Кафедра оптики физического факультета Ленинградского - Санкт-Петербургского государственного университета (к 70-летию со дня основания)

2005 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. Сер. 4. Вып. 1

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

УДК 535.1

Ю. А. Толмачев, Н. А. Тимофеев

КАФЕДРА ОПТИКИ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА ЛЕНИНГРАДСКОГО - САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА (к 70-летию со дня основания) ч

Создание кафедры оптики. Корни истории создания и развития кафедры надо искать в конце XIX - начале XX вв., в периоде, который был временем «созревания» нового научного знания, революции в научном понимании Природы, мироустройства. На рубеже XIX и XX вв. в спектроскопии происходил быстрый и решительный переход от чисто эмпирического знания к теоретическому его обобщению и развитию физических моделей, объясняющих происхождение линейчатых спектров атомов. В конце XIX в. спектроскопия была посвящена в основном регистрации и измерению спектров различных веществ рри различных условиях возбуждения. В это время в Санкт-Петербургском университете оптика еще не существовала как относительно самостоятельная отрасль физики, но достижения электромагнитной теории света и начала атомной физики уже входили в общие лекционные курсы. Два обстоятельства послужили толчком к оформлению основных направлений исследований в физической оптике: первое - это очевидная связь дисперсии света в веществе со свойствами составляющих его «элементарных» частиц - атомов и молекул, а вторая, куда более действенная, - острая потребность в развитии собственного оптического производства в России, обусловленная разрывом военно-экономических связей с Европой в Первую мировую и затем Гражданскую войны.

Одним из первых шагов по пути этой независимости было создание в декабре 1918 г. Оптического института, инициатором чего был акад. Д. С. Рождественский. Именно в этом институте сформировалась группа молодых ученых, тогда лаборантов, имена которых составили потом славу нашей науки - Ф. М. Герасимов, Е. Ф. Гросс, В. К. Прокофьев, А. Н. Теренин, В. А. Фок, С. Э. Фриш, В. М. Чулановский.

Ставший одним из трех основных научно-промышленных центров СССР в области оптического приборостроения, Ленинград остро нуждался в высококвалифицированных кадрах. В 1931 г. при реорганизации Ленинградского университета была создана самостоятельная учебная специальность - «оптика», а в 1934 г. возникла кафедра оптики, ставшая местом подготовки оптиков-исследователей. Причиной выделения кафедры послужило ясное понимание ведущими учеными страны того, что без прецизионного инструмента измерений, которое дает оптика науке и технике, без возможностей утонченного воздействия на вещество, без развития базы фундаментальных научных знаний, которую дает физика, обеспечивающая создание и развитие самых передовых технологий, невозможно говорить о независимости государства от внешних поставок высокотехнологичного оборудования и материалов. Образованию кафедры способствовало и осознание того, что решение задач развития оптической промышленности требует подготовки не только инженеров, техников и квалифицированных рабочих, но и ученых, которые смогут понять и использовать фундаментальные закономерности, лежащие в

© Ю. А. Толмачев, Н. А. Тимофеев, 2005

основе оптических явлений, способные самостоятельно готовить кадры, идущие на смену старым преподавателям и инженерам.

Возглавил кафедру оптики проф. С. Э. Фриш. В настоящее время это старейшая и самая большая из аналогичных кафедр России. Организационно она с самого начала была неотделима от первого в истории нашей страны Научно-исследовательского физического института, призванного облегчить проведение исследовательской работы преподавателями университета. Сегодня эта связь так же прочна, как и в первые годы, и упоминая в том или ином контексте кафедру оптики, мы всегда имеем в виду и превосходящую по численности преподавателей группу профессиональных научных работников отдела оптики и спектроскопии НИИ физики СПбГУ.

Говоря об организационной деятельности С. Э. Фриша в области развития оптических исследований в нашей стране, нельзя не упомянуть создание журнала «Оптика и спектроскопия» в 1956 г. Он быстро приобрел известность не только в СССР, но и за рубежом, он стал тем центром, который объединил вокруг себя ученых в области фундаментальных исследований по оптике и спектроскопии, и до сих пор является одним из немногих, систематически переводящихся на английский язык. В течение многих лет С. Э. Фриш был главным редактором этого журнала и существенно влиял на тематику публикуемых статей.

Тематика исследований кафедры. Задачи, решавшиеся учеными и преподавателями кафедры, всегда соответствовали самым передовым научным достижениям. Современные актуальные направления возникли как естественное продолжение работ, начатых еще под руководством С. Э. Фриша. Линейные и нелинейные оптические явления в различных средах, эффекты когерентного взаимодействия света с веществом, нестационарные процессы и самоорганизация в плазме, атомные и электронные столкновения, проблемы гиперзвукового полета в разреженной атмосфере - все это'представлено на кафедре, и во всех этих областях кафедра продолжает удерживать передовые позиции в мировой науке.

Первоначально научная работа кафедры велась по четырем основным направлениям: атомная спектроскопия и источники света (С. Э. Фриш, В. И. Черняев); оптика адсорбированных слоев и люминесценция твердых тел (А. Н. Теренин. Ф. Д. Клемент и др ); люминесценция растворов и спектральный анализ (А. Н. Филиппов, А. И. Зайдель и др.); молекулярная спектроскопия (В. М. Чулановский).

В 1944 г. из нее выделилась самостоятельная кафедра теоретической и прикладной спектроскопии (заведующий В. М. Чулановский), затем - группа акад. А. И. Теренина, составившая позднее основу коллектива кафедры фотоники, и позже кафедра общей физики I, возглавленная проф. Н. И. Калитеевским. После произошедшей реорганизации кафедры оптики научная работа сосредоточилась преимущественно на следующих крупных проблемах: 1) определение оптическими методами атомных констант, 2) спектроскопия и кинетика газоразрядной плазмы, 3) эмиссионный спектральный анализ. В 60-х годах XX в. к ним совершенно естественным образом добавились исследования в области лазерной физики и нелинейной оптики.

Состав и структура кафедры оптики, объем и содержание проводимой научной работы с годами менялись. Однако первое направление, являющееся продолжением и развитием работ, начатых в ЛГУ еще Д. С. Рождественским и С. Э. Фришем, оставалось неизменным. Жизнь кафедры всегда была и остается интенсивной и продуктивной. Ведутся фундаментальные научные исследования в самых актуальных областях физики атома, когерентной оптики и физики плазмы. Данные исследований используются для развития теории, углубления знаний в области атомной физики. Одновременно они составляют основу, прочный фундамент прикладных работ, которые развиваются параллельно и результаты которых, благодаря глубине и точности использованного знания, не теряют своей актуальности. Кафедра оптики была пионером в разработке многих методов экспериментального исследования, которые иногда переоткрываются зарубежными учеными спустя десятилетия.

Работы сотрудников кафедры в области фундаментальной физики и практики всегда были связаны между собой. Общей их особенностью является применение различных оптических,

в частности спектроскопических, методов. Постоянными «технологическими особенностями» исследований, если можно так выразиться, были неторопливая тщательность анализа результатов эксперимента и изучение одного и того же явления или элементарного процесса различными методами и с разных сторон. Это обеспечивало высокие надежность и точность конечных результатов,' так что полученные сотрудниками кафедры константы, характеризующие атомные взаимодействия, остаются в ряду «опорных» для теории и последующих уточнений.

Атомные константы. Времена жизни и вероятности радиационных переходов. Для того чтобы понять логику происходивших за годы существования кафедры преобразований, необходимо иметь в виду, что развитие квантовой механики в начале XX в. потребовало знания констант, характеризующих внутреннюю структуру атома и его взаимодействие с другими частицами. В такой приблизительно форме и была сформулирована одна из задач фундаментальных исследований на кафедре акад. Д. С. Рождественским. Начатые им еще в Государственном оптическом институте работы по измерению длин волн эмиссионных линий и систематике состояний атомов продолжались на кафедре вплоть до начала 1990-х годов, а сегодня эта тематика «ожила» в применении к молекуле водорода. Под руководством проф. Н. П. Пенкина, одного из учеников акад. Д. С. Рождественского, сменившего позже С. Э. Фриша на посту заведующего кафедрой, был выполнен огромный объем исследований, связанных с измерением одного из важнейших параметров атомов - сил осцилляторов радиационных переходов и времен жизни возбужденных состояний. Результаты этой работы, проведенной с применением разнообразных прецизионных методов, дали огромный материал, составивший надежную базу данных, на которой во всем мире апробировались разнообразные методы теоретического расчета соответствующих констант. Увеличение точности измерения абсолютных значений сил осцилляторов атомов методом крюков Д. С. Рождественского ограничивалось погрешностью, с которой было известно равновесное давление паров металлов над нагретой поверхностью. Н. П. Пенкиным, Ю. И. Островским и Л. Н. Шабановой был предложен метод, позволивший исключить при обработке результатов измерений эту величину, для чего необходимо было измерять так называемую эквивалентную ширину линии поглощения. Однако рост давления паров сопровождался увеличением ширины линии, вызванным упругими столкновениями исследуемых атомов. Нужно было измерить его величину и определить ее зависимость от концентрации атомов. Так решение одной фундаментальной проблемы привело к возникновению другой задачи - измерению сечений упругих столкновений. Параллельно оказалось, что в форме контура линии поглощения, на дальнем ее крыле, наблюдаются немонотонности, названные спектральными сателлитами. Их происхождение вскоре было истолковано теоретически и объяснено особенностями зависимости от межъядерного расстояния разности термов возбужденного и невозбужденного состояний системы. Это было первое на кафедре прямое наблюдение спектров квазймолекул.

