Уроки 32–34. Теория волн.
Гипотеза световых волн.
Колебательное состояние простого луча однородного света. Колебательное состояние при пересечении двух простых лучей однородного света под очень малым углом.
Экспериментальные доказательства в поддержку этой гипотезы:
1-й. Опыт с интерференцией, полосы. Их ширина различна для разных цветов; в белом свете они дают различные цвета призмы. Чередующиеся светлые и темные слои представляют собой гиперболоиды вращения. Измерение полос дает средства для оценки длин волн, соответствующих разным цветам.
2-й. Цветные кольца Ньютона, наблюдаемые при отражении, при преломлении. Закон диаметров; они варьируются по абсолютной длине для разных цветов. Разноцветные кольца в белом свете. Отраженные кольца с белым пятном в центре.
Теория волн применима не только к этим явлениям. Объяснение законов отражения и преломления. Определение поляризации в волновой системе. Элементарное применение двойного преломления и сопровождающей его поляризации в одноосных кристаллах, когда грань кристалла параллельна оси, а плоскость падения нормальна или параллельна этой оси.
Химические и тепловые излучения.
Химические и тепловые излучения подчиняются, подобно световым излучениям, законам отражения, преломления, дисперсии, двойного преломления, поляризации, интерференции.
Уроки 35–36. Повторение.
Соображения по поводу всей совокупности тем курса.
ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИКЕ.
Практические занятия, составляющие предмет этой программы, будут выполняться частично учениками под руководством профессоров и репетиторов, частично профессорами и репетиторами при содействии учеников.
ПЕРВЫЙ ГОД.
Использование различных инструментов, предназначенных для измерения длин. Эксперименты с весом с помощью машины Атвуда, наклонной плоскости, аппарата Морена и маятника.
Некоторые эксперименты с упругостью.
Различные проверки принципов гидростатики и гидродинамики.
Конструирование ареометров.
Конструирование барометра, манометра. Различные проверки закона Мариотта.
Различные эксперименты с воздушным насосом.
Определение плотности твердых тел или жидкостей различными методами.
Конструирование термометра.
Эксперименты по расширению жидкостей и твердых тел с помощью обычного термометра и статического термометра.
Эксперименты по расширению воздуха различными методами.
Эксперименты по упругости паров различными методами.
Определение плотности паров и газов различными методами.
Основные эксперименты по тепловому излучению.
Эксперименты по охлаждению.
Определение удельной теплоемкости, скрытой теплоты плавления, теплоты парообразования тел.
Охлаждающие смеси.
Использование химического гигрометра, психрометра с влажным термометром.
Повторение основных экспериментов по магнетизму.
Намагничивание стрелки, изменение ее полюсов на противоположные.
Повторение основных экспериментов статической электродинамики.
Эксперименты для проверки законов электричества и магнетизма.
Использование компасов.
ВТОРОЙ ГОД.
Эксперименты по химическому действию полюсов.
Основные эксперименты по электродинамике.
Основные эксперименты по магнитным свойствам токов.
Эксперименты по индукции.
Эксперименты по тепловому и световому действию токов.
Количественные эксперименты по законам токов.
Эксперименты по распространению звука; по колебаниям стержней плоских или изогнутых пластин, мембран, звуковых труб.
Эксперименты с зеркалами, плоскими или кривыми.
Эксперименты с линзами. Эксперименты по разложению света призмой — путем поглощения. Измерения показателей преломления твердых тел. Использование увеличительного стекла и микроскопа; измерение увеличительной способности. Использование различных телескопов, с коррекциями и без них. Измерение увеличительной способности. Эксперименты по двойному преломлению и поляризации. Эксперименты по интерференции и цветным кольцам.
ОРГАНИЗАЦИЯ И СОСТОЯНИЕ В 1869 ГОДУ.
Организация школы, определенная Указом от 30 ноября 1863 года, носит военный характер. Помимо штата преподавателей и совершенно независимо от него, существует штат офицеров. Ученики носят форму, которая, однако, по своему внешнему виду ближе к гражданской, чем к военной. Они сведены в четыре роты, которые вместе составляют батальон; и хотя они фактически не подпадают под действие воинского уголовного кодекса, поддерживаемая дисциплина и налагаемые наказания носят всецело военный характер.
Воинское формирование остается ровно таким же, каким оно было в 1856 году, и состоит из:
Начальника школы — генерала, как правило, из артиллерии или инженерных войск, в настоящее время генерала артиллерии.
