Среди наиболее значимых научных достижений Ломоносова в области физики является его атомно-корпускулярная теория строения вещества и материи. В рамках этих представлений он объяснил причины агрегатных состояний веществ (твёрдое, жидкое и газообразное состояния) и разработал теорию теплоты. Следует отметить, что в это время господствовал иной взгляд на природу теплоты, в основе которого лежало представление о «теплороде» – некой огненной материи, посредством которой распространяется и передаётся.

     Ломоносов показал физическую несостоятельность теории теплорода и дал по сути современную молекулярно-кинетическую трактовку теории теплоты. В работе «О причине теплоты и стужи» он писал, что «теплота состоит в движении материи, которое движение хотя и не всегда чувствительно, однако подлинно в теплых телах есть (…). Сие движение есть внутреннее, то есть в теплых и горячих телах движутся нечувствительные частицы, из которых состоят самые тела». В этой же работе Ломоносов указал на возможность существования абсолютного нуля температуры, отмечая, что «должна существовать наибольшая и последняя степень холода, которая должна существовать в полном прекращении вращательного движения частиц».

Основываясь на своих молекулярно-кинетических представлениях о строении вещества, Ломоносов в работе «Опыт теории упругости воздуха» объяснил упругие свойства атмосферного воздуха механизмом отталкивания атомов воздуха друг от друга: «… отдельные атомы воздуха, в беспорядочном чередовании, сталкиваются с ближайшими через нечувствительные промежутки времени, и когда одни находятся в соприкосновении, иные друг от друга отталкиваются и наталкиваются на ближайшие к ним, чтобы снова отскочить; таким образом, непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться во все стороны». Это позволило Ломоносову объяснить зависимость упругости воздуха от теплоты: «Отсюда очевидно, что воздушные атомы действуют друг на друга взаимным соприкосновением сильнее или слабее в зависимости от увеличения или уменьшения степени теплоты, так что если было бы возможно, чтобы теплота воздуха вовсе исчезла, то атомы должны были бы вовсе лишиться указанного взаимодействия». Только спустя столетие данные воззрения стали общепринятыми благодаря работам Дж. Максвелла и Л. Больцмана, создавших количественную математическую теорию газов в рамках молекулярно-кинетических представлений.

     Теория Ломоносова позволила также объяснить изменения плотности воздуха с высотой и предсказать наличие границы атмосферы: «Чем дальше от земли отстоят остальные атомы, тем меньшую массу толкающих и тяготеющих атомов встречают они в своем стремлении вверх; так что верхние атомы, занимающие самую поверхность атмосферы, только своей собственной тяжестью увлекаются вниз и, оттолкнувшись от ближайших нижних, до тех пор несутся вверх, пока полученные ими от столкновения импульсы превышают их вес. Но как только последний возьмет верх, они снова падают вниз, чтобы снова быть отраженными находящимися ниже.           Отсюда следует:

что атмосферный воздух должен быть тем реже, чем более он отделен от центра земли;

что воздух не может бесконечно расширяться, ибо должен существовать предел, где сила тяжести верхних атомов воздуха превысит силу, воспринятую ими от взаимного столкновения».

     В работе «Прибавление к размышлениям об упругости воздуха» Ломоносов объяснил непропорциональность упругости давлению сильно сжатого воздуха, обнаруженную Д. Бернулли, влиянием собственного объема частичек воздуха на частоту их столкновений. Приблизительно через сто лет аналогичные представления были использованы нидерландским физиком Ван-дер-Ваальсом при создании им количественной теории неидеального газа.

     Ломоносов открыл один из фундаментальных законов природы – закон сохранения материи в изолированных системах. Он сформулировал его в письме к Леонарду Эйлеру от 5 июля 1748 года следующим образом: «Но все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю от бодрствования, и т.д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому».

     Работы Ломоносова и его соратника Г.В. Рихмана внесли важный вклад в понимание электрической природы грозовых разрядов. В то время под физикой электричества понимался круг явлений, связанных с наэлектризованными трением телами. Наэлектризованные или электрически заряженные тела обладали способностью притягиваться или отталкиваться, производить электрические искры и звук. В связи с этим возникло предположение: не имеют ли грозовые разряды электрическую природу? Единства по этому вопросу среди учёных того времени не было. Ломоносов с Рихманом в России и Б. Франклин в Америке провели оригинальные научные эксперименты и доказали электрическую природу грозовых разрядов.

     Ломоносов не только провёл блестящее многолетнее исследование атмосферного электричества и установил ряд эмпирических закономерностей грозовых явлений, но и в работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих» (1753) объяснил причину возникновения электричества в грозовых облаках конвекцией теплого воздуха (у поверхности Земли) и холодного воздуха (в верхних слоях атмосферы).

     На основе многолетних исследований и многочисленных опытов Ломоносов разработал теорию света и выдвинул трёхкомпонентную теорию цвета, с помощью которой объяснил физиологические механизмы цветовых явлений. По мысли Ломоносова, цвета вызываются действием трёх родов эфира и трёх видов цветоощущающей материи, составляющей дно глаза. Теория цвета и цветового зрения, с которой Ломоносов выступил в 1756 году, выдержала проверку временем и заняла должное место в истории физической оптики.

     Всю жизнь занимаясь научными наблюдениями, опытами, экспериментами и прекрасно понимая всё их значение для науки, Ломоносов видел, что одного этого мало. «Если нельзя создавать никаких теорий, то какова цель стольких опытов, стольких усилий и трудов великих людей?» – спрашивал он и с предельной чёткостью определял задачу учёного: «Из наблюдений устанавливать теорию и с помощью теории исправлять наблюдения».

     Без его трудов невозможно представить современную химию и физику. Кстати? слово «физика» появилось в русском языке также благодаря Михаилу Васильевичу, когда он перевел с немецкого языка и издал в России первый учебник по данному предмету.

