|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Закон Ерстеда. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття Ідея зв'язку електрики і магнетизму, що сягає найпростішої подібності тяжіння пушинок бурштином і залізної тирси магнітом, носилася в повітрі, і багато кращих розумів Європи були нею захоплені. У літературі були відомі факти намагнічування залізних голок електричною іскрою, розмагнічування компасів блискавкою. У трактаті з гальванізму Альдіні (1804) згадується про Можона, що намагнітив сталеву голку вольтовим стовпом, і Романьозі, який спостерігав відхилення магнітної стрілки при дії Вольтова стовпа. Але всі ці факти мали характер випадкових спостережень і не тільки не узагальнювалися, а й не описувалися скільки-небудь точно. Заслуга Ерстеда полягає, перш за все, у тому, що він зрозумів важливість та новизну свого відкриття та привернув до нього увагу вченого світу. "Вчений датський фізик, професор, - писав ампер- своїм великим відкриттям проклав фізикам новий шлях досліджень. Ці дослідження не залишилися безплідними; вони привернули до відкриття безлічі фактів, вартих уваги всіх, хто цікавиться прогресом. Ганс Християн Ерстед (1777-1851) народився на датському острові Лангеланд у містечку Рюдкобінг у сім'ї бідного аптекаря. Сім'я постійно потребувала, тому початкову освіту братам Гансу Християну та Андерсу довелося отримувати де доведеться. Вже дванадцять років Ганс змушений стояти за стійкою батьківської аптеки. Тут медицина надовго полонила його, потіснивши хімію, історію, літературу і ще більше зміцнила в ньому впевненість у його науковому призначенні. Він вирішує вступати до Копенгагенського університету, де береться за все – медицину, фізику, астрономію, філософію, поезію. Золота медаль університету 1797 була присуджена йому за есе "Кордони поезії та прози". Наступна його робота, також високо оцінена, стосувалася властивостей лугів, а дисертація, яку він отримав звання доктора філософії, була присвячена медицині. У двадцять років Ерстед отримав диплом фармацевта, а двадцять два роки ступінь доктора філософії. Блискуче захистивши дисертацію, Ганс їде за напрямом університету на стажування до Франції, Німеччини, Голландії. Там Ерстед слухав лекції про можливості дослідження фізичних явищ за допомогою поезії, зв'язку фізики з міфологією. У 1806 Ерстед стає професором Копенгагенського університету Захопившись філософією Шеллінга, він багато думав про зв'язок між теплотою, світлом, електрикою і магнетизмом. У 1813 році у Франції виходить його праця "Дослідження ідентичності хімічних та електричних сил". У ньому він уперше висловлює ідею про зв'язок електрики та магнетизму. Він пише: "Слід випробувати, чи не робить електрику... будь-яких дій на магніт..." Його міркування були простими: електрика народжує світло - іскру, звук - тріск, нарешті, воно може виробляти тепло - дріт, що замикає затискачі джерела струму, що нагрівається. Чи не може електрика виробляти магнітні дії? Кажуть, Ерстед не розлучався із магнітом. Той шматочок заліза мав безперервно змушувати його думати у цьому напрямі. Магніт зробив, мабуть, чимало миль у Ерстедовому сюртуку. Сьогодні будь-який школяр легко відтворить досвід Ерстеда, продемонструє "вихор електричного конфлікту", насипавши на картон, через центр якого проходить дріт із струмом, залізна тирса. Але виявити магнітні дії струму було нелегко. Їх намагався виявити російський фізик Петров, поєднуючи полюси своєї батареї залізними та сталевими пластинками. Він не виявив ніякого намагнічування пластин після кількох годин пропускання через них струму. Є відомості і про інші спостереження, проте з повною достовірністю відомо, що магнітні дії струму спостерігав та описав Ерстед. 15 лютого 1820 року Ерстед, вже заслужений професор хімії Копенгагенського університету, читав своїм студентам лекцію. Лекція супроводжувалася демонстраціями. На лабораторному столі були джерело струму, провід, що замикає його затискачі, і компас. Коли Ерстед замикав ланцюг, стрілка компаса здригалась і поверталася. Під час розмикання ланцюга стрілка поверталася назад. Це було перше експериментальне підтвердження зв'язку електрики та магнетизму, того, що так довго шукали багато вчених. Здається, все ясно. Ерстед продемонстрував студентам ще одне підтвердження давньої ідеї про загальний зв'язок явищ. Але чому виникають сумніви? Чому довкола обставин цієї події згодом розгорілося так багато суперечок? Справа в тому, що студенти, які були присутні на лекції, розповідали потім зовсім інше. За їхніми словами, Ерстед хотів продемонструвати на лекції лише цікаву властивість електрики нагрівати дріт, а компас опинився на столі зовсім випадково. І саме випадковістю пояснювали вони те, що компас лежав поруч із цим дротом, і зовсім випадково, на їхню думку, один із пильних студентів звернув увагу на стрілку, що повертається, а здивування і захоплення професора, за їхніми словами, були непідробними. Сам же Ерстед у своїх пізніших роботах писав: "Усі присутні в аудиторії свідки того, що я заздалегідь оголосив про результат експерименту. Відкриття, таким чином, не було випадковістю, як хотів би зробити висновок професор Гільберт з тих висловів, які я використав при першому оповіщенні. про відкриття". Чи випадково те, що саме Ерстед зробив відкриття? Адже щасливе поєднання потрібних приладів, їхнього