Читать онлайн «Популярная история — от электричества до телевидения». Страница 10

1805 г. Гротгус

В 1805 году молодой литовский геолог (немец по национальности) Теодор Гротгиус (1785–1822) прибыл в Рим из Неаполя, где он принимал участие в экспедиции на Везувий. По прибытии он опубликовал на французском языке небольшое теоретическое исследование по вопросу разложения воды электричеством — первое научное исследование на эту тему, которое объясняло механизм разложения воды поляризацией молекул, при которой атом кислорода в молекуле поворачивался в сторону положительного полюса, а водород в сторону отрицательного. Исследование было напечатано в Париже в журнале «Annalen де Chemie», затем перепечатано в английских и немецких журналах. Постепенно к теории Теодора Гротгуса присоединились многие ведущие химики, в том числе Дэви — в большей степени теория уроженца Литвы Теодора Гротгуса оказалась верной и сохранилась до наших дней. [11].

В 1807 году, 6 ноября, английский химик Хэмфри Дэви открыл новый элемент — потассий — калий. Открытие он впервые сделал путем разложения едкого кали электричеством. Дэви писал:

«щелочь та в течение нескольких минут поддерживалась в состоянии яркокрасного каления и полной подвижности. Ложечка находилась в соединении с сильно заряженной положительной стороной батареи из 100 пластин в 6 дюймов, соединение же с отрицательной стороной осуществлялось с помощью платиновой проволоки. При этом разложении наблюдался ряд блестящих явлений. Кали оказалось очень хорошим проводником, и до тех пор, пока цепь не была разомкнута, у отрицательной проволоки был виден чрезвычайно интенсивный свет и колонна пламени, которая, по-видимому, находилась в связи с выделением горючего вещества и подымалась над точкой соприкосновения проволоки с кали. Когда порядок соединения был обращен так, что платиновая ложечка была сделана отрицательной, яркое и постоянное свечение возникло у противоположной точки; явлений воспламенения вокруг нее не наблюдалось, но шарики (это металлический калий), напоминающие пузырьки газа, поднимались в кали и вспыхивали при соприкосновении с воздухом. Платина, как и можно было ожидать, была заметно разъедена, и особенно сильно после соединения ее с отрицательным полюсом. Щелочь в этих опытах оставалась сухой, и представлялось вероятным, что горючее вещество происходило вследствие ее разложения.». [24].

В 1807 году англичанин Дэви с помощью электрического разложения открыл металлический натрий, в 1808 году он открывает магний, стронций, барий, кальций — 30-летний Дэви за 2 года стал величайшим химиком и первооткрывателем современности.

В 1809 году, 22 июля, немецкий анатом Самуэль Томас фон Земмеринг (1755–1830) первым завершил изготовление электролитического телеграфа с 35 проводами. [32]. Свой телеграф Земмеринг продемонстрировал на заседании Мюнхенской Академии наук. Индикатором сигнала, передаваемого с помощью «столба Вольта», были пузырьки водорода на отрицательных электродах в общей кювете с водой. Знал ли Земмеринг о работе Сальва (см. 1804 г.) неизвестно, но его телеграф от идеи Сальва не отличался. В настоящее время аппарат Земмеринга хранится в музее в Мюнхене.

Рис 9. Макет телеграфа Земмеринга по [44]

В 1811 году Хэмфри Дэви стал в своих опытах использовать большую батарею Королевского института из 2000 элементов, в том числе он обнаружил, что между двумя полюсами с угольными электродами возникает электрическая дуга, которая производит свет. В работе 1812 года Дэви писал: «при удалении полюсов на 6–7 дюймов разряды происходили в виде необычайно красивой пурпурной струи света». Открытие Дэви светового действия электрической дуги особого общественного внимания не вызвало, в этом смысле повторилась история русского профессора Петрова (см. 1803 год.). [11].

В 1811 году профессор Парижского университета Симеон Дени Пуассон (1781–1840) впервые применил математическую теорию потенциала к электростатике, он сформулировал «теорему Пуассона». Согласно этой теореме напряженность поля в точке у поверхности проводника пропорциональна плотности зарядов на проводнике. Пуассон дал математический инструмент для расчета распределения электричества на поверхностях различных проводников. В современной теории электростатики важным остается «уравнение Пуассона», которое для точечного заряда имеет удивительно простой вид:

Рис 10. Уравнение Пуассона для точечного заряда.

