|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Elektrodynamika. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe Zaraz po Odkrycia Oersteda Fizykom wydawało się całkiem naturalne wyjaśnienie tego faktem, że kiedy prąd elektryczny przepływa przez przewodnik, ten drugi staje się magnesem. To wyjaśnienie zostało zaakceptowane przez Arago, zaakceptował je również Biot. Ten ostatni w 1820 r. przyjął następujące założenie. Gdy na cząsteczkę magnetyczną działa prąd prostoliniowy, charakter tego działania jest taki sam, jak w przypadku namagnesowanej igły umieszczonej na obwodzie przewodnika w określonym kierunku, stałym w stosunku do kierunku prądu elektrycznego. Biot i inni fizycy, którzy podzielali jego opinię, wyjaśnili działanie elektrodynamiczne interakcją magnesów elementarnych, które powstają pod wpływem prądu w każdym przewodniku: każdy przewodnik, przez który przepływa prąd, zamienia się w rurkę magnetyczną. Zaproponowano zupełnie inne wyjaśnienie Ampere... Ale najpierw kilka słów o jego biografii. André-Marie Ampère (1775–1836) urodził się w małej posiadłości Polemier, kupionej przez jego ojca w okolicach Lyonu. Wyjątkowe zdolności Andre ujawniły się w młodym wieku. Nigdy nie chodził do szkoły, ale bardzo szybko nauczył się czytania i arytmetyki. Chłopiec przeczytał z rzędu wszystko, co znalazł w bibliotece ojca. Już w wieku 14 lat przeczytał wszystkie dwadzieścia osiem tomów Encyklopedii Francuskiej. Andre wykazywał szczególne zainteresowanie naukami fizycznymi i matematycznymi. Ale właśnie w tym obszarze biblioteka jego ojca była wyraźnie niewystarczająca i Andre zaczął odwiedzać bibliotekę Lyon College, aby czytać dzieła wielkich matematyków. W wieku 13 lat Ampère przedstawił swoją pierwszą pracę z matematyki Akademii w Lyonie. W 1789 r. rozpoczęła się wielka francuska rewolucja burżuazyjna. Ojciec Ampere został stracony, został bez pieniędzy. Andre musiał pomyśleć o swoim utrzymaniu i postanowił przenieść się do Lyonu, udzielać korepetycji z matematyki, dopóki nie będzie mógł znaleźć pełnoetatowego nauczyciela w jakiejkolwiek instytucji edukacyjnej. Koszty życia stale rosły. Mimo wszystkich wysiłków i oszczędności, środki zarobione na korepetycjach nie wystarczały. Wreszcie w 1802 r. Ampère został zaproszony do nauczania fizyki i chemii w Szkole Centralnej starożytnego prowincjonalnego miasta Burkan Bres, 60 kilometrów od Lyonu. Od tego momentu rozpoczął regularną działalność pedagogiczną, która trwała przez całe życie. 4 kwietnia 1803 roku Ampère został mianowany nauczycielem matematyki w Liceum w Lyonie. Pod koniec 1804 r. Ampère opuścił Lyon i przeniósł się do Paryża, gdzie otrzymał posadę nauczyciela w słynnej Szkole Politechnicznej. W 1807 Ampère został mianowany profesorem w Szkole Politechnicznej. W 1808 r. uczony otrzymał stanowisko naczelnego wizytatora uniwersytetów. W latach 1809-1814 Ampère opublikował kilka cennych artykułów z teorii serii. Rozkwit działalności naukowej Ampère'a przypada na lata 1814-1824 i jest związany głównie z Akademią Nauk, do której został wybrany członkiem 28 listopada 1814 roku za zasługi w dziedzinie matematyki. Niemal do 1820 r. główne zainteresowania naukowca koncentrowały się wokół problemów matematyki, mechaniki i chemii. Do jego osiągnięć w dziedzinie chemii należy odkrycie, niezależnie od tego, czy Avogadro, prawo równości objętości molowych różnych gazów. Słusznie powinno się to nazywać prawem Avogadro-Ampère'a. Naukowiec podjął też pierwszą próbę klasyfikacji pierwiastków chemicznych na podstawie porównania ich właściwości. Jeśli chodzi o matematykę, to właśnie w tej dziedzinie osiągał wyniki, co dało podstawę do nominowania go jako kandydata do Akademii na wydziale matematycznym. Ampere zawsze uważał matematykę za potężne narzędzie do rozwiązywania różnych stosowanych problemów fizyki i technologii. W tym czasie bardzo mało zajmował się zagadnieniami fizyki: znane są tylko dwie prace z tego okresu, poświęcone optyce i molekularno-kinetycznej teorii gazów. W 1820 roku duński fizyk G.