Исследовательская работа
по теме:
«Михаил Васильевич Ломоносов – основоположник физической химии, учения о цвете, науки о стекле»
Работу выполнила
обучающаяся 9-а класса
МОУ Климовской средней общеобразовательной школы №1
Почтовый адрес:
Брянская область, пгт Климово
Руководитель:
учитель химии
Оглавление
1. Введение ...……………………………………………………………..3-5
2. – основоположник физической химии…………….6-7
3. Учение о свете и цвете……………………………...…………………8-9
4. Наука о стекле………………………………………………………….10-13
5. Строительство и работа стекольной фабрики .…...14-18
6. Ломоносова………………..…………………………...19
7. От стекла к мозаике……………………………………………………20-21
8. Закрытие стекольной фабрики и итоги её работы…………………...22-23
9. Заключение …………………………………………………..………...24-26
10. Библиографический список ………………………………..…………27
11. Приложение…………………………………………………………….28-46
1.Введение
Приближается знаменательное событие. 19 ноября 2011 года исполнится 300 лет со дня рождения Михаила Васильевича Ломоносова. В этот день вся страна вспомнит заслуги перед Отечеством. Михаил Васильевич Ломоносов – первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи, многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики; заложил основы науки о стекле. Астроном, приборостроитель, географ, металлург, геолог, поэт, утвердил основания современного русского литературного языка, художник, историк, поборник развития отечественного просвещения, науки и экономики. Разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь. Открыл наличие атмосферы у планеты Венера. Действительный член Академии наук и художеств (адъюнкт физического класса с 1742 года, профессор химии с 1745 года) [8].
«Жалею только о том, что не мог я совершить всего того, что предполагал я для пользы Отечества, для приращения науки и для славы Академии», - сказал перед кончиной Михаил Васильевич Ломоносов [4].
Достойным продолжением его дела становятся дела учеников, учителей, ибо о пользе Отечеству на высоком государственном уровне мечтает каждый человек.
Я хотела приурочить свою работу к юбилею , так как это один из тех русских людей, которым я могу гордиться. Пролистывая ещё летом странички учебника химии 9 класса, в параграфе «Силикатная промышленность», в котором рассказывается о производстве и видах стекла в разделе «Знаете ли вы, что…», я прочла следующую информацию: стеклоделие существует много веков. В Древнем Египте оно возникло за 3000 лет до нашей эры. Цилиндр из стекла, который изготовлен в середине 3-го тысячелетия до нашей эры, найден в Тель-Асмаре близ Багдада. В России первый стекольный завод начал производить стекло в 1635 году. …. В первой в России химической лаборатории изготовил более 4000 опытных стёкол. Эти работы легли в основу заводских методов получения цветных стёкол. Из своего цветного стекла вместе с учениками выложил большую (42м2) мозаичную картину «Полтавская баталия». Я даже не подразумевала, что каким-то образом связан с производством стекла. Меня заинтересовала эта информация, и я решила подробнее изучить, что было сделано в области производства стекла. Поэтому когда нас в школе познакомили с положением о проведении районного этапа областного конкурса исследовательских работ «Естественнонаучные и гуманитарные проблемы в трудах », я, не задумываясь, выбрала следующую тему исследовательской работы «Михаил Васильевич Ломоносов – основоположник физической химии, учения о цвете, науки о стекле».
Актуальность этой работы заключается в том, чтобы способствовать популяризации наследия . Данные этой работы могут быть использованы на уроках химии, физики, изобразительного искусства, МХК; могут быть интересны для любого человека.
Цель работы: доказать, что является основоположником физической химии, учения о цвете, науке о стекле
Задачи:
1. выяснить, почему считают основоположником физической химии;
2. проанализировать роль в становлении и развитии учения о цвете;
3. исследовать, почему занялся производством стекла, каковы заслуги в развитии науки о стекле
Объект исследования – труды в области химии, физики
Предмет исследования – учение о цвете, наука о стекле
Методы исследования: изучение и анализ литературы, сбор и обработка материала, систематизация и обобщение
Структура работы: работа состоит из оглавления, введения, основной части, заключения, библиографического списка, приложения.
При написании работы я столкнулась со следующими трудностями: современной литературы по данной теме немного, поэтому пришлось использовать литературу советского или ещё более раннего периода, причём
большинство источников для написания работы, в том числе и сами работы , я смогла найти в виде электронных книг.
В 1865 году была издана книга «Труды Ломоносова по физике и физической географии». Математик, астроном был одним из первых, кто проводил систематические исследования и занимался популяризацией научного наследия . издал труды «Об ученой деятельности Ломоносова по естествознанию и филологии» (1869); «Ломоносов, как писатель. Сборник материалов для рассмотрения авторской деятельности Ломоносова» (1871). Большую работу по изучению естественнонаучного корпуса трудов проделал , давший в результате своей деятельности возможность получить представление как об опубликованных в редких изданиях, так и о неопубликованных вообще трудах , найдя их, переведя с латыни и издав лабораторные журналы, рукописи и программы исследований ученого. показал, дав профессиональную оценку, будучи сам химиком и историком науки, вклада в развитие идей о сохранении массы вещества. Им опубликованы монографии «Ломоносов как физикохимик» (1904) и «Первый русский ученый» (1915), сборники «Рукописи Ломоносова в Академии Наук СССР» (1937) и «Труды по физике и химии» (1936); редактировал собрание сочинений , осуществлявшееся в годах. Эти труды явились важным вкладом в осмысление роли естествоиспытателя не только в основных направлениях его исследований, но и с точки зрения методологии науки.