Метод крюков был применен на кафедре оптики для измерения сил осцилляторов переходов и заселённости не только основного, но также и первых, наиболее заселенных, возбужденных состояний атомов в условиях газоразрядной плазмы. Первые систематические опыты с применением импульсного источника света были выполнены А. М. Шухтиным и В. С. Егоровым в 1957 г. Их установка позволяла исследовать методом аномальной дисперсии кинетику процессов изменения заселенности возбужденных уровней неона и гелия с разрешающей способностью несколько микросекунд. Впервые было доказано, что концентрация метастабиль-ных атомов в распадающейся газоразрядной плазме может на порядок величины превосходить концентрацию в активной стадии разряда.

Импульсный метод крюков позволил изучить процессы диффузии метастабильных атомов к стенкам длинной цилиндрической стеклянной трубки, удерживающей плазму. В результате измерений Т. П. Редько и Н. А. Крюкова были получены точные значения коэффициентов диффузии и установлена их зависимость от температуры. На основе этих измерений появилась возможность глубже понять физику взаимодействия атомов при больших (по сравнению с размерами невозбужденной частицы) расстояниях и определить форму потенциала их взаимодействия в процессе столкновения.

Богатый эмпирический материал по временам жизни, накопленный на кафедре, во многом, благодаря систематической многолетней работе группы научных сотрудников, возглавлявшейся А. Л. Ошеровичем, был обобщен Я. Ф. Веролайненом и Н. Н. Безугловым. Этот анализ, базирущийся на результатах, с одной стороны, точных измерений и, с другой - на оригинальной теории, позволил предсказывать с высокой надежностью свойства тех состояний, до которых по техническим причинам пока не могут «добраться» экспериментаторы. Необходимо также указать и серию глубоких, интересных исследований сил осцилляторов редкоземельных элементов, проведенных Л. Н. Шабановой и В. А. Комаровским. Благодаря им удалось уточнить систематику термов некоторых атомов.

Говоря об исследованиях в области систематики атомных спектров, упомянем интересную работу Г. В. Жувикина совместно с Р. Хефферлином (США). Используя методы теории групп, они сумели построить «периодическую систему» двухатомных молекул, которая затем была распространена и на более сложные молекулы. Кажущаяся на первый взгляд чисто умозрительной, эта система позволяет приближенно предсказывать физико-химические свойства молекул.

Развитие методов измерения атомных вероятностей переходов и сил осцилляторов демонстрирует любопытную «цикличность», которую часто можно наблюдать в развитии науки. Для Д. С. Рождественского, как и для ряда зарубежных ученых в конце XIX - начале XX вв., одним из неясных вопросов физики атома было происхождение эффекта аномальной дисперсии света вблизи линий поглощения. Важным шагом в наблюдении-этого эффекта было применение так называемой «скрещенной» схемы установки спектральных приборов, которая, однако, обеспечивала лишь качественную его демонстрацию. Первым шагом в количественном исследовании было применение Пуччианти комбинации спектрографа и двухлучевого интерферометра. Она давала возможность измерить показатель преломления, но требовала кропотливого изучения формы интерференционных полос. Д. С. Рождественский предложил видоизменение оптической схемы, которое привело к изменению формы полос - образованию всемирно известных «крюков Рождественского» - и позволило свести эти измерения к определению спектральных координат двух характерных точек в наблюдаемой интерференционной .картине. Появление компьютеров и основанная на этом автоматизация процесса измерений, проведенная Г. В. Жувикиным и Л. Н. Шабановой, «вернула» данный процесс, в каком-то смысле, к идеям Пуччианти. Параллельно в работах Н. С. Рязанова и С. Э. Фриша развивался й иной подход к изучению аномальной дисперсии, связанный с применением лазеров и интерферометров других типов.

Используя метод крюков при исследовании дисперсии в парах таллия, Г. С. Кватер непосредственно перед началом Великой Отечественной войны смог впервые экспериментально подтвердить закон Больцмана. Позднее Н. П. Пенкин измерил концентрацию ионов в парах бария и показал выполнимость закона Саха. Таким образом, оба закона статистической физики были подтверждены прямыми измерениями.

Сечения электрон-атомных столкновений. Физический анализ результатов изучения особенностей свечения плазмы спектроскопическими методами в 30-х годах XX в. потребовал ответа на вопросы, связанные и со свойствами электронной компоненты плазмы разрядов различных типов, и с особенностями возбуждения атомов электронами, и с взаимодействием возбужденных атомов между собой. Из этих работ, начатых С. Э. Фришем и его коллегами с создания специально приспособленных для целей спектрального анализа газоразрядных источников света, родилось большое направление исследования электрон-атомных столкновений и измерения вероятностей соответствующих процессов (эффективных сечений столкновений). Первой из многолетней серии таких работ на кафедре оптики было измерение функций возбуждения линий атома ртути. Выполненные за рубежом опыты показывали, что при,изменении энергии электронов оптические функции возбуждения, начиная с пороговой, как правило, круто возрастают, достигают более или менее острого максимума, после чего монотонно спадают. Увеличение степени монокинетичности пучка электронов в экспериментах С. Э. Фриша и И. П. Запесочного, по сравнению с зарубежными, позволило обнаружить

сложную немонотонную структуру некоторых функций возбуждения, которые раньше выглядели «гладкими». Эти результаты позже были подтверждены другими исследователями. С. Э. Фриш и И. П. Запесочный предположили, что наблюдаемые максимумы на функции возбуждения связаны с радиационными каскадными переходами из более высоких состояний. Сейчас нам ясно, что это лишь один из возможных каналов формирования немонотонностей, но полная их интерпретация до сих пор отсутствует. Роль каскадных переходов в применении к атомам гелия была детально изучена В. Е. Яхонтовой.

Важным шагом в понимании природы наблюденной тонкой структуры стало усовершенствование техники исследований, в частности разработка и применение предложенного Й. П. Богдановой метода импульсного пространственно-временного анализа. Анализ кинетики процессов заселения и разрушения уровней, выполненный В. Д. Марусиным, а затем С. В. Юргенсоном и В. И. Яковлевой, позволил подтвердить гипотезу о большой роли заселения рассматриваемых состояний каскадными переходами с более высоколежащих и разработать метод измерения функций возбуждения в «чистом» виде.

Стремление к исследованию характеристик изолированного атома по отношению к элементарным воздействиям логически вело к изучению столкновений в скрещенных атомном и электронном пучках. Это направление И. П. Запесочный развил в Ужгороде, создав там лабораторию, имеющую мировое признание.

Потребности физики плазмы и научное любопытство подталкивало ученых к изучению электронных столкновений с атомами, находящимися не только в основном состоянии, но и в возбужденных. Самые первые количественные данные были получены С. Э. Фришем и В. Ф. Ревалдом. Затем эти исследования на кафедре оптики были продолжены В. В. Смирновым и А. А. Митюревой. Полученные в результате оригинальных по методике экспериментов величины сечений электрон-атомных столкновений на два-три порядка превосходили сечения возбуждения нормальных атомов. В свою очередь, это привело к качественному изменению взглядов на специфику процессов в плазме инертных газов при средних давлениях. Оказалось, что для инертных газов в подобных условиях метастабильные частицы формируют своеобразную легкоионизируемую примесь в основном газе (по своим свойствам метастабильный атом близок атому щелочного металла). Подтвержденные строгой теорией эти данные оказались принципиально важными для последующего развития физики плазмы. В частности, они нашли широкое применение при анализе работы газоразрядных источников света и лазеров, в том числе лазеров на мощных электронных пучках.

Накопленная информация и опыт качественного и количественного анализа роли процессов ступенчатого электронного возбуждения уровней атомов спустя годы был использован Н. М. Реутовой, Ю. А. Пиотровским и Ю. А. Толмачевым при развитии системы оценки предельных возможностей генерации лазеров на самозапирающихся переходах и построении кинетической схемы процессов формирования заселенности ридберговских состояний атомов в низкотемпературной плазме.

Исследования по физике электрон-атомных столкновений дали и совершенно неожиданный результат: В. В. Смирнов высказал подкрепленную квантовомеханическим расчетом гипотезу, что одиночный многоэлектронный атом может послужить своеобразной линзой для пучка электронов. Такой «объектив» электронного микроскопа должен обладать уникальными параметрами и позволит достигнуть разрешающей способности порядка пикометров. Реализация идеи с участием ученых США дала предварительные обнадеживающие результаты.

Неупругие столкновения возбужденных частиц. Рассмотренный выше пример является иллюстрацией того, как многолетние исследования в области фундаментальной науки были востребованы практикой спустя годы и годы. В то же время некоторые принципиальные физические проблемы возникали непосредственно при решении задач спектрального анализа. В начале 1950-х годов в связи с успехами в ракетостроении появилась необходимость изучения состава верхних слоев атмосферы Земли. Параллельно решались две задачи: проверка выполнимости закона Дальтона гравитационного разделения газов и измерение состава и плотности газов. Эти данные были необходимы для расчета траекторий полета ракет, а впоследствии -

искусственных спутников Земли. Перед лабораторией С- Э. Фриша была поставлена задача разработать методику анализа микроколичеств газа, доставляемых на землю ракетными зондами. Тщательные исследования О. П. Бочковой и Л. П. Разумовской позволили ее решить, основываясь на развитом к концу 40-х годов Е. Я. Шрейдер и С. Э. Фришем методе использования безэлектродного высокочастотного разряда для возбуждения свечения газов. В ходе опытов было изучено влияние добавок аргона и гелия на относительные интенсивности свечения молекулярных газов, входящих в состав атмосферы. Обнаруженные эффекты селективного возбуждения некоторых молекулярных полос оказались связанными с процессами неупругих столкновений возбужденных атомов инертного газа с молекулой. Детальное их изучение и измерение абсолютных значений констант скорости составило затем предмет диссертации Н. В. Чернышевой. Рассмотрение процессов взаимодействия возбужденных частиц в подобных смесях продолжается и сейчас.

