Иоганн Эрнст Цейгер

Учёба и приглашение в Россию

Иоганн Эрнст Цейгер родился 23 апреля 1720 года в Вайсенфельсе в Саксонии. До приезда в Россию он получил широкую подготовку по естественным наукам, медицине и математике. В 1751 году в Эрфурте ему присвоили степень доктора медицины.

Середина XVIII века была временем быстрого развития научного приборостроения. Математикам требовались точные инструменты для опытов и измерений, а механики разрабатывали приспособления, позволявшие изготавливать всё более мелкие и одинаковые детали. Цейгер совмещал эти направления, интересуясь и физическими законами, и конкретной конструкцией приборов.

В 1756 году его пригласили в Петербургскую академию наук преподавать механику. Находясь в России, он продолжил опыты в области оптики, работы с приборами и разработку машинных элементов.

Камера-обскура и полемоскоп

В 1757 году Цейгер описал особую камеру-обскуру и полемоскоп, приспособленные для использования в карете. Камера-обскура создаёт изображение внешней сцены при прохождении света через оптическую систему. Полемоскоп позволяет менять направление наблюдения, в частности при помощи зеркал, чтобы осматривать пространство, не находясь непосредственно перед наблюдаемым объектом.

Задача Цейгера состояла в удобстве обозрения местности из закрытого экипажа. Оптическая схема должна была давать наблюдателю возможность видеть окружающие предметы, сохраняя защищённое положение внутри кареты. Работа была опубликована в журнале «Ежемесячные сочинения, к пользе и увеселению служащие».

Аналогичными задачами занимался Михаил Ломоносов, и в исторических комментариях к его сочинениям проекты сравниваются. При этом принцип перископического наблюдения был известен задолго до Цейгера; поэтому его устройство следует считать конкретной усовершенствованной конструкцией, а не изобретением перископа как такового.

Механические приспособления для точного изготовления деталей

В 1760 году Цейгер представил в Академическом собрании несколько инструментов для накатки рифлений. Они предназначались для обработки головок винтов и других небольших металлических деталей. Рифлёная поверхность облегчала захват пальцами, что особенно важно для регулировочных винтов приборов.

Один из инструментов представлял собой специальный резец с накатным роликом, стержнем и рукояткой. Цейгер демонстрировал также устройство для обработки самого накатного ролика и приспособление для формирования секторов небольших червячных колёс. Такие колёса использовались в механизмах, где нужно было очень точно передавать вращение и регулировать положение деталей.

Значение этих разработок состояло не в создании нового физического закона, а в совершенствовании технологических операций. Повторяющийся рельеф на головках винтов и точная обработка мелких зубчатых элементов были востребованы в научных инструментах, часах и измерительной технике.

Приборы и оптические исследования

Цейгеру принадлежали разработки металлического термометра и морского барометра. Первый должен был использовать изменения физических свойств металлических частей для регистрации температуры; второй предназначался для измерений атмосферного давления в условиях корабельной эксплуатации. Для морских приборов особенно существенны устойчивость к качке и возможность снимать показания в движении.

В 1763 году Цейгер выступил с рассуждением о стёклах, по-разному преломляющих свет. В приборной оптике качество изображения зависит от того, как стекло отклоняет лучи разных цветов. Различия в преломлении и рассеянии света связаны с появлением цветных краёв у изображений, поэтому сопоставление свойств стёкол имело практическое значение для совершенствования линз.

Он также работал с солнечными микроскопами, использовавшими направленный свет для получения увеличенного изображения. В сообщениях о его деятельности отмечаются приспособления для наблюдения непрозрачных предметов. Подобные приборы расширяли возможности демонстрации мелких объектов слушателям и исследователям.

Работа после отъезда из Петербурга

В 1764 году Цейгер перешёл в Виттенбергский университет, где преподавал чистую математику, сохранив научную связь с Петербургской академией наук в качестве почётного члена. В 1776 году он стал инспектором физико-математического собрания в Дрездене. Его работа с коллекцией приборов продолжила занятия точной механикой и экспериментальной физикой.

Цейгер умер 7 января 1784 года. Он оставил труды по оптике, механике и использованию математических знаний на практике. Для истории российского приборостроения существенны прежде всего те конструкции, которые он разработал и представил в Петербурге: оптический прибор для наблюдения из кареты, способы обработки мелких металлических деталей и измерительные устройства.

Сохранившиеся описания дают возможность проследить, как выглядели многие из его приборов и для решения каких задач они предназначались. Вместе с тем прямые сведения о серийном производстве каждой конструкции отсутствуют; говорить о её широком практическом распространении без таких сведений нельзя.