Сергей Иванович работал главным образом в Берлинском университете, но навещал и другие физические центры Германии.
Из них отметим в первую очередь знаменитый физический институт имени кайзера Вильгельма, находившийся на далекой окраине Берлина — в Далеме. Институт располагал прекрасным оборудованием для экспериментов, и в нем работали выдающиеся исследователи.
Отметим также один из мировых центров физики двадцатых годов — тихий и уютный Геттинген с его старинным университетом Георгии Августы, воспитавшим очень много крупнейших физиков и математиков нашего времени. Помимо отличных лабораторий и библиотеки, превосходного состава преподавателей и профессоров, в Геттингене советский физик встретил еще одно: дух товарищества, связывающего студентов и профессоров в одну дружную семью. Вавилов с приятным чувством обнаружил в старинном университете черты, присущие и тем учебно-исследовательским институтам, с которыми он был связан у себя на родине.
— В этом тоже одна из причин славы Геттингенского университета, — объяснял потом Вавилов своим студентам и товарищам. — Только там, где царит товарищеский дух и где каждый стоит горой за каждого, лишь там могут быть достигнуты особенно высокие успехи в работе.
Глава 2. Законы Вавилова
Выполнив исследование у Прингсгейма и обогатившись полезными сведениями о постановке научных работ в Германии, Вавилов вернулся домой.
Двадцать шестой год не походил на то время, когда физики Москвы сколачивали свои первые коллективы, чтобы помочь новой власти.
Почти не осталось следов недавних бедствий, вызванных войной и голодом. Люди были прилично одеты, а на улицах устанавливался тот жизнерадостный, стремительный ритм, который свойствен столицам государств в мирное время.
Со страниц газет и журналов, с деревянных афиш и со стен предприятий к населению обращались слова призыва: «Превратим нашу страну из аграрной в индустриальную, способную производить своими собственными силами необходимое оборудование». Начиналась пора напряженного труда всего народа — рабочих, крестьян, интеллигенции, — направленного на социалистическую индустриализацию.
С возвращением Сергея Ивановича в Москву в оптической лаборатории Института физики и биофизики резко увеличился объем исследований. Особенно расширилась тематика работ по люминесценции. Постепенно небольшая лаборатория на Миусской площади становилась основным научным центром в стране, занимающимся вопросами холодного свечения. В других городах Советского Союза никаких более или менее значительных исследований в области люминесценции не производилось.
Одним из главных направлений исследований, которое избрал для себя и своих учеников вернувшийся из заграничной поездки Вавилов, был поиск фундаментального закона спектрального преобразования света в процессах люминесценции.
Ведь наиболее важное свойство люминесцирующих тел — это их способность преобразовывать свет так, как это человеку надобно. Обычно речь идет о превращении невидимого возбуждающего излучения в излучение видимое, с другим спектральным составом.
Где только сейчас подобное превращение не осуществляется! В люминесцентных лампах невидимые ультрафиолетовые лучи преобразуются в видимый свет для освещения. Люминесцентные экраны, делающие доступными непосредственному наблюдению невидимые лучи: рентгеновы, радиевые, ультрафиолетовые, инфракрасные и другие, позволили людям видеть сквозь непрозрачные оболочки — внутренние органы тел и элементарные ядерные процессы, расширили возможности микроскопии и так далее. Благодаря способности спектрально преобразовывать свет люминоформы нашли широкое применение в телевидении и радиолокации, в ядерной физике и в электронной микроскопии и в других областях техники и науки. При помощи люминесцирующих тел созданы точнейшие методы химического и сортового анализа.
По какому же закону происходит превращение возбуждающего излучения в излучение люминесценции?
На протяжении столетия среди физиков, занимавшихся вопросами оптики, часто прибегали к так называемому закону (или правилу) Стокса.
Полученный чисто практически, из прямых наблюдений, он был сформулирован в 1852 году английским исследователем Джорджем Стоксом как эмпирическое правило, без всяких теоретических объяснений. Закон Стокса устанавливает отношение излучения, возбуждающего люминесценцию, к самой люминесценции. Так как он и действительно позволяет приблизительно предвидеть, как преобразуется поток лучей, падающий на люминесцирующее вещество, то пользовались этим законом довольно широко и не подвергая его особой критике.