2. – основоположник физической химии
Научные исследования по химии и физике основывались на представлениях об атомно-молекулярном строении вещества и продолжали то направление, которое развивалось в 17 веке, прежде всего Р. Бойлем. задумал написать большую «корпускулярную философию» – трактат, объединяющий в одно целое всю физику и химию на основе атомно-молекулярных представлений. Ему не удалось осуществить свой грандиозный замысел, но большую часть его физических и химических трудов следует рассматривать как подготовительные материалы к этой работе. Первым шагом в этом направлении было развитие учения о «нечувствительных» (то есть неощутимых) частичках материи – «корпускулах» (молекулах). Михаил Васильевич полагал, что всем свойствам вещества можно дать исчерпывающее объяснение с помощью представления о различных чисто механических движениях корпускул, в свою очередь состоящих из атомов. Таким образом, в теории Ломоносова не вводятся материи огня, света, теплоты и другие специфические материи (за исключением заполняющего всё пространство эфира). Эта концепция в основном противоречила общепринятым неверным представлениям 18 века. Характерно, что молекулярно-кинетическая теория теплоты, успешно развивавшаяся ещё в 17 веке и разрабатывавшаяся в начале 18 века Д. Бернулли, была совершенно оставлена современниками в пользу теории теплорода. В своём произведении «Размышления о причине теплоты и холода» (1744 год) , тщательно проанализировав имевшийся опытный материал, привёл веские аргументы против теории теплорода. Он пришёл к предположению, что теплота обусловлена вращательными движениями частиц вещества. Эта гипотеза была в 19 веке использована в первоначальных попытках построения кинетической теории газов (Г. Дэви, Дж. П. Джоуль). В основу молекулярно-кинетической теории положил свою формулировку философского принципа сохранения материи и движения: «... Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» [4]. считал законы сохранения вещества и движения основными, не требующими проверки аксиомами естествознания. Чтобы убедиться в несостоятельности господствовавшего в ту эпоху учения об «огненной материи», подверг проверке опыт Р. Бойля, который, прокалив на огне запаянный сосуд, содержавший металл, обнаружил увеличение веса вскрытого сосуда и приписал это проникновению сквозь стекло «огненной материи» (флогистона). Повторив опыт Р. Бойля, но, не вскрывая сосуда после нагревания, убедился, что «...славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес
сожженного металла остается в одной мере» [4]. И в отличие от химиков своего времени, исключил «огненную материю» из числа химических агентов. Обнаружив далее, что образовавшаяся в запаянном сосуде окалина обладает большим весом, чем исходный металл, попытался прокаливать металл в сосудах, «из которых был вытянут воздух». Но несовершенство насосов того времени не позволило фактически получить вакуум и экспериментально раскрыть природу процессов горения и образования окалин.
Теоретическая химия целиком опиралась на достижения физики. «Физическая химия, - писал учёный, - есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях... Химия моя физическая» [4]. В 1752-53 годах прочитал студентам курс «Введение в истинную физическую химию», сопровождавшийся демонстрационными опытами и практическими занятиями. Он составил обширную программу исследований свойств растворов. Сохранились полученные им данные о растворимости солей в воде при различных температурах, об охлаждении растворов с записью хода падения температуры со временем. разработал приборы для физического исследования химических объектов (вискозиметр для измерения вязкости, рефрактометр для определения показателя преломления, прибор для определения твёрдости образцов). Это подтверждается следующим: «В 1740-х годах в «собственноручных черновых тетрадях» «Введение в истинную физическую химию» (лат. Prodromus ad verum Chimium Physicam) и «Начало физической химии, потребное молодым, желающим в ней совершенствоваться» (лат. Tentamen Chymiae Physicae in usum studiuosae juventutis adornatum) уже дал абрис будущего курса новой науки, более строго оформившийся к январю 1752 года, о чём учёный пишет в итогах 1751-го: «Вымыслил некоторые новые инструменты для Физической Химии», а в итогах 1752-го - «диктовал студентам и толковал сочиненные мною к Физической Химии пролегомены на латинском языке, которые содержатся на 13 листах в 150 параграфах, со многими фигурами на шести полулистах»[1], [4].
Говоря об общих взглядах на изучения в области химии, академик П. Вальден замечает: «Если мы сравним гигантскую программу физико-химических опытов Ломоносова с современным состоянием физической химии, то нас прямо поразит общность научного материала задуманной Ломоносовым и созданной в продолжение 150 лет физической химии... Даже новейшая область физикохимии, химия коллоидов, Ломоносова не забывается; им уже предчувствуется связь химии с электричеством... Его взгляды настолько современны, и изложение их настолько свежо, что при чтении их мы забываем, что полтораста лет разделяют нас, современных физико-химиков, от того, кто может быть назван «отцом физической химии»... Мне кажется, Ломоносов еще до времен Лавуазье мог бы легко создать свою эпоху химии. Будь он верный и терпеливый исполнитель всех намеченных им планов, он совершил бы перерождение химии не в химию конца XVIII века: его новая химия явилась бы соперницею физической химии конца XIX века» [4].