-H. Oersted odkrył, że igła magnetyczna odchyla się w pobliżu przewodnika z prądem. W ten sposób odkryto niezwykłą właściwość prądu elektrycznego - tworzenie pola magnetycznego. Ampère szczegółowo zbadał to zjawisko. W wyniku całej serii eksperymentów zrodził się od niego nowy pogląd na naturę zjawisk magnetycznych. Już pod koniec pierwszego tygodnia ciężkiej pracy dokonał odkrycia nie mniej ważnego niż Oersted – odkrył oddziaływanie prądów. 18 września 1820 roku poinformował paryską Akademię Nauk o swoim odkryciu oddziaływań ponderomotorycznych prądów, które nazwał elektrodynamicznymi. Dokładniej, w swoim pierwszym raporcie Ampère nazwał te działania „przyciąganiem i odpychaniem galwanicznym”, ale potem zaczął je nazywać „przyciąganiem i odpychaniem prądów elektrycznych”. W 1822 roku ukuł termin „elektrodynamika”. Następnie zademonstrował swoje pierwsze eksperymenty i zakończył je następującymi słowami: „W związku z tym zredukowałem wszystkie zjawiska magnetyczne do efektów czysto elektrycznych”. Na spotkaniu 25 września rozwinął te pomysły dalej, demonstrując eksperymenty, w których spirale opływające prądem (solenoidy) oddziaływały ze sobą jak magnesy. Wyjaśnienie Ampere'a jest jego wybitnym wkładem w naukę: to nie przewodnik, przez który płynie prąd, staje się magnesem, ale przeciwnie, magnes jest zbiorem prądów. Rzeczywiście, mówi Ampere, jeśli przyjmiemy, że w magnesie jest zestaw prądów kołowych, płynących w płaszczyznach dokładnie prostopadłych do jego osi, w tym samym kierunku, to prąd biegnący równolegle do osi magnesu okaże się skierowane pod kątem do tych kołowych prądów, co spowoduje oddziaływanie elektrodynamiczne, które powoduje, że wszystkie prądy są równoległe i skierowane w tym samym kierunku. Jeśli przewód prosty jest nieruchomy, a magnes jest ruchomy, to magnes jest odchylany; jeśli magnes jest nieruchomy, a przewodnik jest ruchomy, to przewodnik porusza się. Jak pisze Mario Gliozzi w swojej książce: „On (Amp. - Ok. Aut.) uważał, że jeśli magnes jest rozumiany jako układ kołowych, równoległych prądów skierowanych w jednym kierunku, to spirala z drutu metalowego, przez którą przepływa prąd musi zachowywać się jak magnes, to znaczy musi zajmować określoną pozycję pod wpływem ziemskiego pola magnetycznego i mieć dwa bieguny. Eksperyment potwierdził przypuszczenia dotyczące zachowania się takiej spirali pod działaniem magnesu, ale wyniki eksperyment dotyczący zachowania się spirali pod wpływem ziemskiego pola magnetycznego nie był do końca jasny.Wtedy Ampère zdecydował się wykonać pojedynczy zwój przewodnika z prądem, aby wyjaśnić tę kwestię, okazało się, że ten zwój zachowuje się dokładnie jak arkusz magnetyczny. W ten sposób odkryto niezrozumiałe zjawisko: pojedyncza cewka zachowuje się jak płyta magnetyczna, a spirala, którą Ampère uważał za odpowiednik układu płyt magnetycznych, nie zachowywała się jak magnes. Próbując dowiedzieć się, o co chodzi, Ampère ze zdziwieniem stwierdził, że w zjawiskach elektrodynamicznych przewodnik spiralny zachowuje się dokładnie tak, jak przewodnik prosty z tymi samymi końcami. Na tej podstawie Ampere wywnioskował, że w odniesieniu do działań elektrodynamicznych i elektromagnetycznych elementy