После окончания школы, в 1742 году, Ползунова направили на один из уральских заводов учеником к мастеру Никите Бахореву.

     После обучения, в возрасте 20 лет, он был переведен на Колывано-Воскресенские заводы Алтая. На этих заводах для государственной казны добывались драгоценные металлы. Обязанностью Ползунова стала подготовка отчетов о ходе производства.

     Принято считать, что первый опыт конструкторской деятельности Иван Иванович приобрел в 1754 году, когда для нужд завода начал строительство «вододействующей лесопилки».

Ползунов все время активно занимался самообразованием, изучал книги по металлургии и минералогии. В результате Иван Иванович стал одним из самых технически грамотных специалистов на заводе. Важной задачей для себя он ставил вопросы облегчения труда работающих людей. Было много остроумных и интересных проектов, но все они пылились в архивах.

     Большим авторитетом в науке для Ивана Ивановича был Михаил Васильевич Ломоносов. Ползунов подробнейшим образом изучал его труды в области химии, физики, добычи и плавки руд.     Данный проект был представлен Екатерине II. Императрица по достоинству оценила работу и своим распоряжением произвела Ивана Ползунова в «механикуса с чином и званием инженерного капитан-поручика». Изобретатель получил в награду четыреста рублей, также было рекомендовано направить его на учебу в Академию наук.
     В 1764 году с одобрения Канцелярии Иван Ползунов принялся за изготовление новой машины – в 15 раз мощнее предыдущей. 13 месяцев понадобилось инженеру, чтобы собрать утвержденный агрегат. Его высота составила 18,5 метра, некоторые детали по весу достигали 2 720 килограмм. Пришлось создавать и новые сопутствующие инструменты, в том числе специальный токарный станок.

     Также Кулибин привез царице телескоп, микроскоп, электрическую машину. Все эти подарки произвели на Екатерину II большое впечатление, и в знак благодарности она назначила мастера заведующим мастерской в Петербургской академии наук. Сейчас эти часы хранятся в Эрмитаже.

     Все расчеты моста были представлены Академии наук и проверены. Расчеты были верны, а испытания подтвердили, что мост имеет огромный запас прочности и его высота позволяла парусным судам проходить без каких-либо специальных операций. Но правительство так и не выделило средств на строительство моста.

В списке его изобретений был и оптический телеграф – фонарь-прожектор с параболическим отражателем из мельчайших зеркал. Он позволил сделать из пламени одной свечи мощный световой поток. Оптический телеграф использовали и днем, и ночью на промежуточных станциях, находящихся на больших расстояниях.

     Именно Кулибин создал механическую повозку-самокатку, которая приводилась в движение при помощи махового колеса. Первый ножной протез, подъемное кресло, машины для добычи соли, "водоход", мельницы, водяное колесо, даже фортепиано и многое другое — вот многообразное наследие Ивана Петровича.

     В целом, Иван Кулибин и его изобретения оказали большое влияние на развитие науки, механики и физики в царской России.

     Многие черты его творчества несут на себе печать ломоносовских традиций. В.В. Петровым сделан ценный вклад в сокровищницу мировой науки.

     Василий Владимирович Петров родился 8 июля 1761 года в семье священника в городе Обояни бывшей Курской губернии. По окончании приходской школы он поступил в Харьковский коллегиум — высшее учебное заведение с довольно обширной программой. Из его стен вышли многие люди, получившие в дальнейшем широкую известность. В нем учился известный поэт Н.И. Гнедич, основатель Харьковского университета В.Н. Каразин и другие. По окончании коллегиума, увлекаемый жаждой знания, В.В. Петров отправляется в Петербург и поступает в первый русский учительский институт или, как тогда говорили, учительскую гимназию. Здесь будущий знаменитый физик встретился с людьми, лично знавшими великого М.В. Ломоносова. Общение с ними имело большое значение в жизни В.В. Петрова. Математику в гимназии преподавал племянник Ломоносова М.Е. Головин, физику — П. Гиляровский, автор одного из первых русских учебников физики.

Большое значение для науки имели исследования В.В. Петрова, обнародованные им в 1803 году в его книге — знаменитом «Известии о гальвани-вольтовских опытах».

     На рубеже XVIII и XIX столетий произошло событие, имевшее огромное значение для дальнейшего развития науки: итальянский физик А. Вольта изобрел первый генератор электрического тока, так называемый вольтов столб.

     В.В. Петров сразу оценил значение нового изобретения.

Построенная им батарейка состояла из 4200 медных и цинковых кружков. Она не имела себе равных в мире. Самая большая батарея, сделанная в 1810 году в Англии, состояла всего из 2000 пар пластинок. Батарея Петрова представляла собой четыре соединенных последовательно вольтовых столба.

     Пользуясь этой «наипаче огромной» (как писал он сам) батареей, В.В. Петров изучил многие свойства электрического тока или «гальвани-вольтовой жидкости», как говорили в его время.

     Наибольшую ценность в книге В.В. Петрова представляют главы, в которых он рассказывает о световых явлениях, сопровождающих электрический ток. Тут он сделал открытие, выдвинувшее его в первые ряды ученых того времени.

     Описанное Петровым явление много позднее наблюдалось английским химиком Дэви и было названо «вольтовой дугой». Как и предвидел Василий Владимирович, электрическая дуга, которую по справедливости следует называть дугой Петрова, впоследствии действительно была применена для освещения.

     Пытливый ум Василия Владимировича не довольствовался открытием дуги между угольными электродами. Вскоре он заменил их металлическими. Оказалось, что если металл взять в форме проволоки, то конец ее «почти во мгновение ока краснеет, скоро расплавляется и начинает гореть с пламенем и разбрасыванием весьма многих искр».

Позднее Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов использовали дугу с металлическими электродами для дуговой сварки металлов.

