Двустороннее движение электричества. Тесла. Переменный ток - [5]
У материи есть особое свойство — электрический заряд. Он может быть двух видов — положительный и отрицательный, — и надо сказать, что разноименные электрические заряды притягиваются с необыкновенной силой, как это происходит внутри атомов. Носителем элементарного положительного заряда является протон, отрицательного заряда — электрон. Электрический заряд вызывает физические явления, в основном связанные с взаимодействием и энергией электронов и проявляющиеся в самых разных формах — термических, механических, световых, а также химических.
Обычно когда мы говорим об электричестве, то имеем в виду свойство материи. Но понятие «электричество» имеет еще два определения: форма энергии, основанная на указанном свойстве, и раздел физики, изучающий электрические явления. В любом из трех своих значений слово «электричество» играет фундаментальную роль для человеческого общества. Современный мир не был бы возможен без него. Тем не менее человечество обходилось без электричества до начала XX века.
Хотя явления, связанные с электричеством, можно наблюдать в природе, люди прошли долгий путь до полного понимания данного свойства материи и возможности контроля над ним, что позволило значительно повысить уровень жизни. Уже греки наблюдали, как один из видов ископаемой смолы приобретает свойство притягивать перья, нитки и пух при натирании его куском кожи. Этот вид смолы мы знаем сегодня как янтарь; греки же называли его электрон. В елизаветинскую эпоху англичанин Уильям Гильберт (1544-1603), исследователь магнетизма, открыл, что трение придает данное свойство и другим материалам. Именно благодаря ему в языке закрепились слова «электричество» и «электрический» — от греческого «электрон».
В 1733 году французский химик Шарль Дюфе (1698-1739) открыл, что два стержня из одного материала — янтаря или стекла — при натирании взаимно отталкиваются. При этом стержни из разных материалов притягиваются (см. рисунок 1).
РИС. 1
Поведение стержней Дюфе при натирании. Стержни из одного материала испытывают силу отталкивания (F); если материалы стержней разные, то возникает сила притяжения.
Подобным образом ведут себя и полюса магнита. Если же стержни соприкасаются, взаимодействие прекращается. Поэтому казалось, что существуют два разных вида «электричества».
Североамериканский политик, ученый и изобретатель Бенджамин Франклин (1706-1790) первым стал говорить о наличии положительного и отрицательного заряда. Когда он тер стеклянный стержень, «электричество» текло внутрь стержня, «положительно заряжая его», а при трении янтаря «электричество» выходило из него, «заряжая отрицательно». Соприкосновение стержней с противоположными зарядами заставляло перетекать положительный заряд в отрицательный до момента достижения равновесия. В 1785 году Шарль Кулон измерил отношение и величину притягивания и отталкивания зарядов. Закон Кулона утверждает, что сила обратно пропорциональна квадрату разделяющего заряды расстояния и пропорциональна величине зарядов.
Что происходило внутри стержней, которые бережно держали в руках столько знаменитых ученых? Чтобы понять это, нужно было исследовать материю, структуру атома настолько глубоко, насколько мы изучили их сегодня. В несколько упрощенном виде можно сказать, что атом состоит из ядра, в которое включены протоны и нейтроны. В ядре сконцентрирована основная часть массы атома, другую часть массы представляют электроны, вращающиеся по орбитам вокруг ядра. Структура атома является стабильной в большой степени благодаря электромагнитной силе. Общий заряд протонов положительный, у нейтронов, как следует из их названия, — нейтральный, у электронов — отрицательный. Атом в своем единстве является нейтральным. При этом в некоторых материалах электроны обладают достаточной степенью независимости от ядер и могут перемещаться относительно них.
Кроме проводников и изоляторов, сегодня известен еще один вид материалов — полупроводники. Они могут вести себя как проводники или изоляторы при воздействии определенных обстоятельств, например давления или температуры. Полупроводники чрезвычайно важны для электронных устройств. Согласно знаменитой зонной теории энергетических уровней, орбиты электронов, вращающихся вокруг ядер, называются энергетическими «уровнями» или «слоями». Существуют три зоны уровней: зона валентности, зона проводимости и запрещенная зона. В зоне валентности вращаются электроны, которые атом может отдать в случае их привлечения зоной валентности другого ближайшего атома. В зоне проводимости находятся электроны, которые участвуют в проводимости, то есть могут перемещаться под действием электрического поля. Запрещенная зона разделяет две предыдущие, электронам нужно перескочить через нее для того, чтобы переместиться из одной зоны в другую. Речь идет не о пустом пространстве, а о необходимой энергии для разрыва связей между электронами. Количество энергии, требующееся электрону для того, чтобы перескочить через запрещенную зону, определяет электропроводимость данного материала.