взаємного розташування та "режимів роботи" могло вийти в будь-якій лабораторії? Так це так. Але в даному випадку випадковість закономірна - Ерстед був серед тоді ще небагатьох дослідників, які вивчають зв'язки між явищами. Однак варто повернутися до суті відкриття Ерстеда. Слід сказати, що відхилення стрілки компаса в лекційному досвіді було дуже невеликим. У липні 1820 року Ерстед знову повторив експеримент, використовуючи потужніші батареї джерел струму. Тепер ефект став значно сильнішим, причому тим сильнішим, чим товстішим був дріт, яким він замикав контакти батареї. Крім того, він з'ясував одну дивну річ, яка не вкладається в ньютонівські уявлення про дію та протидію. Сила, що діє між магнітом і дротом, була спрямована не по прямої, що з'єднує їх, а перпендикулярно до неї. Висловлюючись словами Ерстеда, "магнітний ефект електричного струму має круговий рух довкола нього". Магнітна стрілка ніколи не вказувала на дріт, але завжди була спрямована по дотичному до кіл, цей дріт оперізуючим. Начебто довкола дроту вихорялися невидимі згустки магнітних сил, що тягнуть легку стрілку компаса. Ось чим було вражено вченого. Ось чому у своєму чотиристорінковому "памфлеті" він, побоюючись недовіри та глузувань, ретельно перераховує свідків, не забуваючи згадати про жодну з їхніх наукових заслуг. Ерстед, даючи загалом неправильне теоретичне тлумачення експерименту, заронив глибоку думку про вихровий характер електромагнітних явищ. Він писав: "Крім того, зі зроблених спостережень можна зробити висновок, що цей конфлікт утворює вихор навколо дроту". Іншими словами, магнітні силові лінії оточують провідник зі струмом або електричний струм є вихором магнітного поля. Такий зміст першого основного закону електродинаміки, і в цьому є відкриття вченого. Досвід Ерстеда доводив не лише зв'язок між електрикою та магнетизмом. Те, що відкрилося йому, було новою таємницею, яка не вкладається в рамки відомих законів. 21 липня 1820 року в Копенгагені вийшла латинською мовою брошура "Досліди, що стосуються дії електричного конфлікту на магнітну стрілку" Ерстед розіслав її у всі вчені установи та фізичні журнали. Цим він хотів наголосити на важливості свого відкриття. І справді, відкриття Ерстеда справило враження наукової сенсації і викликало такий потужний резонанс, що можна без перебільшення сказати: сталося друге народження гальванізму. Внаслідок відкриття Ерстеда вдалося встановити зв'язок між двома групами явищ, які з часів Гільберта вважалися принципово різними. Було відкрито новий вид взаємодії. До цього часу фізика знала центральні сили. Провід не притягує і не відштовхує полюсів стрілки, а встановлює її перпендикулярно до своєї довжини. "Досвід Ерстеда абсолютно неприємний елементарним правилам механіки", - зауважує Араго. Зрештою, нове відкриття давало в руки фізикам засіб побудувати чутливий та зручний індикатор електричного струму. І вже у вересні 1820 року Швейггер винайшов мультиплікатор, а в 67-му томі "Гільбертівських анналів" за 1821 з'явився опис Поггендорфа конструкції мультиплікатора в його сучасній шкільній формі. І останнє, ефективність і гнучкість нової взаємодії становили зерно майбутніх технічних додатків електричної сили. Після виходу мемуару Ерстеда подальші події розвивалися у вельми незвичному для неквапливої тоді науки темпі. Вже за кілька днів мемуар з'явився у Женеві, де на той час був із візитом Араго. Перше ж знайомство з досвідом Ерстеда довело йому, що знайдено розгадку завдання, над яким бився і він, і багато інших. Враження від дослідів було настільки велике, що один із присутніх під час демонстрації піднявся і з хвилюванням вимовив фразу, яка згодом стала знаменитою: "Пане, відбувається переворот!" Араго повертається до Парижа приголомшений На першому ж засіданні Академії, на якому він був присутній відразу після повернення, 4 вересня 1820 року він робить усне повідомлення про досліди Ерстеда. Записи, зроблені в академічному журналі ліниво рукою протоколіста, свідчать, що академіки просили Араго вже на наступному засіданні, 22 вересня, показати всім присутнім досвід Ерстеда, що називається, "в натуральну величину". Повідомлення Араго з особливою увагою слухав академік Ампер. Він, можливо, відчув у той момент, що настав його час перед лицем усього світу прийняти з рук Ерстеда естафету відкриття. Він довго чекав цієї години – близько двадцяти років, як Араго та як Ерстед. І ось годину пробив – 4 вересня 1820 року Ампер зрозумів, що має діяти. Лише за два тижні він повідомив світові про результати своїх досліджень. Автор: Самін Д.К.
▪ Електрон
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Діти вчаться брехати, щоб виправдовувати очікування дорослих ▪ 7-нм настільні APU Renoir - Ryzen 4000G, PRO 4000G та Athlon PRO 3000G ▪ Компактне 3-х фазне джерело живлення TDR-480 ▪ Відеоокуляри для ігроманів та кіноманів ▪ Світлодіодні матриці зі світловим потоком до 6000 лм
▪ Розділ сайту Передача даних. Добірка статей ▪ стаття Крот історії. Крилатий вислів ▪ стаття Хто поставив свій Роллс-Ройс на гусениці, щоб їздити на полювання? Детальна відповідь ▪ стаття Директор підприємства житлового господарства. Посадова інструкція ▪ стаття Телефонний фільтр ADSL. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Фокус із появою в руках 14 кульок. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page