Заместителя начальника — полковника или подполковника, выбранного из числа бывших воспитанников школы; в настоящее время полковника инженерных войск.
Трех капитанов артиллерии и трех капитанов инженерных войск в качестве инспекторов по учебной части, также выбранных из числа бывших воспитанников школы.
Шести адъютантов (adjudants), унтер-офицеров, как правило, из числа рекомендованных к производству.
Незначительные изменения произошли в гражданском штате; в настоящее время он состоит из:
1. Директора учебной части, в настоящее время полковника инженерных войск.
2. Семнадцати профессоров (12, плюс два дополнительных профессора по истории — всего семнадцать), репетиторов и помощников репетиторов, а также пяти преподавателей рисования. Из 17 профессоров двое в настоящее время являются офицерами инженерных войск, а один — офицером артиллерии; остальные являются гражданскими лицами, из которых трое — члены Академии наук.
3. Пяти экзаменаторов для приема и пяти для проведения экзаменов в школе. Все они в настоящее время являются гражданскими лицами.
4. Административного штата, состоящего из казначея, библиотекаря и т. д., а также медицинского персонала.
Общее руководство или надзор за школой возложены, при военном министерстве, на четыре больших совета или комитета, а именно:
1. Административный совет в составе начальника школы, заместителя начальника, директора учебной части, двух профессоров, двух капитанов военного штата и двух членов административного штата. Этот совет осуществляет надзор за всеми финансовыми делами и всеми мелочами внутреннего управления школы.
2. Дисциплинарный совет в составе заместителя начальника, директора учебной части, трех капитанов военного штата и одного армейского майора, выбранного из числа бывших воспитанников школы. Обязанность этого совета — выносить решения по делам о проступках.
3. Учебный совет, членами которого являются начальник школы, заместитель начальника, директор учебной части, экзаменаторы студентов, профессора и два капитана военного штата; его главная обязанность заключается в выработке рекомендаций, касающихся улучшений в учебе, программах приема и обучения в школе, для представления в:
4. Совет по улучшению (Conseil de Perfectionnement), отвечающий за общее руководство учебным процессом и сформированный из:
Начальника школы (председателя),
Заместителя начальника,
Директора учебной части,
Двух делегатов от морского министерства,
Двух делегатов от министерства общественных работ,
Одного делегата от министерства внутренних дел или министерства финансов,
Трех делегатов от военного министерства,
Двух членов Академии наук,
Двух экзаменаторов студентов,
Трех профессоров школы.
Делегаты от государственных ведомств назначаются соответствующими министрами; члены Академии, экзаменаторы и профессора отбираются военным министром. Реальное управление школой в том, что касается курса обучения, находится в руках Совета по улучшению (Conseil de Perfectionnement); как видно, более половины из 18 составляющих его членов совершенно независимы от школы и являются видными деятелями различных государственных служб, для которых обучение в Политехнической школе служит подготовкой. Одна из главных обязанностей Совета — следить за тем, чтобы обучение хорошо готовило к занятиям в более специализированных школах (Ecoles d’Application) для гражданской и военной службы; а авторитет его членов придает большой вес рекомендациям, которые они дают военному министру.
Годовые расходы школы по Бюджету на 1869 год составляют:
Francs.
Pay of staff, professors, &c., 331,850
Обучение, содержание, экзамены кандидатов, обмундирование, книги и т. д.
321,073
Francs.
Outfits for 30 new pupils at 600 francs each 18,000
Подъемные пособия (premières mises) 25 стипендиатам при поступлении на военную службу по 750 франков каждое.
18,750
36,750
Maintenance and repair of buildings, 30,000
Total sum charged in the schools estimate, 719,673
Плюс полковое жалованье 28 офицеров и унтер-офицеров, служащих в школе.
85,515
Total expenditure 805,188
Deduct repayments from pupils, 237,000
Cost to the State, 568,188
Or about 22,720l.
Основные изменения, внесенные в учебный процесс с 1856 года, можно суммарно представить следующим образом:
1. Наиболее элементарные разделы химии и физики, требуемые на вступительном экзамене, но ранее повторявшиеся в школе, были опущены. Курс обучения по этим предметам теперь ограничивается более продвинутыми разделами, не входящими во вступительный экзамен.
2. Курсы математики в некоторых пунктах были немного сокращены, а количество лекций по французской литературе и немецкому языку уменьшено. Благодаря внесенным таким образом в программы изменениям удалось сократить весь курс обучения и увеличить продолжительность каникул.
