История образования и развития научных школ и научных направлений в системе высшего физико-математического образования на Ставрополье с 1960 г. до начала 90-х годов

Кафедрой общей физики, руководимой В. А. Бутларом, интенсивно приобретается спектральная аппаратура: спектрографы ИСП - 51 с фотографической и фотоэлектрической регистрацией спектров, кварцевые спектрографы ИСП - 22 и ИСП - 28 для регистрации спектров в ультрафиолетовой области, микрофотометр МФ - 4, спектрофотометры, монохроматоры и другое оборудование. Создаются новые экспериментальные установки и разрабатываются новые методики исследования. В создании многих экспериментальных установок принимал участие учебный мастер Николай Васильевич Гречкин. Многие из этих экспериментальных установок и в настоящее время широко используются в лаборатории.

Во второй половине 60-х годов наряду с изучением спектров испускания, спектров поглощения кинетическими методами успешно проводятся и температурные исследования. Результаты исследований печатались в веду щих академических журналах по оптике и спектроскопии: «Оптика и спектроскопия» и «Журнал прикладной спектроскопии». И хотя на «бумаге» не существовала в СГПИ лаборатория «Молекулярной спектроскопии», о ней уже говорили на кафедре теоретической физики МГПИ им. В. И. Ленина, кафедре физики Смоленского пединститута, лаборатории природных комплексов МГУ им. Ломоносова и других учебных заведений. Результаты работ, выполненных в лаборатории «Молекулярной спектроскопии», часто обсуждались с Э. В. Шпольским и его сотрудниками в МГПИ им. В. И. Ленина. И уже сотрудники кафедры теоретической физики МГПИ им. Ленина приезжали в Ставрополь для проведения необходимых измерений в лаборатории «Молекулярной спектроскопии». Так в лаборатории был проведен цикл исследований по температурному тушению фосфоресценции примесных центров в системах Шпольского Д. М. Гребенщиковым, в то время доцентом кафедры теоретической физики МГПИ им. Ленина Р. И. Персоно-вым, результаты которых внесли существенный вклад в решение вопроса о природе центров, ответственных за квазилинейчатые спектры³⁹.

В. А. Бутлар понимал, что, в конечном счете, все решают квалифицированные кадры. Он направил на стажировку с последующей учебой в аспирантуре в оптическую лабораторию к Э. В. Шпольскому В. В. Солодунова, научным руководителем которого был назначен Р. И. Персонов. Работы Р.И. Персонова и В. В. Солодунова по влиянию температуры на параметры квазилинии широко цитировались в научной литературе, и в настоящее время используются для подтверждения выводов теории структуры спектров при местных центров. На кафедру принимаются молодые сотрудники Н. % А. Коврижных, Л. А. Четверикова, Т. П. Дзарагазова, С. А. Козлов, В. В. Падалка и другие, которые проявляли интерес к проблемам спектроскопии сложных органических молекул и внесли определенный вклад в развитие лаборатории молекулярной спектроскопии.

В 1968 году защитил кандидатскую диссертацию В. А. Бутлар на тему: «Некоторые вопросы спектроскопии замороженных растворов ароматических углеводородов» и до августа 1974 года он наряду с заведованием кафедрой общей физики руководил научной спектральной лабораторией. В 1970 году проходит успешная защита кандидатской диссертации Д. М. Гребенщикова на тему: «Кинетика фосфоресценции некоторых ароматических соединений в кристаллических растворах». К этому времени работы Гребенщикова уже хорошо знали не только в нашей стране, но и за рубежом. С ним поддерживали постоянно научные контакты Фистер из Франции и Рузевич из Польши. Они обменивались результатами своих работ, а при встрече на международных конференциях и семинарах обсуждали их результаты.

Французские исследователи очень хотели посетить лабораторию молекулярной спектроскопии Ставропольского государственного пединститута, чтобы ознакомиться с экспериментальными установками и методиками, а по возможности провести некоторые измерения. Однако их не пустили в Ставрополь представители советской власти, чтобы не показывать институт в целом.

В конце 1970-х гг. В. А. Бутлар по состоянию здоровья уходит с заведования кафедрой общей физики и передает руководство кафедрой и лабораторией молекулярной спектроскопии Д. М. Гребенщикову. Кафедра приобрела электронный микроскоп и лучший по тем временам отечественный спектрометр ДФС - 12. Для обучения работе на электронном микроскопе был направлен В. В. Падалка, который впоследствии проводил на нем исследования.

С середины 70-х годов в лаборатории начинают выполняться хоздоговорные исследования по заказу предприятий и научно- исследовательских институтов края. На электронном микроскопе В. В. Падалка проводил исследования, связанные с изготовлением резисторов, под руководством Д. М. Гребенщикова велись исследования по кинетике люминесценции по заказу НИИ люминофоров. В конце 70-х годов был заключен хоздоговор на пять лет с Северо-Кавказским НИИ природных газов по определению полициклических ароматических углеводородов в керне пород.

Таким образом, в 70-х годах продолжала укрепляться материальная ба-залаборатории: приобретались новые приборы, создавались новые экспериментальные установки, разрабатывались методы исследования, повышался профессиональный уровень (в научном смысле) преподавателей.

К концу 70-х годов вопросы, связанные с физической природой эффекта Шпольского и особенностями квазилинейчатых спектров фосфоресценции, были, в основном, решены. Специалисты, работающие в этой области, стали изучать более тонкие эффекты (эффект Штарка в системе Шпольского), возбуждение отдельных групп молекул и другие вопросы. Для их исследования необходимы были спектральные приборы высокой разрешающей силы, более низкие температуры (4° К и ниже), чем могли получать в лаборатории (77° К), современные мощные (в том числе перестраиваемые) лазеры. Всего этого в лаборатории не было и по материальным соображениям нельзя было приобрести. Д. М. Гребенщиков с сотрудниками начал заниматься бимолекулярными процессами с участием органических молекул в триплетном состоянии в системах Шпольского, такими, как триплет-триплетный перенос энергии электронного возбуждения и триплет триплетная аннигиляция.

И уже первые исследования в этой области дали новые результаты. Так В.В. Солодуновым были впервые получены квазилинейчатые спектры замедленной флуоресценции органических молекул в матрицах Шпольского ⁴¹, которая является следствием триплет- триплетной аннигиляции.

