Владимир Кучин - Популярная история — от электричества до телевидения

1767 г. Пристли

В 1761 году английский преподаватель Джозеф Пристли (1733–1804) начал активную экспериментальную работу. В 1766 году он установил, что сила взаимодействия зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними — т. е. это взаимодействие подобно закону тяготения Ньютона. В 1767 году Пристли опубликовал свою работу «History and present state of electricity» по электричеству, после чего продолжил работы уже в области химии. В 1774 году Пристли достиг выдающегося успеха — он первым получил кислород, знаменитый французский химик Лавуазье шел по его стопам.

Небольшая история.

Дело было так — Джозеф Пристли жил у пивоварни и случайно заинтересовался составом газов, рождающихся при брожении пива. Он обнаружил «крепкий воздух» — углекислый газ, которым научился насыщать воду — так в 1772 году появилась «сельтерская вода». Пристли обнаружил: «соляно-кислый воздух» — хлористый водород, «щелочной воздух» — аммиак, и, наконец, «чистый, дефлогированный воздух» — кислород. За получение «чистого воздуха» в 1776 году Пристли получил большую золотую медаль Королевского общества. А начиналось все с пива.

В 1769 году в Эдинбурге, Шотландия, доктор Джон Робинсон (1739–1805) провел эксперимент по измерению силы взаимодействия между зарядами и обнаружил, что эта сила зависит от расстояния с показателем степени у последнего равным (-2,06). Это дало ему основание предположить, что работа Джозефа Пристли (см. 1767 г.) верна.

В 1769 году в работы по электричеству включается 24-летний итальянец Вольта.

«1769, 18 апреля — Опубликована первая диссертации к Беккария о притягательных силах электрического огня на примере лейденской бутыли.» [15].

В 1771 году Алессандро Вольта изготовил электрическую машину из полированного дерева, в которой не было ни одной не деревянной детали, и этим удивил некоторых ученых — последние и не подозревали — свои работы начал гениальный инженер.

«1771, июль — Вторая диссертация к Спалланцани об устройстве простейшей электрической машины из дерева.» [15].

В 1769 году, 23 декабря, нижегородец Иван Кулибин (1735–1818) был принят по контракту руководителем механической лаборатории Российской Академии наук. В лаборатории Кулибина, в том числе, изготовливались приборы для изучения электричества. В 1771 году Кулибин завершил конструирование большой электрической машины, которую делали по привезенному образцу, в 1772 г. началось ее изготовление. Лично Иван Кулибин придумал маленькую «карманную» электрическую машину, эти машины делались для Академии, а для любителей науки продавались в Книжной лавке. По [20].

Рис 7. Электрическая машина Кулибина образца 1772 г., по [20]

В 1775 году Алессандро Вольта изготовил «электрофор» — интересный маленький лабораторный прибор, позволяющий создавать электрический заряд через индукцию. Сила «электрофора» именно в его простоте и доступности — электрические машины были крупными, дорогими и недоступными — а Вольта получал электричество с помощью блюдечка, пластинки, кусочка меха, пузырька и железного кружка с ручкой. Простота удивляла! Вольта сообщил о своем изобретении многим физикам, электрофором заинтересовались люди далекие от науки.

Как всегда нашлись и зубоскалы, полушутя полусерьезно называвшие электричество глупостями. Именно в 1775 году вышла бессмертная комедия Бомарше «Севильский цирюльник», где герои говорили:

В 1777 году профессор из Геттингена Георг Лихтенберг при экспериментах с «электрофором» конструкции Вольта обнаружил, что электричество, истекающее с металлического острия в направлении смоляной пластинки, формирует смоляной порошок на его поверхности особым образом. Эти фигуры, отражающие в некоем смысле линии электрического поля, стали называть «лихтенберговыми».

Лихтенберг, Георг Кристоф (Lichtenberg, 1742–1799) — выдающийся немецкий ученый и публицист; род. в 1742. г. близ Дармштадта в семье деревенского пастора. В детстве у него образовался горб, остановивший его рост и сделавший его навсегда болезненным. Был проф. физики и астрономии в Геттингене и членом спб. акд. наук. Как ученый, Л. прославился лекциями по экспериментальной физике, которые пояснял опытами при помощи им самим усовершенствованных аппаратов, и открытием электрических фигур, названных его именем (лихтенберговые). [4].

В 1780 году заведующий кафедрой университета в Болонье Луиджи Гальвани (1737–1798) начал работы, которые привели его к открытию животного электричества. [21].

6 ноября 1780 года он производит знаменитый опыт с лягушечьей лапкой.

Вопрос измерения силы электрического взаимодействия с 1750 года приобретает большое значение. Экспериментаторы предлагали все более и более совершенные электрометры. В 1779 году Кавалло поместил электрометр Кантона (см. 1754 г.) в стеклянную банку для исключения влияния воздуха, в 1781 году Вольта изготовил чувствительный соломенный электрометр. Новую измерительную конструкцию в 1784 году предложил французский физик Шарль-Огюстен Кулон (1736–1806) — он изобрел крутильные весы. Долгие опыты с маленькими металлическими шариками привели Кулона в 1785 году к «закону Кулона» о силе взаимодействия точечных зарядов. Закон Кулона — это один из фундаментальных законов электродинамики и теории поля.

В 1786 году, 26 апреля, Луиджи Гальвани при помощи лягушечьей лапки и проволоки обнаруживает приближение грозы.

Французский физик Шарль-Огюстен Кулон завершает печать мемуаров об опытах с крутильными весами. Он провел опыты с намагниченными шариками и обнаружил, что их взаимодействие очень похоже на взаимодействие заряженных шариков. В 1789 году Кулон был принят в члены Парижской академии наук, но вскоре революция уничтожила все старые общественные институты Франции, академия закрылась. На время развитие науки во Франции, а затем и в Европе затормозилось.

Алессандро Вольта повторяет опыт Луиджи Гальвани с лягушечьей лапкой и обнаруживает явление электризации через соприкосновение разнородных металлов.

В 1791 году Луиджи Гальвани публикует работу «Трактат о силах электричества при мышечном движении» и начинает новую страницу в науке об электричестве. [21].

В 1794 году Алессандро Вольта в письме профессору Вассалли предлагает ряд металлов, расположенных по создаваемой электрической силе — «ряд Вольта».

«Новая статья о животном электричестве в трех письмах, написанных синьору аббату Антону Мариа Вассалли профессору физики в королевском университете в Турине» «Письмо первое 10 февраля 1794 г.»

«Что Вы думаете о так называемом животном электричестве? Что касается меня, то я давно убежден, что все действие возникает первоначально вследствие прикосновения металлов к какому-нибудь влажному телу или к самой воде. В силу такого соприкосновения, электрический флюид гонится в это влажное тело или в воду от самих металлов, от одного больше, от другого меньше (больше всего от цинка, меньше всего от серебра). При установлении непрерывного сообщения между соответствующими проводниками этот флюид совершает постоянный круговорот.»

«Если вместо двигательных нервов в круг входят вкусовые нервы верхушки или краев языка, или же зрительные нервы, то соответственно возникает ощущение вкуса или света; и эти ощущения и движения тем сильнее, чем дальше отстоят друг от друга примененные два металла в том ряду, в каком они нами поставлены здесь: цинк, оловянная фольга, обыкновенное олово в пластинках, свинец, железо, латунь и различного качества бронза, медь, платина, золото, серебро, ртуть, графит. К ним следует прибавить, наконец, некоторые древесные угли, т. е. именно те, которые оказываются почти такими же проводниками, как металлы; другие же не годятся или плохи.» [21].