Учебная работа. Развитие представлений о электричестве

Учебная работа. Развитие представлений о электричестве

17

Содержание

Введение

Глава 1. Древний шаг развития представлений о электричестве

Глава 2. Развитие электро энергии в Средние века

2.1. Исследования Гилберта

2.2. Исследования О. фон Герике.

Глава 3. Развитие представлений о электричестве

в ХVII-XVIII ст.

Глава 4. Формирование современных представлений о электричестве в XIX и в начале XX ст.

Заключение

Перечень использованной литературы

Введение.

На протяжении всей истории население земли в той либо другой мере лицезрело проявления электронных явлений. Поначалу это была молния, которая наводила на людей кошмар и ей причисляли божественное происхождение. Дальше в древние времена в старой Греции были открыты электронные характеристики янтаря. В Средние века почти все ученые изучили характеристики магнитов, была придумана лейденская банка — 1-ый конденсатор электронной энергии.

Современная жизнь невообразима без радио и телевидения, телефонов и телеграфа, различных осветительных и нагревательных устройств, машин и устройств, в базе которых лежит возможность использования электронного тока.

На протяжении всей истории населения земли происходило развитие электро энергии и изменялись представления человека о природе электронного тока, его свойствах. Можно выделить несколько таковых шагов развития преставлений о природе электро энергии: древний шаг, средние века до открытия лейденской банки и опосля, шаг становления современных мнений о электричестве.

Целью работы есть рассмотрение шагов развития преставлений населения земли о электричестве с древних времен и до нашего времени.

Глава 1. Древний шаг развития представлений о электричестве.

исследование электронных явлений по-настоящему начинается лишь в XVIII в. Но 1-ые сведения о этих явлениях были известны уже старым.

Древнейшие греки знали свойство натертого янтаря притягивать маленькие предметы. Само слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон», что означает по-русски янтарь.

Древнейшие греки знали также, что существует особенный минерал — стальная руда (магнитный железняк), способный притягивать стальные предметы. 3алежи этого минерала находились около городка Магнесии. Заглавие этого городка послужило источником термина «магнит».

Древнейшие не изучили ни электронных, ни магнитных явлений. Но они попробовали отдать разъяснение сиим явлениям.

Самое 1-ое разъяснение параметров янтаря притягивать маленькие предметы заключалось в том, что ему приписывалась «душа», которая заставляла янтарь притягивать сор.

При всем этом янтарь представляли подобно живому существу. Живое существо, к примеру собака, лицезреет кусочек мяса и стремится к нему приблизиться. Подобно этому янтарь вроде бы лицезреет маленькие предметы и стремится к им притянуться.

Это разъяснение очень примитивно с нашей точки зрения. Но такового рода разъяснения, когда предметы неживой природы одушевлялись, были соответствующими для старых, которые верили в существование целого ряда богов, духов и т. д.

Но в древности начала развиваться и материалистическая Философия. Философы-материалисты Старой Греции отторгали существование духов и пробовали разъяснить все явления природы естественными законами.

Они учили, что все тела состоят из маленьких вещественных неразделимых частиц — атомов. По их воззрению, не считая атомов и пустоты, в какой атомы движутся, ничего не существует. Все явления природы объясняются движением атомов. Само слово «атом» греческого происхождения. Оно значит «неразделимый».

Философы, верившие в существование атомов, из которых состоит природа, получили заглавие атомистов. Одним из родоначальников данной для нас философии был древнегреческий философ электронным явлениям без воззвания к особым «душам» и «духам».

Глава 2. Развитие электро энергии в Средние века.

В средние века исследование магнитных явлений приобретает практическое

Уже в XII в. в Европе стал известен компас как устройство, при помощи которого можно найти направление на части света. О компасе европейцы узнали от арабов, которым было уже к этому времени понятно свойство магнитной стрелки. Еще ранее, возможно, такое свойство знали в Китае.

Практическое применение магнитных явлений приводило к необходимости их исследования. Равномерно выяснялся целый ряд параметров магнитов.

2.1. Исследования Гилберта.

В 1600 г. вышла книжка британского ученого Гильберта «О магните, магнитных телах и большенном магните — Земле». В ней создатель обрисовал уже известные характеристики магнита, также собственные открытия.