Спецификой фундаментального научного исследования является умение правильно (и вовремя) сформулировать вопрос. Примером может быть трансформация идей сенсибилизированной флуоресценции в работах ученых кафедры оптики. Частным примером этого явления служит известный еще со времен В уда эффект появления свечения резонансных линий натрия при облучении смеси паров натрия и ртути светом ртутной лампы. Он объясняется передачей энергии возбуждения от атома ртути к атому натрия при тепловых столкновениях. Два типа экспериментов, имевших в своей основе решение задачи количественного описания подобных столкновений, привели к формированию двух разных циклов исследований и двум различным результатам.

В качестве первого возьмем открытие «Явления образования фоторезонансной плазмы», сделанное А. Н. Ключаревым и Н. С. Рязановым совместно с коллегами из Киева. При взаимодействии между собой двух атомов щелочного металла, каждый из которых возбуждается в резонансное состояние при внешнем облучении, образуется бестоковая плазма. Явление основано на том, что суммарная энергия двух возбужденных атомов может превосходить энергию ионизации одного из них. Созданная подобным образом плазма может обладать неожиданными свойствами, например иметь отрицательное динамическое сопротивление. Большая серия исследований, выполненных В. Ю. Сепманом, в то время аспирантом А. Н. Ключарева, позволила получить абсолютные характеристики скорости соответствующих процессов. В процессе изучения возникающей плазмы были обнаружены интересные эффекты, и Н. Н. Безуглов начал тщательный анализ распространения резонансного излучения в оптически плотной среде. Сегодня А. Н. Ключарев и Н. Н. Безуглов продолжают исследование диффузии мощного резонансного излучения в веществе совместно с итальянскими коллегами.

При аналогичных столкновениях метастабильных и резонансно-возбужденных атомов других элементов может возникнуть плазма, содержащая ионы не только в основном, но даже в возбужденных состояниях. Столкновения этого типа были изучены О. П. Бочковой, Н. Б. Ко-локоловым и Ю. А. Толмачевым для атомов инертных газов и металлов второй группы.

Второй пример является прямым продолжением опытов по сенсибилизированной флуоресценции. На начальном этапе С. Э. Фриш и Э. К. Краулиня во многом воспроизвели ранние опыты по сенсибилизированной флуоресценции смеси паров. Вместе с тем в электрическом разряде возбужденные атомы ртути возникают значительно более эффективно, чем при облучении, следовательно, можно было ожидать, что небольшая добавка паров ртути в разряд в инертном газе, содержащем пары натрия, приведет к резкому усилению свечения резонансных линий натрия. Такое усиление действительно наблюдалось. Анализ данных опытов показал, однако, что образование резонансно-возбужденных атомов натрия целиком объясняется заселением этих состояний не в ходе прямой передачи возбуждения, а в результате радиационных переходов с более высоких уровней, энергия возбуждения которых была близка к энергии соответствующих состояний атома ртути, т.е. процесс имел четко выраженный резонансный характер. Измерения концентрации возбужденных атомов, проведенные в 1961-1963 гг. О. П. Бочковой и С. Э. Фришем, позволили определить величины сечений столкновения и найти их зависимость от разности энергии начального и конечного состояний. Отметим, что

теоретически эффективные сечения подобных процессов до сих пор не могут быть рассчитаны достаточно надежно ввиду сложности взаимодействия атомов в процессе столкновения.

Переехав на родину, в Ригу, Э. К. Краулиня организовала лабораторию по изучению тонких деталей взаимодействия атомов и молекул щелочных металлов с резонансным излучением малой мощности. В этих работах активно начали применяться перестраиваемые по частоте лазеры.

Расширение поля фундаментальных исследований в области атом-атомных столкновений и углубление физического истолкования полученных в результате экспериментов характеристик поддерживалось и приветствовалось и С. Э. Фришем, и Н. П- Пенкиным. Данные опытов широко обсуждались на совместных с теоретиками физического факультета и Физико-технического института АН СССР семинарах. В конце концов Н. П. Пенкин пригласил на кафедру талантливого молодого ученого А. 3. Девдариани. Вскоре он создал свою научную группу, занявшуюся развитием теории атомных столкновений, которая не только способствовала общему росту научной квалификации сотрудников кафедры, но и внесла свой немалый вклад в развитие мировой науки. Одной из ее задач была помощь экспериментаторам в анализе полученных материалов. Особенно надо обратить внимание на ее достижения в понимании структуры и свойств излучения квазимолекул. Ученым удалось развить обобщенное описание взаимодействия частиц в процессе столкновения и образования квазимолекулы, рассчитать изменения спектра и показать, как, исследуя особенности его структуры или характера зависимости сечения столкновения от энергии частиц, можно найти основные физические параметры квазимолекулы. Опыты по изучению этого свечения успешно продолжаются Н. А. Крюковым.

Развитие техники эксперимента. Выше уже неоднократно отмечалось, как сильно влияет развитие техники эксперимента на развитие фундаментальной, а на ее основе и прикладной науки. Одним из лучших, вероятно, примеров этого является модификация Д. С. Рождественским интерферометра Маха-Цендера. Использование двух пар фиксированных относительно друг друга зеркал вместо четырех независимых сделало прибор настолько удобным в обращении, что уже в настоящее время он применяется при изучении потока газов в МГД-генераторах в условиях высокой вибрации. На роль метода «крюков» в развитии квантовой механики атома уже указывалось.

Сегодня, благодаря развитию методов нелинейной спектроскопии с применением перестраиваемых лазеров, несколько подзабылось, что кафедра оптики нашего университета была одним из ведущих мировых центров по спектроскопическому измерению ядерных моментов - спиновых, магнитных и квадрупольных. Наличие моментов у ядра вызывает сверхтонкое расщепление линий, для подобных измерений нужны приборы высокой разрешающей силы, в частности многолучевые интерферометры Фабри-Перо. Измерение ядерных моментов С. Э. Фриш начал еще в Государственном оптическом институте. Им впервые было установлено наличие закономерностей, связывающих значения ядерных моментов с четностью входящих в ядро числа протонов и нейтронов.

После Великой Отечественной войны работы по изучению сверхтонкой структуры (СТС) тяжелых элементов были продолжены на кафедре С. Э. Фришем, Н. И. Калитеевским и М. П. Чайкой. Была создана оригинальная сканирующая установка для автоматической записи СТС линий. Много позже аналогичная система была выпущена во Франции. Разработанные в последующем более точные радиоспектроскопические и нелинейно-оптические методы часто используют в качестве исходных данные классической оптической спектроскопии.

Здесь, вероятно, необходимо остановиться, отвлекаясь от основной нити нашего экскурса в историю научных исследований на кафедре оптики, на влиянии развития техники эксперимента не только на точность измеряемых величин, но на качественные выводы из результатов опыта. Применение метода крюков позволило, например, показать, что отношение сил осцилляторов резонансных дублетов щелочных металлов равно 2 с точностью порядка 1%. Тем самым подтверждались фундаментальные теоретические предположения о соотношении сил осцилляторов в мультиплетах. Вместе с тем использование фотоэлектрической регистрацией линий поглощения с целью проверки правила Томаса-Куна для суммы вероятностей переходов с данного уровня в опытах Н. П. Пенкина и Ю. И. Островского показало, что для натрия

сумма сил осцилляторов обеих составляющих дублета натрия равна / = 1,15 ±0,03, в то время как, согласно теоретическому правилу'Томаса-Куна, она должна быть точно равна единице. Нарушение правила сумм отмечалось ранее и в работах Г. С. Кватера и В. К. Прокофьева. Стала очевидной необходимость введения поправки в это правило. Проблема была изучена В. А. Фоком, который показал, что при более детальном учете взаимодействия электронов такая сумма может быть несколько больше единицы.

Развитие метода счета фотонов особенно расширило диапазон возможностей оптических методов, так как появилась возможность детального изучения кинетики свечения при импульсном возбуждении. Разрешающая способность метода по времени превосходила характерные значения радиационных времен жизни атомов. Используя счет фотонов, в начале 1950-х годов в лаборатории С. Ф. Родионова начал свои работы по определению абсолютных значений времен жизни возбужденных атомов методом задержанных (тогда применялось слово «запаздывающих») совпадений А. Л. Ошерович. К сожалению, подобные измерения были чрезвычайно трудоемкими, поэтому начальная точность результатов была невысока. Ситуация резко изменилась при внедрении в 1970-х годах в оптическую практику многоканальных анализаторов.

История измерений радиационных и эффективных времен жизни возбужденных состояний атомов гелия является наилучшим примером того, как увеличение точности опыта приводит к кардинальному изменению представлений о происходящих в атомных системах процессах. Первые измерения времен жизни уровней гелия методом задержанных "совпадений, пришедшим в оптику из ядерной физики, были осуществлены А. Л. Ошеровичем еще в 1958 г. К тому времени существовали и аналогичные измерения зарубежных ученых. В пределах точности измерений спад яркости линий после прекращения возбуждения, как и ожидалось, описывался экспоненциальной зависимостью, что позволяло связать его со временем жизни верхнего уровня. Однако уже первые опыты показали, что наблюдаемые значения зависят от условий опыта, в частности от давления газа. Первая интерпретация такой зависимости состояла в предположении о наличии «тушения» при столкновениях с невозбужденными атомами.

Эксперименты с применением многоканальных анализаторов (О. В. Огинец, В. Б. Смирнов, Ю. А. Толмачев), резко повысивших точность измерений, показали, что в реальности даже в такой относительно простой системе, как атом гелия, никакого моноэкспоненциального распада не существует, наблюдается сложная кривая, которую теоретически можно представить суммой нескольких экспонент. Проведенный анализ (за рубежом аналогичные представления были предложены на несколько лет позже) позволил построить ставшую теперь общепризнанной многоканальную схему процессов передачи возбуждения, значительно более реалистическую, чем первоначальные простые схемы.