Изменяя условия опытов, В.В. Петров обнаруживает, что если накаливать электрическим током уголек, помещенный в безвоздушное пространство, то он, раскаляясь, издает яркий свет, сам, однако, при этом не сгорая. Если бы работы В.В. Петрова более внимательно изучались после его смерти, они облегчили бы работу изобретателя электрической лампочки накаливания А.Н. Лодыгина.

В последние годы жизни Петров вынужден был бороться с тяжелой болезнью. Катаракта обеих глаз лишила его на некоторое время зрения, но после проведенной операции он вновь стал видеть и вернулся к работе. Однако вскоре он был уволен с должности и через полтора года скончался. Петров был настоящим ученым-самоучкой, который не заканчивал университетов и не имел возможности пройти научную школу.

     Как истинный практик, Якоби в следующий раз применил в качестве электрода полоску металла, на которой было выгравировано его имя. Результат был предсказуемым, но все равно впечатляющим: отодранный от электрода медный листочек представлял собой точную копию полоски металла с надписью на ней. Якоби оценил техническое значение этого факта и, видя потенциал в таком открытии, в другой раз снял копию с медного пятака.

     Открытый процесс Якоби назвал гальванопластикой и стал широко пропагандировать его применение на практике. В 1838 году в докладной записке для Петербургской академии наук он рассказал о своем открытии, а спустя два года выпустил руководство по использованию гальванопластики, став родоначальником современной электрохимии.

     Ученый был настолько нацелен на результат, что именно благодаря ему гальванопластика стала использоваться при изготовлении точных клише для печати государственных бумаг и денежных знаков. Интересно, что Якоби сулили огромные доходы и говорили о том, что в другой стране он мог бы найти гораздо больше применений своему изобретению. На это он отвечал, что «сие изобретение принадлежит исключительно России и не может быть оспорено никаким другим изобретением вне оной. Здесь оно открыто и здесь развивалось».

     Талантливый физик открыл гальванопластическую мастерскую, где при его участии было изготовлено много замечательных произведений искусства. Из нее вышли статуи и барельефы Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Зимнего дворца, Петропавловского собора в Санкт-Петербурге. На эти и другие изделия мастерская потратила 6749 пудов меди. Для позолоты куполов Храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского и Петропавловского соборов в Санкт-Петербурге и других небольших куполов и изделий было израсходовано 45 пудов 32 фунта золота. Параллельно Якоби занимался созданием телеграфных аппаратов.              Его главным достижением стал буквопечатающий аппарат, который служил источником связи по специальным кабельным телеграфным линиям между главными царскими резиденциями.

Для их создания ученому понадобилось разработать еще много других сопутствующих технологий, например создания и производства подземных и подводных кабелей, подбора электроизоляционных материалов.

     Вклад Якоби в создание отечественного электротехнического оборудования огромен, с его участием был построен ряд электротехнических приборов — вольтметр, проволочный эталон сопротивления, несколько конструкций гальванометров и регуляторов сопротивления.

Его активный интерес к электромагнетизму был определен открытием законов Ома и Ампера.     Пытливый ум талантливого экспериментатора захотел на практике проверить справедливость выводов их авторов. Эмилий Христианович имел большой опыт использования крутильных весов Кулона, с помощью которых в 1832 году подтвердил правильность выводов Ома, что позволило признать его закон мировым научным сообществом.

     После открытия явления электромагнитной индукции ученый разработал баллистический метод измерений, призванный изучать законы индукции. Он провел серию экспериментов, направленных на определение количественных законов индукции. Гипотеза Ленца состояла в следующем: сила мгновенного тока индукции обладает эффектом аналогичным удару. Его сила может быть установлена по скорости, которая сообщалась стрелке мультипликатора – единственного в эти годы индикатора тока.

     Установка Ленца представляла собой укрепленный на столе постоянный магнит с якорем, имеющим обмотку, которая электрически соединялась с мультипликатором. Данные прибора наблюдались с помощью оптической трубы и специального зеркала. На основе описанного метода был создан современный баллистический гальванометр.

     Полученные результаты Ленц тщательно проанализировал и сделал ряд выводов, получивших высокое научное признание.Ученый понял, что на появление индуктированного тока влияет скорость «отрывания» катушки от магнита. Возбуждаемая в ней сила прямо пропорциональна количеству витков и тождественна сумме электродвижущих сил, появляющихся при каждом витке. Но на нее никак не влияет материал и диаметр якорной обмотки. Все представленные закономерности стали ключевыми количественными характеристиками электромагнитной индукции.

Вывод справедлив, ведь если внешняя сила заставит магнит или проводник с током перемещаться рядом с замкнутым проводником, его механическая энергия трансформируется в электромагнитную энергию тока индукции. Согласно закону Ленца, побуждаемая сила индуктированного тока блокирует движение, которым он был вызван. Иными словами, при наличии магнита необходима большая затрата энергии, нежели в его отсутствие.

     Внимательно изучая характер работы электромашин, Ленц открыл еще одно важнейшее физическое явление, полезное для электротехники. Оно связано с влиянием магнитного поля, которое создается током в обмотке якоря на обмотку полюсов. Возникающие таким образом явления стали называть «реакция якоря».

После защиты диссертации в 1869 году он получил звание Доцента по кафедре физики и приступил к чтению лекций по теоретической физике, стал хлопотать об организации физической лаборатории и вести подготовительную работу по подбору задач для физического практикума.

     Физической лаборатории по — прежнему не было, и тогда А. Г. Столетов организовал физический кружок у себя на квартире. В кружке читались рефераты, велись оживленные споры, обсуждались исследовательские работы. А. Г. Столетов объединил вокруг себя молодых физиков; первыми его учениками были знаменитые впоследствии русские ученые Н. А. Умов, Н. Е. Жуковский и многие другие. Его кружок посещал и знаменитый астроном Ф. А. Бредихин.

еятельность А. Г. Столетова развернулась еще шире после защиты им в 1872 году докторской диссертации. Экспериментальную часть диссертации он выполнил во время шестимесячной командировки в 1871 году в Гейдельберг в лабораторию Кирхгофа, который высоко ценил дарования А. Г. Столетова и охотно предоставил ему место в своей лаборатории. В 1873 году А. Г. Столетов был утвержден ординарным профессором. 

     Настойчивые хлопоты А. Г. Столетова наконец увенчались успехом: в Московском университете наконец появилась физическая лаборатория, где не только выполнялись учебные работы студентов, но и велась экспериментальная научно — исследовательская работа. В ней работали и студенты, и профессор с его помощниками, и молодые ученые. В этой лаборатории А. Г. Столетов осуществил свои замечательные исследования, прославившие его имя.

Он работал по электростатике, магнетизму, электромагнетизму, по критическому состоянию тел, по фотоэлектрическим явлениям.

В последние годы жизни А. Г. Столетова в созданной им лаборатории работал впоследствии прославленный физик П. Н. Лебедев.

     Огромную ценность представляли не только добытые А. Г. Столетовым фактические результаты, но и открытые им закономерности и методы экспериментального исследования.

Давно уже было известно, что если поместить железо в соседстве с магнитом или проводником, по которому течет электрический ток, т. е. поместить железо в магнитное поле, то железо намагнитится. Величину, показывающую, как изменяется намагниченность с изменением магнитного поля. А. Г. Столетов назвал функцией намагничения (теперь она называется магнитной восприимчивостью). Чем больше магнитная восприимчивость, тем, при данной величине магнитного поля, будет больше намагничение.

     В своем замечательном «Исследовании функции намагничения мягкого железа» А. Г. Столетов поставил себе целью установить зависимость магнитной восприимчивости от величины намагничивающего поля. Он показал, что магнитная восприимчивость непостоянна. С возрастанием магнитного поля она сначала растет медленно, а потом все быстрее и быстрее. Достигнув наибольшей величины, магнитная восприимчивость, несмотря на увеличение намагничивающего поля, начинает убывать. Наличие максимума магнитной восприимчивости, впервые установленного А. Г. Столетовым, оказалось основным свойством сильно магнитных материалов (ферромагнетиков). При исследовании функции намагничения А. Г. Столетов применил особый, разработанный им метод. Испытуемому образцу железа он придал форму кольца. Чтобы намагнитить железо, по катушке, намотанной на это кольцо, пропускали ток. Величина намагниченности железа определялась по силе индукционного тока.

     А. Г. Столетов прекрасно понимал практическое значение этой своей работы. Он писал: «Знание свойств железа относительно временного намагничения также необходимо здесь, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин».

     Опыт, произведенный А. Г. Столетовым, был очень прост. А. Г. Столетов поставил друг перед другом тщательно очищенную цинковую пластинку и металлическую сетку. Пластинку он соединил с отрицательным полюсом электрической батареи, а сетку — с положительным, включив в цепь прибор для измерения электрического тока — чувствительный гальванометр. Все это представляло собой разомкнутую электрическую цепь, через которую ток не мог идти: между пластинкой и сеткой был непроводящий воздушный промежуток. Однако, когда через сетку на цинковую пластинку направлялся свет мощного источника (вольтова дуга), гальванометр показывал наличие тока.

     Это явление было названо А. Г. Столетовым актиноэлектрическим. Теперь его называют фотоэлектрическим.

     В этом исследовании А. Г. Столетов впервые применил гальванометр для изучения прохождения тока через газ (воздух). Ныне этот прием широко используется во всех исследованиях прохождения электричества через газы.

     А. Г. Столетов впервые установил следующий чрезвычайно важный факт. Если при одном и том же освещении пластинки постепенно увеличивать напряжение, вызывающее ток, то электрический ток сначала будет быстро возрастать, затем его величина будет изменяться все медленнее и медленнее, пока не достигнет максимального значения, которое называют током насыщения. Причина этого явления теперь стала совершенно ясной: свет, падающий на металлическую пластинку, вырывает из нее электроны. При одной и той же силе света число вырываемых электронов будет одним и тем же. При увеличении напряжения электроны все быстрее отгоняются к сетке, и ток становится больше. Но если напряжение стало таким, что в каждую секунду к сетке будет отлетать столько электронов, сколько их вылетает из пластинки, то дальнейшее увеличение напряжения силу тока не увеличит, такой ток называется током насыщения. Таким образом, по величине тока насыщения можно судить о том, сколько электронов ежесекундно вырывается из пластинки. Тем самым будет получена возможность исследовать внутренний механизм электрического разряда в газах.

     Продолжая свои исследования, А. Г. Столетов пластинку и сетку поместил в стеклянный сосуд, из которого можно было выкачивать воздух. Так был создан первый в мире фотоэлемент. А. Г. Столетов произвел измерения при различных давлениях газа в сосуде, различных расстояниях между сеткой и пластинкой и при различных напряжениях. Закономерности, открытые А. Г. Столетовым, легли в основу современных теорий электрического разряда в газах.

А. Г. Столетов был выдающимся лектором. Лекции А. Г. Столетова отличались обилием материала, строгой системой, ясностью и необыкновенной увлекательностью изложения. Их охотно посещали студенты других курсов и даже других факультетов. Так было с лекциями о фонографе с демонстрацией это — го прибора (1890), о цветной фотографии — на лекции демонстрировались усовершенствованные цветные фотографии.

     Много внимания уделял А. Г. Столетов студентам.

Тем, кто выделялся своими способностями и любовью к научным занятиям, ученый оказывал большую научную помощь, заботился об их командировках за границу.