Гильберт подразумевал, что Земля представляет собой большенный магнит. Чтоб подтвердить это предположение, Гильберт сделал особый опыт. Он выточил из естественного магнита большенный шар. Приближая к поверхности шара магнитную стрелку, он показал, что она постоянно устанавливается в определенном положении, так же как стрелка компаса на 3емле.

Гильберт обрисовал явление магнитной индукции, методы намагничивания железа и стали и т. д. Книжка Гильберта явилась первым научным исследованием магнитных явлений.

В собственной книжке Гильберт коснулся и электронных явлений. необходимо отметить, что хотя в то время магнетизм и электричество рассматривались как явления разной природы, тем не наименее весьма издавна ученые увидели в их много общего. Потому не случаем в почти всех работах исследовались сразу и магнитные и электронные явления. А именно, исследование магнетизма вызвало Энтузиазм к исследованию электронных явлений.

Гильберт открыл, что наэлектризовать можно не только лишь янтарь, да и алмаз, горный хрусталь и ряд остальных минералов. В отличие от магнита, который способен притягивать лишь железо (остальных магнитных материалов в то время не знали), наэлектризованное тело притягивает почти все тела.

2.2 Исследования Герике.

Новейший шаг к исследованию электронных явлений был изготовлен германским ученым Герике. В 1672 г. вышла его книжка, в какой были описаны опыты по электричеству. Более увлекательным достижением Герике было изобретение им «электронной машинки». «Электронная машинка» представляла собой шар, изготовленный из серы и посаженный на металлический шест. Герике вращал этот шар и натирал его ладонью руки. Потом ученый пару раз усовершенствовал свою «машинку».

Невзирая на простоту устройства, Герике сумел с его помощью создать некие открытия. Так, он нашел, что легкие тела могут не только лишь притягиваться к наэлектризованному шару, да и отталкиваться от него.

Глава 3. Развитие представлений о электричестве в ХVII—XVIII ст.

В XVIII в. исследование электронных явлений пошло резвее. В первой половине этого столетия были открыты новейшие факты.

В 1729 г. британец Грей открыл явление электропроводности. Он установил, что электричество способно передаваться от одних тел к остальным по железной проволоке. По шелковой нити электричество не распространялось. В связи с сиим Грей поделил все тела на проводники и непроводники электро энергии.

3атем французский ученый Дюфе спустя 5 лет узнал, что существует два рода электро энергии. один вид электро энергии выходит при натирании стекла, горного хрусталя, шерсти и неких остальных тел. Это электричество Дюфе именовал стеклянным электричеством. 2-ой вид электро энергии выходит при натирании янтаря, шелка, бумаги и остальных веществ. Этот вид электро энергии Дюфе именовал смоляным. Ученый установил, что тела, наэлектризованные одним видом электро энергии, отталкиваются, а различными видами, — притягиваются.

Потом стеклянное электричество было названо положительным, а смоляное — отрицательным. Это заглавие предложил южноамериканский ученый и публичный деятель Франклин. При всем этом он исходил из собственных взглядов на природу электро энергии.

Весьма принципиальным шагом в развитии учения о электричестве было изобретение лейденской банки, т. е. электронного конденсатора.

Лейденская банка была придумана практически сразу германским физиком Клейстом и голландским физиком Мушенбруком в 1745 — 1746 гг. Свое заглавие она получила по имени городка Лейдена, где Мушенбрук в первый раз сделал с ней опыты по исследованию электронных явлений.

Скоро лейденская банка была улучшена: внешнюю и внутреннюю поверхность стеклянного сосуда стали обклеивать железной фольгой. В крышку банки вставляли железный стержень, который сверху заканчивался железным шариком, а нижний конец стержня с помощью железной цепочки соединялся с внутренней обкладкой.

Лейденская банка ( рис. 1. ) является обыденным конденсатором. Когда внешнюю обкладку ее заземляют, а железный шарик соединяют с источником электро энергии, то на обкладках банки накапливается значимый электронный заряд и при ее разряде может протекать значимый ток. Получение огромных зарядов с помощь лейденской банки существенно содействовало развитию учения о электричестве.

