Читать онлайн «Популярная история — от электричества до телевидения». Страница 12

1821 г. Дэви, Волластон, Фарадей

Как мы помним, в 1820 году, 21 июля, руководитель датской науки секретарь Датского королевского общества Ханс Эрстед опубликовал работу, которая знаменовала переворот в науке об электричестве, сравнимый разве что с созданием Вольта в 1800 году своего столба. А месяцем ранее, 19 июня 1820 года в Англии умер президент Лондонского королевского общества Джозеф Банкс, который возглавлял британскую науку 42 года. Временно президентом был избран Уильям Волластон (1766–1828) (наиболее известен как первооткрыватель палладия и родия), который 20 ноября 1820 года уступил свое место Хэмфри Дэви. Честолюбие Дэви было удовлетворено, но дополнительного авторитета он не снискал, ибо уже был известен в научном мире как великий химик. [37].

В 1821 году Дэви, заинтересовавшийся работами Эрстеда, сделал свое последнее крупное открытие — он обнаружил, что «вольтова дуга» отклоняется магнитом, о чем 5 июля 1821 года доложил на заседании королевского общества.

«В тот самый день, когда в Лондоне стала известна работа Эрстеда, Дэви принес в лабораторию Королевского института экземпляр статьи и вместе с Фарадеем приступил к опытам Эрстеда, проделывая их согласно описаниям автора.». [38].

В 1826 году Хэмфри Дэви серьезно заболел, в 1827 году он оставил пост президента и 29 мая 1829 года умер в Женеве — эпоха великого химика Дэви завершилась.

В апреле 1821 года Волластон, также заинтересовался работами Эрстеда и Ампера, и первым высказал мысль, что движение магнитной стрелки у проводника с током можно превратить в непрерывное вращение. Волластон провел серию экспериментов в лаборатории королевского института, но практического результата не достиг.

Вскоре работы Волластона без извещения последнего продолжил талантливый помощник Хэмфри Дэви самоучка Майкл Фарадей (1791–1867), который узнал об идее Волластона из его разговора с Дэви. Уже в 1821 году Фарадею первому удалось создать взаимноеэлектромагнитное вращение — он показал, что и проводник с током может вращаться вокруг магнита и намагниченные иглы могут вращаться вокруг проволоки с током. В декабре 1821 года Фарадею удался опыт с вращением проволоки с током в магнитном поле Земли. Все эти достижения проходили на фоне скандала с украденной Фарадеем у Волластона идеи о создании вращения — многие ученые обвинили Фарадея в плагиате. Проблема состояла и в том, что Фарадей опубликовал отчет о своих работах без упоминания заслуг Волластона. Первым кто осудил действия Фарадея был его учитель Дэви, и он оставался в своем мнении до конца. Фарадей объяснился с Волластоном, и знаменитый химик простил 30-летнего физика. Фарадей впоследствии сделал много выдающихся открытий, но не будем забывать и его некрасивый поступок в 1821 году.

Андре Ампер наиболее глубоко проник в суть открытия Эрстеда и первым провел новые оригинальные эксперименты. В 1822 году, 4 сентября, на заседании Парижской академии он доложил о своем успешном опыте по притягиванию магнитом подвешенного замкнутого витка плоской медной немагнитной проволоки, который находился в витке проволоки с током, — тем самым он первым пришел к выводу, что электрический ток, проходя близ тел способных проводить токи, способен возбуждать в них электричество и вызывать движение. Сообщение Ампера было воспринято с недоверием — некоторые ученые решили, что медная проволока у Ампера содержала примесь железа и именно поэтому притягивалась магнитом, в то время как это было новое большое открытие. [11]. На эффекте, открытом Ампером в 1822 году, и поныне работают все электродвигатели, более того чем чище медь провода у обмоток двигателя — тем выше качество работы электродвигателя.

В 1822 году появились сообщения об открытии в 1821 году членом Берлинской академии уроженцем города Ревель Томасом Зеебеком (1770–1831) явления «термомагнетизма», которое позднее стали называть «термоэлектричеством» или «эффектом Зеебека» — состоявшем в появлении электрического напряжения у пары металлов под действием теплоты. Работа Зеебека об его открытии «Magnetische Polarisation der Metalle durch Temperaturdifferenz» вышла в Берлине в 1825 году.

«Положив друг на друга две пластинки из меди и висмута, он присоединил их к обороту мультипликатора; при этом он заметил, что каждый раз, когда он прижимал рукой концы проволок мультипликатора к пластинкам, магнитная стрелка отклонялась на несколько градусов. При этом влажность руки не играла никакой роли, так как, нажимая на проволоки через мокрую бумагу, Зеебек вовсе не получал отклонений, тогда как продолжительное нажимание руками через стекло или металл тоже давало отклонение. Последнее обстоятельство навело Зеебека на счастливую мысль, что действующим агентом в данном случае является теплота руки, — что разность температур в местах соприкосновения металлической цепи является источником освобождающегося магнетизма, причиной магнитных действий. Находясь под влиянием господствовавших тогда представлений о совместном существовании в проволоке цепи электричества и магнетизма, Зеебек описал найденные им явления под названием термомагнетизма. Понятно, что позднее, когда было открыто явление гальванической индукции и в связи с этим за теорией Ампера была признана окончательная победа, приведенное выше название было заменено более подходящим термином — термоэлектричество.». [11].

На «эффекте Зеебека» в настоящее время работают разнообразные термопары, широко применяющиеся во всей мировой промышленности для измерения температуры. Термопары применяют в приборостроении, металлургии, нефте-газодобыче, авиации, космонавтике, медицине и еще в сотнях отраслей. Цены термопар занимают диапазон от очень дешевых — для бытовых мультиметров, до очень дорогих для космонавтики. И все это многообразие основано на открытии уроженца Эстонии Томаса Зеебека.

В 1823 году датские физики Эрстед и Фурье на основании устных сообщений о работах Томаса Зеебека 1821–1822 г. г. построили первый термоэлектрический столб — соединенные последовательно элементы из сурьмяно-висмутовых пластинок. На этом столбе датчане продемонстрировали электрохимическое действие путем разложения медных солей. Свою работу Эрстед и Фурье опубликовали в Дании в 1823 году, и предложили Зеебеку его эффект называть термоэлектрическим — на что Томас Зеебек возражал. Окончательно электрическая природа эффекта Зеебека была экспериментально показана в 1836 году, когда физики Антинори и Линари получили электрическую искру от столба из 25 сурьмяно-висмутовых элементов.

В 1825 году английский изобретатель военный преподаватель Уильям Стёрджен (1783–1850) продемонстрировал свой первый электромагнит.

«Первый в мире электромагнит, продемонстрированный Вильямом Стердженом 23 мая 1825 года Британскому обществу искусств, представлял собой согнутый в подкову лакированный железный стержень длиной 30 см и диаметром 1,3 см, покрытый сверху одним слоем неизолированной медной проволоки. Питался он от химического источника тока. Весил электромагнит 200 Г, а удерживал на весу 3600 Г. Этот магнит значительно превосходил по силе природные магниты такого же веса. Это было блестящее по тем временам достижение.». [39].

В 1826 году уроженец Эрлангена (сын слесаря) доктор математики и приват-доцент математики в Кёльне Георг Симон Ом (1787–1854) путем экспериментов установил формулу своего впоследствии знаменитого и простого «закона Ома»V = IR, которая связывала электроскопическую силу V, ток I, и сопротивление (у Ома проводимость) R.

В 1827 году в Берлине Георг Ом опубликовал работу «Die Galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet», в которой представил свой, впоследствии, фундаментальный закон, но эта работа прошла незамеченной. Непризнанный гений Георг Ом вынужден был в 1828 году покинуть кафедру в Кёльне и 6 лет на собственные скудные средства вести научную и экспериментальную работу самостоятельно без чьей-либо поддержки. В 1833 году Георг Ом получил должность профессора физики в Нюрнберге, но его закон все еще не был признан во всем научном мире. В Германии знали о работах Ома и относились к ним с большим уважением, в то время как в Англии и Франции работы Георга Ома «не замечали». Только в 1837 году, когда французский физик Клод Пулье (1798–1868) «переоткрыл» закон Ома под своим именем (Пулье чуть было не стал автором «закона Пулье», но в 1845 году в письме признался, что читал работы Георга Ома по гальванической цепи и считает его автором приоритета от 1827 года), и в 1839 году, когда один из изобретателей гальванометра Поггендорф показал, что исследования в области гальванических батарей, получаемые в эксперименте с большим трудом, весьма просто следуют из «закона Ома» — англо — франко — итальянский научный мир со скрипом признал фундаментальный приоритет немецкого математика. В 1841–60 гг. работа Ома была переведена на английский, итальянский, французский языки, в 1841 году Лондонское королевское общество опомнилось и наградило Георга Ома медалью.