close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

- страница

код для вставкиСкачать
Развитие электродинамики
Развитие электродинамики
Люди ,изменившие мир
Викторина «Люди науки»
Ответы
Последняя страница
Фарадей
Майкл
Стивен Грей
(1670-1735)
Английский физик, член Лондонского королевского
общества.
Заинтересовался опытами по электричеству и показал в
1729 г., что электричество может распространятся по
некоторым телам, и ввел в науку понятие проводника и
изолятора. Грей открыл также явление электростатической
индукции и подтвердил его многочисленными опытами, По
Грею тело, находящееся вблизи наэлектризованного тела
(погружение в электрическую атмосферу другого тела),
воспринимает электрическое состояние этого тела, что
было ошибочной идеей.
Опыт, поставленный
Греем 8 апреля 1730
года на…
Стивен Грей
Опыт, поставленный Греем 8 апреля 1730 года над
воспитанником пансиона Чартерхаус. Ноги подвешенного на
шелковых шнурах мальчика заряжались статическим
электричеством от натертой стеклянной трубки. При этом его
руки притягивали бумажки и медные листочки. Так было
впервые показано, что человеческое тело прекрасно проводит
электричество
Систерне Дюфэ
Опыты Грея Возбудили любопытство французского ученого с
энциклопедически широким диапазоном интересов Дюфэ. В 1733 г. после
бесчисленно проведенных опытов Дюфэ пришел к фундаментальному
открытию существования двух видов электричества, которые он назвал
"стеклянным" и "смоляным". Он установил, что все тела, за исключением
металлов и влажных тел, электризуются при трении (ограничение
впоследствии было снято Ингенгоузом в 1778г.)
Винклер, профессор Лейпцигского университета (1703-1770) заменил шар
стеклянной трубкой, вращавшейся с помощью педального механизма и
натиравшейся кожаными подушечками, отделанными конским волосом.
Подушечки были соединены с землей с помощью проводящих столбиков. Эта
машина давала столь сильные искры, что они способны были воспламенять
эфир.
Значительно позднее, между 1755 и 1766 г.г., цилиндр был заменен более
удобным стеклянным диском.
Приоритет этого изобретения оспаривают Мартин Планта (1727-1802), Джон
Ингенгоуз (1730-1799) и Джессе Рамсден (1735-1800). Сейчас эта машина
известна как машина Рамсдена, который построил ее и распространил.
Бенджамин Франклин
(1706-1790)
Франклин занялся исследованиями электрических явлений, когда ему было
уже за 40 лет и менее чем в 3 года достиг изумительных успехов. Системой
экспериментов он установил "свойство острия" притягивать и отталкивать
эл.флюид.
Применение лейденских банок позволило установить: искра убивает
животных, плавит металлы, вызывает запах фосфора как и молния. Его
интересует вопрос о сходстве молнии с электрической искрой, он ставит
задачу установить на высокой башне или на колокольне в Филадельфии
длинный железный шест с острием и наблюдать, не удастся ли из него извлечь
искры при прохождении над острием грозовых облаков (из письма
Коллинсону в июне 1750 г.). Термины "положительное и отрицательное
электричество" ввел в физику именно Франклин.
Бюффон, Далибар и Делор поставили этот опыт в шести лье от Парижа 10
мая 1752 г. и извлекли искру во время прохождения грозовых облаков. Этот
опыт сделал знаменитым имя Франклина и в Америке и в Европе.
Обрадованный известиями из Европы Франклин повторил опыт, запустив змей
с железным острием, связанный с землей бечевкой. Позже он повторил эти
опыты, установив над своим домом высокий шест. В результате
многочисленных наблюдений Франклин пришел к выводу, что грозовые
облака заряжены большей частью отрицательно, хотя несколько раз они были
заряжены положительно.
Экспериментальное подтверждение наличия атмосферного электричества
способствовало франклиновскому проекту громоотвода. В 1753 г. громоотвод
был сооружен Винклером. В 1769 г. великий герцог Тосканский приказал
оборудовать громоотводами все склады пороха в герцогстве. В 1770 г. Фонда
предложил конструкцию громоотвода со щеточкой.
Джамбатиста
Беккариа
(1716-1781 г.)
В 1753 г. в Турине вышла работа по электричеству Беккариа "Об электричестве
искусственном и природном". В 1748 г. Беккариа назначен профессором Туринского
университета. В этой работе говорится об "электричестве искусственном" электростатике и об "электричестве природном" - атмосферном электричестве. Беккариа
доказал, что четкого разграничения между проводниками и изоляторами нет, ввел в
физику понятие "электрического сопротивления" и положил начало его исследованию. В
1772 г. он установил следующий факт? "Металлы ... все оказывают некоторое
сопротивление, пропорциональное длине пути, который пробегает в них искра".
Английский физик Кантон повторил в том же году опыты Беккариа и подтвердил
различие в сопротивлении разных тел. Генри Кавендиш произвел первые измерения
электрического сопротивления, описанные в его докладе 1776 г. и в неизданных работах.
В 1751 г., повторив опыты Франклина, Беккариа выдвинул гипотезу о существовании
тесной связи между "циркуляцией" электрических флюидов и магнетизмом.
В 1754 г. Беккариа построил плоские конденсаторы с прокладками из различных
материалов.
В 1756 г. Эпинус в Петербурге создал воздушный конденсатор. Он установил, что
внутри металлических сосудов зарядов нет.
Пьемонтский ученый Беккариа был учителем Лагранжа, вдохновлял исследования
молодого Вольта.
