Первые теории электричества

В период с 1745 по 1750 был предложен ряд теорий электричества, объединяемых одной общей чертой, унаследованной от картезианской философии: наличием некоторого характерного флюида, которому ученые приписывали самые необыкновенные свойства и качества, стараясь объяснить электрические явления механическими процессами.

Довольно известны были теории Нолле и Уильяма Уотсона (1707 — 1787), вскоре уступившие место теории Франклина, сформулированной им в 1747 году. Эта теория сразу покорила ученых.

В работах Франклина начинают формироваться понятие электрического заряда и закон его сохранения. Франклин предполагает существование специальной электрической материи, которая состоит из мельчайших частиц, которые легко проникают в обычную материю. Между частицами электрической материи действуют силы отталкивания, а между этими частицами и частицами обычной материи — силы притяжения. Обычная материя впитывает частицы электрической материи подобно губке. Для каждого тела, считает Франклин, существует определенное количество электрической материи, вместив которое, тело полностью им наполняется и при этом оказывается электрически нейтральным. Если же сверх этого количества добавить телу еще некоторое количество электрической материи, то эта материя образует вокруг него электрическую атмосферу, тело будет наэлектризовано положительно. Если же у тела отнять некоторое количество электрической материи, то оно наэлектризуется отрицательно. Франклин, предположив, что стекло электризуется положительно, «стеклянное электричество» назвал «положительным электричеством». По Франклину, при электризации никакая электрическая материя не создается, она только перераспределится. И если одно из тех электризуется положительно, то другие тела должны электризоваться отрицательно. При этом количество положительного электричества равно образовавшемуся отрицательному электричеству.

Франц Эпинус

Идея Франклина была развита немецким физиком, акдемиком Петербургской Академиии наук, Францем Эпинусом (1724—1802).

В 1756 году Эпинус ввел в употребление воздушный конденсатор, носящий его имя. С помощью этого прибора он намеревался показать, что стекло в лейденской банке или в плоском конденсаторе Франклина обладает накапливающим действием не потому, что это стекло, а просто потому, что это изолятор.

Конденсатор Эпинуса имеет существенное историческое значение, потому что до его появления верили, что стекло, возможно, вызывает накопление электричества благодаря своей особой внутренней структуре. Эпинус же показал, что тот же эффект достигается с любым изолятором, препятствующим течению электрического флюида.

Эпинус предполагал существование электрической жидкости, между частицами которой действуют силы отталкивания, а между ними и частицами обычных тел – силы притяжения. При этом он считал, что между частицами обычной жидкости также действуют силы отталкивания. Без этой гипотезы нельзя было объяснить факт отталкивания двух тел, заряженных отрицательно. Это необходимое добавление имело искусственный характер и в дальнейшем явилось одной из причин отказа от принятия гипотезы о существовании одной «электрической материи» и перехода к теории двух «электрических материй».

Эпинусу принадлежит открытие явления индукции, которое подтверждает закон сохранения электрического заряда.

Эпинус предполагал также существование магнитной материи, частицы которой отталкиваются друг от друга и притягиваются частичками магнитных материалов. Он развивает представления об электрических взаимодействиях, уже не предполагая наличие электрической атмосферы вокруг заряженного тела.

Вся электрическая материя, по Эпинусу, собирается внутри наэлектризованного тела. Взаимодействие же наэлектризованных тел объясняется силами, действующими между частицами электрической материи, обычной материи и взаимодействием частиц той и другой между собой. Точно так же представляет Эпинус магнитную силу. При этом силы взаимодействия являются центральными и дальнодействующими. Они, подобно силам тяготения, действуют на расстоянии