Першопроходці науки про електрику

Давид Шарля

Наш сьогоднішня розповідь - про видатних вчених Вільямі Гільберт і Отто Геріке. Їм обом судилося відкрити для людства еру нового напряму в природознавстві - науки про електрику.

Батько магнетизму і родоначальник електрики

Гільберт народився в 1540 р. в Кольчейере - містечку ремісників на південному сході Англії в графстві Ессекс. Відучившись спочатку в Кембриджі, а потім в Оксфорді, Вільям у 20 років отримав ступінь бакалавра, в 24 - магістра мистецтв, в 29 - доктори медицини, а згодом став ще й доктором філософії. У 1560-х успішно займався лікарською практикою. Після переїзду в 1573 р. у Лондон був обраний членом Королівського коледжу лікарів, де обіймав високі посади аж до президента. Широта його інтересів тягнулася від хімії до астрономії. Знав Гільберт і деякі ремесла, особливо добре освоїв ковальська справа.

Вільям Гільберт

Зацікавившись цілющими властивостями магнітів, про які він прочитав у стародавніх рукописах і сучасних йому авторів, він приступив до фундаментального вивчення властивостей природних (магнетиту) і штучних магнітів. Взагалі-то про їх властивості притягати залізо люди знали ще за дві тисячі років до нашої ери. Так само як про те, що магнітна стрілка одним кінцем орієнтується на північ, а протилежним - на південь.

З магнітом було пов'язано чимало легенд. Зокрема, що застосовується в невеликих кількостях, він зберігає молодість, а ще з його допомогою можна визначати цнотливість жінок.

Багато відкриттів зробили французький вчений П'єр де Мерікур на прізвисько Перегрін (1269 р.) та італієць Джіамбаттіста делла Порто (1583 р.): про наявність у магніту двох полюсів, про його здатність приводити в рух залізну тирсу, про його старінні, про технологію виготовлення штучних магнітів і стрілок для компаса.

Ретельно вивчивши і критично оцінивши дійшла до нього інформацію, Гільберт зрозумів її приватний характер і явну недостатність наявних результатів. Він не тільки відтворив і перевірив достовірність описаних дослідів, а й поставив ряд власних оригінальних експериментів. А головне, вперше узагальнив і систематизував всю сукупність отриманих відомостей і намалював цілком цілісну картину властивостей магнітів, можливостей впливу на них і умов їх застосування.

Вчений встановив, що найбільша сила кожного стрижневого магніту зосереджена на його полюсах, що володіють різними видами магнетизму - південним і північним, причому скільки не розламував магніт, кожен знову отриманий шматочок завжди буде мати два полюси.

Далі лейб-медик показав, що силу природного магніту можна збільшити, якщо до нього докласти залізний брусок, або оперезати його сталевою стрічкою, що проходить через обидва полюси. А при нагріванні до певної температури магніт втрачає свої властивості.

Проаналізувавши результати власних досліджень разом з відомостями про поведінку стрілки компаса на різних широтах, Гільберт прийшов до геніальної припущенням: "Вся Земля - гігантський магніт! А полюси земної кулі - полюси магніту ". Для підтвердження цього він Намагнітити сталева куля і назвав його "Терелл", то есть маленькой Землею. По відношенню до Терелл магнітна стрілка вела себе так само, як і по відношенню до Землі.

До Гільберта ніхто про магнетизм Землі навіть не підозрював. Він першим вказав на наявність магнітного поля Землі і по праву вважається основоположником науки про магнетизм.

Проникаючи в таємниці магніту, людство впродовж двох тисячоліть не виявляв інтересу до електричних явищ, хоча люди гинули від розрядів блискавок і випробовували болючі удари при зіткненні з електричними рибами.

Раніше всіх про електрику висловився філософ Фалес з Мілету (VI-V ст. до н. е..). Він повідомив, що шматок бурштину, потертий вовною, на відстані 2-3 см притягає пушинки, соломинки, шматочки паперу і лляних ниток. І це було все. Наступні 20 століть виявилися для цієї науки "чорною дірою".

Так що якщо в дослідженнях магнетизму Гільберт був першим не хронологічно, а по значущості, то в пізнанні електричних явищ він став справжнім піонером. Вчений встановив, що притягує не тільки натертий янтар, але й дорогоцінні камені, скло, сірка, сургуч - всього нарахували понад двох десятків таких тіл, які він назвав електричними. Одночасно їм були визначені речовини, не здатні електризувала. Гільберт Перша відмінність електричні явища від магнітних і сформулював відмінності між ними. То був справжній прорив у науці.

Досліджень магнетизму і електрики Вільям Гільберт присвятив 18 років і поставив понад 600 дослідів, причому все це - у вільний від основної роботи час.

В 1600 у Лондоні вийшов фундаментальну працю У. Гільберта "Про магніті, магнітних тілах і про великий магніті - Землі ". Книга залучила широке увагу вчених, гідно оцінили роль її автора в науці. Його ім'ям названа одиниця магнітодвіжущей сили в абсолютній гауссових системі одиниць.

Вільям Гільберт помер 30 листопада 1603 в Лондоні. Роком раніше, 20 листопада 1602-го, в німецькому місті Магдебурзі народився інша людина неординарної долі - Отто Геріке.

Дипломат, бургомістр, вчений

За закінчення Магдебурзького училища Геріке вивчав науки в університетах Лейпцига, Ієни, Лейдена. Захоплено займався фізикою, прикладної математики, механіки, фортифікації. Подорожував Англії та Франції. У 1626 р. повернувся до рідного місто і потрапив в пекло Тридцятилітньої війни, в якій на різних етапах брали участь австрійці, шведи, чехи, данці, французи і німецькі курфюрсти. Воювали "всі проти всіх".

Отто фон Геріке

Магдебург не раз переходив з рук в руки. Геріке вміло керував обороною міста, за що був вибраний його бургомістром. Протягом 20 років виконував дипломатичні доручення, успішно відстоюючи інтереси міста.

І все-таки в першу чергу він був вченим - будь-який дозвілля присвячував фізичним дослідів, результати яких узагальнив у творі "Нові так звані магдебурзькі досліди ...", написаному в 1663 р. Прославився ж він своїм знаменитим публічним експериментом, коли дві упряжки по вісім коней кожна не змогли розтягти два невеликих (діаметром близько 40 см) примикали одне до одного мідних півкулі з викачати повітря. Так було доведено наявність повітряного тиску. Опис досвіду не сходить зі сторінок підручників фізики до цього часу.

Дослідження Геріке в області електрики (1650-і роки) заклали початок експериментальної електростатики. Він придумав і побудував перший пристрій для отримання статичної електрики - сірчаний куля діаметром 15-20 см, електрізуемий при натирання сухою долонею.

садить кулю на вісь, Геріке спостерігав різні електричні явища. Притягнута до нього пушинка відштовхувалася від нього, парила в повітрі, притягуються до інших тіл, особливо до загостреним, а потім знову до кулі. Переносячи кулю по кімнаті, учений водив пушинку за собою.

Раніше вважалося, що наелектризовані тіло здатне тільки притягати предмети -- Геріке виявив явище взаємного відштовхування двох наелектризованих тел.

Експериментатор показав, що електростатичні заряди можуть розповсюджуватися по півметрової лляної нитці, яке притягує до свого кінця легкі предмети. А натираючи куля рукою в темряві, він виявив слабке світіння.

Шар Геріке став прообразом електростатичного генератора, за допомогою якого були відкриті нові електричні явища.

Численні фізичні досліди ще за життя принесли вченому визнання і поважне прізвисько німецького Галілея. У 1666 р. він був удостоєний дворянського звання (перша зі світових фізиків) і став іменуватися Отто фон Геріке. Помер великий експериментатор 11 травня 1686

Здавалося б, XVII століття дуже небагато що вніс у розвиток науки про електрику, але саме тоді був закладений фундамент її і був даний потужний імпульс до різноманітних дослідженням електричних явищ наступного століття.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.computer-museum.ru/