Разработанный на кафедре В. А. Ивановым специальный высокоэффективный анализатор, учитывающий специфику спектральных исследований, дополнительно увеличил точность кинетических измерений, их оперативность и гибкость, позволил распространить метод на изучение кинетики изменения яркости не только свечения, но и поглощения. Появилась возможность анализа сложных по временной структуре процессов. Выполненные В. А. Ивановым измерения продвинули вперед изучение процессов образования и рекомбинации молекулярных ионов инертных газов - важнейшего компонента плазмы лазеров высокого давления.

Н, А. Воробьева вместе с В. М. Милениным разработали метод измерения функций распределения электронов по энергиям с помощью прямого двойного дифференцирования тока зонда Ленгмюра по его потенциалу. Повысилась точность измерений по сравнению с ранее применявшимися методами, основанными на дифференцировании по времени. Собранный экспериментальный материал показал, что функции распределения электронов для большинства инертных газов и паров металлов сильно отличаются от максвелловских. Это принципиально противоречило традиционной точке зрения, предполагавшей максвелловскую функцию распределения. На таком предположении базировалась классическая теория газового разряда Ленгмюра-Тонкса и Шоттки.

Новые методы возбуждения плазмы, в частности использование сильноточных монокинетических пучков электронов низких энергий, позволили в условиях скромной лаборатории

моделировать процессы возбуждения в мощных сильноточных установках. Появление импульсных лазеров дало возможность применения пространственно-селективного возбуждения образцов и разработки оригинальных методов в спектральном анализе. Вообще, практически каждый новый принципиальный опыт сопровождался (или был вызван) развитием экспериментальной техники.

Прекрасным примером практического приложения фундаментальных исследований в такой, казалось бы, хорошо изученной области, как спектроскопия молекулы водорода, служат работы Б. П. Лаврова с сотрудниками и учениками. Уточнение структуры волновых функций молекулы привело к резкому уменьшению погрешности метода дистанционной диагностики, основанной на измерении распределения яркости компонентов молекулярных полос рабочего вещества плазменных реакторов, используемых при производстве микросхем.

Приведем пример иного рода. Изучая динамику процессов формирования свечения промышленных люминесцентных ламп, В. М. Миленин и Н. А. Тимофеев пришли к выводу о возможности замены ртути в таких лампах на экологически чистые и безопасные пары воды. Подождем немного и оценим, сколько жизней удалось сохранить, благодаря таким фундаментальным исследованиям.

В середине 1970-х годов А. Г. Жиглинским с ближайшими сотрудниками был выполнен цикл работ по одновременному определению температуры и концентрации по перераспределению интенсивности спектральных линий. Для увеличения точности информации, получаемой из спектроскопических наблюдений,-была разработана теория «реального» интерферометра Фабри-Перо, учитывающая особенности производства подложек для зеркал и нанесения многослойных отражающих покрытий. Параллельно с этим развивались работы по усовершенствованию соответствующих методов. Было получено несколько авторских свидетельств на технологию создания широкополосных зеркал. Экспериментальные и теоретические результаты в области спектроскопии высокой разрешающей силы были изложены в специальной монографии А. Г. Жиглинского и В. В. Кучинского. Необходимо отметить одну важнейшую черту этой и других разработок А. Г. Жиглинского и его сотрудников: все они доводились до стадии, удобной для практического применения, абстрактная сложная теория никогда не была самоцелью исследований.

Атомные константы для лазерной физики. Создание первых газоразрядных и плазменных лазеров потребовало знания огромного количества констант, характеризующих процессы неупругой передачи энергии при взаимодействии атомных частиц в плазме. Кванто-вомеханическая теория подобных процессов была несовершенна и нуждалась в надежных экспериментальных данных. Количество лазеров, созданных экспериментаторами на основе интуитивных соображений, быстро росло, расширялись и технические их применения как в гражданских областях промышленности, так и в оборонных. Техника требовала быстрого ответа на сложные вопросы энергетики лазерных систем. Вместе с тем громадные - в несколько порядков величины - расхождения в абсолютных значениях эффективных сечений, которые получались в расчетах констант, характеризующих процессы взаимодействия сложных атомов, вряд ли могли устраивать ученых, решающих комплексные научно-технические проблемы, возникавшие при разработке и создании новых лазерных систем. Кафедра оптики оказалась полностью подготовленной к решению задачи формирования базы надежных экспериментальных данных.

Одной из первых подобных проблем, которую можно рассматривать и как прикладную, и как фундаментальную, явилось измерение эффективных сечений неутгругих столкновений ме-тастабильных атомов гелия с атомами неона в основном состоянии - процесса, определяющего работу популярного до сих пор газоразрядного гелий-неонового лазера. Качественно эффекты резонансного возбуждения уровней неона, происходящего в этой системе частиц, изучал уже в 1956 г. Чен-Ги-Тхек, аспирант С. Э. Фриша. Для теоретического описания работы лазера необходимо было дать количественные характеристики для каждого из возбужденных состояний неона, а также определить, заселение каких из них происходит в первичном акте столкновения, а каких - уже вследствие вторичного перераспределения энергии возбуждения.

Кажущаяся простота постановки задачи на самом деле вылилась в многолетнее исследование с применением О. П. Бочковой, Ю. А. Толмачевым и С. Э. Фришем как традиционных для кафедры методов изучения свечения смеси газов при стационарном возбуждении, так и самых современных методов кинетической спектроскопии. С этими же целями впервые Ю. 3. Иони-хом был использован метод селективного оптического возмущения заселенности уровней, для чего использовалось облучение плазмы светом гелиевой газоразрядной лампы. На заключительном этапе этих исследований В. А. Костенко и Ю. А. Толмачев, применив методы анализа многоэкспоненциальных кривых распада заселенностей и проведя измерения в диапазоне температур газов от комнатной до 1300 К, изучили зависимость абсолютной величины констант от температуры. В свою очередь, к этому времени руководителем теоретической группы кафедры оптики А. 3. Девдариани был разработал метод определения основных характеристик взаимодействия частиц при небольших межатомных расстояниях на основе подобных данных. Результатом совместной работы теоретиков и экспериментаторов стала зависимость сечения от энергии столкновения - пожалуй, единственный в мире пример эффективности подобной процедуры.

Следующей группой процессов, играющей большую роль в физике газоразрядных лазеров, являются столкновения, приводящие к ионизации Пеннинга (и сходные с ними). Образующийся при этом ион может оказаться в возбужденном состоянии. Во всем мире пеннинговским столкновениям в 1970-1990-е годы уделялось огромное внимание как экспериментаторами, так и теоретиками. Реакция исследовалась в плазме и атомных пучках, изучалось распределение образовавшихся электронов по углам и энергиям. Работы кафедры оптики были сосредоточены на определении точных значений вероятностей заселения различных состояний образующегося иона и суммарных сечений столкновения. Разработанная теоретиками кафедры модель показывала, что средние суммарные сечения в условиях плазмы должны обусловливаться дальнодействующими силами притяжения частиц, и позволяла рассчитать абсолютные величины сечений. Анализ полученных в эксперименте значений показал правоту этих представлений. Дополнительно в эксперименте надежно измерялись вероятности возбуждения разных уровней иона. Были исследованы также очень редкие в обычных условиях столкновения двух возбужденных атомов инертных газов между собой и с атомами металлов первой и второй групп таблицы Д. И. Менделеева. Н. Б. Колоколовым был разработан метод, позволивший в условиях плазмы измерять спектр появившихся при реакции Пеннинга электронов в абсолютной мере, что дало еще один способ измерения сечений пеннинговской ионизации.

Помимо реакции Пеннинга был изучен также процесс перезарядки ионов инертных газов с образованием возбужденных ионов металла первой и второй групп. Наличие надежных экспериментальных данных стимулировало развитие теоретических представлений, которое, в свою очередь, потребовало постановки опытов, специально направленных на их проверку.

Особо надо остановиться на столкновениях высоковозбужденных атомов, находящихся в так называемых ридберговских состояниях, с невозбужденными атомами и,электронами. Со столкновениями этого типа связана работа двух групп исследователей - А. Н. Ключарева и Ю. А. Толмачева. Первая сосредоточилась на атомах щелочных металлов, в частности на процессах конверсии ридберговского атома в ион двухатомной щелочной молекулы при парных соударениях с нормальными атомами. Эксперименты проводились методом оптического возбуждения атомных пучков. Для этих целей использовалось и излучение обычных дуговых ламп, из спектра которых с помощью монохроматора выделялся необходимый участок, и перестраиваемые лазеры. Н. Н. Безуглов показал, что столкновения в атомном пучке соответствуют столкновениям в кюветах, находящихся при очень низкой температуре. Так была открыта новая страница исследований, которая оказалась очень актуальной в связи с задачами' столкновений при сверхнизких энергиях относительного движения частиц.

Одним из результатов опытов, проведенных Ю. А. Пиотровским и Ю. А. Толмачевым, была разработка более или менее реалистической модели процессов, происходящих в фотосфере Солнца. Она позволила показать возможные каналы возникновения инверсной заселенности возбужденных уровней иона гелия в атмосфере нашей звезды, обусловленной локальными

неравновесностями плазмы. Эта модель дает некоторую поддержку гипотезе сотрудников кафедры физики атмосферы СПбГУ о возможности существования эффектов вынужденного излучения в свечении нашего Солнца и подобных ему звезд.