Несмотря на большую научную, педагогическую и организационную работу, которую вел А. Г. Столетов в университете, он все же находил время и силы для большой научно — обществен ной работы вне стен университета. Он читал научно — популярные лекции для широкого круга. Физик А. П. Соколов так описывает успех лекций А. Г. Столетова: «Публика всякий раз стекалась в изобилии на такие публичные чтения А. Г. Столетова и приходила в восторг от его изящных и увлекательных лекций, обставленных всегда интересными опытами, которые выполнялись с безукоризненной отчетливостью».

     По инициативе А. Г. Столетова и с его участием состоялось чествование двухсотлетия памяти Ньютона и ряд лекций по электротехнике, которая, вследствие ее быстрого развития в те годы, пробудила к себе общий интерес, чему отчасти способствовало повсеместное применение свечи Яблочкова.

     Будучи директором отдела прикладной физики при Политехническом музее, А. Г. Столетов развивал работу и в этом учреждении. Эту деятельность А. Г. Столетова Общество любителей естествознания высоко ценило: в 1884 году оно присудило ему золотую медаль и в 1886 году избрало его своим почетным членом. Признание заслуг А. Г. Столетова выразилось в учреждении ежегодной премии, выдаваемой начинающим ученым за лучшие работы по физике и химии.

Свои публичные выступления А. Г. Столетов часто посвящал новейшим достижениям науки. На одном из общих собраний VIII съезда естествоиспытателей и врачей в 1889 году по предложению распорядительного комитета съезда он произнес речь на тему, связанную с блестящими работами Герца «О тождестве волн света и электричества». Выступление А. Г. Столетова имело огромный успех. А. П. Соколов о нем писал: «С тех пор слава А. Г. Столетова как блестящего оратора и образцового популяризатора непоколебимо утвердилась во всей интеллигентной России».

     С 1892 года А. Г. Столетову пришлось перенести много неприятностей. Они тяжело отразились на его здоровье, настроении и на всей его последующей деятельности. К этому времени относятся печальные события, связанные с избранием А. Г. Столетова в Академию наук: назначенные в 1893 году выборы А. Г. Столетова были отложены на неопределенный срок после чего его кандидатура была снята совсем. В том же 1893 году окончился срок тридцатилетней службы А. Г. Столетова в университете, о чем он получил официальное извещение.

Привыкший к постоянному труду и широкому размаху своей деятельности, А. Г. Столетов почувствовал себя больным. Целые дни проводил он дома, работая над своим учебником «Введение в акустику и оптику». Посещал он только физическую лабораторию, где подолгу засиживался, беседуя о всевозможных научных новостях, которыми так богаты были те годы.

     Этот самый тяжелый период жизни А. Т. Столетова несколько скрашен его публичными выступлениями. В 1894 году он прочитал публичную лекцию о цветной фотографии в пользу комитета грамотности; в том же году он произнес речь в Обществе любителей естествознания по поводу смерти Гельмгольца; в 1895 году — речь о Леонардо да Винчи как естествоиспытателе.

     Последней большой работой А. Г. Столетова была его работа в качестве заведующего секцией физики IX съезда естествоиспытателей и врачей в 1894 году в Москве. Общее признание больших заслуг А. Г. Столетова было выражено грандиозной овацией всех присутствующих на съезде.

В последние два года жизни А. Г. Столетов много раз собирался покинуть Московский университет, которому он отдал всю свою жизнь. А. Г. Столетов хотел переехать в Киев, где он надеялся найти большее сочувствие среди окружающих; он предполагал там продолжать работу над своим курсом опытной физики. Однако предположения его не сбылись: здоровье быстро ухудшалось. 19 мая 1896 года Александр Григорьевич Столетов заболел воспалением легких и в ночь с 26 на 27 мая 1896 года скончался.

     В последние дни, во время болезни, А. Г. Столетов завещал свою большую библиотеку физической лаборатории университета. Эта библиотека ныне находится в составе библиотеки физического факультета Московского университета, носящей имя Столетова.

П. Н. Лебедев в своей речи, посвященной памяти ученого, на заседании Общества любителей естествознания вспоминает о последней своей встрече с А. Г. Столетовым: «…он заставил меня рассказать о моих занятиях за последний день и навел разговор на свою любимую тему о газовых разрядах… Прощаясь со мной, он слабо пожал мне руку и чуть слышно добавил: «Советую заняться этими вопросами, они очень интересны и очень важны». Это были последние слова, которые я от него слышал. Через день Александр Григорьевич тихо скончался».

Не подозревал тогда военный министр, что электролет предвосхитил появление знакомого нам вертолета. Изобретатель видел его как продолговатый цилиндр, спереди конусообразный, а позади шаровидный. В задней части аппарата был расположен винт, который обеспечивал горизонтальное движение. Еще один винт находился сверху – он управлял скоростью машины при перемещении в вертикальном и горизонтальном направлении.

     Возможность получения искусственного освещения с помощью электричества волновала научные умы задолго до рождения Лодыгина. Существовало много идей, предлагавших решения в самых разных направлениях. Одни пытались спровоцировать электричеством свечение разреженных газов, другие искали удачу в накаливании тел электрическим током, а третьи использовали пламя электрической дуги. Большинство опытных образцов так и не покинули стены лабораторий, пока к работе не подключился русский изобретатель.

     После возвращения из Франции Лодыгин оказался в затруднительном материальном положении и вынужден был согласиться трудоустроиться техником в Общество нефтяного газа «Сириус». Но всё свободное от работы время молодой человек посвящал разработке электрической лампы. Он сразу понял недостаток теоретической подготовки и записался на лекции в Петербургский университет, где познакомился с новейшими достижениями в области электротехники.

     Упорная работа над изобретением дала результат – к концу 1872 года в распоряжении Лодыгина было несколько ламп накаливания. Помогали материализовать замыслы изобретателя братья Дидрихсон, среди которых выделялся Василий Федорович, лично изготовивший большинство образцов. На первых порах для накаливания использовалась железная проволока, позднее в опытах участвовали коксовые стержни.

     Железо быстро показало свою неэффективность, а работа с угольными стержнями дала положительный результат. Оказалось, что они не только дают более лучший свет, но и позволяют найти подход к решению проблемы «дробления света» — интеграции большого количества источников освещения в цепь одного генератора.     Последовательная работа угольных стерженьков оказалась весьма удобна, но в уличных условиях на открытом воздухе тело накала достаточно быстро перегорало.

     Это навело Лодыгина на мысль выполнить лампы в виде стеклянного шарообразного сосуда, в котором были размещены два медных стержня диаметром 6 мм. К ним был прикреплен маленький стерженек диаметром 2 мм, выполненный из ретортного угля. Электричество подавалось по проводам через оправу, которая находилась над отверстием устройства.

     Несмотря на то, что первые лампы Лодыгина светили всего около 40 минут, он получил привилегии на свое изобретение во многих европейских странах. Последующие усовершенствования позволили повысить долговечность – Василий Дидрихсон предложил удалять из ламп воздух. Кроме того, стали применять обугливаемые вещества растительного происхождения. В результате срок службы ламп удалось увеличить до 700-1000 часов.

     В 1874 году освещение появилось в доках Адмиралтейства, что открывало перспективы использования технологии во флоте. Спустя несколько лет подобным способом был освещен магазин Флорана на Морской улице. Устройства показали себя превосходно – за два месяца перегорело всего два уголька.

     После этого успеха вокруг изобретателя стали крутиться коммерсанты, желавшие получить на изобретении как можно больше прибыли. Александр Николаевич стал участником одного из таких предприятий, которое эксплуатировало его творения. Ряд модернизированных устройств даже носили имя сторонних людей – Конна, Козлова, владевших контрольным пакетом акций созданного ими товарищества электрического освещения. Последняя версия под наименованием «лампа Конна» имела до 5 отдельных стержней, которые последовательно включались после перегорания предыдущих.

     В 1871 году изобретатель подготовил проект водолазного скафандра, позволяющего с помощью кислородно-водородной смеси находиться под водой автономно. При этом кислород вырабатывался прямо из воды путем процесса электролиза.

     В это время он привел в рабочее состояние неисправный электродвигатель Труве (название произошло от фамилии французского изобретателя Густава Пиера Труве), разработал проект по оптимизации машины Грамма, а также создал горелку для гремучего газа и устройство для фиксации изменений температуры в пассажирских вагонах. Но творить получалось непостоянно, так как основная работа отнимала много времени.

     Тем не менее Яблочкову удалось глубоко вникнуть в принцип действия дуговых ламп, он проводил множество экспериментов направленных на их усовершенствование. В 1873 году ученый начал работу в мастерской физических приборов и год спустя первым в мире создал конструкцию электрического прожекторного освещения железнодорожных путей на локомотиве. В 1875 году ученый уезжает в США на всемирную выставку в Филадельфию, где хотел представить свои изобретения. Но финансовые дела пошли неважно и Павел Николаевич вместо Соединенных Штатов приехал в Париж.
     Во французской столице он устраивается на работу в мастерские академика Луи Бреге, с телеграфным аппаратом которого был хорошо знаком еще по работе в Москве. Кроме того, он владел крупным предприятием, выпускавшим различные электроприборы. Русский изобретатель показал Бреге свой электромагнит и француз сразу по достоинству оценил его талант.

Павел Николаевич без промедления приступил к работе на заводе, параллельно проводя эксперименты в своей маленькой комнатке университетского городка. В скором времени он завершил работу над несколькими изобретениями и успел их запатентовать.

     В марте 1876 года Яблочков получил патент на самое известное изобретение — знаменитую электрическую свечу (дуговую лампу без регулятора). Ученому из России удалось создать источник света, отвечавший запросам массового потребителя. Это был экономичный, простой и удобный в использовании прибор, сделавший освещение доступным для всех. По сравнению с угольной лампой Александра Лодыгина устройство Яблочкова содержало угольные стержни (электроды), разделенные каолиновой прокладкой.

     По протекции Л. Бреге продвижением дуговой лампы занялся французский изобретатель Огюст Денейруз, который организовал акционерное общество. Предприятие занималось вопросами изучения электрического освещения, а Яблочкову было доверено обеспечивать научно-техническое руководство. В его компетенцию входило наблюдение за производством и работы по усовершенствованию устройства. Компания с уставным капиталом в 7 млн франков фактически монополизировала производство «русского света» в масштабах всей планеты.

     Ближайшие два года выдались очень плодотворными. Яблочков занимался установкой освещения улиц и публичных зданий Парижа и Лондона. В частности, благодаря ему получил подсветку мост через Темзу, театр Шатле, Лондонский театр и другие объекты. Отсюда, из Западной Европы электричество стало распространяться по всему свету. И не случайно, так как русскому электротехнику удалось оптимизировать свечу до возможности применения в больших осветительных приборах. «Русский свет» освещал американский Сан-Франциско, индийский Мадрас и дворец короля Камбоджи.

Научные круги в России тепло приветствовали возвращение ученого, чего не скажешь о царском правительстве, которое сделало внушение изобретателю за поддержку политических эмигрантов за рубежом. Но самое неприятное было в другом — отечественные предприниматели практически не заинтересовались электрической свечой. Пришлось дело организовывать самому.

     В 1879 году было организовано товарищество, занимавшееся созданием электромашин и систем электрического освещения. Вместе с Яблочковым работой занимались такие светила в сфере электротехники, как Лодыгин и Чиколев. С коммерческой точки зрения, это был вполне успешный проект, но не приносивший никакого морального удовлетворения. Умом Павел Николаевич понимал сколь мало возможностей есть в России для реализации имевшихся планов. Кроме того, в 1879 году пришла не самая радостная новость из-за океана — Томас Эдисон усовершенствовал лампу накаливания и нашел ей массовое применение. Это стало последним доводом для переезда в Париж.