Таковы были достигнутые наукой знания до 1784 г., до опытов Шарля Огюста Кулона.
Флюид — гипотетическая жидкость, которой до 18 в.
объясняли явления тепла, магнетизма, электричества.
Алессандро ВОЛЬТА
(1745 — 1827)
ВОЛЬТА Алессандро— итальянский физик, химик и физиолог,
изобретатель источника постоянного электрического тока. Р. в Комо.
Учился в школе ордена иезуитов, но еще в ранние годы увлекся
естественными науками. В 1774 — 79 преподавал физику в гимназии в
Комо, с 1779 — профессор Павийского университета, в 1815 — 19 —
директор философского факультета Падуанского ун-та.
Заинтересовавшись опытами Л. Гальвани с «животным» электричеством в
1792 начал их повторять и вскоре пришел к выводу, что причиной
появления кратко временного электрического тока в мышцах лягушек
является не свойственное им «животное» электричество, как считал
Гальвани, а наличие цепи из проводников двух классов (двух разнородных
металлов и жидкости). После длительных экспериментов для усиления
эффектов, возникающих при соединении нескольких разнородных
проводников, сконструировал в конце 1799 первый источник длительного
гальванического (электрического) тока — вольтов столб. Первый вольтов
столб состоял из 20 пар медных и цинковых кружочков, разделенных
суконными кружочками, смоченными соленой водой. Открыл (1795) также
взаимную электризацию разно- родных металлов при их контакте
(контактное электричество) и разместил металлы в так называемый ряд
напряжений (1801). Объяснил гальваническую поляризацию элементов.
Построил смоляной электрофор (1775), чувствительный электроскоп с
соломинками (1781), конденсатор (1783), электрометр и другие приборы,
описал проект телеграфа.
Вольта - великий мудрец и великий изобретатель, вышел на бой с
невежеством, подняв забрало.
Его имя первым стали писать с маленькой буквы: вольт - единица
напряжения. Напряжения, которое в проводнике, имеющем сопротивление
в один ом, производит ток силой в один ампер.
Пожалуй, ничье имя мы так часто не произносим в нашей повседневной
жизни.
Продолжение статьи
Кулон Шарль Огюстен
(1736— 1806)
французский физик и военый инженер, член Парижской АН
(1803) в Ангулеме. Окончил (1761) школу водных инженеров
и все в ремя находился на ценной службе.
Работы относятся к электричеству, магнетизму, прикладной
механике. Сформулировал в 1781 законы трения, качения и
скольжения. Исследуя кручение шелковых и металлических
нитей, установил законы упругого кручения, в частности
определил, что сила закручивания нити зависит от материала,
из которого она сделана, пропорциональна углу закручивания
и четвертой степени диаметра нити и обратно
пропорциональна длине.
Это имело важное значение, поскольку давало новый, очень
чувствительный метод измерения силы. Исходя из этого, в
1784 построил прибор для измерения силы — крутильные
весы. С его помощью экспериментально установил в 1785
основной закон электростатики (закон Кулона), распространив
его в 1788 г. на взаимодействия точечных и магнитных
полюсов. Заложил основы электростатики и
магнитостатики.
Луиджи Гальвани
( 1737 — 1798)
Итальянский физик и физиолог. Родился в Болонье. Окончил
Болонский университет (1759), 1775 — профессор этого университета.
Начал в 1773 анатомическое исследование строения мышц лягушек, а в
1780 провел на них свои первые электрофизиологические опыты.
В 1771 он открыл феномен сокращения мышц препарированной
лягушки под действием электрического тока. В самом этом факте с
физической точки зрения не было ничего нового: явление
электрической индукции было объяснено еще в 1779. Но Гальвани
подошел к факту не как физик, а как физиолог, его заинтересовала
способность мертвого препарата проявлять себя как живой материал.
Он с величайшей тщательностью исследовал этот феномен, меняя
самые разные параметры: положение в теле лягушки металлического
провода с током, источники электричества и т.д. В одном из таких
опытов, используя в качестве источника тока атмосферное
электричество, он тщетно дожидался перемены в погоде и случайно
прижал электроды, воткнутые в спинной мозг лягушки, к железной
решетке, на которой она лежала. Появились такие же сокращения, как
и во время опытов, проводимых в грозу. Вскоре Гальвани обнаружил,
что мышцы сокращаются и в отсутствие внешнего источника тока, при
простом наложении на них двух разных металлов, соединенных
проводником.
Луиджи Гальвани
После 11 лет исследований и экспериментов опубликовал в
1791 свои результаты в «Трактате силах электричества при
мышечном движении». Однако причину этого Гальвани видел в
наличии в каждом животном так называемого собственного
животного электричества и разработал его теорию, согласно
которой мышцы и нервы образуют что-то подобное «обкладке»
лейденской банки, а металлический проводник служит
разрядником, вызывающим разряд. Ошибку Гальвани вскоре
исправил А. Вольта, доказавший, что электрические токи в
опытах Гальвани возникали вследствие соединения
металлических проводников с животными тканями.
Гальвани — один из основоположников учения об
электричестве, его опыты с «животным» электричеством
положили начало новому научному направлению —
электрофизиологии
Ганс Христиан Эрстед
1777—1851
В 12 лет Ганс Христиан Эрстед, раздразненный наукой и познавший столь малую ее часть, уже
вынужден был стоять за стойкой отцовской аптеки и помогать ему. Он решает поступить в
Копенгагенский университет, но не знает, что изучать. Он берется за все: за медицину, физику,
астрономию, философию, поэзию. Он увлечен всем сразу и всем серьезно.