Пифагор Самосский — одна из самых удивительных фигур в истории идей. Его картина гармоничного и управляемого числами мира — сплав научного и мистического мировоззрения — оказала глубочайшее влияние на всю западную культуру. Пифагор был вождем политической и религиозной секты (первой группы такого рода, о которой нам известно), имевшей огромный вес в разных регионах Греции. Ему приписывается одно из важнейших открытий древности: равенство суммы квадратов катетов и квадрата гипотенузы в прямоугольном треугольнике.
Томас Альва Эдисон — один из тех людей, кто внес наибольший вклад в тот облик мира, каким мы видим его сегодня. Этот американский изобретатель, самый плодовитый в XX веке, запатентовал более тысячи изобретений, которые еще при жизни сделали его легендарным. Он участвовал в создании фонографа, телеграфа, телефона и первых аппаратов, запечатлевающих движение, — предшественников кинематографа. Однако нет никаких сомнений в том, что его главное достижение — это электрическое освещение, пришедшее во все уголки планеты с созданием лампы накаливания, а также разработка первой электростанции.
Книга повествует о «мастерах пушечного дела», которые вместе с прославленным конструктором В. Г. Грабиным сломали вековые устои артиллерийского производства и в сложнейших условиях Великой Отечественной войны наладили массовый выпуск первоклассных полевых, танковых и противотанковых орудий. Автор летописи более 45 лет работал и дружил с генералом В. Г. Грабиным, был свидетелем его творческих поисков, участвовал в создании оружия Победы на оборонных заводах города Горького и в Центральном артиллерийском КБ подмосковного Калининграда (ныне город Королев). Книга рассчитана на массового читателя. Издательство «Патриот», а также дети и внуки автора книги А. П. Худякова выражают глубокую признательность за активное участие и финансовую помощь в издании книги главе города Королева А. Ф. Морозенко, городскому комитету по культуре, генеральному директору ОАО «Газком» Н. Н. Севастьянову, президенту фонда социальной защиты «Королевские ветераны» А. В. Богданову и генеральному директору ГНПЦ «Звезда-Стрела» С. П. Яковлеву. © А. П. Худяков, 1999 © А. А. Митрофанов (переплет), 1999 © Издательство Патриот, 1999.
Скрижали Завета сообщают о многом. Не сообщают о том, что Исайя Берлин в Фонтанном дому имел беседу с Анной Андреевной. Также не сообщают: Сэлинджер был аутистом. Нам бы так – «прочь этот мир». И башмаком о трибуну Никита Сергеевич стукал не напрасно – ведь душа болит. Вот и дошли до главного – болит душа. Болеет, следовательно, вырастает душа. Не сказать метастазами, но через Еврейское слово, сказанное Найманом, питерским евреем, московским выкрестом, космополитом, чем не Скрижали этого времени. Иных не написано.
"Тихо и мирно протекала послевоенная жизнь в далеком от столичных и промышленных центров провинциальном городке. Бийску в 1953-м исполнилось 244 года и будущее его, казалось, предопределено второстепенной ролью подобных ему сибирских поселений. Но именно этот год, известный в истории как год смерти великого вождя, стал для города переломным в его судьбе. 13 июня 1953 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли решение о создании в системе министерства строительства металлургических и химических предприятий строительно-монтажного треста № 122 и возложили на него строительство предприятий военно-промышленного комплекса.
В период войны в создавшихся условиях всеобщей разрухи шла каждодневная борьба хрупких женщин за жизнь детей — будущего страны. В книге приведены воспоминания матери трех малолетних детей, сумевшей вывести их из подверженного бомбардировкам города Фролово в тыл и через многие трудности довести до послевоенного благополучного времени. Пусть рассказ об этих подлинных событиях будет своего рода данью памяти об аналогичном неимоверно тяжком труде множества безвестных матерей.
Мемуары Владимира Федоровича Романова представляют собой счастливый пример воспоминаний деятеля из «второго эшелона» государственной элиты Российской империи рубежа XIX–XX вв. Воздерживаясь от пафоса и полемичности, свойственных воспоминаниям крупных государственных деятелей (С. Ю. Витте, В. Н. Коковцова, П. Н. Милюкова и др.), автор подробно, объективно и не без литературного таланта описывает события, современником и очевидцем которых он был на протяжении почти полувека, с 1874 по 1920 г., во время учебы в гимназии и университете в Киеве, службы в центральных учреждениях Министерства внутренних дел, ведомств путей сообщения и землеустройства в Петербурге, работы в Красном Кресте в Первую мировую войну, пребывания на Украине во время Гражданской войны до отъезда в эмиграцию.
Для фронтисписа использован дружеский шарж художника В. Корячкина. Автор выражает благодарность И. Н. Янушевской, без помощи которой не было бы этой книги.