«В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающих достаточной энергией».

     Информация о докладе Попова была напечатана в газете «Кронштадтский вестник» 12 мая 1895 года.

     В 1899 г. он сконструировал приемник для приема сигналов на слух при помощи телефонной трубки. Это дало возможность упростить схему приема и увеличить дальность радиосвязи.

     В 1900 г. А.С. Попов осуществил связь в Балтийском море на расстоянии свыше 45 км между островами Гогланд и Кутсало, недалеко от города Котка. Эта первая в мире практическая линия беспроволочной связи обслуживала спасательную экспедицию по снятию с камней броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на камни у южного берега Гогланда.

     Первая радиограмма, переданная А.С. Поповым на остров Гогланд 6 февраля 1900 г., содержала приказание ледоколу «Ермак» выйти на помощь рыбакам, унесенным на льдине в море. Ледокол выполнил приказ и 27 рыбаков были спасены. Первая в мире практическая линия, начавшая свою работу спасением людей, унесенных в море, последующей своей регулярной работой наглядно доказала преимущества данного вида связи.

Успешное применение этой линии послужило толчком к «введению беспроволочного телеграфа на боевых судах, как основного средства связи» — так гласил соответствующий приказ по Морскому министерству. Работы по внедрению радиосвязи в русском военно-морском флоте производились при участии самого изобретателя радио и его соратника и ассистента П. Н. Рыбкина.

     Работа в Морском ведомстве накладывала определенные ограничения на публикацию результатов исследований — речь шла о военной тайне, поэтому, соблюдая данное клятвенное обещание о неразглашении сведений, составляющих секретную информацию, Попов не опубликовывал результаты своих работ.

     В 1995 году ЮНЕСКО провело в этот день торжественное заседание, посвящённое столетию изобретения радио. Совет директоров Института инженеров электротехники и электроники отметил демонстрацию А.С. Попова как веху в электротехнике и радиоэлектронике. Статья в разделе «История» на официальном сайте IEEE утверждает, что А.С. Попов действительно был первым, но был вынужден подписать соглашение о неразглашении, связанное с преподаванием в Морской инженерной школе.

     На мемориальной доске «Milestone» отлита надпись, гласящая:

«Вклад А.С. Попова в развитие электросвязи, 1895. 7 мая 1895 года А.С. Попов продемонстрировал возможность передачи и приема коротких и продолжительных сигналов на расстояние до 64 метров посредством электромагнитных волн с помощью специального переносного устройства, которое реагировало на электрические колебания, что стало определяющим вкладом в развитие беспроволочной связи».

     В 1899 году П. Н. Лебедев при помощи виртуозных, хотя и выполненных скромными средствами опытов подтвердил теоретическое предсказание Максвелла о давлении света на твердые тела, а в 1907 году — и на газы (открытие эффекта давления света). Это исследование явилось важной вехой в науке об электромагнитных явлениях. Одному из видных физиков того времени Уильяму Томсону принадлежат слова: «Я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот < … > Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».

     П. Н. Лебедев занимался также вопросами действия электромагнитных волн на резонаторы и выдвинул в связи с этими исследованиями глубокие соображения, касающиеся межмолекулярных взаимодействий, уделял внимание вопросам акустики, в частности гидроакустики.

     Изучение давления света на газы побудило Лебедева заинтересоваться происхождением хвостов комет.

Не ограничиваясь научно-исследовательской деятельностью.

     П. Н. Лебедев уделяет много сил созданию научной школы, которая по существу была первой в России и появление которой продолжает ощущаться до наших дней. К 1905 году в лаборатории работало уже около двадцати молодых его учеников, которым суждено было сыграть впоследствии видную роль в развитии физики в России. Из них уместно назвать в первую очередь П. П. Лазарева, который в 1905 году начал работать с Лебедевым, стал вскоре его ассистентом и ближайшим помощником, после смерти Лебедева — руководителем его лаборатории, а в 1916 году — директором первого Научно-исследовательского института физики в Москве, института из которого вышли такие ученые как С. И. Вавилов, Г. А. Гамбурцев, А. Л. Минц, П. А. Ребиндер, В. В. Шулейкин, Э. В. Шпольский.

     Эксперименты Лебедева требовали применения тщательно продуманной, порой довольно сложной «механики». Это иногда порождало нелепые упреки, что у Лебедева «наука сведена до уровня техники». Уместно заметить, что сам П. Н. Лебедев считал заслуживающими самого серьёзного внимания вопросы связи науки и техники.

     Последний цикл исследований П. Н. Лебедева незаслуженно недооценен и поныне. Эти исследования имели целью проверить гипотезу английского физика Сазерленда о том, что действие гравитации вызывает перераспределение зарядов в проводниках. В небесных телах, в планетах и звездах, по мысли Сазерленда, происходит «выдавливание» электронов из внутренних областей, где давления велики, на поверхность; благодаря этому внутренние области заряжаются положительно, а поверхность тел — отрицательно. Вращение же тел вместе с перераспределившимися в них зарядами должно порождать магнитные поля. Таким образом, предлагалось физическое объяснение происхождения магнитных полей Солнца, Земли и других небесных тел.

Гипотеза Сазерленда не имела тогда надежного теоретического обоснования, и потому особую важность приобретал задуманный Лебедевым опыт по ее проверке. Поняв, что центробежные силы должны, как и гравитационные, вызывать перераспределение зарядов, Лебедев выдвинул простую, но, как всегда, блестяще остроумную идею: при быстром вращении электрически нейтральных тел должно возникать, если верна гипотеза Сазерленда, магнитное поле. Именно такое «намагничивание вращением» и делалась попытка обнаружить на опыте.