Ганс был счастлив в университетских стенах; он писал позднее, что для того, чтобы юноша был
абсолютно свободен, он должен наслаждаться в великом царстве мысли и воображения, где есть
борьба, где есть свобода высказаться, где побежденному дано право восстать и бороться снова.
Он жил, упиваясь трудностями и своими первыми небольшими победами, познанием новых
истин и устранением предыдущих ошибок. Но чем он занимался? Золотая медаль университета
1797 года была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Он разбрасывался и, казалось,
заранее ставил крест на своей научной карьере, предпочитая разносторонность
профессионализму. Следующая его работа, также высоко оцененная, была посвящена свойствам
щелочей, а диссертация, за которую он получил звание доктора философии, была посвящена
медицине.
Наступило новое столетие. В вихре французской революции, на полях сражений американской
войны за независимость рождалось новое восприятие мира, очищение умов и душ от
устоявшихся догм, ветер свободы манил молодых. Начавшийся промышленный переворот
затопил традиционный мир техники нескончаемым потоком новых практических изобретений.
XIX век заявил о себе новым образом жизни и мыслей, новыми социальными и политическими
идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы. Все это захватывает
Ганса, он стремится попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные и
философские вопросы, – в Германию, Францию, другие европейские страны. Дания была в этом
смысле провинцией Европы, и Эрстед не мог и не хотел там оставаться. Он искал понимания, он
искал новых друзей.
Ганс Христиан Эрстед
Идея связи электричества и магнетизма носилась в воздухе, и многие лучшие
умы Европы были ею увлечены. Еще Франц Ульрих Теодор Эпинус подмечал их
сходство, а француз Франсуа Араго потратил множество лет для сбора
таинственных на первый взгляд историй о кораблях, сокровищах и необычных
небесных явлениях, в которых он тоже видел эту ускользающую связь. Говорят,
что Эрстед не расставался с магнитом. Кусочек железа должен был непрерывно
заставлять его думать в этом направлении. Магнит пропутешествовал, видимо,
немало миль в эрстедовом сюртуке, пока... нет, магнит Эрстеду так и не
пригодился.
Открытие произошло случайно. 15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный
профессор, читал своим студентам лекцию по физике. На лабораторном столе
находились вольтов столб, провод, замыкающий его, зажимы и компас. В то
время, когда Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и
поворачивалась по направлению к проводу. Это было первое непосредственное
подтверждение связи электричества и магнетизма. Это было то, что так долго
искали все европейские и американские физики. Решение проблемы было
потрясающе просто.Эрстед продемонстрировал студентам еще одно
подтверждение своей давнишней идеи о всеобщей связи разнородных явлений.
Андре Ампер
1775–1836
Французский физик и математик. Родился 22 января 1775 в Полемье близ Лиона в
аристократической семье. Получил домашнее образование. С 14 лет, прочитав
Энциклопедию Д.Дидро и Ж.Д'Аламбера, увлекся естественными науками и
математикой, изучал математические труды Л.Эйлера, Ж.Лагранжа и Бернулли, а
в 18 лет – Небесную механику П.Лапласа и Аналитическую механику
Ж.Лагранжа.
С 1796 Ампер давал уроки в Лионе по математике, химии и языкам. В 1801
получил место преподавателя физики и химии в Центральной школе в Бур-анБресе. В 1804 после издания небольшой, но имевшей успех работы Размышления
о математической теории игр (Considrations sur la thorie mathmatique de jeu) и
завершения серии экспериментов с электрическими машинами Ампер поступил
на работу в Лионский лицей, а через год получил приглашение читать лекции по
математике в Политехнической школе в Париже. В 1809 Ампер стал профессором
Политехнической школы, а в 1814 был избран членом Академии наук. Тогда же
ученый приступил к исследованиям связи между электричеством и магнетизмом
(этот круг явлений Ампер называл электродинамикой).
11 сентября 1820 Ампер присутствовал на заседании Академии, где сообщалось
об открытии Х.Эрстедом действия электрического тока на магнитную стрелку.
"Спокойные, нимало не взволнованные академики чинно разошлись по домам.
Лишь уже немолодой – 45, по тем временам старик! – Ампер бежит сломя голову
к слесарю, чтобы заказать копию инструментов, показанных только что Араго.
Нужно скорее установить инструменты дома, в маленькой квартирке на улице
Фоссе-де-Сен-Виктор, и все эксперименты проделать собственными неумелыми
руками. Ведь Ампер – теоретик, он никогда не ставил сложных опытов, у него не
было лаборатории, он не мог израсходовать ни одного казенного франка на
покупку приборов. Пока слесарь делает не слишком-то сложные приборы, Ампер
сооружает немудрящий лабораторный стол.
Андре Ампер
Два его друга – добровольные помощники Френель и Депрец участвуют в первых экспериментах.
Небольшой столб, замкнутый проводом, – основной объект изучения Ампера. Он подносит компас то к
проводу, то к столбу и сразу же убеждается, что стрелка изменяет свое направление и рядом с проводом, и
рядом с самим столбом. Стоит цепь разомкнуть – и эффект полностью пропадает. Значит, магнитные
явления сопутствуют не всякому электричеству?
Электричеств в то время было два – одно то, которое знал еще Фалес, то, которое получал на громадных
шарах из серы бургомистр Отто фон Герике, то, которое знал Франклин, то, которое ответственно за
притяжение бумажек и пушинок, статическое электричество. Другое – вольтовское, гальваническое
электричество, с помощью которого можно было разлагать воду и кислоты, которое получали с помощью
вольтовых столбов.
