Теодор фон Гроттус
В 1805 дал первое правильное теоретическое объяснение разложения воды электрическим током. Установил, что свет, поглощённый веществом, может вызывать в нём химическую реакцию (см. Гротгуса закон), открыл ускоренное окисление веществ свободным кислородом под действием света. Теориями Г., особенно в области электролиза и химического сродства, пользовались многие исследователи, не упоминая его имени.
В 1807г. Ф. Ф. Рейс открыл явление электроосмоса. Электроосмос — это движение жидкости через капилляры или пористые диафрагмы при наложении внешнего электрического поля. Электроосмос — одно из основных электрокинетических явлений. Электроосмос используют для удаления избыточной влаги из почв при прокладке транспортных магистралей и гидротехническом строительстве, для сушки торфа, а также для очистки воды, технических жидкостей и др.
Химическое действие тока было использовано баварским врачом Земмерингом для создания электрохимического телеграфа. В 1809 году он демонстрировал аппарат, состоящий из двух частей, соединенных 35 проволоками, соответствующими буквам и иным знакам. |
Электроды батареи, поставленной на одной станции, могли соединяться с любой из них. На приемной станции концы проводов опускались в сосуд, заполненный водой, слегка подкисленной кислотой. Пропускание тока приводило к разложению воды и выделению на проводе пузырьков водорода или кислорода, что свидетельствовало о передаче той или иной буквы. После долгих злоключений Земмерингу удалось в 1812 году передавать сообщения на расстояние свыше 3 км, но его телеграф так и не получил распространения, будучи дорогим и громоздким |
В 1809г. Делярю поместил спираль из платиновой проволоки в стеклянную трубку, из которой был частично удалён воздух, и накаливал её электрическим током.
П. Л. Шиллинг
Установил 21 октября 1832 года в Санкт-Петербурге первый в истории электромагнитный телеграф. Прибор, созданный Шиллингом, имел стрелочную индикацию передаваемых по электрическим проводам сигналов, которые легко расшифровывались в буквы оператором приёмного телеграфного аппарата, согласно разработанной Шиллингом специальной таблице кодов. П. Л. Шиллинг также известен как разработчик метода электрического подрыва мин (1812)-производил опыты взрывания при помощи электричества подводных мин в Петербурге на р. Неве.
Ханс Христиан Э́рстед (дат. Hans Christian Ørsted, 1777—1851) — датский учёный, физик, исследователь явлений электромагнетизма.
История открытия, совершенного зимой 1819—1820 учебного года (в одних источниках — 15 февраля, в других — ещё в декабре) включает в себя два варианта событий:
Эрстед на лекции в университете демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба, для чего составил электрическую, или, как тогда говорили, гальваническую цепь. На демонстрационном столе находился морской компас, поверх стеклянной крышки которого проходил один из проводов. Вдруг кто-то из студентов (здесь показания свидетелей расходятся — говорят, это был аспирант, а то и вовсе университетский швейцар) случайно заметил, что когда Эрстед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Однако существует мнение, что Эрстед заметил отклонение стрелки сам. Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта, а затем стал их менять. И обнаружил следующее: «Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата». (Используя данное сообщение, А. М. Ампер вскоре предложит на его принципе магнитоэлектрический гальванометр, роль которого в развитии электрической науки трудно переоценить.) Дальше начались вообще чудеса. Экспериментатор решает проверить действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. И о чудо! Металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них протекал электрический ток. Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гончарной глиной, камнями, диском электрофора. Экранирование не состоялось. Стрелка упорно отклонялась. Отклонялась даже тогда, когда её поместили в сосуд с водой. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные вещества не наблюдалась у обычного электричества и электричества вольтаического». Когда соединительную проволоку Эрстед ставил вертикально, то магнитная стрелка совсем не указывала на неё, а располагалась как бы по диаметру окружности с центром по оси проволоки. Исследователь предложил считать действие проволоки с током вихревым, так как именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра.