Мощные лазеры ИК-, видимого и УФ-диапазонов потребовали изучения полного набора процессов возникновения и рекомбинации молекулярных ионов инертных газов. Такие исследования, выполненные в лаборатории физики плазмы В. А. Ивановым и Ю. Э. Скобло, дали возможность не только «распутать» сложную схему взаимодействия частиц, но и найти точные количественные характеристики большинства каналов в широком диапазоне средних энергий электронов. Впервые им удалось описать свойства гетероядерных ионову инертных газов и доказать, что в качестве донора энергии возбуждения в лазерных смесях могут выступать метастабильные молекулы гелия. В экспериментах с распадающейся плазмой смеси гелий-водород В. А. Иванов и Ю. Э. Скобло обнаружили эффективный канал передачи возбуждения от метастабильной молекулы гелия к атому водорода.

Если первые газовые лазеры использовали переходы в атомах, то в дальнейшем, как известно, были созданы высокоэффективные лазеры на переходах в простых молекулах. Работы по изучению существенных для молекулярных лазеров процессов проводятся на кафедре оптики с конца 1960-х годов. Помимо смесей, в которых инверсная заселенность получалась в молекулах азота, длительные и всесторонние исследования были проведены в системах, где лазерная генерация получалась в молекулах СО. В подобных лазерах применяются многокомпонентные смеси газов. Генерация в СО-лазере, в отличие от азотного, происходит при переходах между подуровнями основного электронного состояния. Анализ процессов, протекающих в плазме ггрового разряда в таких смесях, требует информации о большом числе элементарных процессов, в том числе плазмохимических реакций. Систематические исследования Ю. 3. Иониха, Г. М. Григорьян и Н. В. Чернышевой впервые позволили количественно описать изменение состава, лазерной смеси в процессе работы. Были определены каналы релаксации колебательно-возбужденных молекул СО на продуктах плазмохимических реакций, построена корректная схема процессов в лазере и предложены методы регенерации деградирующей со временем активной среды, что позволит поддерживать стабильность работы лазера в течение длительного времени.

Исследования до оптике лазерного излучения. Начиная с середины 1960-х годов на кафедре оптики ведутся впечатляющие по своей многогранности работы по физике лазеров и лазерного излучения. Выше рассматривался ряд исследований, направленных на измерение констант, характеризующих процессы в активных средах. Одновременно и параллельно шло изучение собственно лазерной генерации. В группе, возглавляемой А. С. Тибиловым, в послесвечении мощного импульсного разряда было открыто более 30 новых линий генерации в спектрах атомов атомов второй группы. Впоследствии генерация на некоторых из них была применена для экспериментального определения констант скорости неупругих атом-атомных столкновений. Лазерное излучение служило источником селективного заселения возбужденных уровней атомов соответствующих металлов.

В историю лазерной физики, несомненно, войдет серия исследований лазера на смеси натрий-водород (линия 1,1403 мкм). Ее начало было положено работой А. С- Тибилова и А. М. Шухтина, опубликованной в 1968 г. Измерения спектральных особенностей излучения этого лазера показали, что линия генерации имеет сдвиг по частоте, свидетельствующий о наличии направленного движения атомов в плазме импульсного разряда. Ученые-выдвинули гипотезу о том, что инверсия возникает в результате ион-ионной рекомбинаций частиц, движущихся в продольном электрическом поле. Совместно с теоретиками физического факультета было разработано глубокое обоснование этой гипотезы, и ион-ионная рекомбинация рассматривается сейчас как один из эффективных механизмов образования инверсии заселенностей.

Мощное УФ-излучение эксимерных лазеров оригинальной конструкции позволило ученым кафедры оптики изучить нелинейные эффекты взаимодействия света со сжатыми и конденсированными инертными газами и простыми жидкостями. Результаты этих исследований, проведенных А. А. Пастором, П. Ю. Сердобинцевым и В. В. Берцевым, дают новую инфор-

мацию о природе низколежащих электронно-возбужденных состояний в подобных системах. Показано отличие вынужденного обратного рассеяния лазерного излучения в изученных системах от известного вынужденного рассеяния Мандельштамма-Бриллюэна (ВРМБ). Обнаруженные и проанализированные пространственно-временные особенности процесса позволяют повысить эффективность нелинейных элементов лазерной оптики в сравнении с известными ВРМБ-зеркалами.

Лазерное излучение обладает настолько нетривиальными свойствами, что количество новых вопросов в физике взаимодействия излучения с веществом множится день ото дня. На первом этапе они звучали достаточно просто: как возникает инверсная заселенность состояний, как ведет себя вещество при взаимодействии с мощным когерентным лазерным излучением, особенно импульсным, как оно распространяется в оптически плотной среде. Если на первую группу вопросов были уже готовые ответы или опыт, достаточный для того, чтобы максимально быстро найти ответ, то последующие требовали совершенно нового подхода к физике явлений.

С середины 1960-х годов, вскоре после появления первых лазеров, В. С. Егоровым с сотрудниками было развернуто систематическое исследование особенностей когерентного взаимодействия кратковременных импульсов лазерного излучения с резонансно-поглощающей средой. С самого начала использовался опыт работы, приобретенный в ходе изучения плазмы импульсного разряда и процессов в импульсных газовых лазерах. Эксперименты В. С. Егорова и Н. М. Реутовой по взаимодействию когерентного импульса суперизлучения с резонансно-поглощающей плазмой, содержащей метастабильные атомы, впервые показали, что этот процесс имеет характерные особенности когерентного взаимодействия короткого импульса суперизлучения с поглотителем. Был зарегистрирован эффект изменения формы импульса по мере его распространения. Впервые была предложена и обоснована физическая модель формирования излучения соответствующего лазера на линии неона 614,3 нм. Разработка этого направления исследований привела к получению принципиально новых научных результатов, в том числе к экспериментальному обнаружению эффекта так называемой «сверхпрозрачности» вещества и развитию соответствующей теории учеными кафедры общей физики I.

Параллельно В' С. Егоров и И. А. Чехонин установили существование целой системы комбинационных .тонов резонансной поляризации в окрестности атомного резонанса, используя специально разработанный двухволновый лазерный спектрометр усиления слабого пробного луча. Эти резонансы явились проявлением эффектов комбинационного рассеяния на характерных колебаниях заселенностей поглощающей среды. На основании данных эксперимента была показана принципиальная возможность возникновения двух типов спектров поглощения при внутрирезонаторной лазерной спектроскопии (ВРЛС) с широкополосной накачкой -неколлективного и коллективного. Было обосновано также наличие специфического механизма генерации в условиях ВРЛС с широкополосной накачкой - параметрическое возбуждение коллективных движений вещества (сверхнутация), сопровождающихся возникновением стационарных волн. Тем самым в арсенал лазерной физики был введен новый механизм генерации когерентного излучения. В дальнейшем он получил название параметрического возбуждения сильной связи электромагнитного поля и резонансного вещества. Изученные явления, вероятно, могут быть использованы для генерации ультракоротких импульсов когерентного излучения, в том числе с помощью микрорезонаторов, для создания источников когерентного излучения с неклассической статистикой поля («фотонные пары»), в новых схемах генерации для, различных спектральных областей.

Генераторы ультракоротких световых импульсов не только позволяют достичь совершенно новых результатов в физике взаимодействия света с веществом, но и создать новые системы связи и обработки информации. Однако до сих пор не построена такая же простая картина распространения и дифракции ультракоротких импульсов, какая существует для монохроматических волн. Сегодня это основная проблема для Ю. А. Толмачева и М. К. Лебедева. Получены первые интересные результаты, показывающие перспективность подобной постановки вопроса. Впереди - новая оптика нестационарных сигналов.

Углубленное исследование интерференции поляризованного лазерного излучения, проведенное Н. С. Рязановым, И. В. Кузнецовым и В- М. Архиповым под руководством А. Г. Жиг-линского, дало возможность не только обнаружить неизвестные ранее эффекты, но и создать новые типы широкополосных лазеров на красителях со светоинжекционным управлением параметрами. Были развиты три новых направления во внутрирезонаторной лазерной спектро-, скопии: фазовая, поляризационная и интерференционная.

В 1980-е годы А. Г. Жиглинским, Г. Г. Кунд и А. О. Морозовым впервые были проведены исследования по использованию в голографии источников с малой длиной когерентности. Для этих целей был разработан спектроголографический метод, в котором применялся специально созданный импульсный лазер, генерировавший пакет эквидистантных близко расположенных линий. Разложив пространственно с помощью спектрографа этот пакет, можно было получить за одну лазерную вспышку целый набор миниатюрных голограмм для разных длин волн и при обработке информацию о пространственном распределении интересующих исследователя различных атомов в анализируемых объектах. С использованием этого топографического метода, в частности, по заказу НИИ электросварки была подробно изучена сварочная дуга.

Полихроматический импульсный лазер послужил основой для нового изобретения: был разработан и создан многоцветный лазер, способный давать излучение в нескольких длинаЬс волн одновременно, причем относительная интенсивность излучения и положение каждой из линий в спектре могли плавно регулироваться. Экспериментальное и теоретическое исследования особенностей генерации такого лазера, выполненное А. И. Измайловым, И. А. Жувикиной и П. А. Воротневым, явились существенным вкладом в физику многоцветных лазеров.

Исследования по физике плазмы. Плазма газрвого разряда в газах при пониженных, по сравнению с атмосферным, давлениях начала изучаться на кафедре оптики уже с самого ее создания. Исследования были сосредоточены преимущественно на положительном столбе разряда (постоянного тока, импульсного и высокочастотного) и отрицательном свечении (работы С. Э. Фриша, И. П. Богдановой и Чен-Ги-Тхека, 1957-1958 гг.), в том числе на разряде в полом катоде. Их особенностью было то, что они с самого начала проводились комплексно с одновременным измерением оптических и электрических характеристик. Использовались как возможности оптических методов - аномальной дисперсии (крюков Рождественского), реабсорбции излучения, обращения линий, абсолютных яркостей свечения, так и зондовых измерений в различных модификациях метода.