До этого всего, усовершенствовалась аппаратура для исследования электронных явлений, а именно электронные маслины. Это были, как и 1-ая машинка Герике, такие устройства, в каких электронный заряд

рис. 1 выходил в итоге натирания стеклянного либо эбонитового диска кожей либо иными схожими материалами.

3атем возник 1-ый электроизмерительный устройство — электрометр. Его история начинается с электронного указателя, сделанного Рихманом скоро опосля изобретения лейденской банки. Этот устройство состоял из железного прута, к верхнему концу которого подвешивалась льняная нить определенной длины и веса. При электризации прута нить отклонилась. Угол отличия нити измерялся при помощи шкалы, прикрепленной к стержню и разбитой на градусы.

Опосля изобретения лейденской банки, когда ученые смогли следить сравнимо огромные искры при электронном разряде, появилась идея о электронной природе молнии.

Узнаваемый южноамериканский ученый и публичный деятель Бенджамин Франклин (1706 — 1790) высказал эту идею в письме в Английское королевское общество в 1750 г.

В этом письме он разъяснял как можно проверить высказанное предположение. Он предлагал поставить на башню будку, на крышу которой вывести металлический шест. Помещенный снутри будки человек в случае грозы мог бы извлекать из шеста электронные искры.

Содержание письма Франклина сделалось понятно во Франции. О нем вызнал француз Далибар, который в мае 1752 г. сделал опыт, о котором писал Франклин. Опыт удался. Вправду, Далибару удалось получить электронные искры.

В том же году, в летнюю пору, Франклин в Америке сделал схожий опыт.

Опосля того как была выяснена электронная природа грозы появилась мысль устройства громоотвода для предохранения спостроек от пожаров в итоге попадания в их молнии.

Громоотводы стремительно вошли в практику. Это было 1-ое практическое применение учения о электронных явлениях. Оно содействовало развитию и популяризации науки о электричестве.

вкупе с ускорившимся развитием опытнейшего исследования электронных явлений появляются и теории этих явлений.

естественно, еще до середины XVIII в. существовали некие суждения о природе электро энергии. Но они были очень простыми. Почти всегда электронные деяния объяснялись наличием вокруг заряженных тел некоторых электронных атмосфер.

Посреди XVIII в. возникают уже наиболее содержательные теории электронных явлений. Эти теории можно поделить на две главные группы.

1-ая группа — это теории электронных явлений, основанные на принципе дальнодействия.

2-ая группа — это теории, в базу которых положен принцип близкодействия.

Остановимся поначалу на развитии теории дальнодействия, которая получила в XVIII в. практически всеобщее признание. Основателями теории дальнодействия были Франклин и петербургский академик Эпинус.

Франклин еще в 40-х г. XVIII в. выстроил теорию электронных явлений. Он представил, что существует особенная электронная друг от друга и притягиваться к частичкам обыкновенной материи, т. е. к частичкам вещества, по современным понятиям.

Электронная случае ее присутствие не находится. Но если в теле возникает излишек данной для нас материи, то тело электризуется положительно; напротив, если в теле будет недочет данной для нас материи, то тело электризуется негативно. Заглавие («положительное и отрицательное электричество», которое так и осталось в науке, принадлежит Франклину.

Электронная электронного заряда. Вправду, для сотворения, к примеру, отрицательного заряда на каком-либо теле необходимо от него отнять некое количество электронной воды, которая обязана перейти на другое тело и образовать там положительный заряд таковой же величины. Опосля соединения этих тел электронная тела стали электрически нейтральными.

Теория Франклина была развита Францем Эпинусом (1724 — 1802). При всем этом Эпинус вроде бы брал за эталон теорию тяготения Ньютона.

Ньютон представил, что меж всеми частичками обыденных тел действуют дальнодействующие силы. Эти силы центральные, т.е. они действуют по прямой, соединяющей частички.

Эпинус же подразумевает, что меж частичками электронной материи также действуют центральные дальнодействующие силы. Лишь силы тяготения являются силами притяжения, силы же, действующие меж частичками электронной материи, — силами отталкивания. Не считая того, меж частичками электронной материи и частичками обыденного вещества, так же как и у Франклина действуют силы притяжения. И эти силы аналогично силам тягогения являются дальнодействующими и центральными. Эпинус ассоциировал силы тяготения и электронные силы. Он подразумевает, что силы, действующие меж частичками электронной материи, «меняются назад пропорционально квадрату расстояния. Так можно полагать с неким правдоподобием, ибо в пользу таковой зависимости, по-видимому, гласит одной из увлекательных его работ было исследование электронной индукции. Эпинус показал, что если к проводнику приблизить заряженное тело, то на проводнике возникают электронные заряды. При всем этом сторона его, к которой подносят заряженное тело, электризуется зарядом обратного знака. И напротив, на удаленной части проводника появляется заряд такого же знака, что и на поднесенном теле.

Эпинус подтвердил и закон сохранения электронного заряда. Он писал: «Если я желаю в каком-либо теле прирастить количество электронной материи, я должен безизбежно взять ее вне его и, как следует, уменьшить ее в каком-либо другом теле».

сразу с теорией электронных явлений, основанной на представлении о дальнодействии, возникают теории этих явлений, в базе которых лежит принцип близкодействия. Одним из родоначальников данной для нас теории можно считать Ломоносова.

Ломоносов был противником теории дальнодействия. Он считал, что тело не может действовать на остальные одномоментно через пустое либо заполненное чем-либо место.

Он считал, что электронное взаимодействие передается от тела к телу через необыкновенную среду, заполняющую все пустое место, а именно и место меж частичками, из которых состоит «веская материя», вещество.

электронные явления, по Ломоносову, следует разглядывать как определенные микроскопичные движения, происходящие в эфире. То же самое относится и к магнитным явлениям.

На точке зрения близкодействия в теории электро энергии и магнетизма стоял и иной петербургский академик — Л. Эйлер. Посреди XVIII в., как и Ломоносов, он выступил за теорию близкодействия. Он подразумевал существование эфира, движением и качествами которого разъяснял наблюдаемые электронные явления.

Опосля открытия закона Кулона теория дальнодействия совершенно теснит теорию близкодействия. И лишь в XIX в. Фарадей возрождает теорию близкодействия. Но ее всеобщее признание начинается со 2-ой половины XIX в., опосля экспериментального подтверждения теории Максвелла.

Глава 4. Формирование современных представлений о электричестве в XIX и в начале XX ст.

В XVIII в. электричество и магнетизм числились хотя и схожими, но все таки имеющими различную природу явлениями. правда, были известны некие факты, указывающие на существование как как будто бы связи меж магнетизмом и электричеством, к примеру намагничение стальных предметов в итоге ударов молнии. больше того, Франклину удалось намагнитить кусочек железа при помощи разряда лейденской банки. Все-же известные факты не дозволяли уверенно утверждать, что меж электронными и магнитными явлениями существует связь.

Такую связь в первый раз нашел датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777 — 1851) в 1820 г. Он открыл действие электронного тока на магнитную стрелку.

Эрстед открыл, что если над проводником, направленным вдоль земного меридиана, поместить магнитную стрелку, которая указывает на север, и по проводнику пропустить электронный ток, то стрелка отклоняется на некий угол.

Опосля того как Эрстед опубликовал свое открытие, почти все физики занялись исследованием этого новейшего явления. Французские ученые Био и Савар попытались установить закондеяния тока на магнитную стрелку, т. е. найти, как и от что зависит сила, работающая на магнитную стрелку, когда она помещена около электронного тока. Они установили, что сила, работающая на магнитный полюс (на конец длинноватого магнита) со стороны прямолинейного проводника с током, ориентирована перпендикулярно к кратчайшему расстоянию от полюса до проводника и модуль ее назад пропорционален этому расстоянию.

Раздумывая над открытием Эрстеда, Ампер пришел к совсем новеньким идеям. Он представил, что магнитные явления вызываются взаимодействием электронных токов. Любой магнит представляет собой систему замкнутых электронных токов, плоскости которых перпендикулярны оси магнита. Взаимодействие магнитов, их притяжение и отталкивание объясняются притяжением и отталкиванием, существующими меж токами. 3емной магнетизм также обоснован электронными токами, которые протекают в земном шаре.

Эта догадка добивалась, естественно, опытнейшего доказательства. И Ампер сделал целую серию опытов для ее обоснования.

1-ые опыты Ампера заключались в обнаружении сил, работающих меж проводниками, по которым течет электронный ток. Опыты проявили, что два прямолинейных проводника с током, расположенные параллельно друг другу, притягиваются, если токи в их имеют однообразное направление, и отталкиваются, если направление токов обратно.

Ампер показал также, что виток с током и спиралевидный проводник с током (соленоид) ведут себя как магниты. Два таковых проводника притягиваются и отталкиваются подобно двум магнитным стрелкам.

Ампер решил в базу теории взаимодействия токов положить законвзаимодействия меж элементами токов. Необходимо отметить, что Ампер гласил уже не попросту о содействии частей проводников, как Био и Савар, а о содействии частей токов, потому что к тому времени уже появилось понятие силы тока. И это понятие ввел сам Ампер. Проведя огромное число опытов по определению взаимодействия токов в проводниках различной формы и по-разному расположенных друг относительно друга, Ампер в конце концов обусловил разыскиваемую силу. Подобно силе тяготения она оказалась назад пропорциональной квадрату расстоянии меж элементами электронных токов.

Все эти исследования были основой на которой выросла современная электрика. Максвелл математически связал электронные и магнитные явления воедино — в электромагнитные явления. А Г. Герц смог обосновать наличие электромагнитных волн, существование которых вытекало из законов Максвелла.

Важную роль в становлении современных представлений о электронном токе, как о направленном движении заряженных простых частиц имел опыт Милликена. Этот опыт обосновал существование простых зарядов электро энергии в природе. Другими словами простая природа электро энергии была стопроцентно установлена. Сущность опыта Милликена состояла в последующем.

В тонкий конденсатор вводили мелкие капли масла (рис. 2). Из-за трения они электризовались. В отсутствии электронного поля капля начинает падать под действием силы тяжести. Подбирая напряженность электронного поля Е, каплю можно приостановить и найти находящийся на ней заряд. Потом врубается облучение воздушного про-межутка до того времени, пока капля не приобретет

рис. 2. дополни-тельный положительный либо отрицательный заряд и ее равновесие нарушится. Изменяя напряженность электри-ческого поля до некого значения Е, вновь достигают равновесия капли и определяют ее новейший заряд. Потом вновь включают облучение воздушного промежутка и т. д.

Получив ряд поочередных значений заряда капли Милликен установил, что как сами величины , так и их поочередные разности являются целыми кратными некого простого заряда е. Так экспериментально было подтверждено наличие простого заряда и простую природу электронного тока.

Современное уточненное значение величины простого заряда равно: .

Простый заряд является одной из базовых констант физики.

Заключение.

В работе рассмотрено развитие взглядов на электричество от древних времен и до сейчас. Рассмотрены главные открытия электрики, которые имели огромное, направляющее время наука о электричестве прошла большенный путь и сейчас она выступает одной из основ современного мира. Открытые законы дозволили сделать массивные электродвигатели и генераторы, проводить освещение улиц и домов, употреблять электричество в целительных целях.

Вся история населения земли указывает, что все начинается с малого, вот и история развития электро энергии началась с маленького кусочка янтаря в руках греческого философа.

Перечень использованной литературы.

1. Дущенко В.П., Кучерук И. М. Общая физика. Электрика. — К.: Высшая школа, 1995. — 430 с.

2. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики. В 3 т. — М.: Наука, 1995. — 343 с.

3. Кухлинг Х. Справочник по физике: Пер. с нем. — М.: мир, 1983. — 520 с.

4. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. — М.: Наука, 1982. — 846 с.

5. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Электродинамика. — М.: Просвещение, 1990. — 346 с.

6. Иродов И.Е. Главные законы электромагнетизма. — М.: Высшая школа, 1991. — 432 с.

7. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. — М.: Высшая школа, 1983. — 265 с.

8. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3 Т., Электричество и магнетизм. — М.: Наука, 2003. — Т.2. — 387 с.

9. Телеснин Р. В., Яковлев В.Ф. Электричество. В 2 Т., — M.: Высшая школа, 1973. — 327 с.

]]>