     Нужно заметить, что работа проходила в очень трудных условиях. В 1911 году П. Н. Лебедев принял решение оставить Московский университет вместе со многими прогрессивными преподавателями, в знак протеста против реакционных действий министра Кассо. Это решение отрицательно повлияло на развитие московской школы физики. Историки науки считают, что это привело к упадку преподавания физики в МГУ, который продолжался вплоть до конца 1920-х годов, когда в университет пришёл Л. И. Мандельштам. К тому же очень тонкий опыт, который он проводил в подвале физического факультета, был в известной мере скомкан. Искомого эффекта обнаружить не удалось. Как теперь стало понятно, причина заключалась не в отсутствии эффекта, а в недостаточной чувствительности установки: те оценки для магнитных полей, на которые ориентировался Лебедев и которые основывались на работах Сазерленда, оказались значительно завышенными.

В Городском университете имени Шанявского, где на частные средства П. Н. Лебедев создал новую физическую лабораторию, продолжить исследования он уже не успел. Всегда у него было больное сердце, и даже один раз, когда он был ещё сравнительно молодым, оно вдруг остановилось, когда он греб на лодке. Тогда удалось вернуть его к жизни, но прожил он всего 46 лет.

     Талантливый физик создал квантовую теорию диамагнетизма (свойство вещества намагничиваться) электронного газа и рассчитал эту величину для свободных электронов в металлах. Теперь данное явление известно как «диамагнетизм Ландау».     До ученого были широко исследованы так называемые фазовые переходы первого рода, когда вещество из твердого тела переходит в жидкое, а затем – в газообразное (например, в системе «лед – вода - пар»). Однако не были известны переходы между двумя одинаковыми агрегатными состояниями (то есть существования одного и того же вещества в двух модификациях, но в одном агрегатном состоянии). Когда такие переходы были открыты (например, нормальный металл –сверхпроводящий металл, обычный гелий – сверхтекучий гелий), их назвали фазовыми переходами второго рода.

     Ландау показал, что при изменении температуры при переходе из одного такого состояния в другое скачкообразно изменяется лишь параметр, который не влияет на агрегатное состояние (симметрия тела), а другие параметры меняются плавно. Вместе с этим он создал количественную теорию таких фазовых переходов. К следующему важному достижению ученого следует отнести введение понятия полярона – электрона с крайним энергетическим состоянием. Хотя поляроны пока не обнаружены экспериментально, идея о том, что элементарный заряд может быть расположен в определенном месте решетки кристалла, оказалась очень полезной. Так был открыт эффект расположения не самого электрона, а так называемой дырки (места, где должен быть расположен электрон, но его там нет, поэтому оно оказывается положительно заряженным).

     Такие дырки играют важную роль в процессах люминесценции, туннельных эффектах, запоминании информации в кристалле. На счету Льва Давидовича также полуфеноменологическая теория сверхпроводимости, названная позже теорией Гинзбурга - Ландау. За нее в 2003 году Виталий Лазаревич Гинзбург получил Нобелевскую премию. Более того, на ее основе были развиты другие работы в данной области, а авторы этих исследований также были отмечены Нобелевскими премиями. Отношение Ландау к этому открытию некоторые могут посчитать косвенным, однако именно его удивительно правильное предсказание обеспечило учению универсальность.

В 1920-х годах по инициативе С. И. Вавилова начались исследования, направленные на создание новых для того времени источников света — люминесцентных ламп. Затем под его руководством работы продолжились одновременно в трёх научных организациях — в ФИАН имени П. Н. Лебедева, ГОИ, во ВЭИ имени В. И. Ленина.

     Незадолго до начала войны, 30 мая 1941 года, на Общем собрании АН СССР С. И. Вавилов сделал доклад «Люминесцентные источники света», сопроводив его демонстрацией первых образцов люминесцентных ламп. В дальнейшем, в послевоенные годы, при самом активном участии С. И. Вавилова началось их широкое промышленное производство. 

     В 1936 году открыл главное свойство нового излучения — его направленность по движению комптоновских электронов, или направленность под острым углом к направлению движения заряженной частицы.

     В 1937 году после подробных количественных исследований свойств нового излучения и его природы высказал идею о возможном применении нового эффекта для определения скоростей заряженных частиц. В итоге появились черенковские счетчики, черенковские спектрометры. Применение черенковских детекторов в науке достигло таких масштабов, что Черенкова сегодня называют одним из самых цитируемых физиков мира. В 1955 году американские физики Оуэн Чемберлен и Эмилио Сегре с помощью детектора Черенкова открыли антипротон (отрицательное ядро водорода). Позднее детектор того же типа применялся в счетчике космических лучей на советском искусственном спутнике «Спутник-111».

     Помимо научной деятельности, активно преподавал. Много общался со студентами и в свою лабораторию в ФИАНе набирал лучших выпускников. В последние годы возглавлял Государственную экзаменационную комиссию в МИФИ. Лауреат Сталинской премии (1946, 1951), Государственной премии СССР (1977), Герой Социалистического Труда (1984) и т.д.

     Величайшей заслугой Вульфа является создание формулы, лежащей в основе современного метода исследования строения вещества, так называемого рентгеноструктурного анализа.

     Эту формулу независимо от Вульфа открыл в те же годы английский ученый Брэгг.

     Рентгеновские лучи, проходя через кристаллы, рисуют на экране или фотопластинке, расположенной за кристаллом, своеобразный узор. На фотопластинке появляется множество черных пятнышек.

     Исследуя эти узоры — рентгенограммы кристаллов, Вульф показал, как по расположению пятнышек на рентгенограмме, являющихся результатом отражения рентгеновских лучей от плоскостей, образуемых атомами кристалла, то есть своеобразными «зайчиками», можно вычислить расстояния между атомами, а также выяснить их взаимное расположение.