К середине 70-х годов был накоплен большой экспериментальный материал по квазилинейчатым спектрам люминесценции. В связи с этим и с широким их применением в аналитической практике возникла необходимость подготовки и издания атласа по квазилинейчатым спектрам люминесценции ароматических молекул. Эта задача была решена авторами Т. А. Теплицкой, Т А. Алексеевой, М. М Вальдман, при составлении данного атласа были использованы результаты работ, выполненные в лаборатории молекулярной спектроскопии Ставропольского пединститута.

В качестве примера можно привести следующую цитату из данной работы: «Квазилинейчатые спектры флуорисценции трифенилена при с=2*10"⁴ моль*л"¹ описаны в работах В. А. Бутлара и Д. М. Гребенщикова. Спектр структурен в н-гексане и н-гептане, но в последнем растворителе он несколько более резок. Линия (0-0) перехода трифенилена в н-гептане -3431 А- очень ослаблена. Слабая интенсивность этой линии в поглощении и флуоресценции, по видимому, объясняется запрещенным характером перехода».

Трифенилен обладает яркой голубой фосфоресценцией большой длительности (т ~ 16 сек.). В работе Е. Броуэна и Б. Броклх был впервые получен квазилинейчатый спектр фосфоресценции раствора трифенилена в н-гексане, и эти данные были затем уточнены в работе В. А. Бутлара и Д. М.Гребенщикова. В этой работе был выполнен вибрационный анализ спектра фосфоресценции в предположении, что частота наиболее коротковолновой линии 423 8А (в н-гептане) соответствует (0-0) переходу. Точно установить (0-0) переход для фосфоресценции авторам не удалось. Так как выход фосфоресценеции много выше выхода флуоресценции, идентификацию этого соединения удобнее вести по спектрам фосфоресценции⁴².

В 1977 году обстоятельства в институте сложились так, что Гребенщикова сначала «вынудили» уйти с заведования кафедрой, а затем и из института. В 1978 году он переходит работать на кафедру физики Ставропольского политехнического института, там, в лаборатории фотоэлектронной спектроскопии он совместно с доцентом М. А. Голубиным создает экспериментальные установки и продолжает заниматься спектроскопией сложных молекул. Здесь им была разработана и создана экспериментальная установка для изучения различных стадий кинетики фосфоресценции. В это время в лаборатории молекулярной спектроскопии пединститута В. В. Солодунов продолжал исследование особенностей замедленной флуоресценции в системах Шпольского, а остальные сотрудники переключились на выполнение хоздоговорных исследований по определению ароматических углеводородов в природных и техногенных средах спектрофлуориметрическими методами по квазилинейчатым спектрам люминесценции, которыми руководил С.А. Козлов, он же осуществлял руководство лабораторией. В 1982 году по плану научно-исследовательской работы и по результатам, достигнутым В.В. Солодуновым, им была подготовлена и успешно защищена кандидатская диссертационная работа.

Диссертационная работа В. В. Солодунова была представлена на тему «Спектры и кинетика затухания флуорисценции некоторых систем Шпольского» по специальности 10. 04. 05 - оптика. Тема диссертации связана с научно-исследовательской работой спектральной лаборатории по теме «Спектроскопия органических соединений в н-парафиновых матрицах» включенной в план работы института. Работа посвящена экспериментальному исследованию замедленной флуоресценции ароматических молекул, возникающих в результате переноса энергии триплетного возбуждения, в условиях эффекта Шпольского. Актуальность темы исследования определялась, во-первых, широким распространением переноса энергии электрического возбуждения, как в природных системах (например, фотосинтезе), так и во многих искусственных системах (лазерах), с широким применением эффекта Шпольского при исследовании фотопроцессов и для целей спектрального анализа. Диссертационная работа В. В. Солодунова явилась продолжением систематических исследований оптических свойств молекулярных систем методом Шпольского, проводимых в течение 20 лет на кафедре общей физики.

Солодуновым были получены совершенно новые тонкоструктурные («квазилинейчатые») спектры замедленной флуоресценции. В ходе научных работ экспериментально было исследовано влияние мощности возбуждения, концентрации раствора, молекулярного кислорода и спектральной области возбуждения на замедленную флуоресценцию (ЗФ) и установлен антигиляционный механизм излучения. В. В. Солодуновым было обнаружено, что квазилинейчатые спектры ЗФ, в отличие от ЗФ различных других молекулярных систем, не тождественны спектрам обычной (быстрой) флуорисценции, что давало возможность получения дополнительной информации о примесных центрах.

В исследовательской работе по данному направлению была показана связь примесных центров, ответственных за ЗФ, с наличием неоднородностей кристаллов. В. В. Солодуновым совместно с В. А. Бутларом и Д. М. Гребенщиковым была разработана методика изучения кинетики затухания люминисценции по отдельным квазилиниям и областям спектра, позволяющая разделять различные факторы неэкспоненциальности затухания. Параллельное изучение кинетики затухания люминесценции и ЗФ позволило автору установить, что концентрационное тушение квазилинейчатых спектров не связано с триплет-триплетной антигилляцией и является тушением статистического типа. Впервые было обнаружено динамическое тушение флуорисценции органических соединений молекулярным кислородом в парафиновых матрицах и получены новые доказательства связи широкополостных молекулярных спектров с образованием твердых растворов междублочного типа (по классификации Китай- городского)⁴³.

Достоверность результатов и выводы определялись тем, что в работе использовались совершенные методики, а наблюдения проводились на широком наборе люминесцирующих веществ и растворителей. Результаты полученные в ходе работ не вызвали противоречий с современными известными работами других авторов. Практическая значимость проведенных исследований определялась широким участием высокоэнергетических электронных состояний органических молекул в фотофизических и фотохимических процессах (в природных и искусственных системах, в технологических процессах)⁴⁴. До настоящего времени остается открытым вопрос о механизме взаимодействия, приводящем к возникновению замедленной флуоресценции твердых растворов. Несомненную актуальность представляла задача исследования замедленной флуоресценции молекулярных систем наиболее информативным спектральным методом - методом квазилинейчатых спектров. С другой стороны, исследование замедленной флуоресценции в условиях квазилинейчатой структуры спектров дает возможность получения новых сведений о природе эффекта Шпольского (о природе мультиплетов, механизмах тушения люминесценции и т. д.)