3. Предмет «Военное искусство», который ранее входил в итоговый экзамен, больше не принимается во внимание при определении места учеников по успеваемости. В этом отношении курс обучения можно назвать еще менее военным, чем прежде. Топографическое черчение является единственным военным предметом, который влияет на итоговую классификацию учеников, да и то лишь в очень незначительной степени.
4. История была введена в качестве учебного предмета. Это изменение было сделано в 1862 году. Курс включает всеобщую историю, как древнюю, так и новую, но особенно историю Франции в новое время. Введение этого предмета, по-видимому, было вызвано отчасти ощущением, что знакомство с историей является необходимым элементом либерального образования, а отчасти желанием в какой-то мере ответить на часто предъявляемое к политехническому курсу обучения возражение, что в нем слишком мало внимания уделяется предметам литературного характера. История, однако, подобно военному искусству, очевидно, все еще считается предметом лишь второстепенной важности и не влияет на итоговую классификацию.
5. Было сокращено количество экзаменов в течение курса за счет отмены одного из полугодовых экзаменов у профессоров (interrogations générales в отличие от interrogations particulières) в каждый год. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен при обсуждении экзаменов в школе.
6. Значение письменных работ при определении успеваемости учеников было снижено, по-видимому, из-за трудности обеспечения гарантии того, что такие работы выполнены индивидуально без посторонней помощи.
Следующая таблица показывает современный курс обучения в течение двух лет и изменения, внесенные в количество лекций по каждому предмету с 1856 года:
Subject.—First Year’s Course. Lectures in—1868. 1856.
Analysis Differential calculus, 25 28
Integral calculus, 18 20
Descriptive geometry and geometrical drawing, 32 38
Mechanics and machinery, 40 40
Physics, comprising heat and electricity, 30 34
Chemistry:—The metals, 30 38
Astronomy and geodesy, 30 35
French composition and literature, 25 30
History, 25 0*
German, 25 30
Figure and landscape drawing, 48 50
Second Year’s Course.
Analysis:—Integral calculus, 32 32
Stereotomy:—Geometrical drawing of constructions in timber and masonry, 28 32
Mechanics:—Dynamics, hydrostatics, and machinery, 40 42
Physics:—Acoustics, optics, and heat, 30 36
Chemistry:—Continuation of the metals and organic chemistry, 30 38
Architecture and buildings, construction of roads, canals, and railways, 40 40
French composition and literature, 25 30
History, 25 0*
German, 25 30
Military art, 20 20
Topography, 2 10
Figure and landscape drawing, 48 48
* Введено в 1862 году.
В связи с несколькими курсами, такими как начертательная геометрия, стереотомия, устройство машин и архитектура, ученики выполняют много чертежей: делаются наброски от руки чертежей, показываемых в лекционной аудитории, а затем в залах для занятий (salles d’étude) выполняются чистовые чертежи. В дополнение к этому 30 занятий продолжительностью по два или три часа каждое, распределенные на два года, специально посвящаются вычерчиванию более сложных планов и фасадов архитектурных сооружений и механизмов. Практическое применение теоретического обучения ограничивается лабораторными опытами в связи с курсом лекций по химии и физике. Ближе к концу второго года учеников также водят на экскурсии на некоторые крупные промышленные предприятия в Париже для практического ознакомления с механизмами.
Все предметы, преподаваемые в школе, являются обязательными, однако история и военное искусство, как уже говорилось, не влияют на определение успеваемости учеников по окончательным результатам.
Единственное обучение практическим военным упражнениям, которое является обязательным для всех, — это строевая подготовка. Ученики занимаются с оружием в ротном строю, а также изредка привлекаются к батальонным учениям, однако этому пункту — единственно по-настоящему военной части их подготовки — придается очень мало значения. Строевая подготовка продолжается всего около трех месяцев в году весной и летом, да и в течение этого короткого периода проходит лишь примерно два раза в неделю. По правилам школы ученики должны упражняться в стрельбе из ружей, но хотя они вооружены винтовками Шасспо, это правило никогда не выполняется. Проводятся занятия по фехтованию и гимнастике, но посещение того и другого является добровольным, и ими пользуется едва ли больше половины учеников. Ни верховой езде, ни плаванию в школе не учат.
Учебный год начинается примерно 1 ноября и заканчивается около 1 августа. Около семи месяцев в году уходит на лекции и обычный распорядок занятий; около двух месяцев занимают ежегодные экзамены и самостоятельная подготовка к ним; оставшиеся три месяца — август, сентябрь и октябрь — составляют каникулы. В дополнение к этим долгим каникулам предоставляется от восьми до двенадцати дней отдыха после периодического экзамена, который проводится ближе к концу февраля, по окончании первой части занятий каждого года.
Особенностью устройства школы является то, что предметы курса каждого года изучаются не одновременно. Лекции по основным предметам обучения — тем, которые, как правило, представляют наибольшую сложность, — разделены на курсы, продолжающиеся лишь в течение определенной части каждого года. Так, на младшем отделении анализ и начертательная геометрия являются математическими предметами, изучаемыми в течение первых трех месяцев или трех с половиной месяцев. Затем курс по ним завершается; по этим предметам проводится экзамен у профессоров (interrogation générale), и они откладываются до конца года, хотя и входят в итоговый экзамен года. Их место занимает курс лекций по механике и геодезии. Аналогично на втором году анализ и механика являются предметами первого цикла лекций, по окончании которого проводится экзамен; и до конца года лекции по ним больше не читаются, их место занимают стереотомия и военное искусство.
Предметы, представляющие, как правило, меньшую сложность, — такие как история, французская литература, немецкий язык и черчение, — распределены на весь год и обычно служат вечерним занятием.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОЕННЫЕ ШКОЛЫ ФРАНЦИИ.
АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА В МЕЦЕ.
ИСТОРИЯ И ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ.
Первая французская артиллерийская школа была основана во времена Людовика XIV (в 1679 году) в Дуэ. Она просуществовала недолго; и лишь в 1720 году (при Регентстве), когда Королевский артиллерийский полк получил новую организацию, теоретические школы были окончательно основаны в каждом из семи городов, где находились артиллерийские гарнизоны. Однако никакой академии в собственном смысле слова до того не существовало, пока д’Аржансон не основал ее в Ла-Фере в 1756 году со штатом из двух профессоров математики и двух — рисования. В 1766 году она была переведена в Бапом близ фламандской границы, снова возвращена в Ла-Фер и закрыта вместе с другими школами в начале Революции.
Из ранних инженерных школ была лишь одна — весьма знаменитая школа в Мезьере близ северной границы. Она была основана в 1749 году, также в министерство д’Аржансона; Монж был там профессором, и школа пользовалась очень высокой репутацией вплоть до ее закрытия во время Революции.
Когда разразились революционные войны, в Меце для инженеров и в Шалоне-на-Марне для артиллеристов были учреждены временные школы для краткого ускоренного обучения. Им приходилось в крайне неблагоприятных условиях готовить офицеров, необходимых для защиты вторгнувшейся границы.
Изначально предполагалось, что Политехническая школа, основанная в 1794 году, будет направлять инженеров прямо в армию; но вскоре было найдено более удачным решением позволить воспитанникам, предназначенным для этой службы, сначала провести некоторое время в Меце; таким образом, в октябре 1795 года Мец стал Школой применения для инженеров. Артиллерийские воспитанники точно так же отправлялись в Шалон. Эта раздельная система двух Школ применения продолжалась до 1802 года, когда заведение в Шалоне было объединено с заведением в Меце, и Мец стал тем, чем он оставался с тех пор, — местопребыванием Объединенной школы применения для обеих служб. Студенты Политехнической школы, выбирающие артиллерию (Artillerie de terre, Artillerie de mer) или военную инженерию (Génie militaire), поступают сюда для прохождения специальной и профессиональной подготовки, сочтенной необходимой для их пригодности к реальной службе.
Студенты, покидающие Политехническую школу описанным в рассказе об этой школе образом в среднем в возрасте двадцати одного года, поступают в Школу применения с временным званием, в форме и с жалованьем подпоручиков (sous-lieutenants). Обычный срок обучения составляет два года. При особых обстоятельствах он может быть сокращен, а в случае болезни или нерадивости отдельные студенты иногда оставляются на третий год. Каждый новый набор студентов, каждый выпуск или перевод классифицируется в конце первого года, и составляющие его студенты распределяются по порядку успеваемости в соответствии с отзывами профессоров, но без экзамена; по окончании второго года они сдают выпускной экзамен перед Советом офицеров и окончательно зачисляются в выбранный ими род войск — артиллерию или инженерные войска — в соответствии с порядком успеваемости. Им разрешается засчитывать при выходе в отставку и для получения военных наград четыре года службы за счет двух лет, проведенных в Политехнической школе, и времени, затраченного на подготовку к поступлению в нее, считая со дня поступления в Школу применения.