3.Учение о свете и цвете
В трудах по физике много внимания уделил изучению световых явлений, а также теории цветообразования. Он интересовался природой света и цветов с самого начала своей научной деятельности. Постигая ньютоновскую теорию истечения света, , сопоставляя в годах доводы, говорящие в пользу и против неё, приходит к умозаключениям, которые сводятся к тому, что «свет распространяется колебательным движением». Его исследования теории цветов имели не только теоретическое, но и практическое значение. С 1749 года ученый приступил к опытам по изысканию «разноцветных стекол к мозаичному художеству», которые продолжались в течение нескольких лет и увенчались большим успехом. Теоретические исследования по проблемам света и цветов обобщил в «Слове о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее», которое он произнес в публичном собрании Академии наук. Подведя итоги изучения природы света и цвета, начиная от идей античных философов до гипотез ученых XVII-XVIII вв., , подобно Декарту, принимает концепцию, согласно которой мировое пространство, где происходят световые явления, заполнено эфиром. Посредством движения мельчайших частичек эфира происходят световые явления. Далее он утверждал, что в эфире могут существовать независимо друг от друга тепловые и световые явления, которые создаются различными видами движения частичек. Тепло распространяется вращательным движением, а свет – колебательным. Стремясь материалистически объяснить природу света и цвета, русский ученый выдвинул гипотезу о наличии в эфире трех групп частичек, разных по своим размерам. Каждая группа частичек определяет один из основных цветов - красный, желтый и голубой. «Прочие цветы, - отмечал , - рождаются от смешения первых» [4]. Несмотря на то, что сегодня взгляды на природу света и цвета кажутся наивными, они явились важным звеном в развитии учения о свете. Ученый впервые сделал попытку установить связь между тепловыми, химическими, световыми и электрическими процессами, происходящими в природе. Все эти процессы сились им к разным формам движения мельчайших частичек материи в материальной среде – в эфире. Уже в XIX веке академик назовёт её «теорией волнения».
Множество разнообразно окрашенных стёкол было получено при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту ещё не были открыты в то время), очень искусно варьируя приёмы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за
счёт введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ. Богатейшие красные тона получены в результате добавки меди для смальт, называемых мастерами мозаики «скарцетами» и «лаками». Очень большого умения требует
их варка, которая до сих пор не всегда бывает успешной. Медь использовалась также для получения зелёных и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зелёных оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить. И вот слова Л. Эйлера подтверждают признание роли в основании науки о стекле и не только в его отечестве: «Как я всегда удивляюсь счастливому твоему остроумию, которым в столь разных науках превосходствуешь и натуральныя явления с особливым успехом изъясняешь, так приятно было мне известие... Достойное вас дело есть, что вы стеклу возможные цветы дать можете. Здешние химики сие изобретение за превеликое дело почитают» [12].
4.Наука о стекле
Наука о стекле - один из наиболее важных разделов в естественнонаучном наследии Михаила Васильевича Ломоносова. Настоящая дисциплина, в современном понимании научно-исследовательских теории и практике, была основана именно им. Наука эта родилась на стыке химии и физики, как область физико-химических исследований, то есть в пределах новой науки – физической химии. Подход, который свойственен деятельности учёного в исследованиях силикатов и, в частности стёкол, мало чем отличается от того, который имел место на протяжении более чем ста последовавших лет. Здесь имеется в виду и теоретическая сторона и особенности лабораторной практики, хорошо разработанной технологической базы. проведено огромное количество исследований стёкол, он заложил основы производства цветных разновидностей этих материалов, им выработана методика варки смальт, которые получили применение в создании возрождённых им мозаик.
Как же начиналось создание науки о стекле ? В своей химической лаборатории в годах впервые за всю историю науки читал курс физической химии студентам академического университета. Разрешение же на строительство этой лаборатории он смог получить только после трёхлетних усилий - это была первая научно-исследовательская и учебная лаборатория в России. «...без лаборатории принуждён только одним чтением химических книг и теориею довольствоваться, а практику почти вовсе оставить и для того от ней со временем отвыкнуть» - говорил [4].
В октябре 1748 года, когда лаборатория, наконец, была построена, и получила оборудование, изготовленное по чертежам и проектам самого учёного, начал проводить в ней экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, по обоснованию теории растворов, по обжигу металлов, а также осуществлял пробы руд. Здесь он провёл более 4-х тысяч опытов! Разрабатывая день за днём, месяц за месяцем технологию цветных стёкол - прозрачных и непрозрачных («глухих» - смальт). (На фотографии изображены образцы стекла, полученные в лаборатории). Эту методику он применил в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него. Самым слабым местом в стекольном производстве того времени была крайняя скудость палитры исходного материала и, как следствие того – окраски выпускавшихся изделий: большая часть производившегося Санкт-Петербургским стеклянным заводом была бесцветна, и лишь малая – окрашена в синий и зелёный цвета. В Европе, например, известный германский стеклотехник-алхимик Иоганн Кункель ещё в XVII столетии в совершенстве
овладел возрождённым им способом получения красного стекла - «золотого рубина» (ещё римляне знали эту технологию, подразумевающую включение золота в состав шихты - отсюда название, но она была утрачена). Между тем, И. Кункель унёс в могилу тайну этой красоты, оставив записку такого содержания: «Так как этот секрет стоил мне больших трудов, стараний и забот, то пусть никто не сочтёт дурным, что я не делаю его сейчас достоянием всех» [12]. И одним из первых, кто вновь открыл её секрет, заново разрабатывая технологию «золотого рубина», был .
Возможную причину особого интереса к стеклу высказывает , отмечая, что большинство исследователей склоняется к мнению об увиденных в 1746 году итальянских мозаичных картинах, которые возбудили в нём желание, во что бы то ни стало воспроизвести их. Другое мнение о природе этого интереса указывает: к решению задачи по изготовлению цветных стёкол его побудили увиденные в 1734 году в Киеве мозаики, однако напоминает, что сама эта поездка – факт недостоверный. В то же время, по его мнению, нельзя оставить без внимания близкое знакомство учёного со стёклами и другими силикатными расплавами в процессе изучения им технологии горнорудного и металлического дела, где шлаки занимают очень важное место - ведь именно в этой области он специализировался во время своей учёбы за границей.