prądu można dodawać i rozszerzać zgodnie z zasadą równoległoboku. Dlatego obecny element można rozłożyć na dwie składowe, z których jedna jest skierowana równolegle do osi, a druga prostopadle. Jeśli zsumujemy wyniki działania różnych elementów spirali, to wynikowy będzie równoważny prostoliniowemu prądowi płynącemu wzdłuż osi i układowi prądów kołowych położonych prostopadle do osi i skierowanych w jednym kierunku. Dlatego, aby spirala, przez którą przepływa prąd, zachowywała się dokładnie jak magnes, konieczne jest skompensowanie działania prądu prostoliniowego. Jak wiecie, Ampere osiągnął to w bardzo prosty sposób, zaginając końce przewodnika wzdłuż osi. Ale nadal istniała różnica między spiralą, przez którą przepływa prąd, a magnesem: bieguny spirali znajdowały się tylko na końcach, podczas gdy bieguny magnesu znajdowały się w punktach wewnętrznych. Aby wyeliminować tę ostatnią różnicę, Ampère porzucił swoją pierwotną hipotezę o prądach prostopadłych do osi magnesu i założył, że znajdują się one w płaszczyznach pod różnymi kątami do osi. Nowe idee Ampere nie zostały zrozumiane przez wszystkich naukowców. Nie zgadzali się z nimi także niektórzy jego wybitni koledzy. Współcześni powiedzieli, że po pierwszym doniesieniu Ampere na temat interakcji przewodników z prądem nastąpił następujący ciekawy epizod. „Co w rzeczywistości jest nowego w tym, co nam powiedziałeś?", zapytał Ampere'a jeden z jego przeciwników. „Oczywiste jest, że jeśli dwa prądy oddziałują na igłę magnetyczną, to mają również wpływ na siebie nawzajem". Ampère nie od razu znalazł odpowiedź na ten zarzut. Ale wtedy Arago przyszedł mu z pomocą. Wyjął z kieszeni dwa klucze i powiedział: "Każdy z nich ma również wpływ na strzałę, jednak nie działają one na siebie w żaden sposób i dlatego twój wniosek jest błędny. Ampère odkrył w istocie nowe zjawisko, o wiele większe znaczenie niż szanowane przeze mnie odkrycie profesora Oersteda”. Pomimo ataków swoich naukowych przeciwników Ampère kontynuował swoje eksperymenty. Postanowił znaleźć prawo interakcji prądów w postaci ścisłego wzoru matematycznego i znalazł to prawo, które teraz nosi jego imię. I tak krok po kroku w twórczości Ampère'a wyrosła nowa nauka - elektrodynamika, oparta na eksperymentach i teorii matematycznej. Wszystkie podstawowe idee tej nauki, w wyrażeniu Maxwellw rzeczywistości "wyszedł z głowy tego Newtona elektryczności" w ciągu dwóch tygodni. Od 1820 do 1826 Ampère opublikował szereg prac teoretycznych i eksperymentalnych na temat elektrodynamiki, a na prawie każdym posiedzeniu Wydziału Fizyki Akademii wygłaszał raport na ten temat. W 1826 roku ukazała się jego ostatnia klasyczna praca, Teoria zjawisk elektrodynamicznych wywodzących się wyłącznie z doświadczenia. Efekt interakcji przewodów z prądem i polami magnetycznymi jest obecnie wykorzystywany w silnikach elektrycznych, przekaźnikach elektrycznych i wielu elektrycznych przyrządach pomiarowych. Autor: Samin D.K.
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Smartfon zagłusza poczucie samotności w człowieku ▪ Konwerter SIMO PMIC MAX77654 ▪ Miasto w tunelu aerodynamicznym
▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo i ochrona. Wybór artykułu ▪ artykuł Miguela de Cervantesa Saavedry. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Jak Elon Musk pierwotnie chciał nazwać samochód Tesla Model 3? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł z Limy. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Flasher - kierunkowskaz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Cube-kameleon. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony