) кафедру физики МГТУ возглавлял профессор Павлов К.Б., пришедший на кафедру в 1953г. после окончания Физического факультета МГУ.

Свои первые научные исследования К.Б.Павлов начал под руководством профессора К.П.Станюковича - основателя научной школы по магнитной гидродинамике в МВТУ и на Физическом факультете МГУ. Работы К.Б.Павлова посвящены вопросам теории магнитогидродинамических течений, их устойчивости. Продолжением исследований по магнитной гидродинамике неньютоновских сред явился обширный цикл работ по теории процессов нелинейного переноса и связанных с ней вопросов теории квазилинейных дифференциальных уравнений параболического типа. К работе по этим проблемам К.Б.Павлов привлек большую группу молодых преподавателей кафедры и студентов МВТУ.

Сегодня кафедра физики МГТУ является ведущей среди кафедр физики технических вузов страны. Если в 1976г. в штате кафедры физики МВТУ числились: 1 профессор, 13 доцентов, 22 старших преподавателя, 19 ассистентов, то в 1998г. в ее штате: 15 профессоров, 42 доцента, 7 старших преподавателей, 2 ассистента. Кроме того, на кафедре работают 4 профессора, 3 доцента, 1 старший преподаватель - совместители из ФИАНа, ИОФАНа и других институтов РАН.

Студенты всех факультетов МГТУ изучают общий курс физики во II-IY семестрах. Во втором семестре изучаются разделы: физическая механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика; в третьем семестре - разделы: электромагнетизм, оптика; в четвертом семестре - квантовая физика, физика твердого тела, ядерная физика. Кроме общего курса на ряде выпускающих кафедр МГТУ преподаватели кафедры физики читают специальные курсы. Так, профессор В.В.Толмачев читает два спецкурса: "Тепломассоперенос при нанесении покрытий" и "Термодинамика и электродинамика сплошной среды", профессор М.И.Киселев читает курс "Физические основы измерений", профессор С.П.Еркович читает курс "Оптическая обработка информации".

Начиная с середины 70-х годов, коллектив кафедры приступил к реализации большой программы реорганизации физпрактикума. Руководство МГТУ выделило для этого значительные средства, на которые было приобретено современное оборудование и приборы. Практически все преподаватели кафедры участвовали в этой работе; были созданы уникальные лабораторные установки, авторами которых являются, в частности, профессор С.П.Еркович, профессор Ю.В.Корнев, доцент А.Г.Андреев, доцент Ю.И.Беззубов, доцент С.Н.Тараненко, доцент Г.В.Балабина, доцент В.И.Вишняков. Благодаря неутомимой работе Л.Н.Климова, отвечавшего за своевременную подготовку к изданию методической литературы, все лабораторные работы были обеспечены соответствующими материалами.

В 1981-1985гг. кафедра физики совместно с ВСНПО "Союзвузприбор" Минвуза СССР участвовала в разработке рекомендаций по техническому оснащению физпрактикумов вуз'ов страны (руководитель доцент к.т.н. Г.В.Балабина).

Учебное оборудование и методика проведения лабораторных работ, разработанных кафедрой физики МВТУ, были использованы в качестве прототипов при создании учебного лабораторного оборудования для ВУЗ'ов.

В общем физическом практикуме кафедры занимаются студенты II-IY семестров по разделам, соответствующим лекционным курсам.

Всего общий физический практикум насчитывает 63 наименования лабораторных работ, методические указания к которым составлены преподавателями кафедры. Особо следует выделить большую работу доцента кафедры И.Н.Фетисова - автора 14 оригинальных лабораторных работ по разделам четвертого семестра.

Введение в строй новых лабораторных работ проводится ежегодно.

Основное внимание в лаборатории второго семестра уделяется умению студентов работать с приборами и обрабатывать результаты измерений. Широкое внедрение элементов научного исследования в физический практикум при изучении физических явлений способствовало активизации познавательной деятельности студентов в изучении физики. Это позволило кафедре перейти к организации двухуровневого учебного физпрактикума, состоящего из общего практикума и практикума с элементами научно-исследовательской работы студентов (зал НИРС). Инициатором создания физпрактикума НИРС стал профессор В.Н.Корчагин, являющийся научным руководителем физпрактикума. Теперь отлично успевающие студенты имеют возможность работать в физпрактикуме НИРС по индивидуальным маршрутам на сложном оборудовании и современной вычислительной технике.

В зале НИРС размещены 60 лабораторных работ, в которых изучаются фундаментальные законы, явления и эффекты в области электромагнетизма, оптики, квантовой и ядерной физики, физики твердого тела.

Большинство лабораторных работ в зале НИРС отличаются от стандартных лабораторных работ тем, что они позволяют не только ознакомиться с тем или иным физическим явлением, но и определить зависимость этого явления от совокупности различных факторов, влияющих на характер и динамику развития физического процесса.

Почти половина лабораторных работ в зале НИРС - оригинальные разработки преподавателей и сотрудников кафедры физики, как результат внедрения в учебный процесс проводимых на кафедре научно-исследовательских работ.

Остальные лабораторные работы созданы на базе типовых установок и оборудования, серийно выпускаемых отечественной промышленностью, в том числе РОСУЧПРИБОР. Особое внимание уделено прикладному характеру лабораторных работ, что чрезвычайно важно для будущего выпускника технического университета.

Высокий уровень лабораторных работ физпрактикума НИРС открыл возможность кафедре физики МГТУ совместно с НПО РОСУЧПРИБОР и Орегонским университетом (США) участвовать в реализации программы "Всемирная студенческая лаборатория" с использованием электронных сетей Internet. От кафедры физики МГТУ эту работу проводил доцент В.В.Бростюк, в настоящее время - доцент А.М.Афонин. Создание двухуровневого физпрактикума, по существу, восстанавливает традиции специального практикума, существовавшего в ИМТУ в начале нашего столетия.

Параллельно с реорганизацией физпрактикума продолжалась работа коллектива кафедры по совершенствованию учебного процесса: корректировалась методика преподавания физики, в учебных программах были расширены разделы по элементам квантовой механики, по физике твердого тела, голографии и др., что дало возможность учесть современные достижения науки и техники. Здесь следует отметить большую организаторскую работу доцента Л.С.Ермолаева, доцента А.И.Арзамасовой, доцента Ю.И.Беззубова, доцента А.Ф.Наумова. Под руководством доцента А.Ф.Наумова на кафедре постоянно работает учебно-методическая комиссия, которая составляет программы по курсу физики, календарные учебные планы, рассматривает и рекомендует к изданию методические указания и пособия, обсуждает методику проведения отдельных лекций, семинаров, лабораторных работ, на заседаниях комиссии рассматриваются экзаменационные и зачетные билеты.