Но последовательно привлечение к промышленному стеклоделию развивалось следующим образом. В 1751 году Стеклянный завод обратился в Академию наук через Канцелярию от строений с просьбой передать результат научных работ по цветному стеклу знаменитого, «обретающегося при Академии наук советника и профессора господина Ломоносова». Это поручение Академия передала , и он соглашается «сие искусство открыть присяжному честному человеку, который мог бы притом понять химические процессы, которые по сему делу знать необходимо нужно» [2].
Во времена во всём мире искусство производства стекла, основываясь исключительно на эмпирических данных, находилось в руках научно необразованных практиков, так называемых «арканистов», то есть «знатоков тайн». Формально рудименты алхимических принципов ещё главенствовали в практике, развивавшейся под покровительством вольфовских метафизических концепций о духообразных флюидах и прочих «чудищах», по словам . И его заявление о необходимости знания химии для варки стекла звучало ересью, но он в своём мнении уже не был одинок – создатель отечественного фарфора ёв, уже известный нам однокашник , пишет: «…дело порцелина (фарфора) химию за основание и за главнейшаго своего предводителя имеет». Считая вздорными требования к научной подготовке ученика, чиновники, тем не менее, не решаются противоречить строптивому профессору и отсылают в его распоряжение грамотного человека в лице «архитектурного ученика» Петра Дружинина, и чиновничество уже боится открыто возражать против
авторитетного мнения. И, неслучайно, именует «великим сподвижником Великого Петра» [3].
В четырёхлетних фундаментальных научных исследованиях по химии стекла, проводившихся , можно выделить три крупных этапа:
1 этап - расширение ассортимента исходных материалов. В доломоносовский период при варке стёкол применялось не более полутора десятков компонентов шихты: стеклообразующие материалы: песок, щелочи (зола растений), селитра, известь, свинцовый сурик, бура; красители: «магнезия пьемонтская» (с включением марганца), медная окалина, железная окалина (крокус, железная руда), сера (сульфиды), уголь, «сафра» (кобальтовая руда), хлорное золото; глушители: окись, олова, костяная мука. Первой и основной, на начальном этапе, была потребность расширения этого набора реактивов в такой степени, в которой позволяло это сделать современное ему состояние химической промышленности и горного дела. Учёный всеми доступными путями, иногда преодолевая большие трудности, приобретал различные искусственные и минеральные вещества, подготавливая их к предстоящим экспериментам, обрабатывая, очищая от примесей. К началу работ имел в своём распоряжении около 60-ти различных материалов.
2 этап - получение сравнительно чистых разных минеральных красителей посредством химической обработки природных и искусственных соединений.
3 этап - изучение действия красителей на стекло. Ломоносовым явления окрашивания стекла подразумевает влияние на него таких факторов:
ñ происхождение и природа красителя;
ñ способ приготовления красителя;
ñ состояние, в котором вводится краситель;
ñ концентрации самого красителя и каждого его компонента, входящего в состав стекла.
В данном случае с особой ясностью сказались качества учёного как систематизатора. Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне: для каждого из вышеозначенных факторов производилась большая самостоятельная серия опытов.
Итак, в результате деятельности в области создания науки о стекле было сделано следующее:
1. Правильно были организованы опытные плавки, точно подобраны размеры тиглей; современные тигли для подобных работ примерно таких же размеров.
2. Строго соблюдалось единообразие условий опытов. При изучении
качественного влияния какого-либо одного фактора, соблюдались все меры, чтобы действие остальных технологических параметров эксперимента оставалось постоянным.
3. Соблюдение строгой количественной дозировки компонентов - новость для
того времени.
4. Навешивание с достаточной точностью, до 1 грана (0,0625 г).
5. Образцы хранились в системе в специальных пронумерованных ящиках. Учитывая наличие тысяч таких эталонов, можно понять, что это соблюдение настоящего условия требовало корректности и аккуратности.
6. Лабораторный журнал вёлся с педантической точностью, в большинстве случаев собственноручно самим , который заносил в него все наблюдения, факты и выводы.
7. Впервые очень чётко был сформулирован вопрос о влиянии состава стекла на его свойства. Сейчас целесообразность такой постановки исследования очевидна, но в то время это было новаторством, и теоретическая часть интересовала учёного не меньше, чем поиск красителей для производственного стеклоделия, он пишет: «…прилагаю я возможное старание, чтобы делать стёкла разных цветов, которые бы помянутым художествам голи и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые надлежат до химических теорий»[2].
Идеи науки о стекле, учения о цвете были воплощены в жизнь при создании стекольной фабрики.
5.Строительство и работа стекольной фабрики
Строительство "Фабрики делания разноцветных стекол и из них бисера, пронизок и стекляруса и всяких галантерейных вещей и уборов" стартовало в
мае 1753 года недалеко от Ораниенбаума в деревне Усть-Рудице и продолжалось
до начала 1755 года. Однако, уже в 1754 году фабрика смогла начать
производственную деятельность. При постройке этой фабрики Михаил Васильевич проявляет свои инженерные и конструкторские способности, начиная с выбора места строительства, расчётов строительных материалов и ориентации на первоклассные ямбургские пески и достаточное количество леса для стеклоплавильных печей и пережигания на золу; проектирования цехов завода, детальной разработки технологического процесса, конструирования лабораторных и производственных печей, оригинальных станков и инструментов; и, заканчивая оформлением графических материалов, которые выполняются им также собственноручно или при непосредственном его руководстве. Усть-Рудицкая фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие, и поскольку руководил ею создатель науки о стекле , ведущее место отведено было лаборатории, причём находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании.
