История и методология естествознания. Кудрявцев С.П. - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ный проводкой со всеми комнатами. Это давало возможность в любой момент измерить потенциал атмосфер-
ного электричества. Люки в полах позволили протянуть провода между этажами, подвесить маятник Фуко и
т.п. Во всех комнатах лаборатории были газ, вода, свет.
Большинство тем исследований, проведенных в максвелловское время, было подобрано главой лаборато-
рии. Однако Максвелл предоставлял своим ученикам полную самостоятельность в выборе тем. Он говорил
Шустеру: "Я никогда не пытался отговорить человека от попытки эксперимента. Если он не найдет то, что хо-
чет, он может найти нечто другое".
Все работавшие у Максвелла, прежде чем приступить к оригинальным исследованиям, проходили не-
большой общий практикум, изучали приборы, учились делать отсчеты и т.п. Этим Максвелл закладывал осно-
вы будущего общего практикума лаборатории. Сам Максвелл не предпринимал в лаборатории сколько-нибудь
серьезных экспериментальных исследований ввиду болезни. 5 ноября 1879 г. Максвелл скончался.
Помимо руководства исследованиями в лаборатории Максвелл много времени отдавал редактированию
трудов Генри Кавендиша, который опубликовал при жизни всего две статьи и оставил неопубликованными два-
дцать пачек рукописей по математике и экспериментальному электричеству. Максвелл, изучив эти работы и
проделав опыты, описанные в них, выпустил в 1879 г. статью под названием "Электрические исследования Ген-
ри Кавендиша". Из нее следовало, что Кавендиш задолго до Ома установил закон, который пришлось переот-
крывать Ому, сформулировал закон Кулона, ввел понятие электростатической емкости. Интересно отметить,
что все эти законы Кавендиш открыл, не имея электроизмерительных приборов, которые еще не были изобре-
тены. Электрическое действие оценивалось им по физиологическим ощущениям человеческого организма.
Максвелл точно воспроизводил опыты Кавендиша и был очень увлечен изучением его наследия. Так,
Шустер вспоминал разочарование молодого американского астронома, приехавшего в Кембридж специально
для того, чтобы обсудить с Максвеллом некоторые темы из астрономии, но "Максвелл говорил только о Кавен-
дише и почти вынудил его снять пиджак и опустить руку в таз с водой, чтобы получить ощущение от серии
электрических ударов".
Но главной заслугой Максвелла была теория электромагнитного поля. Максвелл развил идеи Фарадея и
облек их в математическую форму. Он создал свои знаменитые уравнения, которые стали завершением теории
электромагнитных явлений. Электрические и магнитные явления у Максвелла взаимосвязаны. Переменные
магнитные поля порождают переменные электрические поля и наоборот. Максвелл пришел к понятию элек-
тромагнитных волн, распространяющихся в пустом пространстве со скоростью света. Он установил электро-
магнитную природу света. Свет у Максвелла – это поперечная электромагнитная волна, распространяющаяся в
вакууме со скоростью 300 000 000 м/с. Теория Максвелла была не принята многими крупными учеными, его
современниками, но после экспериментального подтверждения существования электромагнитных волн немец-
ким ученым Генрихом Герцем (1857 – 1894) теория Максвелла стала общепризнанной и сохранила свое значе-
ние до наших дней. Триумфом теории Максвелла стало открытие радио. Главный научный труд Максвелла
"Трактат по электричеству и магнетизму" вышел в 1873 г. Со времени признания теории Фарадея-Максвелла
механическая концепция мира заменилась на электромагнитную.
5. ОТКРЫТИЕ КВАНТОВ. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА СВЕТА
В 1887 г. Герц в поисках доказательства существования электромагнитных волн обнаружил явление, кото-
рое впоследствии назвали фотоэффектом. Оно заключается в испускании электрических зарядов с поверхности
веществ под действием света. Русский ученый А.Г. Столетов (1839 – 1896) подробно исследовал это явление и
установил ряд важных закономерностей фотоэлектрического эффекта, но объяснить фотоэффект с позиций
максвелловской теории ни ему, ни другим ученым в то время не удалось. Фотоэффект был объяснен Эйнштей-
ном в 1905 г., но уже в рамках квантовой природы света.
5.1. Макс Планк и проблема теплового излучения
Открытие кванта энергии было сделано немецким ученым Максом Планком при объяснении теплового из-
лучения тел. Планк родился в 1858 г. в городе Киле в семье профессора юридического факультета университета.
Когда Максу было девять лет, семья переехала в Мюнхен. В 1874 г. он окончил классическую гимназию, и по-
сле ее окончания начал усиленно изучать математику и физику. Три года Планк учился в Мюнхенском универ-
ситете, а затем год в Берлинском. Он увлекся термодинамикой, особенно вторым законом. Это увлечение опре-
делило характер его будущей научной деятельности.
После защиты диссертации он в 1880 г. занял место доцента в Мюнхенском университете. В 1885 г. План-
ка пригласили в Кильский университет на должность экстраординарного профессора теоретической физики.
Планк считал день, когда его пригласили на эту должность, "самым счастливым в моей жизни". Весной 1889 г.,
после смерти Кирхгофа, Планк стал его преемником на кафедре теоретической физики. По воспоминанию
Планка, "это были годы, в течение которых я испытал, пожалуй, сильнейшее расширение всего своего научного
кругозора. Это было потому, что я непосредственно общался с людьми, занимавшими тогда ведущее положе-
ние в мировых научных исследованиях". Таким человеком был, прежде всего, Гельмгольц. Вскоре научные
интересы Планка в Берлине сосредоточились на исследованиях теплового излучения тел. Тепловое излучение
знакомо всем людям. Они ощущают его, греясь у открытого огня или у натопленной печи. Однако, природа
этого излучения оставалась долго неясной. Попытки решить эту проблему с позиций классической теории по-
терпели неудачу, хотя были достигнуты многие существенные успехи в решении этой задачи. Краеугольным

Страницы