Батарея трубочек выставлялась на солнечный спектр. За трубками находился белый экран, а в промежутках между трубками, до экрана, ставились черные картонные перегородки, для того чтобы препятствовать боковому отражению света от стеклянных стенок соседних трубок. Таким путем, каждая трубка получала исключительно ей предназначенный свет.
Солнце в течение нескольких часов освещало батарею трубочек. По окончании опыта при помощи изобретенной Климентом Аркадьевичем пипетки газы из трубочек переводились в другие сосуды.
Собранный из каждой трубки газ подвергался анализу и сравнивался с составом исходного, взятого до опыта, газа. Подсчет показывал, сколько углекислоты поглотил лист за время его облучения.
Блестящие экспериментальные исследования Климента Аркадьевича навсегда утвердили вывод глубочайшего научного значения: связь между поглощением света хлорофиллом и фотосинтезом – между затраченной силой и производимой работой не подлежит сомнению.
Зеленый лист наиболее полно поглощает красные лучи солнечного спектра. Из всех волн лучистой энергии солнца, достигающих зеленых зерен хлорофилла, наибольшей энергией обладают волны красного света. В них интенсивнее всего идет процесс фотосинтеза, так как они несут зеленому листу наибольшее количество энергии.
Таков был важнейший вывод из докторской диссертации Климента Аркадьевича Тимирязева.
В кругу родных отмечалось присвоение Клименту Аркадьевичу звания доктора ботаники. На семейное торжество пришли Бекетов и Менделеев. Они поздравляли своего молодого соратника и желали ему дальнейших успехов. Молодой доктор, по древнему русскому обычаю, кланялся в пояс своим дорогим наставникам.
Поздней ночью, проводив гостей, Климент Аркадьевич зашел в кабинет отца. Как быстро промелькнули годы без Аркадия Семеновича! Как будто все было вчера. Здесь Аркадий Семенович делал выговор мальчикам: «Наполеона» и «Робеспьера» обвинили в порче мебели. Развоевались! А ведь это было уже четверть века назад. На столе у отца Климент Аркадьевич увидел хорошо ему знакомую книгу Дарвина «Происхождение человека». Он взял ее и, улыбаясь, обратился к отцу, как к живому:
– Как это ты, дорогой родитель, дай бог памяти, тогда отчитал Дарвина и меня за голубей? Вспомнил! Вот твои слова: «Очень хорошо, очень интересно, но что это вы всё пишете про разных голубей и ни слова о человеке. Бойтесь: Моисей своей книгой Бытия запретил вам говорить об этом».
Климент Аркадьевич, поблескивая возбужденными глазами, цитировал на память слова отца, сказанные тем шесть лет назад.
– Ну вот и пришло время! Заговорили и о человеке. Не испугались ни Моисея, ни боженьки. Читают все эту книгу. Читают и восторгаются…
Возглавив кафедру ботаники, К. А. Тимирязев читал курс физиологии растений в полном объеме, как особую дисциплину, с присущей ей методами исследования. Демонстрация опытов во время чтения лекций в то время было нововведением. Поэтому такая форма обучения слушателей, а затем студентов академии, а позже и московского университета всегда собирала переполненные аудитории. Необходимо также отметить, что лектор обладал богатейшим опытом и знаниями зарождающейся новой науки, различными передовыми по тому времени методами исследования в области физики и химии.
Его опыты на лекциях, как в лабораторных исследованиях многие его ученики называли точными по результатам, изящными по простоте и в то же время по тонкости выполнения. Лекции Тимирязева отличались безупречностью языка и яркостью литературной формы и могли идти в набор без исправлений.
Указом Правительствующего Сената от 21 июня 1871 года за № 133 К. А. Тимирязев утвержден в чине коллежского секретаря по степени кандидата императорского Санкт-Петербургского университета со старшинством со дня поступления на службу, т. е. с 1870 года января двадцать третьего. (В 1873 году К. А. Тимирязев был произведен в чин коллежского советника, а 1876 году в чин статского советника.)
Подготовка к публикации все новых и новых материалов исследования, апробация их в печати и во время участия на Международном конгрессе ботаников во Флоренции завершаются блестящей защитой в Петербургском университете докторской диссертации под названием «Об усвоении света растением» и присуждением степени доктора ботаники (25 мая 1875 года).
Преподавательская и научная работа, а также выступления с публичными лекциями в Москве и в Петербурге не могли не способствовать популярности К. А. Тимирязева не только в студенческой и научной среде России, но и за рубежом. Выступление с результатами научной деятельности на Международном съезде ботаников в Амстердаме и во Французском ботаническом обществе в 1877 году завершаются избранием его членом-корреспондентом Центрального агрономического общества Франции, действительным членом Французского ботанического общества.