Магнетизм оказался присущим лишь второму электричеству, он существовал, когда цепь была замкнута,
когда по ней от одного полюса вольтова столба к другому шел ток.
Но когда тока в цепи нет, вольтов столб проявляет все свойства «первого» электричества – скопившиеся
на его концах заряды могут притягивать пушинки и вообще проявлять действия статического,
франклинова электричества. Стоит зарядам прийти в движение, когда цепь замкнута, и электричество
номер один превращается в электричество номер два. И только электричество в движении,
гальваническое, производит магнитные действия. Сила, зависящая от движения, – такого еще не было*!
Сразу же возникла идея измерить какой-то мерой интенсивность такого движения. И Ампер первым в
мире произнес тогда слова «сила тока». Не удивительно, что через много лет «ампером» была названа
единица именно силы тока.
К следующему заседанию академии 18 сентября часть приборов еще не была готова, но Ампер решил
выступить и рассказать о том, что стало ему ясным, а также о тех приборах, которые он намеревался
построить. В протоколе сохранились слова Ампера: «Я описал приборы, которые я намереваюсь
построить, и среди прочих гальванические спирали и завитки. Я высказал ту мысль, что эти последние
должны производить во всех случаях такой же эффект, как магниты... я свел все магнитные явления к
чисто электрическим эффектам».
Андре Ампер
Пророческие слова Ампера, выношенные в течение всего лишь одной недели, стали основой его
электродинамики – науки, сводящей все магнитные явления к явлениям электрическим. Поражает
уверенный тон Ампера; он высказывает мнение, что спирали и завитки должны вести себя как
магниты. Это говорит о твердой уверенности Ампера в ожидаемом им результате, о том, что
основные контуры его учения, сводящего магнетизм именно к круговым токам, были ему уже
ясны.
На следующий день, 19 сентября, Ампер хотел было написать письмо сыну о всех тех догадках,
которые мелькали в его мозгу, но отложил перо – нужно было как можно скорее проверить, будут
ли завитки и спирали обнаруживать те же свойства, что и магниты. Однако слабые вольтовы
столбы, имевшиеся в распоряжении Ампера, Френеля и Депреца, не давали желаемого эффекта.
Заявления, сделанные Ампером, грозили остаться неподтвержденными или даже оказаться
неверными. Уже завтра нужно было Амперу выступать с докладом, подтверждающим его теории,
а результатов, которые нужны были Амперу, все не было. Окончательный опыт – взаимодействие
двух токов как магнитов, убедительно говоривший бы о том, что притяжение и отталкивание
объясняются только электрическими токами, а магнитные свойства являются лишь следствием
протекающих токов, – не удавался.
Итак, было воскресенье 24 сентября. А в 4 следующего дня Ампер должен был подняться на
трибуну. Завтрашний день представлялся совсем не в розовом свете, однако надежда все же
оставалась – Ампер вспомнил, что для университета только что был изготовлен новый большой
вольтов столб. Столб оказался на месте, но начальство, поднятое на ноги в воскресный день по
такому поводу, давать столб не желало, видимо боясь, что вещь будет испорчена в процессе
сомнительных экспериментов. Пришлось идти за мастерами, делавшими столб, и при
университетском начальстве заказать еще один такой же, с тем чтобы он мог быть возвращен
университету по изготовлении. Только на таких началах Амперу удалось умыкнуть необходимый
столб и доставить его в свою холостяцкую квартиру на Фоссе-де-Сен-Виктор.
Андре Ампер
Новый столб был превосходен. Ток, струившийся по ожившим спиралькам, завиткам,
легко превращал их в магниты, они притягивались одними концами, отталкивались
другими – словом, вели себя неотличимо от кусков магнитного железняка или
намагниченного железа – единственных магнитов, известных в то время.
Коронный опыт – две спирали, взаимодействующие друг с другом как магниты. В опыте
ничто не могло обладать, как тогда называли, «магнитной жидкостью», а магнитное
взаимодействие было налицо и объяснялось только протекавшим по спиралькам током.
Больше того – и два проводника, по которым тек электрический ток, притягивались и
отталкивались, как магниты.
Когда в 4 часа дня в понедельник Ампер поднимался на кафедру академии, он уже мог
доказать всем, что его взгляды, высказанные неделю назад, были правильны. Протоколист
пишет, передавая слова Ампера: «Я... известил о новом факте притяжения и отталкивания
двух электрических токов без участия какого-либо магнита, а также о факте, который я
наблюдал со спиралеобразными проводниками. Я повторил опыты во время этого
заседания». (Карцев Владимир Петрович. Приключения великих уравнений. М.: Знание,
1986.)
Проведя соответствующие эксперименты, ученый уже через несколько дней представил
Академии первые полученные им важные результаты: он сформулировал правило для
определения направления, в котором отклоняется стрелка вблизи проводника с током
(правило Ампера), закон взаимодействия электрических токов (закон Ампера).
Впоследствии разработал теорию магнетизма, согласно которой в основе всех магнитных
взаимодействий лежат круговые молекулярные токи (теорема Ампера). Таким образом, он
впервые указал на тесную связь между электрическими и магнитными процессами. В 1822
Ампер открыл магнитный эффект катушки с током – соленоида.
Майкл Фарадей
(1791–1867)
Английский физик. Родился 22 сентября 1791 в предместье Лондона в семье кузнеца.
С 12 лет работал разносчиком газет, затем учеником в переплетной мастерской.
Занимался самообразованием, читал книги по химии и электричеству. В 1813 один из
заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Г.Дэви в
Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе Фарадея. Благодаря
Дэви он получил место ассистента в Королевской ассоциации.
В 1813–1815, путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории
ряда стран.
С 1815 по 1820 г. Фарадей занимается в основном исследованиями по химии.
Получив работу Эрстеда, Дэви и Фарадей на следующий день повторили его опыт.
Они убедились в правоте Эрстеда и поняли, что пропасть между электричеством и
магнетизмом исчезает. Но объяснить и развить опыт Эрстеда выпало на долю Ампера.
Сделать что-либо новое в этой области в течение 1820 — 1821 гг. ни Дэви, ни
Фарадею не удалось. В 1821 г. Дэви постепенно отходит от вопросов, связанных с
электричеством, упорный же Фарадей записывает в своем дневнике: "Превратить
магнетизм в электричество". С решением этой задачи была, по существу, связана вся
дальнейшая жизнь замечательного английского физика.
Майкл Фарадей
С 1824 г. Фарадей — член Королевского общества. А ведь основные открытия
еще впереди. Одержимый идеями о неразрывной связи и взаимовлиянии сил
природы, Фарадей безуспешно пока пытается найти связь между магнетизмом
и электричеством. Но раз Ампер смог с помощью электричества создать
магниты, то почему нельзя с помощью магнитов создать электричество?!
Фарадей ставит множество опытов, ведет педантичные .записи каждого
эксперимента, каждой мысли. О громадной работоспособности Фарадея
говорит хотя бы тот факт, что последний параграф «Дневника» был записан
под номером 16041! Следует заметить, что в 1827 г. Фарадей получил
профессорскую кафедру в Королевском институте. Тщательная подготовка к
лекциям тоже требовала немало времени.
Но вот упорный десятилетний труд Фарадея вознагражден: 17 октября 1831 г.
триумфальный эксперимент — открыто явление электромагнитой индукции.
Это был хорошо подготовленный и заранее продуманный опыт. Вот как об этом
писал Фарадей: «Я взял цилиндрический магнитный брусок и ввел один его
конец в просвет спирали из медной проволоки, соединенной с гальванометром.
Потом я быстрым движением втолкнул магнит, внутрь спирали на всю его
длину, и стрелка гальванометра испытала толчок. Затем я так же быстро
вытащил магнит из спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную
сторону. Эти качания стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался
или выталкивался. Это значит, что электрическая волна возникает только при
движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».
Майкл Фарадей
Вслед за открытием электромагнитной индукции Фарадей проверяет новую идею. Если
движение магнита относительно проводника создает электричество, то, видимо, движение проводника относительно магнита должно приводить к такому же следствию. Значит, есть
возможность создать генератор электрического тока, обеспечив непрерывное относительное
движение проводника и магнита. Фарадей быстро строит и испытывает но- вое простое
устройство: между полюсами подковообразного магнита вращается медный диск, с которого
при помощи скользящих контактов (один на оси, другой на периферии) снимается напряжение.
Это был первый генератор электрического тока!
С ноября 1831 г. Фарадей начал систематически печатать свои «Экспериментальные
исследования по электричеству», составившие 30 серий более чем из 3000 параграфов. Это
великолепный памятник научного творчества Фарадея. Первая серия посвящена
электромагнитной индукции; последняя (тридцатая) — законам намагничивания (вышла в свет
в 1855 г.). В этих сериях отражена двадцатичетырехлетняя работа Фарадея, в них жизнь, мысли
и воззрения ученого.
Кроме Исследований, Фарадей опубликовал работу Химические манипуляции . Широко известна
его книга История свечи
Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность
известных тогда «видов» электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества,
гальванического электричества и т.д. Стремление выявить природу электрического тока
привело его к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей.
Результатом исследований стало открытие в 1833 законов электролиза (законы Фарадея). В том
же году открыл диамагнетизм, в 1847 – парамагнетизм. Ввел ряд понятий – подвижности
(1827), катода, анода, ионов, электролиза, электродов (1834); изобрел вольтметр (1833). В 1830х годах предложил понятие поля, в 1845 впервые употребил термин «магнитное поле», а в 1852
сформулировал концепцию поля.
Георг Симон Ом
(1787 - 1854)
Немецкий физик, член-корреспондент Берлинской АН (1839).
Родился в Эрлангене. Окончил Эрлангенский университет
(1811). Преподавал математику, затем физику в различных
гимназиях. С 1833 года - профессор Нюрнбергской высшей
политехнической школы (с 1839 года - ректор), в 1849-1852
годах - профессор Мюнхенского университета.
Исследования относятся к электричеству, акустике, оптике,
кристаллооптике. Экспериментально открыл в 1826 году
основной закон электрической цепи, связывающий между
собой силу тока, напряжение и сопротивление (закон Ома). В
1827 году вывел его теоретически (для участка и полной
цепи), ввел понятия "электродвижущей силы", "падения
напряжения" и "проводимости". Выполнил (1830) первые
измерения э.д.с. источника тока.
Ом высказал мысль о сложном составе звуков. Установил
(1843), что ухо воспринимает как простой тон только тот звук,
который вызван простым синусоидальным колебанием, все
же прочие звуки воспринимаются как основной тон и
добавочные - обертоны (акустический закон Ома).
