История развития электродинамики Магнетизм
Скачать 245.39 Kb.
|
| История развития электродинамики Магнетизм Когда точно были открыты постоянные магниты неизвестно, но уже в V веке н.э. магнетизм был известен. По крайней мере в это время уже знали, что подвешенные на веревке кусочки минерала магнетит, большие залежи которого были в древнем городе Магнесия, всегда ориентируются в одном и том же направлении. Собственно, и название “магнитизм” произошло от названия города Магнесия, который располагался на притоке реки Меандра. Этот город часто называют Магнесия на Меандре, потому что был еще один город с таким названием — Магнесия у Сипила. Сейчас Магнесия на Меандре называется Манисса и находится в Турции. В Китае первый магнитный компас стали использовать во II веке до н.э. для указания направлении движения по пустыням, поэтому можно сказать, что магнетизм китайцы использовали уже тогда, хотя для Европы изобретение компаса произошло XII—XIII веках н.э. (по другим сведениям в IX веке).
В 1269 году Пьер Перегрин из Марикурта опубликовал рукопись “Трактат о магнитах”, в которой описал многие свойства магнита. По сути, эта рукопись изначально была просто письмом другу. Перегрин — это не фамилия, а прозвище, которое по современному можно перевести как пилигрим, паломник, странник, путешественник по святым местам. Тогда, во времена крестовых походов, такое прозвище было получить не трудно. Тем более, что Перегрин участвовал в военных действиях, а письмо-трактат писал в военном лагере Карла Анжуйского, осаждавшего город Лючеру. Именно Перегрин открыл (или по крайней мере описал), что существуют полюса магнита, и написал, что два магнита должны притягиваться, или, как он выразился, “совокупляться”, разноименными полюсами. Также он говорил про отталкивание магнитов, если их поднести друг к другу одноименными полюсами. Еще он заметил, что если кусок магнитной руды разломить пополам, то каждый из обломков также имеет два полюса. Правда, слово “полюс” Перегрин не использовал, он говорил о местах магнита, где “магнитное действие”, особенно велико. Кроме того Перегрин с помощью магнитов собирался делать вечный двигатель.
руды и исследовал, каким образом шар действует ни маленькую железную стрелку. Он обнаружил сходство поведения этой стрелки с поведением стрелки инклинатора (компасной стрелки, вращающейся на горизонтальной оси) вблизи Земли и пришел к заключению, что Земля представляет собой гигантский магнит. Гильберт также высказал мысль, что «магнетическое действие выливается с каждой стороны» магнитного тела (понятие, отдаленно напоминающее силовые линии, который будут открыты Фарадеем в XIX веке). Он открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают; впоследствии эта температура (588°С) была названа точкой Кюри, в честь Пьера Кюри. Гильберт открыл, что, когда приближают к одному полюсу магнита кусок железа, другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована через 250 лет после смерти Гильберта. Он же открыл и намагничиваемость если оно лежит вблизи магнита. Гильберт многое сделал и открыл. Но Гильберт почти ничего не смог объяснить. Нет, объяснить он пытался, но получалось это довольно оригинально. Вот, например, как Гильберт объясняет тот факт, что при разрезании одного длинного магнита образуется много коротких, которые имеют первоначальное направление намагничивания и стремятся сохранить прежнее положение в пространстве. Он сравнивает магнит с веткой дерева: «Пусть AB будет покрытый листвой сучок ивы… A – верхняя часть, B – нижняя, по направлению к корню. Разделили его в C. Я утверждаю, что конец A, снова вставленный в B с соблюдением правил прививки, прирастает к нему; точно так же, если B вставить в A, то они скрепляются друг с другом и дают ростки. Но если D вставить в A или C в B, то они вступают между собой в борьбу и никогда не срастаются, но один конец отмирает вследствие неподходящего и несоответствующего соединения, так как растительная сила, идущая одним путем, теперь оказывается стремящейся в противоположные стороны…» Магнетизм он пытался объяснить с помощью все той же “души магнита”, про которую