Великий математик и физик Пуассон, кроме того, известен по своим работам по теории вероятности («распределение Пуассона»), теории упругости («коэффициент Пуассона») и многим-многим работам по механике, астрономии, теории теплоты — изучение его заслуг перед наукой приводит к одной мысли — ПУАССОН!!!

В 1812 году преподаватель физики из лицея в Вероне Джузеппе Замбони (1776–1846) первым предложил оригинальную конструкцию сухой батареи — «столб Замбони». Идея Замбони состояла в использовании в батарее в качестве элементов практически «конфетных бумажек» или поделочной «золотой» (во времена Замбони эта фольга была медной) и «серебряной» (цинковая фольга) бумаги с клеящим слоем, на который Замбони наносил молотый древесный уголь обработанный кислотой либо двуокисью марганца, кроме того Замбони учел впитывание бумагой влаги из воздуха — это делало угольный порошок слегка влажным. Вырезанные фольгированные бумажки были в столбе Замбони сложены попарно («золотая» — «серебряная») и туго стянуты на едином стержне. Столб помещался в стеклянный цилиндр и был достаточно компактным [33].

Столб Замбони позволял сравнительно просто набрать 900 слоев батареи, что давало напряжение выше 1000 вольт, имелись образцы столба Замбони на еще большие напряжения — до 10000 вольт. В 1814 году Джузеппе Замбони на основе двух своих столбов создал макет-игрушку — «маятник Замбони», где столбы использовались как источники мощного электростатического заряда разной полярности, а между ними колебательные движения совершал маятник в виде латунного кольца. «Маятники Замбони» как пример «вечного» электромотора были популярны в начале 19-го века. Остроумная идея Замбони сделала его «сухую» (а на самом деле всегда немного влажную) батарею практически вечной — батареи в Институте физики в Модене проработали с «маятником Замбони» более 100 лет (!) начиная с 1839 года. [34].

Рис 11. Столб Замбони, по [33]

В 1812 году уроженец Ревеля русский дипломат Павел Шиллинг фон Канштадт (1786–1837) первым применил вольтову батарею для дистанционного подрыва мин. Шиллинг фон Канштадт присутствовал на опытах своего хорошего знакомого Земмеринга в Мюнхене (см. 1809 г.), и способы изоляции проводов навели его на мысль о военном применении электричества от «вольтова столба». До него попытки подрыва зарядов от электростатических машин и лейденских банок предпринимали многие, но военных останавливала ненадежность аппаратуры, идея Шиллинга по этой же причине сразу русскими военными принята не была, до ее реального использования прошло еще 15 лет.

«Первые свои опыты с электрическим воспламенением мин Шиллинг начал в 1812 г. Об этом говорит в своем дневнике мюнхенский профессор Земмеринг. В дневнике 8 апреля 1812 г. записано, что Шиллинг рассказывал Земмерйнгу о своем способе электрического взрыва мин, а 13 мая того же года записано, что „Шиллинг радуется, как ребенок, своему электрическому проводнику“. В том же дневнике профессора Земмеринга, а также и в труде нашего академика Гамеля, посвященном работам Шиллинга, содержится указание, что Шиллинг между 7 и 18 октября (ст. стиль) 1812 г. показывал генералу Вольцогену (одному из известных генералов двенадцатого года) взрыв мин, заложенных в Неве, произведенный гальваническим током. По сведениям, сообщаемым академиком Гамелем, Шиллинг демонстрировал свой метод взрывания мин в Париже, но уже в 1814 или 1815 г. Как это часто бывает, значение нового изобретения для военных целей не было сразу понято специалистами своего времени, но уже к 1828 г. отношение военного ведомства к изобретению Шиллинга коренным образом изменилось. Правда, за этот период Шиллинг много поработал над улучшением своего изобретения и ввел ряд усовершенствований, в частности в устройство батареи (столба), делавших применение ео системы более надежной. Попытки применения электрического воспламенения мин относятся уже ко времени русско-турецкой войны 1828 г.» [25].