Член Лондонского королевского общества (1842). Медаль
Копли (1841).
Вильгельм Вебер
(1804- 1891)
Немецкий физик. В 1826 окончил университет в Галле. С 1827 преподавал там же (с
1828 профессор). В 1831-37 профессор Гёттингенского университета, в 1843-49
профессор Лейпцигского университета, с 1849 вновь Гёттингенского университета.
Основные научные работы Вебера - в области физики электричества и магнитных
явлений. Разработал абсолютную систему электрических и магнитных единиц.
Теоретически вывел закон взаимодействия движущихся зарядов, впервые введя
зависимость не только от величины и знака зарядов, но и от относительной скорости
их перемещения, однако теория, на которую он опирался, допускала существование
сил, мгновенно действующих на расстоянии, и игнорировала роль среды в передаче
взаимодействия. Вебер был одним из авторов гипотезы о прерывности электрического
заряда и электрического строения вещества. В 1856 совместно с Ф. Кольраушем
Вебер определил отношение заряда конденсатора в электростатических и магнитных
единицах и впервые обнаружил, что оно численно равно скорости света.
В 1833 году Карл Фридрих Гаусс и Вильгельм Вебер установили электрическую
телеграфную связь в Геттингене между физическим кабинетом и астрономической
лабораторией.
Когда между Дрезденом и Лейпцигом строилась железная дорога (1837 год)
руководители компании обратились к профессору Веберу с предложением об
использовании изобретения у них. Вебер ответил: «Ваша идея сама по себе выглядит
очень заманчивой. Однако вы глубоко ошибаетесь, если думаете, что это когда-либо
будет использовано для практических целей. То, что мы делаем с телеграфом,
является лишь вопросом физики, который никогда не будет внедрен в практику.
Невозможно представить, чтобы электрический телеграф когда бы то ни было стал
использоваться на железных дорогах». (О.Петрик «Курьезы техники» Будапешт:
Издательство Академии наук Венгрии, 1985. С.122)
Тесла Никола
(1856-1943 )
Считается отцом современной концепции энергосистем. Исследования магнитного поля,
создание первых индукционных электродвигателей, многофазных трансформаторов
принесли Никола Тесла широкую известность в научных и инженерных кругах.
Известно, что воззрения Никола Тесла на природу электромагнитных явлений отличались
от общепринятых. Впрочем это не помешало присвоению ему почётных учёных званий
ведущими научными центрами 13 стран, в том числе Парижским, Венским, Пражским и
многими другими университетами, но это была лишь надводная часть айсберга. Никола
Тесла сегодня - это технологии беспроводной передачи электроэнергии и прикосновение к
управлению временем ( проект "Радуга" и "Филадельфийский Эксперимент"). Некоторые
эксперименты, такие как электромобиль Тесла и шаровые молнии, продемонстрированные
им публике , до сих пор поражают воображение....
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года, в селе Смиляны (Хорватия) окончив
Политехнический институт в Граце (1878) и Пражский университет (1880), Никола Тесла
работал инженером - электротехником в Будапеште и Париже., где встретился с Томасом
Эдисоном и получил приглашение работать в лаборатории Эдисона.
В 1884 г, Никола Тесла переехал в Нью-Йорк, но работа у Эдисона продолжалась недолго.
Эдисон - бросивший все усилия на создание энергосистем постоянного тока, не смог
принять концепцию электромашин переменного тока, предложенных Тесла и Тесла ушёл.
Однако это не был шаг в никуда. Разглядев огромный потенциал разработок Теслы,
Джордж Вестингхаус (George Westinghouse) купил патенты на разработанные Теслой
системы передачи и распределения многофазных токов ( включая генераторы,
электродвигатели и трансформаторы) и применил их в своей гидроэлектростанции на
Ниагарском водопаде.
Тесла Никола
Никола Тесла получил финансовую независимость и внимание публики к своим разработкам. В
1888 Тесла открыл явление вращающегося магнитного поля, на основе которого построил
электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 сконструировал резонансный
трансформатор (трансформатор Тесла), позволяющий получать высокочастотные колебания
напряжения с амплитудой до миллиона Вольт, и первым указал на физиологическое воздействие
токов высокой частоты.
Наблюдаемые во время грозы стоячие волны электрического поля привели Тесла к идее о
возможности создания системы для обеспечения электроэнергией удаленных от генератора
потребителей энергии без использования проводов, приобретшей огромную известность после
экспериментов в Колорадо Спрингс (С помощью, катушки размером в 200 футов, полюс которой
возглавляла большая медная сфера, возвышающейся над его лабораторией, Тесла генерировал
потенциалы, которые разряжались стрелами молний длиной до 135 футов. Гром от
высвобождаемой энергии мог быть услышан за 15 миль. Люди, идущие по улицам были
поражены наблюдая искры, скачущие между их ногами и землей, и электрические огоньки
выпрыгивающие из крана, когда кто-нибудь откручивал его для того чтобы напиться воды. Вокруг
экспериментальной башни пылал шар света диаметром в 100 футов. Лошади в сбруе получили
шоковые электроудары через их металлические подковы и металлические предметы привязи на
стойлах. Даже насекомые были повреждены: бабочки стали наэлектризованными и "беспомощно
кружились кругами на своих крылья, бьющих струйками синих ореолов 'Огней Святого Эльма.'".
В 1899 Тесла публично продемонстрировал лампы и двигатели, работающие на высокочастотном
токе без проводов. В конце - концов эксперименты Тесла разрушили генератор на местной
электростанции и в 1900-м году Никола Тесла вернулся в Нью-Йорк, где взялся, по поручению
банкира Моргана (J.P. Morgan) за строительство башни для трансатлантической связи. Проект
был основан на идее резонансной раскачки ионосферы, предусматривал участие 2000 человек и
получил название "Wardenclyffe".
Тесла Никола
Морган выделил 150,000$ и участок в 200 акров на острове Long Island. Там и
началось строительство башни Shoreham, высотой 187 футов со стальной шахтой,
опущенной на 120 футов в землю. Эту башню возглавлял 55 тонный металлический
купол диаметром 68 футов. В 1905 -м году прошёл её пробный пуск принёсший
грандиозный успех: Ошарашенные журналисты писали, что он зажег небо на
пространстве в тысячи миль над просторами океана. Это был триумф и апогей.
Но конец подкрался незаметно. Ещё 12-ого декабря 1900-го года, Маркони послал
первый трансатлантический сигнал, письмо "S", из Ангийского Корнуэлла в Канаду
на Ньюфаундленд. Система связи Маркони оказалась гораздо более перспективной и
менее дорогостоящей, а Тесла не только вышел за пределы сметы, но и признался
Моргану что его целью была не система связи, а беспроводная передача энергии к
любой точке на планете. Но Моргана интересовала именно связь и он прекратил
финансирование. Проект постигло банкротство и опозоренный Тесла ушел в тень.
После закрытия проекта Ворденклиф в 1905 году Тесла как учёный выступает
анонимно, вплоть до своей смерти на 87 году жизни - 7 января 1943 года. В эти
последние годы Тесла предпочитал работать уединённо, вдали от людских глаз. Но
всё указывает на то, что этот период его жизни не был лишён новых открытий.
Джеймс Клерк Максвелл
(1831 — 1879)
Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня 1831 г.
Осенью 1841 г. отец отдал Джеймса в Эдинбургскую академию - учебное
заведение типа гимназии. Учился он сначала неважно, к занятиям относился
скептически, много болел. А для арифметики у Джеймса, говорили учителя, не
хватало находчивости. Переломный момент наступил в пятом классе, когда
началась геометрия. Она словно расковала силу его ума. Он занимался ею с
исключительным увлечением.
Однажды в Эдинбурге отец взял сына на заседание Королевского общества, где
при обсуждении проблемы о форме этрусских погребальных урн был поднят
вопрос: как построить совершенно правильный овал? Джеймс заинтересовался
этим и вскоре предложил необычно простой и очень остроумный способ
вычерчивания овальных кривых и эллипсов с помощью двух булавок (в точках
фокусов) и связанной в кольцо нити. Эту работу юного Максвелла «О черчении
овалов и об овалах со многими фокусами» на заседании Лондонского
Королевского общества доложил профессор Форбс. Работа была признана
всеми и опубликована в «Трудах» общества.
Исчерпав возможности Эдинбургского университета за 3 года, Максвелл в 1850
г. переводится в Кэмбридж, в Тринити-колледж, где в свое время учился
Ньютон.
Эмилий Христианович Ленц
(1804-1865)
Эмилий Христианович Ленц родился 24 февраля 1804 года в Дерпте
(ныне Тарту). В 1820 году он окончил гимназию и поступил в Дерптский
университет. Самостоятельную научную деятельность Ленц начал в
качестве физика в кругосветной экспедиции на шлюпе "Предприятие"
(1823-1826). В 1827 году он выполнил обработку полученных данных и
проанализировал их. В феврале 1828 года Ленц представил в Академию
наук доклад "Физические наблюдения, произведенные во время
кругосветного путешествия под командованием капитана Отто фон
Коцебу в 1823, 1824, 1825 и 1826 гг.". За этот труд в мае 1828 года Ленц
был избран адъюнктом Академии по физике.
Начиная с 1831 и по 1836 год он занимался изучением
электромагнетизма. Ленц, открыл закон, определивший направление
индуцируемого тока. Он известен сейчас как правило Ленца. 29 ноября
1833 году это открытие было доложено Академии наук. В 1834 году
Ленца избрали ординарным академиком по физике.
В 1842 году Ленц открыл независимо от Джеймса Джоуля закон,
согласно которому количество тепла, выделяющегося при прохождении
электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока
сопротивлению проводника и времени. Совместно с Борисом
Семеновичем Якоби Ленц разработал методы расчета электромагнитов в
электрических машинах, установил существование в последних
"реакции якоря". Он изучал зависимость сопротивления металлов от
температуры.
Продолжение статьи
Джеймс Клерк Максвелл
Максвелл, который обладал уже огромным запасом знаний, правда, же году он разработал
метод изучения напряжений в поляризованном свете. находящихся пока в беспорядке,
твердо решил посвятить себя физике. Он начинает изучать "Экспериментальные
исследования по электричеству" Фарадея. «Я решил, - писал Джеймс, - не читать ни одного
математического труда из этой области, пока не изучу вполне основательно это сочинение».
В 1854 г. Максвелл успешно выдержал выпускной экзамен, заняв второе место, и был
оставлен в Тринити-колледже для подготовки к профессорскому званию. Здесь он читает
лекции по гидравлике и оптике, занимается исследованиями по теории цвета.
В 1855 - 1856 гг. Максвелл закончил свою первую работу по электромагнетизму «О
фарадеевых силовых линиях», в которой показал себя не только способным, но уже
сложившимся ученым - исследователем. В 1860 г. он покинул Абердин, получив кафедру в
Кингс-колледже, в Лондонском университете. Здесь впервые Максвелл встретился с
Фарадеем, который к этому времени был уже болен. Именно в лондонский период ученый
развивает свою теорию поля. Ей посвящен ряд работ: «О физических линиях силы» (1861 1862), «Динамическая теория поля» (1864 - 1865). Вот в этой последней работе и дана
система знаменитых уравнений. Теория Максвелла, по словам Герца, - это уравнения
Максвелла. Суть этой теории сводилась к тому, что изменяющееся магнитное поле создает
не только в окружающих телах, но и в вакууме вихревое электрическое поле, а оно, в свою
очередь, вызывает появление магнитного поля. «Теория, которую я предлагаю, - пишет
Максвелл, -может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет дело
с пространством, окружающим электрические или магнитные тела, и она может быть
названа также динамической теорией, поскольку она допускает, что в этом пространстве
имеется материя, находящаяся в движении, посредством которой и производятся
наблюдаемые электромагнитные явления».
Джеймс Клерк Максвелл
Теория электромагнитного поля Максвелла знаменовала собой начало нового этапа в
физике. Именно на этом этапе развития физики электромагнитное поле стало
реальностью, материальным носителем взаимодействия. Мир постепенно стал
представляться электродинамической системой, построенной из электрически заряженных
частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. Большинство физиков
исключительно высоко оценили теорию Максвелла. Пуанкаре считал ее «вершиной
математической мысли». «Самым увлекательным предметом во время моего учения была
теория Максвелла. Переход от сил дальнодействия к полям, как основным величинам,
делал эту теорию революционной», - писал А. Эйнштейн. Но и это не все. Анализируя
свои уравнения, Максвелл пришел к выводу, что должны существовать электромагнитные
волны, причем скорость их распространения должна равняться скорости света. Отсюда
был сделан совершенно новый вывод: свет есть разновидность электромагнитных волн.
Так, по словам Луи де Бройля, Максвелл «сделал всю оптику частной главой
электромагнетизма». На основе своей теории Максвелл предсказал существование
давления, оказываемого электромагнитной волной (а значит, и светом), и вычислил его.
Оно оказалось равным плотности энергии электромагнитного поля. Предсказание
Максвелла блестяще доказал экспериментально Петр Николаевич Лебедев в 1899 г.
В 1867 г. умирает Фарадей. Глубоко переживает Максвелл смерть своего кумира. Он
убежден, что лучшим памятником Фарадею будет наибыстрейшее окончание «Трактата об
электричестве и магнетизме». Восемь лет отдал Максвелл «Трактату». Это вершина его
научного творчества, это настоящая энциклопедия электромагнетизма.
Умер Максвелл 5 ноября 1879 г. в возрасте сорока восьми лет. Но смерть оказалась
бессильна против того, что было сделано этим выдающимся ученым в науке. Физика
навсегда увековечила имя этого замечательного ученого, в честь которого, как никого
другого, пожалуй, в ней имеется столько названий: «уравнения Максвелла»,
«электромагнитная теория Максвелла», «закон Максвелла», «статистика Максвелла Больцмана», «распределение Максвелла», «правило и ток Максвелла», «Максвелл» единица измерения магнитного потока в системе СГС.
Викторина «Люди науки»
1. О нем великий Максвелл сказал: «Исследования..., в которых он установил
законы механического взаимодействия электрических токов, принадлежат к числу
самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке. Теория и опыт как
будто в полной силе и законченности вылились сразу из головы этого «Ньютона
электричества». На его надгробном памятнике высечены слова: "Он был так же
добр и так же прост, как и велик".
2. Он открыл один из важнейших количественных законов цепи электрического
тока. Он установил постоянство силы тока в различных участках цепи, показал, что
сила тока убывает с увеличением длины провода и с уменьшением площади его
поперечного сечения. Он нашел ряд из многих веществ по возрастанию
сопротивления.
3. Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде
"Гальваническая цепь, разработанная математически", вышедшем в 1827 году.
4. В 1823-1826 гг. он принимал участие в кругосветной экспедиции в должности
физика, где ярко проявился его изобретательский талант. Будучи академиком, он
направляет свои исследования в область электричества. Энергетический подход к
электрическим явлениям был методом его исследований.
-5. По профессии пивовар, он был прекрасным экспериментатором, исследовал
законы выделения теплоты электрическим током, внес большой вклад в
кинетическую теорию газов.
Викторина «Люди науки»
6. Он был рыцарем Почетного легиона, получил звание
сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить
заседания Французской Академии Наук, где он выступал. Он
изобрел электрическую батарею, пышно названную "короной
сосудов".
7. Он стал академиком в 39 лет, причем в избрании не играли
ни малейшей роли его работы по магнетизму и электричеству.
Их, по существу, не было. Он был избран по секции геометрии
за исследования в области математики и химии.
8. Он славился своей рассеянностью. Про него рассказывали,
что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде
свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.
9. Он открыл один из важнейших законов электричества в 1785
г., используя для этого крутильные весы. Прием,
использованный им, лишний раз доказывает, что
изобретательность человеческого ума не знает границ.
Викторина «Люди науки»
Ответы:
1. Ампер
2. Ом
3. Ом
4. Ленц
-5. Джоуль
6. Вольта
7. Ампер
8. Ампер
9. Кулон
Последняя страница
Презентацию подготовил :
Лёвин Андрей
Кл. 8-1
http://tmn.fio.ru/works/58x/311/index.htm
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
29
Размер файла
1 794 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа