Научная статья на тему 'Основатель школы дифракции волн'

Основатель школы дифракции волн Текст научной статьи по специальности «Физика»

38
16
Поделиться

Текст научной работы на тему «Основатель школы дифракции волн»

ОСНОВАТЕЛЬ ШКОЛЫ ДИФРАКЦИИ ВОЛН

Становление и развитие радиофизических исследований в ТГУ неразрывно связано с деятельностью заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации Михаила Силантьевича Бобровникова (1922 - 1993). В 1960 году он возглавил лабораторию радиофизики Сибирского физико-технического института, с 1973 по 1990 год руководил отделом радиофизики, образованным из четырёх лабораторий института, а в период 1973 - 1984 годы являлся по совместительству заведующим кафедрой радиофизики на радиофизическом факультете ТГУ.

В сентябре 1952 года, после окончания с отличием Томского государственного университета по специальности «физика», он поступил в аспирантуру при кафедре радиофизики к основателю томской школы радиофизиков профессору В.Н. Кессениху, в лаборатории которого он начал заниматься исследованиями ещё студентом. В послевоенные годы в радиотехнике происходило бурное освоение дециметрового и сантиметрового диапазонов, что потребовало от специалистов освоения нового математического языка для адекватного описания высокочастотных волновых процессов. Не случайно кандидатская диссертация М.С. Бобровникова, которую он защитил в 1955 году по теме «Симметричное сосредоточенное возбуждение электромагнитных волн в цилиндрических системах типа одиночного провода», содержала нетрадиционные математические методы. В этой работе была 164

применена модель возбуждения источником в виде кольца магнитного тока, которая была предложена и обоснована В.Н. Кессенихом в статье, опубликованной ранее в «Журнале теоретической и экспериментальной физики». Электродинамическое рассмотрение радиоволновой линии передачи - цилиндрического проводника, покрытого диэлектрической оболочкой, было проведено математически строго и полно, посредством построения функции Грина, представленной в интегральной форме, с последующим анализом решения, основанном на выявлении особых точек подынтегральной функции. Были рассмотрены типы поверхностных волн, распространяющихся вдоль провода, определена эффективность их возбуждения, найдены предельно допустимые значения передаваемых мощностей, поскольку одиночный провод в те годы предлагалось применять в качестве линии передачи электромагнитной энергии в сантиметровом диапазоне. В последующие годы изучение передающих линий СВЧ в лаборатории радиофизики продолжилось. При активном участии В.Г. Мышкина и при постоянном притоке талантливой молодёжи - аспирантов и выпускников кафедры радиофизики - образовалась теоретическая группа, силами которой широким фронтом проводились работы в рамках тематики «Электродинамика поверхностных волн»: исследовались типы волн, распространяющихся в гребенчатых структурах, связанных спиральных линиях, в системах проводов с диэлектрическим покрытием, вдоль металлической гребенчатой структуры (А.С. Завьялов); при участии Г.Г. Гошина, В.Н. Пономарёвой, В.П. Смирнова, В.В. Фисанова были рассмотрены вопросы передачи поверхностных волн по однопроводным линиям с разветвлениями, дифракции волн на ступеньке поверхностного импеданса в круглом и коаксиальном волноводах, на соединении импедансного цилиндра с импедансной плоскостью. М.С. Бобровникову было выдано в 1960 году авторское свидетельство на устройство поворота электромагнитной энергии при минимальных потерях.

В 60-е годы под руководством Михаила Силантье-вича, при участии сначала Р.П. Старовойтовой, а затем и других сотрудников начинается систематическое изучение проблемы дифракции волн в клиновидных областях, что ознаменовало качественный скачок в развитии теории дифракции и подняло электродинамические исследования в СФТИ на новый качественный уровень. Клин является удобной канонической моделью при решении разнообразных физических задач, встречающихся не только в электродинамике, но также в акустике, геофизике, гидродинамике, что и обусловливает фундаментальное значение исследований в этом направлении. Хотя этой проблемой давно уже занимались многие учёные, включая таких корифеев, как А. Зоммерфельд, томским радиофизи-

кам удалось внести существенный вклад в её решение. Цикл работ, относящихся к этой проблеме, был начат рассмотрением дифракции поверхностной волны на изломе импедансной плоскости, где была применена новая теория, разработанная крупнейшим отечественным специалистом в области дифракции Г.Д. Малюжинцем. Затем были исследованы возбуждение импедансного клина нитевидным магнитным источником, расположенным в вершине, возбуждение прямоугольного клина с импедансными гранями, дифракция цилиндрических волн на импедансном клине с произвольным углом раскрыва, дифракция плоской волны на импедансной ступеньке и поверхностной волны, набегающей под косым углом на излом импе-дансной плоскости. Эти работы по импедансному клину значительно опередили аналогичные публикации зарубежных авторов (Т. Сениора, Дж. Бернарда и др.). Логическим и нетривиальным обобщением этих иследований явилось решение ряда задач дифракции для клина, расположенного в анизотропной среде -магнитоактивной плазме. Усложнение граничных условий не позволило использовать при решении функцию Малюжинца. Михаилу Силантьевичу удалось виртуозно преодолеть методические трудности, предложив способ точного решения возникающих функциональных уравнений посредством использования введённой им новой специальной функции, известной теперь как «хи-функция Бобровникова». Эта функция относится к классу мероморфных аналитических функций комплексной переменной, она определённым образом связана с двойными гамма-функциями и с функцией Малюжинца. Развитый метод позволил изящно решить эту общую задачу дифракции волн, которая включала как частные случаи все ранее сформулированные двумерные задачи дифракции в клиновидных областях. Анализ полученного решения позволил обнаружить ряд фундаментальных закономерностей, имеющих и прикладной интерес. Их обстоятельное обсуждение проведено в докторской диссертации М.С. Бобровникова «Дифракция волн на по-лубесконечных системах в изотропных и анизотропных средах», публичная защита которой состоялась в 1968 г. Официальный оппонент профессор Г.Д. Малю-жинец отметил в своём отзыве, что «главным результатом является важное обобщение метода интегралов Зоммерфельда, позволившее ...решить большое количество важных задач, вскрывающих новые закономерности дифракционных краевых эффектов, овладение которыми необходимо для развития волновых отраслей техники». Результаты этих, а также некоторых более поздних исследований были систематизированы в монографии «Дифракция волн в угловых областях», вышедшей в 1987 году в Издательстве Томского университета (в соавторстве с В.В. Фисановым). Позднее, пока позволяло состояние здоровья, Михаил Силантьевич продолжал упорно работать над проблемой дифракции электромагнитных волн на диэлектрическом клине, интересовался смежными вопросами.

Путь в науку для Михаила Силантьевича оказался очень непростым: прежде чем получить высшее образование, ему пришлось защищать Родину на фронтах Великой Отечественной войны. Вот вехи его военной биографии: учёба в 1-м Киевском артиллерийском училище (г. Красноярск), командир взвода курсантов Сумского артиллерийского училища (г. Ачинск), командир взвода управления 152-мм батареи 10-го гвардейского артиллерийского полка, затем командир батареи, начальник разведки дивизиона, начальник штаба дивизиона. В 1942 - 1945 годах участвовал в боях на Калининском, Первом и Втором Прибалтийских фронтах. В апреле 1945 года гвардии капитан М.С. Бобровников получил тяжёлое ранение, находился на излечении в госпитале вплоть до июня 1946 года. Ратные подвиги Михаила Силантьевича были отмечены высокими правительственными наградами (орденами Красного Знамени, Красной Звезды, Александра Невского, медалями «За Победу над Г ерманией», «50 лет Вооружённых сил СССР», «25 лет Победы в Великой Отечественной войне»). В августе 1946 года он поступил на физический факультет ТГУ, отличался упорством в учёбе, стремился перешагнуть рамки учебных пособий и программ, был сталинским стипендиатом.

Фронтовая закалка не раз выручала его в жизни, помогала при выполнении разнообразных и сложных заданий, в руководстве большим коллективом. Михаилу Силантьевичу хотелось прежде всего заниматься самими научными проблемами, поэтому он решительно отказался от намечавшейся партийно-административной карьеры. Возглавляемый им отдел радиофизики был одним из лучших в СФТИ; широким фронтом выполнялись актуальные исследования в группе прикладной радиолокации (Г.А. Скороспелов, К.А. Замараев), в антенной группе (Ю.И. Буянов, В.Д. Чуйков), в лаборатории распространения радиоволн (В. А. Филоненко, Е.Д. Тельпуховский), в ионосферной лаборатории (А.И. Лихачёв, Ю.И. Таращук), в лаборатории распространения оптических волн (В .А. Донченко). По результатам исследований были написаны многочисленные отчёты, а также научные статьи, монографии, защищены десятки кандидатских и несколько докторских диссертаций. Среди тех, кто начинал свой путь в науку в отделе радиофизики, можно упомянуть чл.-корр. РАН В.Л. Миронова (Красноярский научный центр СО РАН), декана РФФ и заведующего кафедрой радиофизики в 1984 -1994 годах проф. Г. А. Пономарёва, директора СФТИ проф. А.Г. Колесника, ныне действующего заведующего кафедрой радиофизики ТГУ проф. В.П. Якубова, заведующего кафедрой радиофизики Алтайского университета проф. С.А. Комарова и многих других. В Издательстве Томского университета под редакцией М.С. Бобровникова были изданы тематический сборник работ, выполненных в отделе и на кафедре радиофизики, под названием «Исследования по электродинамике и распространению радиоволн» и шесть выпусков межвузовского тематического сборника

«Электродинамика и распространение волн», куда вошли, в частности, исследования по вопросам прикладной электродинамики, теории активных антенн и антенных решёток, по распространению радиоволн в условиях города и в ионосферном канале связи, по распространению волн оптического диапазона в атмосфере. Работая со студентами, аспирантами, Михаил Силантьевич всегда был сторонником предоставления им большей самостоятельности, внимательно выслушивал и поддерживал инициативы молодых коллег, всячески помогал их научному росту. Как педагог и руководитель, он стремился создавать такие условия и так на деле обеспечивать единство учебно-научного процесса, чтобы каждый студент мог видеть, как делается научная работа, пишется научная статья, чтобы он почувствовал радость от получения нового результата, загорелся искрой научного поиска. Два издания выдержало подготовленное М.С. Бобровниковым в соавторстве со Р.П. Старовойтовой и Г.А. Пономарё-

вым научное пособие для студентов-радиофизиков. Он являлся председателем диссертационного совета при ТГУ по присуждению степени доктора наук и заместителем председателя совета по присуждению кандидатских степеней.

Среди наград за научно-педагогический труд, которых удостоился М.С. Бобровников, следует упомянуть премии Томского университета за цикл работ по теории дифракции и за лучшую научную работу по физическим специальностям, орден Октябрьской Революции, юбилейная медаль «За доблестный труд». В 1986 году ему было присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР». Благодаря деятельности М.С. Бобровникова, исследования по электродинамике и теории дифракции в Томском государственном университете поднялись на новый качественный уровень, произошло становление научной школы по дифракции волн, чем по праву могут гордиться радиофизики университета.

В.В. Фисанов