Результаты достигнутые в рамках научного направления «Спектроскопия сложных органических молекул» были достаточно широко апробированы. В 1978 году именно в Ставропольском пединституте состоялось выездное заседание научно-методического совета по физике Министерства просвещения СССР, посвященное 25- летию открытия эффекта Шпольского.

Это являлось признанием заслуг ученых кафедры общей физики в развитии и применении данного метода, что подчеркнула в своем выступлении руководитель конференции, заведующая кафедрой теоретической физики МГПИ им. В.И. Ленина доктор физико математических наук, профессор Т. Н. Болотникова. С обзорным докладом на заседании вы ступал доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией МГПИ им. В. И. Ленина И. С. Осадько. Тема «Проблемы спектроскопии» была включена в план АН СССР совместно с другими перспективными темами.

Результаты отразились в серьезных научных публикациях. В 1987 году вышла в свет работа Д. М. Гребенщикова, М. И. Дерябина и других сотрудников по определению параметров триплетных молекул при наличии реаб-сорбции излучения⁴⁵, а в 1989 году работа, посвященная исследованию кинетики затухания сенсибилизированной фосфоресценции в поликристаллических средах⁴⁶. Последняя работа начала этап систематического исследования межмолекулярного триплет-триплетного переноса энергии в поликристаллических средах.

Определенные влияния на развитие указанного научного направления оказывали изменения в кадровом составе кафедр. Состав кафедры к началу 1980-х гг. был значительно расширен: доцент В. Н. Сабитов, Н. Т. Полихро-ниди, доцент В. В. Чеканов, старшие преподаватели Н. А. Коврижных, С. А. Козлов, А. В. Керимбеков, В. Т. Макаренко, Д. А. Бурдаков, В. Г. Стругов, А. А. Баландин, ассистенты В. И. Вронская, Т. П. Дзарагазова, В. В. Падалка, Ю. И. Диканский, В. В. Солодунов, Л. А. Четверикова, В. П. Шацкий. В этом отношении, прежде всего, следует отметить смерть основоположника и вдохновителя представленного научного направления В. А. Бутлара, который, несмотря на подорванное здоровье, продолжал работать на кафедре до самой кончины. 10 февраля 1984 году умер В. А. Бутлар и был похоронен в Ставрополе . В определенной степени отрицательное влияние на развитие научного направления оказали временный уход из Ставропольского государственного педагогического института таких исследователей как М.И. Дерябин и Д.М. Гребенщиков. В 1988 году Д. М. Гребенщиков, будучи уже тяжело больным, снова возвратился на кафедру общей физики пединститута, как и М.И. Дерябин.

С этого момента в лаборатории молекулярной физики Ставропольского пединститута вновь активизируются фундаментальные исследования по фотофизике и спектроскопии сложных органических молекул в твердых растворах, которые организует Д. М. Гребенщиков, будучи уже тяжело больным человеком. Он продолжал разрабатывать и создавать экспериментальные установки, ставил задачи для исследования, привлекая к этому студентов и молодых преподавателей. Летом 1990 года Д. М. Гребенщикова не стало. К этому времени им была создана научно-исследовательская база - лаборатория молекулярной спектроскопии для проведения фундаментальных исследований в области фотофизики сложных органических молекул, выполнения курсовых и дипломных работ по оптике и спектроскопии, проведения дисциплин специализации и курсов по выбору. Эта лаборатория включала экспериментальные установки для спектральных, кинетических и температурных исследований, методики измерения, небольшую специализированную библиотеку.

В библиотеке лаборатории молекулярной спектроскопии и сейчас ц имеется основная литература (в том числе редкая) по соответствующей проблематике. Периодические издания: журналы «Оптика и спектроскопия», «Журнал прикладной спектроскопии», «Реферативный журнал. Физика» в наличии с 60-х гг., книги и большинство журналов - из личных фондов В. А. Бутлара, Д. М. Гребенщикова, М. И. Дерябина и др.

В библиотеке имеется книга академика А. Н. Терелина «Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений» с дарственной надписью В. А. Бутлару «Дорогому Виктору Александровичу с сердечными пожеланиями и большими надеждами - сотрудники оптической лаборатории. Москва, 7 мая 1968 год». Подписи Э. В. Шпольского, Р. И. Персонова, Т. Н. Болотниковой, Т. А. Теплицкой и других сотрудников оптической лаборатории МГПИ им. В. И. Ленина.

Важным моментом развития кафедр физики и математики Ставропольского государственного педагогического института стало образование нового научного направления, которое не развилось еще до уровня научной школы «Спектроскопия сложных органических молекул». Это направление возникло в процессе межвузовской научной интеграции, как дочернее направление школы Э. Шпольского, сложившейся при Московском государственном педагогическом институте им. В.И. Ленина. Оно развивалось в тесном взаимодействии с основной научной школой и, помимо научно-исследовательских результатов, позволило накопить ценный опыт межвузовской интеграции: научные стажировки и консультации ставропольских ученых при соответствующих кафедрах и лабораториях МГПИ им. В.И. Ленина; совместные научные конференции и семинары; совместные публикации; создание специализированных лабораторий, как в головном центре, так и в СГПИ, в которых проводились совместные эксперименты, происходила взаимопроверка результатов научных исследований.

Результатом научной деятельности стало доказательство эффективности применения кинетических методов исследования, которое заключается в изучении кинетики затухания фосфоресценции для различных мультиплетов в спектрах Шпольского. Работы ученых спектроскопической лаборатории показали, что время затухания фосфоресценции для различных мультиплетов немного отличается. Полученные результаты полярно отличались от исследований, проводимых ранее по этому направлению. Ставропольским ученым удалось доказать точность своих результатов благодаря упорной лабораторной работе. Было получено прямое доказательство того, что мультиплетная структура спектров Шпольского обусловлена не расщеплением энергетических термов в кристаллическом поле растворителя, а есть не что иное, как просто наложение спектров молекул находящихся в различных условиях.

Раздел 4. Развитие научной школы «Физика магнитных жидкостей» с 1970 г. до середины 90-х гг

В 1977 г. в СГПИ на кафедре общей физики Владимиром Васильевичем Чекановым была организована новая научная школа «Физика магнитных жидкостей», в которой впервые в стране начинают проводиться исследования оптических свойств феррожидкости. В известной степени это направление можно охарактеризовать как «дочернее» по отношению к научной школе «Физика кипения», поскольку основатель научного направления В.В. Чеканов был учеником Е. И. Несиса и работал в рамках основанной им школы.

В 80-е годы под руководством кандидата физико-математических наук, доцента В. В. Чеканова была сформирована группа ученых, успешно работавших по теме «Физика магнитных жидкостей»: канд. физ.-мат. наук, доц. М. Д. Халуповский, В. М. Кожевников, И. Ю. Чуенкова, Ю. Н. Скибин, Ю. И. Диканский, В. И. Дроздова, А. Я. Симоновский, В. Н. Сабитов, В. Г. Макаренко, Д. А. Бурдакова и др. Созданная ими лаборатория стала зональной. Ее работы были включены в план АН СССР⁴⁹. Большой вклад в развитие данного направления внесли старшие научные сотрудники Ю. Н. Скибин и В. И. Дроздова. Активное участие в поисках применения новых методов неразрушающего контроля принимал заведующий кафедрой общей физики доцент В. Н. Сабитов⁵⁰.

Формирование школы произошло одновременно с возникновением новой научной проблемы диагностики современной техники, назревшей в обществе в связи с появлением новых технологий и созданием нового физико-химического объекта с уникальными свойствами - магнитных жидкостей. Новые методы диагностики потребовались в различных областях от электроники до физиологии. Впервые в нашей стране опыты по исследованию оптических свойств магнитных жидкостей, нашедших широкое применение в промышленности, начали проводиться на кафедре общей физики СГПИ.

Основателем школы «Физика магнитных жидкостей», а также ее руководителем является доктор физико-математических наук, профессор Владимир Васильевич Чеканов. Владимир Васильевич родился в 1937 году в городе Пятигорске. В 1959 году закончил Ставропольский пединститут. С 1961-1964 годы учился в очной аспирантуре по теоретической и математической физике под руководством Ефима Израилевича Несиса. 19 мая 1966 года прошла успешная защита кандидатской диссертации по теме «Возникновение звука при кипении и его влияние на процесс кипения». Владимир Васильевич с сентября 1977 года работал в СГПИ, став зачинателем научной работы в области физики магнитных жидкостей, иначе говоря, феррожидкостей.

«Феррожидкость - вода, керосин, силиконовые масла, наполненные мельчайшими частицами магнетита или других твердых ферромагнетиков размером в одну сотую долю микрона. Изучение феррожидкостей показало, что сфера их применения может быть чрезвычайно широкой. В магнитном поле такая жидкость приобретает уникальные свойства, благодаря которым может герметизировать подвижные узлы машины, заменить смазку, остановить кровотечение из мельчайших сосудов при операции, стать незаменимым помощником врача в диагностике при заболеваниях кишечника и желудка, сделать видимой кодированную запись на магнитной пленке ЭВМ.

Феррожидкость позволяет с магнитофона «увидеть» скрытый дефект любой детали, а также позволяет создавать приборы и методы неразрушающего контроля в металлообработке, машиностроении, при необходимости обнаружить скрытые дефекты. Причем точность контроля в десять раз выше, чем при традиционном методе с использованием намагниченных опилок⁵¹. С помощью этих необычных контролеров можно проверять степень выработки деталей, а также проводить диагностику их дальнейшего использования. Магнитную жидкость используют при отделении ценных металлов от породы: находясь в магнитном поле, она «выталкивает» их из массы добытой руды⁵².

В рамках школы «Физика магнитных жидкостей» рассматривались вопросы теплофизики и гидродинамики поляризующихся жидкостей, особенности их кипения, обсуждались вопросы тепло- массообмена, представлялись работы по исследованию оптических свойств магнитных жидкостей, применение их в технике и медицине. Были представлены исследования кипения ферромагнитной жидкости в магнитном поле, где обнаружили явление влияния магнитного поля на температуру кипения. Обсуждались также работы по распространению поляризованного света в ферромагнитной жидкости, открывающие перед физиками возможность наблюдать магнитное поле, вследствие чего появился реальный шанс обнаружить микроскопические повреждения на поверхности и внутри металлических конструкций. В ходе исследований был получен ряд новых и глубоких результатов в области физики: обнаружены и исследованы новые оптические явления - компенсация эффектов Керра и Коттона-мутона в магнитных жидкостях, а также оптическая нелинейность двойного лучепреломления в переменных электрическом и магнитном полях. Исследование электроотражения в магнитных жидкостях, а также выявление и исследование самоорганизации (автоволн в МЖ - 00).Ставропольскими учеными были разработаны оригинальные методики исследования физических свойств магнитных жидкостей, магнитных эмульсий и микрокапельных агрегатов; методы определения магнитной восприимчивости и высококонцентрированных магнитных жидкостей, гранулометрического состава частиц.

С начала 80-х гг. результаты деятельности ставропольских физиков, исследующих проблемы феррожидкостей, были высоко оценены представителями отечественной науки. 7 февраля 1980 года Ставропольским государственным педагогическим институтом получено авторское свидетельство на имя Владимира Васильевича Чеканова «Способ магнитной дефектоскопии». Изобретение зарегистрировано 20 июня 1979 года в государственном реестре изобретений СССР. В 1982 году лаборатория физики магнитных явлений, руководимая В. В. Чекановым, была утверждена в качестве зональной приказом Минвуза РСФСР № 7000. Исследовательская работа лаборатории отмечена Дипломом на конкурсе СКНЦВШ, посвященном XXVI съезду КПСС. Владимир Васильевич принимал участие в работе секции «Магнитные жидкости» Совета АН СССР в 1981-1983 гг. по проблеме «Физика магнитных явлений», членом которой являлся, также принимал участие в работе Головного совета программы Минвуза РСФСР в 1980-1982 гг. по проблеме «Магнитные жидкости». Исследования ставропольских ученых по проблеме магнитных жидкостей были включены в координационный план Академии наук СССР на 11-ю пятилетку⁵³.

С 11 по 14 мая 1982 года в Ставрополе на базе лаборатории магнитных жидкостей Ставропольского государственного педагогического института был проведен семинар «Взаимодействие частиц и агрегирование магнитных жидкостей» организованный секцией «Физика магнитных жидкостей». В работе семинара приняли участие 38 специалистов, представляющих следующие организации: Ставропольский пединститут. Институт механики сплошных сред УНЦ АН СССР, Институт физики АН Латвийской СССР, Институт тепло- и массообмена АН БССР, Институт радиотехники и электроники АН СССР, Институт коллоидной химии и химии воды АН УССР, Институт теоретической физики АН СССР, Ленинградский технологический институт им. Ленсовета, Харьковский госуниверситет, Ивановский энергетический институт, Энергетический институт им. Кржижановского, ВНИПИ Энергопром, ВНИИПИ Газопереработка, ВНИИ Счетмаш, Вильнюсское КБ магнитной записи, Ростовский завод-втуз. Участники семинара заслушали 16 докладов и сообщений и ознакомились с постановкой экспериментальных исследований в «Лаборатории магнитных жидкостей» Ставропольского педагогического института. На семинаре работа секции «Физика магнитных жидкостей» была оценена положительно, высокую оценку получили экспериментальные и теоретические исследования влияния агрегирования на магнитные, магнито- и динамооптические свойства магнитных жидкостеи 23-25 сентября 1986 в СГПИ на кафедре общей физики Лаборатория провела III Всесоюзное совещание по физике магнитных жидкостей, в работе которого приняли участие Председатель Президиума УрО АН СССР академик Вонсовский С. И. и другие крупные ученые.

В 1982 г. на кафедре общей физики в течение недели работал представитель головной организации по комплексной проблеме «Неразрушающие методы контроля» Минвуза СССР, к. т. н. доцент МЭИ Л. А. Чернов. После ознакомления с работой по данной проблеме на кафедре была составлена справка для Минвуза СССР. В справке отмечалось: «Весьма перспективным с точки зрения использования в неразрушающем контроле является исследование по использованию МЖ для визуализации и регистрации магнитных полей.

Минимальная величина напряженности поля, регистрируемого современными магнитными дефектоскопами, составит 100-200Э.

Использование эмульсий на основе МЭ в качестве индикаторов позволило бы повысить чувствительность магнитных методов в 5-10 раз. Это позволяет обнаружить

более мелкие дефекты, градиенты механических напряжений, контролировать качество режимов закалки и отпуска, например, шлифовочных прижо-гов. Весьма ценным является возможность резкого повышения пространственной разрешающей способности. Проведенные на кафедре общей физики исследования показали возможность оценки топографии магнитного поля с разрешающей способностью несколько микрон (например, визуализация магнитного поля), устройство позволяет быстро и наглядно оценить неоднородность магнитного поля. В заключении Л. А. Чернов писал: «Лаборатория магнитных жидкостей СГПИ является одним из ведущих учреждений в области исследования свойств МЖ и их практического применения»⁵⁵. Он отмечал: «Исследования, проведенные в СГПИ по выявлению основных свойств и возможностей технического применения МЖ, выполнены на высоком научно-техническом уровне, большинство из них защищено авторскими свидетельствами».

В 1986 прошла успешная защита докторской диссертации В. В. Чеканова по теме «Физика магнитных явлений коллоидных ферромагнетиков» по специальности 01.04.11 - физика магнитных явлений. В работе впервые на основании теории переходных явлений и фазовых переходов были сформулированы и теоретически обоснованы положения об образовании агрегатов магнитных частиц, как фазового перехода в магнитном коллоиде. Автором было получено соотношение, позволяющее по кривой фазового равновесия в магнитном поле в зависимости от температур рассчитывать теплоту растворения агрегатов, предложена методика, по экспериментальным данным рассчитана удельная теплота фазового перехода для некоторых образцов магнитных жидкостей.

Коллега В.В. Чеканова Ю.Н. Скибин дал следующую характеристику этой работе: «Диссертация В.В. Чеканова «Физика магнитных явлений коллоидных ферромагнетиков» посвящена исследованию высокодисперсных ферромагнетиков - объектов имеющих межфазную поверхность с большим удельным содержанием поверхностных атомов. Исследование таких объектов, находящих широкое применение в промышленности, играет важную роль в развитии представлений о природе магнитного состояния твердых тел...»

В.В. Чекановым теоретически и экспериментально исследованы процессы намагничивания коллоидных ферромагнетиков с различным характером взаимодействия между твердыми частицами, а также процессы образования агрегатов и периодических коллоидных структур. Эти исследования позволили В. В. Чеканову получить ряд новых закономерностей, представляющих большой интерес с точки зрения практического применения магнитных жидкостей. К таким закономерностям относятся: функция распределения агрегатов в магнитном поле, уравнение фазового равновесия агрегатов, возможность получения петли гистерезиса при циклическом перемагничива-нии структурированных ферромагнитных коллоидов. На основании методов термодинамики неравновесных процессов В.В. Чеканову удалось проанализировать понятия давления в поляризующейся среде и предположить новый метод его измерения. В. В. Чеканов высказал ряд новых соображений о механизме роста и всплывания паровых пузырей при кипении поляризующихся жидкостей, что позволяет управлять процессом кипения с помощью внешнего поля. Диссертация В. В. Чеканова является завершенным исследованием, в результате которого сформировано новое научное направление - физика магнитных явлений коллоидных ферромагнетиков⁵⁶. Чеканов В.В. признан как ученый высокой квалификации, специалист в области физики магнитных коллоидов. Он являлся членом секции «Физика магнитных жидкостей» научного совета по проблеме «Физика магнитных явлений» АН СССР, членом Головного совета по комплексной проблеме «Магнитные жидкости» Минвуза РСФСР⁵⁷. Результаты деятельности школы «Физика магнитных жидкостей» получили очень широкое практическое применение. Прежде всего, достижения физиков использовались в экспериментальной научно-исследовательской деятельности. В начале 80-х годов проводились опыты по использованию феррожидкостей ввиду особой рентгеноконтрастности в медицине. В частности в Ставропольском мединституте проводились исследования на животных. При введении в желудок этого вещества и создании вокруг него магнитного поля, оно перемещается по стенкам желудка, что может быть использовано для диагностики заболевания. Опыты по использованию магнитных жидкостей в разных отраслях народного хозяйства проводились учеными Ленинграда, Перми, Минска, Риги и других городов. Но лидерами в определении свойств магнитных жидкостей стали ставропольские ученые. Возможность проверять качество магнитных головок на самых ранних этапах создания оказалась необходимой при изготовлении магнитофонов, систем памяти в электронно-вычислительных машинах⁵⁸.

С начала 80-х гг. коллектив, исследующий ферромагнитные жидкости при СГПИ, мог предложить свои результаты для использования их в хозяйственной практике. Они оказались широко затребованными. В 1980 году коллектив Ставропольской лаборатории физики магнитных жидкостей СГПИ работал на хоздоговорных началах с Научно-исследовательским центром электронно-вычислительной техники в Москве, Киевским институтом электродинамики Академии наук Украины, Всесоюзным бюро магнитной записи в Вильнюсе. В 1980 году сумма хоздоговорных работ составила около ста тысяч рублей. Этой же цифрой определялся и годовой экономический эффект от уже внедренных в производство научных разработок лаборатории.

Профессор В.В. Чеканов руководил хоздоговорной научно-исследовательской работой, связанной с разработкой новых школьных приборов и оборудования.

На кафедре общей физики постоянно продолжалась работа по хоздоговорной тематике. Тема хоздоговора № 89 «Создание методов дефектоскопии сендастовых деталей магнитопроводов магнитных головок» была предложена ВКВМЗ, город Вильнюс. В период с 1982 по 1984 годы под руководством В. В. Чеканова и Ю. Н. Скибина по х/д № 89 были проведены испытания образцов МГ и разрабатывались физические основы методики дефектоскопии сендастовых заготовок и деталей. Были проведены исследования размеров и формы К 33 в зависимости от конструкции МГ и типа магнитного носителя, разработан стенд для дефектоскопии сендастовых заготовок и деталей МГ⁵⁹.

Хоздоговор № 96 по теме «Исследование параметров магнитных жидкостей с целью определения ресурса работы магнитных жидкостей уплотнений» выполнялся по заказу ОЗТО, города Ставрополя. В течение двух лет, с 1982 по 1983 гг., под руководством В. В. Чеканова и В. М. Кожевникова проводились экспериментальные исследования магнитных и электрических свойств МЖ, предназначенной для работы в уплотнениях. По х/д 96 была разработана методика и изготовлено устройство для измерения намагниченности малых количеств жидкости (до 0,1 мг.), установлена связь между изменением структуры тонкого слоя магнитных жидкостей под действием температуры и ее работоспособностью в уплотнении. Проведено экспериментальное исследование испаряемости МЖ на различной основе⁶⁰.

В 1983 году по заказу МВД НИИ СТ, города Москвы была проведена работа по теме «Исследование возможности создания методов маркировки объектов с применением специальных красителей с последующим демонтированием», хоздоговор № 105. В. В. Чеканов и В. Г Стругов исследовали необходимые характеристики специальных красителей, а также разрабатывали методы демонтирования надписей . Работа по хоздоговорной тематике проводилась успешно, что приносило миллионный эффект не только у нас в стране, но и за рубежом.

В русле научной школы «Физика магнитных жидкостей» успешно осуществлялся процесс интеграции теоретической и экспериментальной науки с учебно-образовательным процессом в высшей школе. Он начался с того, что В.В. Чеканов стал руководить научно-студенческим кружком «Физика магнитных явлений» в рамках научно-исследовательской работы студентов. Это привело в итоге к тому, что к научно-исследовательской работе привлекались студенты Ставропольского педагогического института. Так, в 1979-1980 годах по хоздоговорной тематике работало 20 студентов, среди них Ленинские стипендиаты, выпускник Павел Севрюков, студентка 4 курса Елена Бабий, студент 3 курса Петр Шевцов, и многие другие. Работа Шевцова П. была отмечена Дипломом на краевой выставке творчества радиолюбителей конструкторов. Результаты исследований, проведенных на кафедре общей физики, нашли свое отражение и в школьном учебном процессе. В ряде школ края на уроках физики педагоги демонстрировали опыты, ранее недоступные для ребят. Из средств, полученных за работу по хоздоговорной тематике, для базовой Александровской школы было приобретено ценное оборудование, в том числе и лазер. За счет этих средств значительно пополнилась оборудованием и институтская лаборатория.

Экспериментальные исследования, выполненные лично В.В. Чекановым, а также под его руководством и при его непосредственном участии, широко известны специалистам, как в Советском Союзе, так и за рубежом. Эти исследования легли в основу разработки ряда новых применений магнитных жидкостей, особенно в области техники измерений и промышленного контроля. Новизна этих разработок подтверждена более чем двадцатью авторскими свидетельствами, часть которых внедрена на промышленных предприятиях с экономическим эффектом. По признанию многих ведущих специалистов в области физики магнитных явлений В. В. Чеканову удалось создать в Ставропольском пединституте школу физиков, которую отличает новизна методов исследования и умение доводить научные разработки до их практического применения. Разработки в области промышленности принесли огромный экономический эффект не только у нас в стране, но и за рубежом. Работа по хоздоговорной тематике принесла экономический эффект в несколько сотен тысяч рублей. Научным признанием является тридцать авторских свидетельств и два патента на изобретения в рамках школы.

В настоящее время научная школа «Физика магнитных жидкостей» продолжает успешно развиваться, находясь на стадии зрелости. Об этом свидетельствует успешная защита диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук В.В. Падалки в русле исследования феррожидкостей, 6 успешно защищенных кандидатских диссертаций. Деятельность школы неоднократно поддерживается грантами различных фондов, начиная с аспирантских грантов, до грантов «Университеты России», предоставленного Министерством образования, и Российского Фонда фундаментальных исследований.

Раздел 5. Организация учебной и воспитательной работы в вузах Ставрополья

В указанном параграфе речь пойдет о развитии научных направлений по физике и математике и интеграции их достижений в образовательный процесс в других вузах Ставрополья. Прежде всего, хотелось бы отметить результаты деятельности и успехи Ставропольского политехнического института, основанного в 1971 году в связи с решением Совета Министров СССР в Ставрополе на базе филиала Краснодарского политехнического института .

Кафедра физики в Ставропольском политехническом институте (ныне Ставропольский Государственный технический университет) была образована в 1971 году. С 1971 по 1973 гг. под руководством Миронченко Ю.А., кандидата физ.-мат. наук, доцента. Кафедра математики была образована в октябре 1971 г., под руководством Меньшиковой В. И. ⁶³

Профессорско-преподавательский состав кафедры физики Ставропольского политехнического института на 1974-1975 учебный год составил 14 человек. С 1973 г. заведовал кафедрой физики Калинкин Б.А., кандидат технических наук, доцент. В состав кафедры входили: старший преподаватель к. ф. - м. н. Арутюнян М. А., старшие преподаватели Марков И. И.,Осипова С. Л. к. ф. - м. н. Полихрониди Н. Г., ассистент Белан В. И., Бридько В. К., Волохович С. В., Доде С. А., Голубин М. А., Ильченко Е. М., Колобова Э. С, Рыбякина С. Д., Шестопалова В. И.⁶⁴ Нормальной работе кафедры препятствовало отсутствие специально оборудованной лекционной аудитории, отдельного помещения для кафедры, совмещение лабораторий оптики и электромагнетизма в одной комнате. В 1976-78 учебном году на кафедре физики работало 15 штатных преподавателей, в том числе доцентов и старших преподавателей пять человек, а ассистентов восемь⁶⁵. В том же году на кафедре математики из 16 старших преподавателей, работало пять доцентов и старших преподавателей, 6 старших преподавателей без степени и пять ассистентов⁶⁶.

Кафедра физики Ставропольского политехнического института в 70-е гг. переживала этап своего становления. Помимо нехватки помещений и оборудования отрицательно сказывался недостаток квалифицированных кадров, имеющих кандидатские и докторские ученые степени и постоянно занимающихся научными исследованиями. Поэтому кафедра физики не могла справиться с выполнением учебной нагрузки в полном объеме. Еще хуже обстояло дело с руководством научной работой студентов. Руководство УИРС кафедрой не планировалось и не проводилось. Планируемая учебная нагрузка кафедры физики на 1976-1977 учебный год составляла 1234 часа, однако проведено было 1164 часа, что составило 94%. На кафедре было проведено 3387 часов лабораторных работ с применением технических средств обучения, вместо планируемых 5940 часов. Лабораторный практикум включал в себя 11 работ, на кафедре было поставлено 9, модернизировано 3. Рабочие программы - всего 4, были составлены для всех форм обучения. Экзаменационные планы были переработаны для всех специальностей дневной формы обучения⁶⁷.

Начиная с 1977 по 1978 гг. заведующим кафедрой физики Ставропольского политехнического института становится Кучин В.Д., доктор физико-математических наук, профессор. В течение текущего учебного года произошли значительные изменения в составе кафедры. Профессорско-преподавательский состав на начало учебного года насчитывал 13 человек. Число преподавателей, имеющих ученую степень доктора наук или звание профессора, выросло с 7 % до 14 %, преподавателей со степенью кандидата наук или званиям доцента с 42 % уменьшилось до 28 %, специалистов с базовым университетским образованием на начало учебного года составляло 28%, а в конце года 14 %, работников со специальным экономическим образованием или опытом работы по специальности не менее двух лет было 28 %,а в конце учебного года они полностью отсутствовали. Благоприятные кадровые изменения произошли в плане увеличения числа докторов физико-математических наук, что позволило поднять уровень обучения на более высокую ступень. Однако, ощущалась острая нехватка специалистов, имеющих ученую степень кандидата физико-математических наук и базовое университетское образование . В 1978-1979 учебном году более половины преподавателей, а точнее 58,3% имели ученую степень или ученое звание: докторов наук, профессоров 8%, кандидатов наук, доцентов 41 %. Объем учебной работы составил 13837 часов . Научно-исследовательская работа на кафедре была развита еще слабо, преподавательский состав кафедры сосредотачивал усилия главным образом на учебно- методической работе. До конца 70-хгг. была успешно защищена только одна кандидатская диссертация по физико-математическим наукам в апреле 1975 года. Ее автором был сотрудник кафедры физики Голубин М. А. Результаты диссертации были одобрены коллегами на I -й Уральской конференции по спектроскопии, где М.А. Голубин выступал с докладом.⁷⁰

Изменение кадрового состава кафедры способствовало не всегда обоснованному увеличению учебной нагрузки, которая теперь стала выполняться в полном объеме. Запланированная работа дневного отделения составляла 3580 часов с учетом подготовительного отделения, фактически было выполнено 4637 часов, из них 1241 час отводился на вступительные экзамены, 148 часов для собеседования на подготовительном отделении, 2884 часа на лекции и практические занятия, 364 часа на проведение курсовых, экзаменов. В связи с изменением уровня и качества преподавания на кафедре физики в весеннем семестре был осуществлен переход на новую рабочую программу. В соответствии с ней был перестроен лабораторный практикум. При защите лабораторных работ впервые практиковались задания студентам на разработку методики измерения величин в других условиях, в соответствии с рекомендациями «Вестника высшей школы». Впервые было показано три кинофильма на темы физики для студентов дневного отделения. В 1976-1977 учебном году впервые в работе кафедры физики была широко использована система безмашинного опроса при проведении лабораторных работ, семинарских занятий и лекций преподавателями Осиповой С, Беланом В. И., Ильченко Е. М, Шестопаловай В. И. Для улучшения качества преподавания на вечернем факультете начинают проводиться открытые лекции, составляются рабочие программы. Повышение квалификации преподавательского состава кафедр проходило через сие- тему ФПК в МГУ, ЛГУ, ХТУ, РТУ.

В середине 70-х годов улучшение качества преподавания на кафедрах физики и математики было отмечено по результатам социалистического соревнования. В марте 1977 г. от имени Ректората, парткома и месткома доцент Меньшикова В. И. была награждена Почетной грамотой за успехи в научно-педагогической и общественной деятельности, значком MB и ССО СССР «За отличные успехи в работе высшей школы», по итогам социалистаческого соревнования среди общенаучных кафедр .

Однако, несмотря на все трудности в работе, которые испытывали преподаватели вуза, научно-исследовательская работа на кафедрах осуществлялась. На кафедре физики она пока сводилась к развитию направления «Химико-термическая обработка металлов и сплавов в расплавленных солях». По данному направлению было разработано четыре темы:

Изучение внутренних и валентных уровней сульфида кадмия и цинка Координационный план НИР АН СССР на 1976-1980 гг.

Развитие рельефа контактных поверхностей кристаллов при взаимной диффузии металлов.

Изучение оптических свойств неорганических соединений - Координационный план НИР АН СССР на 1976-1980 гг. по проблеме физико-химических контактных кристаллов.

Разработка метода неразрушающего контроля сердечников микро-трансформеров - по рекомендации главного инженера объединения «Изумруд» с предложением совместной работы. В результате работы был получен метод контроля наличия жидкостей в сердечниках. Разработка была рекомендована к внедрению 1 марта 1979 г.

Развитию кафедры физики способствовала межвузовская интеграция -научное содружество с Тюменским индустриальным институтом; проведение совместных эксперимент и публикаций с Московским государственным университетом и Университетом дружбы народов, осуществление совместной разработки теории жидких кристаллов и совместные публикации с Новочеркасским политехническим институтом с 1975 по 1978 гг.

Значительно продвинулись научные исследования по физики в политехническом институте с 1979 по 1988 гг., когда заведующим кафедрой физики в Ставропольском политехническом институте был назначен Е. И. Несис, доктор физико-математических наук, профессор. Одновременно с Е. И. Несисом на работу в политехнический институт пришел его ученик Д. М. Гребенщиков. Профессорско-преподавательский состав кафедры физики снова изменился: преподаватели, имеющие ученую степень доктора наук или звание профессора, составляли 6,6 %, сотрудники с ученой степенью кандидата наук или званием доцента насчитывали 53,3 % , преподаватели с базовым университетским образованием - 26,6%.

Успехи в научной работе кафедры физики в конце 70-х гг. получили признание, о чем свидетельствует активное участие в семинарах и симпозиумах сотрудников кафедры физики. Валюхов Д. П. и Кутаков К. С. выступали с докладами на Всесоюзной конференции по нитевидным кристаллам в г. Воронеже в сентябре 1978 г. Валюхов Д. П. выступал в г. Ставрополе, в институте Люминофоров, на Всесоюзном симпозиуме по люминесцентным приемникам и преобразователям рентгеновского излучения с темой: «Исследование люминофоров на рентгено-электронном спектрометре». В сентябре

1979 г. в Свердловске проходила VII Всесоюзная конференция по физической химии ионных расплавов и твердых электролитов, в которой также принимал участие Д. П. Валюхов. В апреле 1980 г. в Ставрополе проходило всесоюзное совещание по технологии, процессам, аппаратам, качеству люминофоров и особо чистых материалов, в котором принимали участие Д. П. Валюхов, М. А. Голубин, В. И. Шестопалова. В сентябре 1979 г. в г. Алма -Ате проходил Всесоюзный съезд физиков СССР, в Крыму проходил Всесоюзный семинар по механике двухфазных потоков, в Краснодаре - Всесоюзная конференция по термодинамике и ее применению, во всех этих конференциях преподаватели кафедры физики Ставропольского политехнического института принимали активное участие.

Достижения вузовской науки оказались затребованы в хозяйственной практике. На кафедре физики политехнического института выполнялись хоздоговорные работы по следующим двум темам: «Исследование механотер-мического характера пляски проводов линий электропередачи и выработка рекомендаций по борьбе с этим явлением», «Исследование поверхностей люминофоров методом электронной спектроскопии».

С момента образования на кафедре математики Ставропольского политехнического института функционировали два научных направления:

Решение дифференциальных уравнений и их приложения.

Методика преподавания математики в высшей школе.

По первому направлению исследовались проблемы под руководством Меньшиковой В. И.- «Динамические продольные силы и перемещения рельсов железнодорожного пути», под руководством Беньяминова Б. Б. - «Математическая теория оптимального управления процессами, описывающими интегро-дифференциальными уравнениями», и под руководством Иванова Е. Ф. - «Исследование устойчивости движения автомобиля «КамАЗ» - прицеп к нему». По второму направлению работали преподаватели Ушверидзе О. Н.,Тимошенко В. В., Щедрина Р. Н., Толпаев В. А., Матвеев Ю. Т., Мартынов С.А.

В этот период начинается систематическая учебно-методическая работа на кафедре, преподаватели кафедры принимают активное участие в конференциях. В 1975 году Полихрониди Н. Г. принял участие во Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям в Риге.

Кафедрой математики Ставропольского политехнического института были заключены договоры о творческом содружестве с ЦНИИ МПС, НИИЖТом (кафедрой «Путь и путевое хозяйство») и с СПИ (кафедрой высшей математики)⁷⁴.

Во второй половине 70-х годов особое значение в работе вузов Ставрополья приобретает учебно-методическая работа со студентами, призванная в полной мере привить навыки практической работы в целях наиболее эффективного применения полученных в вузе теоретических знаний. Этому способствовало развитие и активизация движения рационализаторов и изобретателей, а также определенные направления государственной политики. Ректоратом и парткомом Ставропольского государственного педагогического института были разработаны основные направления социально-экономического развития института. В соответствии с директивами XXV съезда КПСС, решениями Октябрьского Пленума ЦК КПСС, правительственными документами, в частности, «О дальнейшем улучшении подготовки высококвалифицированных кадров для школ» было осуществлено изменение в социальной структуре коллектива. В направлении повышения качества подготовки специалистов главное внимание было сосредоточено на всестороннем улучшении качества профессиональной подготовки и укреплении связи со школой. Так, Е. И. Несис и Т. С. Чигарева провели исследования по физике полупроводников, что привело к созданию спецпрактикума для студентов⁷⁵. В. А. Зыков, В. В. Чеканов, Т. В. Скроботова, В. А. Ассман и др. создали научно-исследовательскую лабораторию физики газового заряда. Е. И. Несис совместно с В. В. Чекановым сформировали лабораторию физики магнитных жидкостей, в последствии переросшую в научную школу.