говорил Фалес. И именно Гильберг первый разделил электричество от магнетизма, и именно после этого электричество и магнетизм стали изучать раздельно. Причем именно Гильберт ввел и само понятие “электричество”. Под электричеством он стал понимать притягивание куском янтаря шерсти. До него это явление считали разновидностью магнетизма. Он пытался установить, какие вещества похожи на янтарь по своим электрическим свойствам, а какие — нет. Вот первое в истории употребление слова «электрический»: «Электрические тела – те, которые притягивают таким же образом, как янтарь» (Гильберт В. «О магните», глава «Объяснение некоторых слов»). А само латинское слово “electricus” означает “Янтарный”. Он же показал, что притягивать шерсть и другие мелкие предметы могут также алмазы, сапфиры, горный хрусталь, стекло, сера, соль и т. д. Электростатика Итак, Гильберт отделил магниты от веществ, которые могли электризоваться и притягивать к себе мелкие частицы (например, янтарь и стекло). С этого и началось развитие электростатики, то есть науки о взаимодействии неподвижных заряженных частиц. Тогда еще не знали природу взаимодействия ни между магнитами, ни между заряженными телами. Гильберт высказал предположение, что тела, которые могут электризоваться, содержат некие “соки”, а при трении они разогреваются или еще каким-то образом возбуждаются, благодаря чему от наэлектризованных тел начинает исходить испарение, которое и притягивает окружающие предметы. То есть по сути, Гильберт высказал предположение, что наэлектризованные тела взаимодействуют не сами по себе, а через некоторый вид материи. Эта теория будет позже названа теорией близкодействия. В противоположность ей, существовала теория дальнодействия, согласно которой тела взаимодействуют непосредственно между собой. Активным сторонником теории дальнодействия был Ньютон, его теория всемирного тяготения была, казалось бы, веским аргументом пользу дальнодействия. Ньютон критиковал теорию Гильберта об «испарении» наэлектризованных тел: «Пусть он объяснит мне, каким образом наэлектризованное тело при трении может испускать излучение, столь разреженное и неуловимое и одновременно столь мощное, что его испускание, не вызывая ощутимого уменьшения веса наэлектризованного тела и, расширяясь в сферу, диаметр которой превышает два фута, тем не менее, остается способным возбуждать и удерживать медную или золотую пластинку на расстоянии свыше фута от наэлектризованного тела?» В будущем, до Фарадея и Максвелла, именно теория дальнодействия будет считаться верной, но попытки объяснить ее ни к чему не приведут. Однако, сразу после Гильберта многих заинтересовала его теория. Правда, опять же, никто не мог объяснить как именно «испарения» действуют на тела.
шар притягивает легкие тела, а коснувшись шара, они тут же отталкивались и не притягивались к нему до тех пор пока не коснутся какого-нибудь другого тела. Он также заметил, что наэлектризованный шар светится в темноте.
был так назван, потому что сюда попало стекло) , вещества второго класса давали «смоляное» электричество (сюда попал янтарь). Заряженные тела из разных классов притягивались, в то время как заряженные тела из одного класса отталкивались.
довольно простое — это был стеклянный сосуд, обклеенный снаружи листовым оловом, это была внешняя обкладка. Чтобы создать вторую, внутреннюю, обкладку, банку либо заполняли водой, либо покрывали оловом внутреннюю поверхности банки. В качестве контакта для внутренней обкладки выступала проволока, воткнутая через горловину банки. В первых опытах у конденсатора не было внешней обкладки, а в ее качестве выступали руки экспериментатора. Именно после удара тока от такой лейденской банки без внешней обкладки Кюнеус и узнал, что конденсатор работает. Лейденские банки могли накапливать заряд до микрокулона (но в то время такого понятия как Кулон еще не существовало, а самому Кулону в тогда было 9 лет). Лейденская банка сыграла очень важную роль в развитии электричества и подтолкнула к дальнейшим исследованиям. Кстати, именно Мушенбрук первый соединил лейденские банки в батарею, чтобы увеличить их суммарную емкость.
а разделение материалов на два класса объясняется избытком или недостатком этого самого одного электричества. И именно Франклин предложил обозначать заряженные тела знаками «+» или «-». Таким образом, получилось, что «стеклянное» электричество стало обозначаться плюсом, а смоляное — минусом. Если бы он обозначил их наоборот, то нам бы сейчас было бы легче в том смысле, что по договоренности ток течет от плюса к минусу (от места избытка “электричества” к месту, где его мало), по обозначениям Франклина получается, что электрон (о котором тогда, разумеется, еще и не догадывались) имеет отрицательный заряд, следовательно, они бегут от минуса к плюсу. Таким образом получается, что ток течет по направлению, обратному движению электронов, переносчику того самого тока. Про электроны Франклин тогда, естественно, не знал, но из-за такого обозначения теперь существует такая небольшая путаница с направлением тока и направлением движения переносчиков тока — электронов. Он же ввел такие понятия как “батарея”, “конденсатор”, “проводник”, “заряд”, “разряд”. Кроме того Франклин активно изучал молнии и установил, что атмосферное электричество и статическое электричество, получаемое с помощью трения, является одним и тем же электричеством. Даже на бюсте Франклина скульптором А. Гудоном была нанесена надпись на латинском языке: “Он отнял молнию у небес и власть у тиранов”, сама фраза принадлежит другу и биографу Франклина — Анн Роберу Жаку Тюрго (1727 — 1781). Франклин же установил в 1752 году, что молния есть ни что иное как электрический разряд. Он также изобрел громоотвод и заземление. Он также первый начал использовать электрическую искру для взрыва пороха. И именно Франклин объяснил принцип действия лейденской банки и какую роль в ней играет диэлектрик (конечно, насколько это было возможно в то время). Но, чтобы быть честным, аналогии между искрой и молнией были еще у Ньютона, он писал, что ему электрические искры напоминают молнии.
«Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.»
Еще интересно, что Кулон не принимал теорию Франклина о существовании только одного рода электричества, а придерживался теории Дюфе. Кулон представлял себе электричество в виде двух разных жидкостей, а взаимодействие между заряженными телами объяснял взаимодействиями частиц этих жидкостей. Таким же образом Кулон представлял себе действие магнитов, объясняя их действие “магнитными жидкостями”. Но тогда, если в каждом теле текут две такие “магнитные жидкости” (так как у магнита два полюса), то получается, что их можно было бы разделить, но Кулон доказывал, что это невозможно, приводя в доказательство то, что у магнита нельзя получить только северный или только южный полюс, а если его разломить, то получим два магнита с двумя полюсами. На этом пока прервемся, в следующей части поговорим про открытие гальванического электричества. |
Аверроэс
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Электричество и магнетизм Принята на заседании кафедры государственные и муниципальные финансы от 2012г | | Электричество и магнетизм (физический практикум) Принята на заседании кафедры государственные и муниципальные финансы от 2012г |
| Календарно-тематическое планирование преподавания курса фундаментальные теории физики. 11 класс Структура и содержание классической электродинамики. Опыты, основные понятия и идеи |  | Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на расширение знаний электродинамики плазменных процессов, обусловленных ионизационной нелинейностью... |
| Темы рефератов: Создание и история развития Ставропольского государственного... Создание и история развития Ставропольского государственного аграрного университета | | Реферат История развития компьютера Рассматривая историю общественного развития, марксисты утверждают, что ’’ история есть ни что иное, как последовательная смена отдельных... |
| Радиофизический факультет Дисциплина базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, полупроводниковой электроники, электродинамики и... | | История развития интегральных микросхем. Факторы прогресса технологии... История развития техники микропроцессоров и микропроцессорной вычислительной техники |
| История развития интегральных микросхем. Факторы прогресса технологии... История развития техники микропроцессоров и микропроцессорной вычислительной техники | | Рефератов по теме: «История развития легкой атлетики» Тема Введение в легкую атлетику. История развития легкой атлетики. Классификация легкоатлетических упражнений |
| Блок 11. Магнетизм. Магнитное взаимодействие. Магнитное поле электрического тока Открытый урок по физике в 8 классе. Учитель – Тарасова Лариса Васильевна. 15. 03. 12 | | Темы рефератов специализация «легкая атлетика». История развития... |
| История развития волейбола в России Спрингфилде. Именно тогда, по предложению профессора Альфреда Хальстена игре было присвоено новое название «волейбол», что в переводе... | | Темы вашего учебного проекта В данном проекте рассмотрена история корпорации Apple, история происхождения названия, история развития корпорации |
| Магнитной радиоспектроскопии в биофизических и медико-биологических исследованиях Диамагнетизм и парамагнетизм атомов и молекул. Ядерный магнетизм. Основы эпр-спектроскопии и ямр-спектроскопии | | Реферат для сдачи кандидатского экзамена по философии права на тему:... Сущность и история развития организации труда вахтовым методом |