Уже в июне 1820 Эрстед печатает на латинском языке небольшую работу под заголовком: «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку».
Андре-Мари Ампер (фр. André-Marie Ampère; 20 января 1775 — 10 июня 1836) — знаменитый французский физик, математик и естествоиспытатель, член Парижской Академии наук (1814). Член многих академий наук, в частности иностранный почётный член Петербургской Академии наук (1830). Джеймс Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества».
Математика, механика и физика обязаны Амперу важными исследованиями. Его основные физические работы выполнены в области электродинамики. В 1820 он установил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку, известное ныне как правило Ампера; провёл множество опытов по исследованию взаимодействия между магнитом и электрическим током; для этих целей создал ряд приборов; обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на движущиеся проводники с током. В том же году открыл взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.
Согласно теории Ампера, магнитные взаимодействия являются результатом происходящих в телах взаимодействий так называемых круговых молекулярных токов, эквивалентных маленьким плоским магнитам, или магнитным листкам. Это утверждение носит название теоремы Ампера. Таким образом, большой магнит, по представлениям Ампера, состоит из множества таких элементарных магнитиков. В этом заключается суть глубокого убеждения ученого в чисто токовом происхождении магнетизма и тесной связи его с электрическими процессами.
В 1822 Ампером был открыт магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Также им было предложено усиливать магнитное поле с помощью железного сердечника, помещаемого внутрь соленоида. Идеи Ампера были изложены им в работах «Свод электродинамических наблюдений» (фр. «Recueil d’observations electrodynamiques», Париж, 1822), «Краткий курс теории электродинамических явлений» (фр. «Precis de la theorie des phenomenes electrodynamiques», Париж, 1824), «Теория электродинамических явлений» (фр. «Theorie des phenomenes electrodynamiques»). В 1826 году им была доказана теорема о циркуляции магнитного поля. В 1829 Ампер изобрел такие устройства как коммутатор и электромагнитный телеграф. В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика». В 1830 году ввел в научный оборот термин «кибернетика». Разносторонний талант Ампера оставил след и в истории развития химии, которая отводит ему одну из почетных страниц и считает его, совместно с Авогадро, автором важнейшего закона современной химии. В честь учёного единица силы электрического тока названа «ампером», а соответствующие измерительные приборы — «амперметрами».
Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током. Был установлен экспериментально в 1820 году Био и Саваром и сформулирован в общем виде Лапласом. Лаплас показал также, что с помощью этого закона можно вычислить магнитное поле движущегося точечного заряда (считая движение одной заряженной частицы током).
Закон Био—Савара—Лапласа играет в магнитостатике ту же роль, что и закон Кулона в электростатике. Закон Био—Савара—Лапласа можно считать главным законом магнитостатики, получая из него остальные ее результаты.
В современной формулировке закон Био—Савара—Лапласа чаще рассматривают как следствие двух уравнений Максвелла для магнитного поля при условии постоянства электрического поля, т.е. в современной формулировке уравнения Максвелла выступают как более фундаментальные (прежде всего хотя бы потому, что формулу Био—Савара—Лапласа нельзя просто обобщить на общий случай полей, зависящих от времени).
Араго
Заслуги Араго в этих областях науки огромны. Обладая проницательным умом и необыкновенной наблюдательностью, он вносил новое в каждый из разделов, которым занимался. Так, например, живя уединённо на своих геодезических станциях в Испании, он заметил, что его зрение свободно проникало до морского дна, усеянного подводными камнями, и это простое наблюдение привело его к любопытнейшим исследованиям об отношении света, отражающегося от поверхности воды под острыми углами, к свету, идущему прямо с морского дна. Узнав это отношение, он применил его к открытию подводных камней посредством турмалиновой пластинки, вырезанной параллельно оси двойного преломления. Араго сделал целый ряд открытий, значительно продвинувших науку вперёд. Самым плодотворным периодом его деятельности было время с 1811 по 1824 г. В течение этих тринадцати лет Араго:
Открыл поляризацию рассеянного света неба
Произвёл точные наблюдения над перемещением цветных полос, происходящих от встречи двух лучей, из которых один проходит через тонкую прозрачную пластинку
Первый заметил, что железные опилки притягиваются проводником электричества в опыте Эрстеда
Первым пропустил электрический ток по спирали со вложенной в неё стрелкой, которая намагничивалась и разряжением лейденской банки, и током Вольтова столба
Находясь в Гринвиче, заметил так называемый магнетизм вращения
Наблюдая с Гумбольдтом в 1825 г. силу магнетизма посредством качаний стрелки наклонения, он указал своему сотруднику, что качания стрелки быстро прекращаются, когда возле неё находятся металлические или неметаллические тела. Это наблюдение он применил к объяснению явлений при вращении ледяных или стеклянных кружков над магнитной стрелкой, находящейся в покое. До конца жизни Араго не переставал делать крайне важные и полезные открытия. Так, открыв цветную поляризацию, он изобрёл полярископ, фотометр, цианометр и множество других полезных приборов для изучения оптических явлений. Свои наблюдения над цветной поляризацией он с успехом применил к изучению света, атмосферы и солнца и открыл так называемую «среднюю точку поляризации» (точку, в которой поляризация незаметна). Араго применил интерференцию света к объяснению сверкания звёзд; эта теория приведена Гумбольдтом в 4-м томе его «Путешествия в равноденственные страны». Когда в 1835 году Уитстон, исследуя скорость электричества и света, построил остроумный прибор из вращающихся зеркал, Араго быстро сообразил, что подобным устройством можно определить скорость света, и представил в 1838 г план новых опытов. Механик Бреге занялся изготовлением этих приборов, но тут встретилось множество затруднений, и только в 1850 г. ему удалось добиться удовлетворительных результатов, но к этому времени у Араго сильно ослабло зрение, так что он не мог приняться за опыты. На заседании Института 29 апреля 1850 года он откровенно заявил: «я принуждён ограничиться только изложением задачи и указанием на верные способы её решения». Два талантливых физика — Физо и Фуко — не замедлили воспользоваться его ценными указаниями, определили скорость света в атмосфере и в своих докладах Академии наук, первый в 1850 г., второй в 1851 г., дали твёрдые основы теории света, опровергнув существовавшую гипотезу истечения. Многочисленные открытия и работы Араго изложены в его сочинениях, которые разделены Гумбольдтом на 5 частей: астрономические (особенно известна среди них «Общепонятная астрономия», или изложение публичных астрономических лекций Араго с 1812 до 1845 г., переведённая на русский язык), а также труды по оптике, электромагнетизму, метеорологии и физической географии.
В 1821г. Фарадей открыл явление вращения проводника с током вокруг полюса постоянного магнита.
1821. Термоэлектричество представляет собой совокупность явлений, в которых разница температур создаёт электрический потенциал, или электрический потенциал создаёт разницу температур. В современном техническом использовании термин почти всегда относится вместе к эффекту Зеебека, эффекту Пельтье и эффекту Томсона (термоэлектрические явления). По своей этимологии термин «термоэлектричество» мог бы относиться в целом ко всем тепловым двигателям, используемым для генерации электричества, и все электрическим нагревателям, производимым огромным числом способов, однако реально использование данного термина в таком широком смысле практически не встречается.
СТЕРДЖЕН (Sturgeon) Уильям (1783-1850), британский инженер-электрик. В 1825 г. продемонстрировал первый ЭЛЕКТРОМАГНИТ, способный на полезную работу. Он состоял из сердечника из мягкой стали, покрытого для изоляции лаком и обмотанного 18 раз оголенной медной проволокой; он мог поднимать 4 кг и питался от одного гальванического элемента. Стерджен сконструировал электродвигатель, изобрел КОММУТАТОР и ГАЛЬВАНОМЕТР с подвижной катушкой; изучал электрические заряды в тучах при помощи воздушных змеев.