Строительные материалы для строительства стекольной фабрики производились на месте: "Для каменных фундаментов к помянутым строениям сделано 50000 кирпича на месте, затем что возить купленой без меры трудно и дорого" (из рапорта в Мануфактур-Контору от 01.01.01 года)
Источниками энергии для производства стекла являлись: дрова – для варки стекла непосредственно; энергия текущей воды – для распилки дерева, перемалывания компонентов для варки, шлифовки готовых изделий и вспомогательных целей.
Летом 1753 года начато строительство плотины на реке Рудице длиной в 60 м высотой в 3 м и шириной в 2 м. Рядом с плотиной имелась шлюзовая камера. Год спустя мельница была закончена и приступила к работе – на ней выполнялись шлифовальные работы, и велся распил древесины.
Характерно, что в то время это было единственное в России предприятие стекольного профиля, оборудованное собственной водяной мельницей.
В 1755году было закончено строительство фабрики, которая в своем составе имела:
1. Главный производственный корпус фабрики (гутта) – "лаборатория". Деревянное здание в длину около 16 м (8 сажен) и в ширину 12 м (6 сажен); ее высота была 12 м. Здесь располагались 9 печей:
первая – большая стекловаренная печь на 240 кг шихты («15 пуд материи»). Она отапливалась дровами, имела несколько горшков для одновременной варки различных составов шихты.
Вторая – малая стекловаренная печь на 16 кг шихты («1 пуд материи»). Она топилась древесным углем.
Третья, четвёртая и пятая – "Финифтяные печи", которые топились древесным
углем и использовались для изготовления стеклянной галантереи и наиболее мелких элементов мозаик.
Шестая – печь для отжига готовой продукции ("каленица").
Седьмая – бисерная печь "о шести устьях с муферми"
Восьмая – печь "для пережигания поташу и других материалов"
Девятая – плавильная печь.
Кроме печей в "лаборатории" имелось 2 "камеры" для хранения инструментов и материалов.
2. "Мастерская"
Здание «мастерской» имело в длину около 12 м (6 сажен) и в ширину 8 м
(4 сажени). В нем помещались:
1) Склад сырьевых материалов («Особливый покой, где кладутся всякие материалы к стеклянному делу надлежащие»).
2) Составная («Для развешивания материалов в стеклянные составы, с большими и малыми весами, гирями и развесами и с другими принадлежностями»). Оба этих помещения располагались по одну сторону здания мастерской.
3) Цех тонкой шлифовки и гранения находился посередине здания («Покой
для мелкой шлифовки и стеклянной резьбы»).
4) Склад мозаичных стекол («Особливый покой, где хранятся мозаичные составы»).
5) Мозаичный цех («Покой, где составляют мозаику»). Два последних помещения располагались в другом крыле здания мастерской.
3. «Мельница», стоящая на плотине. Здание мельницы было такое же, как и гутты («мерою против лаборатории»). Вода приводила в движение 3 колеса. Одно из них приводило в движение 2 пилильные рамы для распиловки досок. Второе колесо вращало жернова для молотья хлеба, «на котором содержать фабричных людей». Третье колесо обслуживало производственные нужды. Оно служило для вращения смесительных и шлифовальных машин. В здании «мельницы» находились два цеха основного производства:
1) размольный цех, в котором производился размол сырьевых материалов
(«… молоть, толочь и мешать материалы, в стекло потребные»).
2) шлифовальный цех, где велась шлифовка мозаичных картин
(«… шлифовать мозаику»).
4. Кузница
5. «Слобода для фабричных людей» с 4 дворами и дом для приезжих. При нем находились кухня, «людская», «черная изба», погреб, баня, конюшня, хлев, другие строения[10].
В 1755 году фабрика выпустила свою первую продукцию: «бисеру около 1 пуда, затем что еще ученики не привыкли скоро делать, стеклярусу 20 фунтов». Первоначально на фабрике выпускался только бисер, пронизка, стеклярус и мозаичные составы (смальты).
Изучив толковый словарь русского языка и толковый словарь живого великорусского языка я нашла обозначения этих понятий и некоторые данные из истории.
Бисер (бусины) – маленькие декоративные объекты с отверстием для нанизывания на нитку, леску или проволоку.
Изделие из бисера, стекляруса Усть-рудицкой фабрики
Пронизка – бусина, бисерина, стеклярус; продырявленный камешек, монета, стекляшка для украшения наряда.
Cтеклярус – маленькие короткие трубочки из белого и цветного стекла, обычно нанизываемые на нитку и служащие для украшения.
Смальта (от нем. Smalte или Schmalte, от schmelzen - плавить, итал. smalto - эмаль; устар. - шмальта) – может означать ярко-синюю краску, полученную из кремневой кислоты и кобальта; или цветное искусственное стекло, изготовленное по специальным технологиям выплавки с добавлением оксидов металлов, равно как и кусочки различной формы, полученные из него методом колки или резки [6], [7]
Образец смальты
Смальта как цветное искусственное стекло существует нескольких видов:
- прозрачная смальта - на основе огнеупорных красителей;
- глухая или опаловая смальта - на основе заглушающих веществ, например, двуокиси олова или окиси сурьмы;
- жилистая и пятнистая смальта - соединяет несколько оттенков, путём
термической обработки;
- золотая и серебряная смальта – изготавливается путём запрессовки фольги между двумя слоями стекла.
Смальта обладает широчайшей цветовой палитрой. Внутри одного стекла ручной выплавки также могут быть незначительные переливы цвета, что в готовом изделии создает эффект живого цвета, мерцания. Смальта также может быть золотой и серебряной. Смальта обладает эффектом внутреннего свечения, глубины материала. Смальта – один из наиболее долговечных материалов [12].
Римские мозаики из смальты пережили два тысячелетия, не потеряв красоты и яркости. Смальта водостойка, морозоустойчива, устойчива ко многим
агрессивным средам. Размер и форма элементов (модулей) из смальты может варьироваться фактически неограниченно, что вместе с широким выбором цвета дает основу для создания различных визуальных эффектов. Крупноформатные неполированные мозаики эффектны за счет игры света на поверхностях элементов. Мозаики из мелких модулей с полированной поверхностью приближаются по своим художественным достоинствам и точности рисунка к лучшим живописным образцам [5].
Смальта – универсальный материал, может быть использована как для внутренней, так и для внешней отделки. Смальта – практичный материал для создания монументальных произведений. Смальта также отлично подходит для зон с повышенной влажностью и облицовки бассейнов [12].
По окончании строительства фабрики, она начала производить уже от 4 пудов стекляруса в год, что соответствовало 12% от объема импорта в 1752 г. При этом сумел наладить производство алого стекляруса, не поступавшего по импорту. Кроме этого, Усть-Рудицкая фабрика производила кружки, стаканы, подносы, табакерки для нюхательного табака, чашки, штофы, чернильницы с песочницами, пуговицы, подвески к серьгам, бусы, литые столовые доски и т. п. Через год появляются различные «галантерейные изделия»: гранёные камни, подвески, броши и запонки. С 1757 года фабрика начинает выпускать столовые сервизы, туалетные и письменные приборы - всё из разноцветного стекла, по большей части бирюзового. Постепенно, по прошествии нескольких лет, было налажено производство крупных вещей: дутых фигур, цветников, украшений для садов, литых столовых досок. К 1760 году удалось наладить технологию производства высококачественного бисера, на который имелся огромный спрос.
За все годы работы Усть-Рудицкой фабрики, с 1754 по 1766 годы, было выпущено более 100 пудов бисера и несколько сотен пудов стекляруса.
6.Ломоносова
Для успеха производства бисера, стекляруса и прочих подобных изделий следовало серьезно заниматься сбытом. Каждодневно, кропотливо, терпеливо выполнять эту не слишком интересную работу. Посвящать себя этому Михаил Васильевич не хотел, да и не мог: помимо особенностей характера, не вполне подходящих для такой деятельности, он просто не в состоянии был оставить прочие свои занятия и заботы. Становиться в чистом виде купцом ему было не интересно. В принципе, в подобных ситуациях можно нанять специального человека – однако такой человек, помимо высокой квалификации, должен пользоваться исключительным доверием хозяина. Если бы провел жизнь в купеческой среде, у него наверняка возникли бы знакомые такого рода, но в среде академической подобных людей найти было почти невозможно. Впрочем, попытался что-то предпринять: в сентябре 1757 года он подал в Контору Мануфактур-коллегии прошение на имя императрицы о разрешении открыть в Петербурге лавку для продажи изделий своей фабрики. Прошение это гуляло по инстанциям четыре года: будь обычным купцом, не
видевшим иного решения проблемы сбыта, он бы нашел способ заставить бюрократическую машину крутиться быстрее. Однако ученый пошел другим путем, казавшимся ему более эффективным.
В этой ситуации у Ломоносова оставалось лишь два варианта действий. Первый – продажа фабрики в казну. В этом случае он мог бы освободиться от своих денежных обязательств и даже продолжить руководство интересной ему технологической стороной дела. Более того, самый первый проект создания
мозаичного производства, вынесенный Михаилом Васильевичем на обсуждение Академии, как раз имел в виду создание казенного, а не частного предприятия. Но это не устраивало тем, что не давало гарантии свободы делать то, что ученый считал нужным. Второй же путь состоял в том, чтобы сосредоточиться на производстве мозаик: их сбыт он мог обеспечить сам. Мозаики были штучным, но дорогим товаром: здесь разовый успех мог решить проблемы всей фабрики.
Однако сосредоточение на мозаиках при ограниченных мощностях фабрики неизбежно приводило к снижению производства стеклянной галантереи.
7.От стекла к мозаике
«Профессор химии и советник начал изготовлять удивительный запас окрашенных стеклянных сплавов всех оттенков, какие только можно придумать, резать их на мелкие и мельчайшие кубы, призмы и цилиндры, и сперва удачно выполнил в мозаике образ Божьей матери с несравненного оригинала Солимены, в два фута высотой и полтора шириной. За этот удачный опыт он заслужил честь всемилостивейшего одобрения Ея императорского величества и большое вознаграждение. А Её величество отвела этой картине место среди икон в своих апартаментах»[2].
Ломоносов демонстрирует Екатерине II мозаику собственного изготовления
выполняет мозаичные портреты: сестры императрицы, русской цесаревны и герцогини шлезвиг-голштинской Анны Петровны (), ее сына, наследника престола, великого князя Петра Федоровича, графа и, конечно же, самой императрицы Елизаветы Петровны. Эти произведения, относящиеся ко второй половине 1750-х годов, создавались уже коллективом мозаичистов под общим руководством .
Недостаток в заказах не мог не тревожить учёного. Осенью 1757 года подает на имя Елизаветы прошение об обеспечении фабрики государственными заказами. Оно было одобрено, поддержано Сенатом и в качестве рекомендации разослано по различным ведомствам – однако, никто не спешил заказывать мозаики. Вообще, в стране было не до лишних трат – Россия вступила в семилетнюю войну, огромную армию надо было содержать за границами государства, оплачивая все ее расходы. Тем временем подходил срок возврата займа в 4000 рублей, и дали понять, что в отсрочке платежа будет отказано.
Нужен был крупный проект, способный спасти предприятие. И этим проектом стала серия мозаик, прославляющая жизненный путь Петра Великого, предложенная для украшения изуродованного пожаром Петропавловского собора. Она состояла из 17 мозаичных картин, изображающих основные события жизни Петра I:
1. "Начатие службы великого государя"
2. "Избавление от стрельцов"
3. "История строения начинающегося флота"
4. "Сообщение с иностранными"
5. "История отъезда государева в чужие края"
6. "Зачатие и строение Санкт-петербурга, Кронштата и Петергофа"
7. "Левенгауптская баталия" (битва при Лесной 15 сентября 1708 года, названная Ломоносовым по имени разбитого шведского генерала Левенгаупта)
8."Полтавская баталия"
9. "Учреждение Правительствующего Сената"
10."Турецкая акция" (Прутский поход 1711 года)
11."Ангутская баталия" (битва при Гангуте 27 июля 1714 года)
12."Правление четырех флотов"
13."Баталия со Штейном" (то есть победа 30 января 1713 года над
главнокомандующим шведской армией Штейнбоком в северной Германии)
14. "Заключение мира со шведами"
15. "Учреждение Святейшего Синода"
16. "Взятие Дербента"
17."Погребение государево"
Закончить эту мозаичную панораму обязался в течение шести лет. Проект был представлен Сенату 30 января 1758 г. – через четыре дня после отказа Мануфактур-коллегии отсрочить возврат займа. Сенат проект одобрил, и начался тяжелый путь по коридорам российской власти, год спустя все-таки добился от Сената отсрочки долга, и лишь 14 июня 1761 г. Сенат окончательно утвердил проект и смету в суммерубля 10 копеек, а также определил выдать , 6000 рублей в счет сметной суммы.
Только теперь получил возможность расплатиться с Мануфактур-конторой и начать, наконец, работу над созданием мозаичной панорамы жизни и дел Петра I. После этого было положено выдавать порублей 68 копеек ежегодно. Впрочем, эта годовая сумма была выдана ему полностью только однажды - в 1763 году [9], [11].
8.Закрытие стекольной фабрики
и итоги её работы
В конце 1761 года умирает Елизавета Петровна, в июле 1762 года к власти приходит Екатерина Вторая. Основные покровители Шуваловы и Воронцов отдаляются от Двора, в стране все так же не хватает средств из-за неумеренных военных расходов, а сам ученый начинает испытывать нарастающие проблемы со здоровьем. Проект двигался ни шатко ни валко – лишь за три месяца до смерти , в январе 1765 года, единственная готовая мозаика цикла, "Полтавская баталия", была отполирована и вставлена в медную позолоченную раму.
После смерти Усть-Рудицкая фабрика работала еще год, доделывая старые заказы. Президент Академии художеств при Екатерине II Иван Иванович Бецкой (), который еще возглавлял и Канцелярию от строений, "ведая мозаику", пришел к выводу, что сама идея убранства Петропавловского собора мозаичными украшениями порочна, и что ломоносовским картинам "в том соборе быть неприлично". Проект был остановлен, финансирование прекращено. Наследники Михаила Васильевича – его вдова и шурин, при жизни управлявший мозаичным производством, не совладали с управлением и вскоре подали прошение о передаче фабрики в казну. Прошение было удовлетворено, фабрика стала казенной, а в 1768 году была официально закрыта. Фабричные крестьяне были "возвращены в хлебопашество".
Согласно имеющимся данным, была изготовлена 41 мозаичная картина, из которых в настоящее время найдена только 21(см. приложение).
Кроме того, произведенная в Усть-Рудице смальта активно использовалась для
отделки дворцов Ораниенбаума. Так, в ведомости о работе Усть-Рудицкой фабрики в 1761 году, подписанной и поданной не позднее 14 августа того же года в Государственную Мануфактур-Контору, сообщается: "Для украшения покоев в увеселительном доме ее императорского величества в Ораниенбауме поставлено мозаичных разноцветных составов 58 пуд по 5 рублев за пуд". Через полтора года, 4 апреля 1763 года вновь сообщает о поставке мозаичного стекла с фабрики в Ораниенбаум: "Для украшения мозаикою строения ее императорского величества в Ораниенбауме, поставлено с оной фабрики мозаичных составов до 200 пуд ценою на 1000 рублей". Значительным было участие фабрики в строительстве Китайского дворца. Так, для мозаичного пола Стеклярусного кабинета "Сего 766 году Октября дня по поданному щету бывшего статского советника Ломоносова фабрики его поставлено на делание мозаичного пола разных колеров стекла прошлого 765 году сентября по 20 число сорок четыре пуда тридцать два фунта на каждый пуд с поставкою на место по пяти рублей: итого к выдаче подлежит 224 рубля".
В Стеклярусном кабинете Китайского дворца до настоящего времени сохранились два столика, украшенных ломоносовским цветным стеклом.
Ломоносовское мозаичное стекло нашло применение также в отделке скульптурных барельефов Петра I и Елизаветы Петровны, находящихся в
Китайском дворце. Они находятся в Большом Круглом Зале в овальных медальонах над дверьми.
Имеются сведения и о других случаях использования усть-рудицкой смальты. Так, граф подарил в 1764 году девятилетнему великому князю Павлу Петровичу "конский убор, выложенный хрусталями, топазами и композициями с фабрики господина Ломоносова; ценили оной убор рублей в тысячу".
В XVIII веке фактически заново открыл технологию смальт для России. Поставив в течение 3 лет более 4 тысяч опытов, нашел способ получать смальты практически любого цвета. Со смертью производство на фабрике прекратилось. Тем не менее, все технологии смальт были описаны и задокументированы, в соответствии с принципами, которыми учёный руководствовался в своих исследованиях. Этот раздел его наследия примечателен тем, что, соприкасаясь с другими - объединяет сразу несколько направлений: изучение свойств стёкол, особенности и условия их варки, методику укладки мозаики и художественное творчество как таковое.
9.Заключение
Деятельность – яркий пример органичного сочетания всего разнообразия его способностей: как увлечённого учёного-теоретика, в совершенстве владеющего экспериментом, практика, очень удачно реализующего найденное в ходе расчётов и опытов, умелого организатора производства, вдохновенного художника-дилетанта, наделённого природным вкусом, умеющего с толком применить свои познания в этой области. Но и этим не исчерпывается многосторонняя творческая натура. , ища поддержки и субсидий для развития исследований стёкол, написал поэтическое произведение, единственное в своём роде, посвящённое одному предмету, в данном случае, веществу и материалу – стеклу. Эту своеобразную «рекламу» объёмом почти 3 тысячи слов (около 15 тысяч знаков) составило его «Письмо о пользе Стекла к высокопревосходительному господину генералу-поручику действительному Ея Императорскаго Величества камергеру, Московскаго университета куратору, и орденов Белаго Орла, Святаго Александра и Святыя Анны кавалеру Ивану Ивановичу Шувалову, писанное в 1752 году»…
"Письмо о пользе стекла" . (Титульный лист брошюры)
Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые Стекло чтут ниже Минералов,
Приманчивым лучем блистающих в глаза:
Не меньше польза в нем, не меньше в нем краса. ... Так в бисере Стекло, подобясь жемчугу,
Любимо по всему земному ходит кругу.
Им красится народ в полунощных степях,
Им красится Арап на южных берегах.
В Америке живут, мы чаем, простаки,
Что нам драгой металл из сребряной реки
Дают Европскому купечеству охотно И бисеру количество несчётно,
Но тем, я думаю, они разумне нас,
Что гонят от своих бедам причину глаз. ... Потом Гугении, Кеплеры и Невтоны,
Преломленных лучей в Стекле познав законы,
Разумной подлинно уверили весь свет,
Коперник, что учил, сомнения в том нет. ... Во зрительных трубах Стекло являет нам,
Колико дал Творец пространство небесам.
Толь много солнцев в них пылающих сияет,
Недвижных сколько звезд нам ясно ночь являет. ... Далече до конца Стеклу достойных хвал,
На кои целый год едва бы мне достал.
Затем уже слова похвальны оставляю
И что о нем писал, то делом начинаю.[4]
В заключение работы можно сделать следующие выводы. Михаил Васильевич Ломоносов:
- первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, предначертал обширную программу физико-химических исследований;
- разработал и внедрил в лабораторную практику подлинно научную методику экспериментального исследования стекла с соблюдением строгого постоянства условий опытов, с точным учётом наблюдаемых явлений, с систематизированным хранением образцов и с ведением лабораторного журнала;
- провёл первое, строго научное исследование действия на стекло разнообразных минеральных красителей и заложил начала методики изучения влияния состава стекла на его свойства;
- разработал рецептуру многочисленных цветных стёкол при крайне ограниченном количестве известных в то время минеральных красителей с применением самых передовых методов химико-лабораторного экспериментирования;
- разработал богатейшую палитру мозаичных смальт;
- осуществил внедрение методики варки цветных стёкол в производство, в результате чего отечественные стекольные заводы начали выпускатьазнообразные по цвету художественные изделия; - предложил технологию постройки стекольной фабрики, передовой по оборудованию и методам работы, предназначенной для производства различных художественных изделий из цветного стекла.
Таким образом, я постаралась доказать, что Михаил Васильевич Ломоносов – основоположник физической химии, учения о цвете, науки о стекле.
10.Библиографический список
1.. Богатырь науки и искусства (молодым о ): Учебное пособие. Архангельск: МИУ, 2001
2.. Ломоносов: Всероссийский человек. – М.: Молодая гвардия, 2010
3.. Михаил Ломоносов. М.: Вече, 2011. Серия "Великие исторические персоны"
4.Электронная научная библиотека «Ломоносов» // Фундаментальная электронная библиотека «Русская литература и фольклор» (ФЭБ). – Сочинения Ломоносова и работы о нём
5.. Художественное наследие . Мозаики. М.-Л., 1970
6.. Толковый словарь русского языка. М.: Дом Славянской Книги, 2009
7.. Толковый словарь живого великорусского языка. М.: Русский язык Медиа,2005
8.Интернет-сайт. Википедия, свободная библиотека. . Биография. Творчество
9.Летопись жизни и творчества . М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1961
10.Меншуткин Михаила Васильевича Ломоносова. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1947
11., Федоров Васильевич Ломоносов. М.: Наука, 1986
12.Качалов . М.: Издательство АН СССР. 1959
11.Приложение (отдельный файл)