Если на первых порах на кафедре оптики изучалась стационарная плазма, то с развитием импульспой техники объектом самого пристального внимания стали происходящие в плазме нестационарные процессы, особенно в распадающейся плазме. В результате сегодня мы имеем достаточно полную физическую картину свойств плазмы, включающую в себя концентрацию и энергию электронов, их распределение по скоростям, динамику изменения заселенности уровней и электрических полей.

Сложность и взаимосвязанность процессов приводит к тому, что интерпретация и предсказание свойств плазмы газового разряда при различных способах ее возбуждения требуют решения сложной самосогласованной задачи. Реализация такого решения оказывается возможной только в последние годы с применением мощной вычислительной техники. Для этого требуется знание всего арсенала койстант, характеризующих свойства атомных частиц (атомов, ионов, молекул), их взаимодействие между собой, с электронами разных энергий, с фотонами и т.д.

Важнейшим общим выводом из результатов даже самых первоначальных исследований плазмы низкого давления, следовавшим в том числе из экспериментов, проведенных на кафедре оптики, было заключение о принципиально неравновесном характере распределения заселенности уровней атомов. К нему нельзя применить понятие температуры как единственного параметра, определяющего все характеристики ансамбля частиц. Методы диагностики состояния плазмы, в том числе плазмы в системах управляемого термоядерного синтеза, на первых порах не принимали во внимание это обстоятельство.

В качестве еще одного примера далеко идущих выводов, сделанных на основании результатов оригинальных опытов по изучению свойств низкотемпературной плазмы, укажем про-

веденное в 1940-х годах С. Э. Фришем и Ю. М. Каганом исследование переносного движения ионов в плазме положительного столба разряда в инертных газах. Скорость ионов измерялась по смещению линий ионов с помощью интерферометра Фабри-Перо. Впервые было установлено, что в разрядных трубках малого диаметра направленная компонента скорости ионов имеет величину одного порядка с их тепловыми скоростями. Причиной является ускорение ионов в продольном электрическом поле (одновременно была показана и большая роль радиальной компоненты поля). К объяснению наблюденных эффектов на первых этапах был привлечен В. А. Фок. Затем теория эффекта была развита в работах'Ю. М. Кагана и В. И. Пе-реля. Спустя десятилетия их результаты оказались принципиально важными при создании газоразрядных капиллярных лазеров.

Для измерения концентрации атомов методом поглощения С. Э. Фришем, Л. П. Разумовской и О- П. Бочковой использовался метод реабсорбции излучения, который был применен к исследованию процессов возбуждения как "в разряде постоянного тока в инертных газах, так и в высокочастотном.

Вероятно, нигде, кроме кафедры оптики, не владеют с такой степенью совершенства методикой измерения функции распределения электронов по энергиям с помощью зондовых методов. Они основываются на теории, развитию которой положили в 1951-1954 гг. работы Ю. М. Кагана и В. И. Переля. Техника измерений была разработала Г. М. Малышевым, В. Л. Федоровым и Л. Гавалас. Затем теоретическое обоснование и техника измерений метода получили дальнейшее развитие в деятельности учеников Ю М. Кагана, что позволило применить его не только к стационарной, но и к распадающейся плазме. Особенно в этом отношении надо подчеркнуть работы Н. Б. Колоколова и его учеников.

К важнейшим результатам исследований сотрудников лаборатории физики плазмы отнесем доказательство того, что в разряде низкого давления в парах ртути и инертных газах в области больших энергий электронов функция распределения сильно обеднена по сравнению с максвелловской. Этот вывод вытекал, в частности, из результатов, полученных А. Д. Ха-хаевым (сейчас доктора физико-математических наук), который проводил систематические измерения заселенностей возбужденных атомов. Им было показано, что в газовом разряде с ростом давления и тока происходит смещение роли процессов возбуждения в сторону ступенчатых по сравнению с прямыми, заселенности возбужденных состояний атомов резко отличаются от больцмановских, и попытки описать газовый разряд на основе формул, даваемых максвелл-больцмановскими распределениями и равновесной степенью ионизации типа Саха, оказываются несостоятельными. Отсюда вытекала объективная необходимость кардинальным образом пересмотреть устоявшиеся точки зрения и совершить революционный прорыв в физике газового разряда.

Руководитель лаборатории физики плазмы Ю. М. Каган предложил использовать для описания конкретных видов газового разряда методы физической кинетики. Талантливый теоретик Р. И. Лягущенко начал планомерную работу по решению кинетического уравнения Больцмана применительно к резко неравновесной газоразрядной плазме, изучавшейся экспериментаторами. Им были получены фундаментальные результаты, показавшие влияние различных типов столкновений частиц в плазме на формирование функций распределения. Он доказал, что межэлектронные столкновения в слабоионизованной плазме могут сильнейшим образом деформировать функцию распределения электронов по энергиям. Это ведет к возникновению экспоненциально нелинейных зависимостей скоростей возбуждения и ионизации от концентрации электронов. Одним из проявлений таких процессов и является недостаток быстрых электронов в сравнении с предсказанием максвелловской функции. Именно такое обстоятельство и играет определяющую роль в особенностях возбуждения и ионизации атомов и приводит к тому, что осйовнЫм каналом становятся ступенчатые процессы. Созданная Р. И. Лягущенко теория функции распределения электронов по энергиям в разряде при средних давлениях была затем подтверждена тщательными зондовыми измерениями в лаборатории физики плазмы.

Одновременно был предсказан комплекс макроскопических эффектов, вытекавших естест-

венным образом из новой теории, в частности сжатие области свечения спектральных линий к оси разряда и немонотонный характер зависимости этого сжатия от тока разряда. Экспериментальное изучение таких эффектов в разряде в инертных газах было поручено Ю. Б. Го-лубовскому, тогда аспиранту проф. Ю. М. Кагана. Им был обнаружен сплошной спектр свечения в сине-зеленой области,, интенсивность которого нарастала с ростом давления и тйка. Данный континуум был интерпретирован как спектр торможения электронов на нейтральных атомах и был с успехом применен для спектроскопической диагностики плазмы с высокими пространственным и временным разрешениями. Такой континуум аналогичен тормозному рентгеновскому излучению. Основное отличие связано с тем,' что в рентгеновской области электроны имеют энергии в десятки килоэлектронвольт, а в газовом разряде - несколько электронвольт, поэтому излучение попадает в видимую часть спектра. Изучение тормозного континуума было проведено затем В. А. Ивановым.

При анализе особенностей импульсного разряда в инертных газах и их смесей с парами металлов А. М. Шухтин и его коллеги, используя метод крюков и специально разработанные его модификации, выявили, что в момент прохождения тока происходит сильное обеднение нейтральными атомами узких центральных частей разрядных трубок. Подробное изучение этого эффекта было выполнено В. Н. Скребовым, а Ю. Г. Козлов показал, что во время импульса возникает ударная волна, и описал ее влияние на процессы в плазме разряда.

Импульсный зондовый метод, использованный Н. Б. Колоколовым с учениками для исследования распадающейся плазмы, позволил установить на функции распределения электронов по энергиям четко выраженные максимумы, вызванные неупругими столкновениями мета-стабильных атомов с тепловыми электронами. Тщательные систематические измерения дали возможность определить такую важную для физики плазмы и атомной физики величину, как коэффициент ветвления реакции ассоциативной и пеннинговской ионизации при столкновениях метастабильных атомов инертных газов.

Отдельно следует остановиться на методах обобщенного описания свойств плазмы и процессов самоорганизации. На протяжении последних двух десятилетий этим была занята большая группа сотрудников лаборатории физики плазмы, возглавляемая Ю. Б. Голубовским. Проблема включает в себя изучение не только, например, положительного столба, но и особенностей его взаимодействия с ограничивающими стенками, электродами и приэлектродны-ми областями плазмы, нестационарности различного рода (стоячие и бегущие страты) и т.д., и т.п. Специфические линейные и нелинейные процессы в самой плазме и на ее границах приводят к тому, что, с одной стороны, зная чисто внешние параметры (размеры ограничивающего плазму объема, состав и давление наполняющих газов, разрядный ток), можно заранее предсказать оптические характеристики разряда (В. М. Миленин, Н. А. Тимофеев), а с другой - удается детальнейшим образом проследить саму динамику процессов самоорганизации плазмы и соответственно воздействовать на них.

Особо надо остановиться на начатых под руководством А. Г. Жиглинского исследованиях массопереноса при взаимодействии плазмы с поверхностью. С конца 1970-х годов они стали одним из ведущих направлений деятельности В. В. Кучинского, Э. Н. Фафуриной и В. С. Сухомлинова. Эти работы велись в основном совместно с организациями, работающими над созданием реакторов управляемого термоядерного синтеза (УТС) (НИИЭФА, ИАЭ им. И. В. Курчатова). Одновременно совместно с ВНИИэлектромаш были выполнены расчеты рабочих режимов электродов плазмотронов. В основе этих исследований лежала остроумная мысль о том, что условия распыления стенки при разряде в полом катоде хорошо моделируют взаимодействие ионов со стенкой реактора УТС. Впервые были измерены селективные коэффициенты распыления компонентов важнейших конструкционных материалов, перспективных для построения первой стенки термоядерного реактора. Была разработана детальная теория процессов массопереноса в плазме, учитывающая эффект селективности распыления компонентов материала и их возврат из плазмы, создана и проверена теория перестройки состава поверхности под действием ионов и быстрых атомов в плазме, при этом роль быстрых атомов в распылении была изучена впервые. Результаты проведенных исследований в облас-

ти взаимодействия плазмы и ионных пучков с поверхностью многокомпонентных материалов были изложены в двух монографиях.

