История и методология естествознания. Кудрявцев С.П. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

полюсами земного магнита. Он показал, что при разламывании магнита всегда получаются магниты с двумя
полюсами. И сейчас не удается разделить полюсы магнита. Изучая электрические явления, он обнаружил, что
кроме янтаря, свойством притягивать легкие предметы после натирания приобретают алмаз, сапфир, аметист,
сера, смола и др., которые Гильберт назвал электрическими, т.е. подобными янтарю. Прочие тела он назвал не-
электрическими. Так, в науку вошел термин "электричество". Между электрическими и магнитными явлениями
Гильберт не обнаружил никакого сходства, и его взгляд продержался в науке более 200 лет, пока не было от-
крыто магнитное поле, создаваемое электрическим током.
Большой вклад в изучение электрических явлений внес один из основателей США Франклин (1706 –
1790). Он экспериментально доказал электрическую природу молнии, заявив, что молния есть ни что иное, как
разряд, возникающий между двумя телами, заряженными электричеством противоположных знаков. Один из
его опасных экспериментов Франклин провел в 1752 г. в грозу, когда он запустил змея, на котором было укреп-
лено железное острие. К концу бечевки, с помощью которой был запущен змей, прикреплялся стальной ключ и
шелковая лента, за которую держался Франклин. После того, как дождь смочил бечевку, заряд, извлекаемый из
облаков, стекал по бечевке, и когда Франклин подносил к ключу палец, то возникала сильная искра. Эти экспе-
рименты вызвали большой интерес. Известный русский ученый Рихман, изучая это явление, был убит молнией
в грозу в июле 1753 г. Франклину принадлежит формулировка закона сохранения электрических зарядов, а так-
же идея громоотвода.
Первый громоотвод, мало отличавшийся от современных, был установлен Франклином в 1760 г. в Фила-
дельфии на крыше дома купца Венца. Это был железный стержень длиной три метра и диаметром 27 мм, кото-
рый соединялся с землей проводами. Открытие Франклина медленно внедрялось. Только на родине ученого
изобретение получило правительственную поддержку, и к 1782 г. в Филадельфии было установлено более 400
громоотводов на всех общественных зданиях, за исключением отеля французского посольства. Однако, в этом
же году в это здание в грозу попала молния и убила французского офицера. Только после этого случая громо-
отвод был установлен на здании отеля. Для современного человека изобретение Франклина стало естественным
и необходимым.
Закон взаимодействия электрических зарядов был открыт французским военным инженером Кулоном
(1736 – 1806). Этот закон напоминает закон всемирного тяготения Ньютона. Сила взаимодействия электриче-
ских зарядов убывала обратно пропорционально квадрату расстояния между зарядами. Интересно отметить,
что этот закон за несколько лет до Кулона был открыт Генри Кавендишем, эксцентричным английским госпо-
дином, занимавшимся наукой ради интереса и не опубликовавшим результаты своих исследований. Задолго до
Ома им был открыт закон постоянного тока, который переоткрывал Ом.
Открытие электрического тока принадлежит итальянскому анатому Луиджи Гальвани (1737 – 1798). Он
препарировал лягушку, когда один из его помощников случайно коснулся скальпелем ее бедренных нервов.
Немедленно все мышцы лягушки начали сильно сокращаться. Гальвани очень заинтересовало это явление.
Проведя многочисленные опыты, отвлекаясь от второстепенных причин, Гальвани заключил, что эти опыты
"возбуждают в нас подозрение об электричестве, свойственном самому животному".
Его соотечественник Вольта (1745 – 1827) повторил опыты Гальвани и пришел к выводу, что причиной
сокращения мышц служит не "животное электричество", а контакт разнородных металлов. Между учеными
разгорелась полемика. Каждый из них ставил опыты, чтобы доказать правильность своих взглядов, и каждый из
них был прав. История отдала должное им обоим. Гальвани открыл "животное электричество", Вольта – физи-
ческое. Последний изобрел первый генератор электрического тока – Вольтов столб. С этого открытия началась
эпоха электричества.
4.2. Открытие электромагнетизма
В 1820 г. датский ученый Эрстед (1777 – 1851) открыл электромагнетизм. Он находился под сильным
влиянием философии Шеллинга, проповедующего идеи о целостности мира, о всеобщей связи явлений приро-
ды. Размышления Эрстеда о связи электричества и магнетизма побудили его поставить ряд опытов, которые
увенчались открытием влияния электрического тока на магнитную стрелку. Говоря современным языком, Эр-
стед обнаружил вокруг проводника, по которому течет ток, магнитное поле. Для окончательного решения во-
проса о взаимосвязи электрических и магнитных явлений необходимо было превратить магнетизм в электриче-
ство. Такую задачу поставил перед собой сын английского кузнеца Майкл Фарадей (1791 – 1867). Он не полу-
чил хорошего образования и пополнял свои знания чтением книг по естествознанию. Особенно его заинтересо-
вали опыты Эрстеда. Фарадей изучил литературу и в 1821 г. выступил со статьей "Опыт истории электромагне-
тизма". Фарадей описал в ней опыты Эрстеда по вращению магнита вокруг проводника с током и ставит перед
собой задачу о превращение магнетизма в электричество. Ее решение потребовало десяти лет изнурительной
работы. В 1831 г. задача была решена, и Фарадей открывает явление электромагнитной индукции. Позже Мак-
свелл выразил эту идею математической формулой:
dt
d
E
Φ
−=
,
где Е – электродвижущая сила индукции;
dt
dΦ
– скорость изменения магнитного потока.
Таким образом, электродвижущая сила индукции возникает при всяком изменении магнитного потока.
4.3. Электромагнитное поле

Страницы