Полученные материалы стимулировали развитие процессов формирования и распространения упругих волн в слабоионизованной плазме. Как это часто бывает, результаты фундаментальных исследований, проводимых на стыке наук - аэрогидродинамики и физики плазмы, -немедленно нашли широкое практическое применение. Так, по результатам работ В. С. Сухомлинова с сотрудниками сейчас разрабатываются принципиально новые методы уменьшения аэродинамических шумов сверхзвуковых летательных аппаратов, снижения их лобового сопротивления и увеличения подъемной силы.

Развитие работ по спектральному анализу. Спектральный анализ веществ в различной фазе, во многом определивший первоначальные направления исследований кафедры, с самого начала базировался на фундаментальных знаниях. Научная основа методов в значительной мере создавалась в лабораториях самой кафедры. Были решены многие принципиальные вопросы, связанные с измерением количества газов, растворенных в металлах, используемых в космической и радиоэлектронной промышленности, разработаны методы анализа сверхчистых инертных газов, определения содержания изотопов в растениях. Научные исследования во всех случаях заканчивались новыми инженерными разработками и внедрением приборов в производство. Из самых последних укажем на методы экспрессного определения сорта бензина.

Спектроаналитическое направление, как упоминалось, сформировалось на кафедре оптики уже в 30-х годах XX столетия. С. Э. Фришем, В. И. Черняевым и В. А. Коноваловым изучались элементный и изотопный составы газов по эмиссионным спектрам, возбуждаемым в газоразрядной плазме низкого давления. Приостановленная во время Великой Отечественной войны работа в этом направлении возобновилась и была направлена на развитие методов эмиссионного спектрального анализа газов. Цикл исследований Е. Я. Шрейдер, О. П. Бочковой, Н. А, Матвеевой, Л. П. Разумовской, Н. В. Чернышевой, выполненных под руководством С. Э. Фриша, позволил создать комплекс методов эмиссионного спектрального анализа газовых смесей.

Первым послевоенным достижением лаборатории можно считать разработку А. Н. Зай-делем, Н. М. Орловой и А. А. Петровым безэталонного метода изотопного анализа водорода. В 1948 г. в связи с необходимостью решения важнейшей проблемы овладения и использования атомной энергии на кафедре была организована научная лаборатория спектрального анализа. Руководителем ее стал проф. А. Н. Зай^ель, а его помощниками - М. П. Чайка, Л. В. Липис и Н. И. Калитеевский. Задача лаборатории заключалась в разработке и внедрении высокочувствительных методов анализа веществ высокой чистоты, используемых в атомной промышленности. Были применены все классические методы оптической спектроаналитики: эмиссионная, абсорбционная, флуоресцентная и рефракционная. Исследования сотрудников лаборатории сочетали основанный на фундаментальных знаниях анализ физических процессов, определяющих возможности методов, с созданием новых методик и аппаратур, что гарантировало успех в решении возникавших в практике задач. Промышленное производство чистых инертных газов долгие годы использует разработанное на этой основе оборудование.

Для выделения микропримесей анализируемых веществ из основы был разработал «метод испарения», в котором относительно легколетучие окислы висмута, кадмия, натрия, калия, цинка, никеля отделялись от труднолетучих окислов основных компонентов анализируемых проб - урана, тория, плутония, циркония, лантана, тантала и т.д. Спектроскопическое определение микропримесей, конденсированных на электродах дуги, обеспечило необходимую для практики чувствительность анализа атомных материалов на уровне Ю-4—Ю-5 масс.%.

В 1960-е годы' лаборатория спектрального анализа одной из первых в стране приступила к разработке и применению изотопного спектрального анализа легких и тяжелых элементов. В работах А. А. Петрова, А. Г. Жиглинского, Г. В. Вейнберг, Н. М. Орловой, Г. Г. Кунд, Г. М. Лазеевой использовались как атомные, так и молекулярные спектры в зависимости от возникавших задач. Сотрудниками лаборатории был создан спектрально-изотопный метод,

основанный на разбавлении анализируемой пробы редким изотопом определяемого элемента и изотопном уравновешивании. Уравновешивание дополнялось хроматографическим или другими физико-химическими методами выделения изотопсодержащих фракций.

Значительным шагом в повышении надежности спектроскопических методов анализа явилась разработка А. А. Петровым с сотрудниками (Е. А. Пушкарева, С. В. Ошемков, А. А. Большаков и др.) метода корреляционного анализа. Учитывая существующие весьма жесткие связи между аналитическими сигналами и параметрами возбуждения пробы, удалось почти на порядок величины уменьшить статистический разброс данных о концентрации веществ.

Новым импульсом развития исследований в спектральном анализе послужило использование лазеров. Они позволили улучшить чувствительность, спектральную селективность, локальность пробоотбора, пространственное и временное разрешения спектроаналитических методов. Лаборатория спектрального анализа кафедры оптики -уже вскоре после появления первых лазеров включила их как важнейший инструмент в свой обиход. Усилиями целой плеяды сотрудников лаборатории под руководством В. М. Немца и А. А. Петрова с применением лазеров были созданы методы определения газовых примесей в чистых инертных газах, основанные на двухступенчатом селективном возбуждении флуоресценции. Это дало возможность получить уникальную чувствительность определения трудновозбудимой примеси в анализируемом газе (на уровне 10~8 масс.%). Селекция оптических импульсов возбуждения пробы и регистрация флуоресценции в оптимальные моменты времени позволяют сегодня еще более повысить чувствительность.

В последние годы в лаборатории "спектрального анализа В. Б. Борисовым, В. М. Немцем и А. А. Соловьевым успешно развиваются методы, основанные на эффекте нарушения полного внутреннего отражения на границе световода и анализируемой жидкой среды. Созданные методики и аппаратура экспрессно, в режиме on-line, регистрируют состав технологических сред в пищевой, нефтеперерабатывающей и других областях промышленности и используют выработанные сигналы для управления технологическим процессом. Этот вариант спектро-аналитической методики вновь демонстрирует влияние знаний и остроумного мышления на развитие техники измерений, а через нее - на технологию производства.

Заключение. Размышления о научных и прикладных работах, выполненных на кафедре оптики, вновь заставляют задуматься о том, как тесно переплетены задачи фундаментальной и прикладной физики и как спокойная творческая атмосфера, постоянный обмен информацией между сотрудниками кафедры (не разделяя формально состоящих в штате НИИ физики и физического факультета), с учеными других кафедр СПбГУ, институтов Академии наук и учреждений прикладной науки позволяли поддерживать уровень исследований, не уступающий самым передовым лабораториям мира, а во многих случаях превосходивший их. Кафедра оптики и отдел оптики и спектроскопии НИИ физики СПбГУ за последние годы испытали много невзгод вместе со всей страной, но традиции, заложенные нашими учителями, поддерживаются и развиваются. Несмотря на большие объективные трудности, продолжается активная научная и педагогическая деятельность. Ведется большая работа со студентами и аспирантами, защищаются магистерские, кандидатские и докторские диссертации. Публикуются статьи в престижных отечественных и зарубежных журналах, регулярно представляются доклады на международных конференциях. Сократилось количество ученых, но так же интенсивна их научная и педагогическая работа, так же привлекательна кафедра для студентов и аспирантов, так же широки ее связи с российскими и зарубежными коллегами.

В конце статьи приведем два списка: доктора и кандидаты наук, жизнь которых связана с кафедрой оптики:

Кандидаты наук

1. Каган Ю.М.

2. Ошерович А.Л.

3. Бочкова О.П.

4. Захарова В.М.

5. Мейкляр П.В.

v 6. Филимонов В.Н.

7. Чен-Ги-Тхек

8. Петров A.A.

9. Фафурина Э.Н.

10. Жиглинский А.Г.

11. Матвеева H.A.

12. Островский Ю.И.

13. Вилесов Ф.И.

14. Кондратьева Е.В.

15. Котов Е.И.

16. Пейсахсон И.В.

17. Роев Л.М.

18. Кишко И.М.

19. Лачева И.Х.

20. Мустафин К.С.

21. Туркин Ю.И.

22. Вейнберг Г.В.

23. Боргест В.А.

24. Егоров B.C.

25. Андреев С.И.

26. Коренной Е.П.

27. Придаейко Г.Д.

29. Ильина Е.В.

30. Кочемировский A.C.

31. Лягущенко Р.И.

32. Славенас И.Ю.

33. Гейци И.

34. Миленин В.М.

35. Ревалд В.Ф.

36. Федоров В.Л.

37. Бородин B.C.

38. Разумовская Л.П.

39. Шабанова Л.Н.

40. Шпеник О.Б.

41. Голубовский Ю.Б.

42. Касмалиев Б.

43. Немец В.М.

44. Семенов Р.И.

45. Скребов В.Н.

46. Ключарев А.Н.

47. Редько Т.П.

48. Весничева Г.А.

49. Головин А.Ф.

50. Кривченко B.C.

51. Луизова Л.А.

52. Тибилов A.C.

53. Толмачев Ю.А.

54. Веролайнен Я.Ф.

55. Десай Ш.

56. Ионих Ю.З.

57. Калмаков A.A.

58. Козлов Ю.Г.

59. Макаров А.П.

60. Митрофанов Н.К.

61. Михель П.

62. Орешак О.Н.

63. Орлова Н.М.

64. Шапиро Л.

65. Барская А.Я.

66. Варшавский С.

67. Гебеков В.Д.

68. Еременко Е.П.

69. КундГ.Г.

70. Краулиня Э.К.

71. Крылов И.А.

72. Колоколов Н.Б.

73. Нестерова Л.Л.

74. Хрусталев Г.Ю.

75. Шабдукаримов Б.А.

76. Комарова Л.Л.

77. Лазеева Г.С.

78. Рязанов Н С.

79. Сигети Я.

80. Солдатов А.Н.

81. Хворостовский С-Н.

82. Хлопина Т.Н.

83. Благоев A.B.

84. Большакова Л.Г.

85. Иванов В.А.

86. Имре А.И. Ц973)

87. Кастыгова И.Е.

88. Пастор A.A.

89. Путилин Э.С.

90. Столбова Е.П.

91. Шевцов М.К.

92. Комаровский В.А.

93. Мишаков В.Г.

94. Мурадов А.

95. Мучкаев A.A.

96. Рузов В.П.

97. Чернышева Н.В.

98. Закорина H.A.

99. Иванов В.Н.

100. Лавров Б.П.

101. Немец A.M.

102. Рыков В.И.

03. Скворцова Г.В.

04. Сукиасян Э.А.

05. Ходорковский М.А.

06. Якимова В.А.

07. Яковлева В.И.

08. Кобас Аранда М.-М.

09. Марусин В.Д.

10. Погорелый П.А.

11. Праматаров П.М.

12. Самсон A.B.

13. Николаич А.Я.

14. Благоев К.Б.

15. Картазаев В.А.

16. Привалов В.И.

17. Пулькин С.А.

18. Сепман В.Ю.

19. Столов Е.Г.

20. Хомяков Р.В.

21. Жувикин Г.В.

22. Лазаренко В.А.

23. Бабаев B.C.

24. Дунаев В.В.

25. Добролеж Б.В.

26. Огинец О.В.

27. Преснухина И.П.

28. Тимофеев H.A.

29. Безуглов H.H.

30. Ефремов Г.М.

31. Зинченко А.К.

32. Себякин Ю.Н.

33. Фогель Д.

34. Флорко A.B.

35. Царев В.И. (1980) '

36. Вагнер Л.С.

37. Ли В.Н.

38. Митюрева A.A.

39. Морозов А.О.

40. Реутова Н.М.

41. Чехонин И.А.

42. Ярмухамедова Ф.М.

43. Демидов В.И.

44. Баранов И.Ю.'

45. Голубовская Н.В.

47. Денчев O.E.

48. Ефремова Г.В.

49. Зонненбург Р.

50. Калязин Н.Ф.

51. Катасус Портуондо М.-Р.

52. Некучаев В.О.

53. Нисконен И.С.

54. Пиотровский Ю.А.

55. Плехоткина Г.Л.

156. Ржевский В.Н.

157. Рязанцева С В.

158. Соловьев A.A.

159. Белов В.Г.

160. Измайлов A.M.

161. Мещерякова Т.Ю.

162. Попов К.Г.

163. Приходько A.C.

164. Скобло Ю.Э.

165. Сухомлинов B.C.

166. Торонов О.Г.

167. Беляев А.К.

168. Блашков В.И.

169. Касьяненко C.B.

170. Крюков H.A.

171. Загребин А.Л.

172. Панасюк Г.Ю.

173. Плехоткин Г.А.

174. Тютчев М.В.

175. Шеверев В.А.

176. Эсмат эль Фарес

177. Ашурбеков H.A.

178. Кантор П.Я.

179. Кузнецов И.В.

180. Ошемков C.B.

181. Бурштейн М.Л.

182. Каланов В.В.

183. Павлов C.B.

184. Просихин В.П.

185. Шевченко В.Я.

186. Шейкин Е.Г.

187. Васильев В.В.

188. Куликов В.В.

189. Куранов А.Л.

190. Пушкарева Е.А.

191. Сердобинцев П.Ю.

192. Симонов В.Я.

193. Смирнов В.В.

194. Тележко В М.

195. Юргенсон C.B.

196. Борисов E.H.

197. Ворошилова Т А.

198. Церковный С.И.

199. Большаков A.A.

200. Горбунов H.A.

201. Милованов Н.П.

202. Романенко В.А.

203. Самохин А.Н.

204. Фунтов В.Н.

205. Яковицкий С.П.

206. Аль-Хават Ш.Х.

207. Башлов Н.Л.

208. Владимиров В.А.

209. Макасюк И.В.

210. Павловская H.A.

211. Поздеев JI.JI.

212. Стоянов Д.Г.

213. Колобов В.И.

214. Костенко В.А.

215. Кулигин A.B.

216. Леднев М.Г.

217. Сулейменов Н.Э.

218. Хромов H.A.

219. Асадуллина Р.И.

220. Асташкевич С.А.

221. Мовчан И.П.

222. Никитин А.Г.

223. Ежов О.Н.

224. Ле Ван Хьеу

225. Архипов. М.В.

226. Воротнев П.А.

227. Костюкевич И.Н.

1. Ахмеджанов Р.К.

2. Благоев К.Б

3. Безуглов H.H.

4. Белоусова И.М.

5. Богданова И.П.

6. Борисов В.В.

7. Борисенко В.Е.

8. Бородин B.C.

9. Буланин М.О.

10. Витоль Э.

11. Галунов В.И.

12. Герасимов Г.Н.

13. Гинзбург И.М.

14. Голубев Ю.М.

15. Голубовский Ю.Б.

16. Девдариани А.З.

17. Денисов Г.С.

18. Дробышев А.И.

19. Дюжев Г.А.

20. Егоров B.C.

21. Есаулов В.В.

22. Жиглинский А.Г.

23. Зайдель А.Н.

24. Запесочный И.П.

25. Иванов В.А.

26. Ионих Ю.З.

27. Каган Ю.М.

28. Калитеевский Н.И.

29. Кватер Г.С.

30. Ключарев А.Н.

31. Козлов М.Г.

228. Нисимов С.У.

229. Шубин H.H.

230. Чаплыгин М.А.

231. Кокина Н.В.

232. Мельников A.C.

233. Пономарев М.С.

234. Порохова И.А.

235. Чесноков Е:А.

236. Бичуцкая E.H.

237. Уткин Ю.Г.

238. Федоров А.Н.

240. Морошкин П.В.

241. Берцева Е.В.

242. Козаков Р.В.

243. Латышев Ф.Е.

244. Майоров В.А.

245. Мещанов A.B.

Доктора наук

32. Колоколов Н.Б.

33. Котликов E.H.

34. Краулиня Э.К.

35. Кучинский В.В.

36. Лавров Б.П.

37. Ли Хоа

38. Львов Б.В.

39. Мейстер Т. Г.

40. Мельник М.Г.

41. Миленин В.М.

42. Митюрева A.A.

43. Мустафин К.С.

44. Немец В.М.

45. Некучаев В.

46. Островский Ю.И.

47. Островская Г.В.

48. Оторбаев Д.Д.

49. Ошемков C.B.

50. Ошерович А.Л.

51. Пейсахсон И.В.

52. Пенкин Н.П.

53. Петров A.A.

54. Ребане В.Н.

55. Рыльцев Е.В.

56. Сигети Я.

57. Симова П.

58. Скребов В.Н.

59. Собчик Л.

60. Соколов И.В.

61. Спартаков A.A.

62. Тимофеев H.A.

63. Толмачев Ю.А.

69. Чайка М.П.

70. Ше Юнби

71. Шухтин A.M.

72. Янкаускас З.Г.

73. Янсон М.Л.

64. Тонков М.В.

65. Трусов А.А.

66. Флорко А.В.

67. Фрадкин Э.Е.

68. Хахаев А.Д.

Они, без сомнения, неполны, но с каждым из этих имен связан шаг в познании природы и достижения, которые оставили свой след в науке. Составить сколько-нибудь разумное и полное обозрение всех результатов проведенных ими исследований невозможно в рамках конечной по объему статьи и ограниченности памяти авторов, ведь сказано: «Никто не обнимет необъятного». Поэтому было решено просто привести списки имен, надеясь, что читатели дополнят их, а в статье лишь дать сжатое описание пути развития основных научных и технических идей сотрудников кафедры оптики. Авторы благодарны за любую критику и дополнения. Присылайте их по адресу:

198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, физический факультет СПбГУ,

заведующему кафедрой оптики Тимофееву Николаю Александровичу (e-mail: timo-feev@pobox.spbu.ru),

или Толмачеву Юрию Александровичу (e-mail: Yurii.Tolmach@paloma.spbu.ru).

Tolmachev Ju. A., Timofeev ATM.Optics department of physical faculty of Leningrad-St.-Petersburg state university (to the 70th anniversary).

The Optics Department of the Physical Faculty of Leningrad State University has been found 70 years ago bv D. S. Roghdestvenskv. The reason of its foundation was clear understanding that the real independence of Russia from external supply of high technological equipment and materials was impossible without precise measurements which Optics gave to science and technology and without development of the fundamental scientific base which Physics, and in particular Optics, gave. The foundation of the Optics Department was also promoted by the clear thought that the development of the Optics Industry required the education of scientists who were able to understand and use fundamental laws that underlied in optics phenomena. Now the Optics Department is the oldest and biggest department in Russia among similar departments. For 70 years the scientific investigations carried out in the Optics Department have been sufficiently widen - from pure optical and spectroscopic studies (atomic constants defined by optical methods, plasma spectroscopy, emission spectral analysis) to laser physics and non-linear optics, holography, plasqaa physics and chemistry, spectral analysis which uses the most modern methods. Together with our country the Optics Department and the Optics and Spectroscopy Division of the P,hysics Institute of SPSU suffered a lot of difficulties during last years. However, the traditions founded by our great scientists and teachers are held up and develop. And, in spite of objective difficulties, scientific and pedagogical activity is going ahead.

Summary

Статья поступила в редакцию 15 мая 2004 г.