Летопись электричества - [33]
Георг Ом любил физику и математику, а должен был преподавать в гимназиях греческий и латинский языки.
Только досуг Ом мог полностью отдавать любимым занятиям по физике. Он знал о новейших открытиях Эрстеда и Ампера.
«Как представить себе электрический ток?» Это был первый вопрос, на который в течение нескольких лет пытался дать ясный ответ уже немолодой физик-любитель.
Учительствуя в Кельне, он любил прогонять усталость прогулкой по Рейну. И кто знает: может быть, здесь па берегах этой реки Георг Ом нашел то, что помогло ему открыть великий закон.
«Что двигает воды Рейна вперед, на север — в Эссен, Голландию и Северное море? Очевидно, различное по высоте положение начала и конца реки. Что же заставляет проходить в цепи электрический ток? Как это представить себе? По-видимому, один из полюсов гальванической батареи представляет собой как бы более высокий уровень электрических зарядов, нежели их уровень у другого полюса. И поэтому электрический ток протекает в цепи, как речная вода, от высоких мест к более низким», так, возможно, рассуждал Ом.
Он знал, что силу водяного потока легко измерить. Для этого нужно узнать количество воды, которое протекает в секунду через поперечное сечение потока.
«А как определить поток электричества?» — думал Ом.
И он снова сравнивал электрический ток с водяным потоком, пользуясь законами старинной науки, гидравлики, науки о законах движения жидкостей.
Очевидно, узнать количество электричества, которое протекает в единицу времени, то есть в одну секунду, через сечение проводника, это и значит определить силу электрического тока.
Как увеличить силу электрического тока? Для этого, по-видимому, нужно пропустить через то же сечение в то же время — в секунду — большее количество электричества.
Если бы русло Рейна было круче, то его воды неслись бы гораздо быстрее. То же, должно быть, происходит и в гальванической цепи. Разность электрических уровней на полюсах батареи — это тот напор, который является причиной движения электрического тока, и от величины этого напора зависит сила электрического тока. Назовем эту разность высот электрических уровней, или этот напор, электродвижущей силой батареи.
В результате ряда рассуждений Ом установил три понятия: 1) силу тока — количество электричества, протекающее через сечение проводника в одну секунду, 2) электродвижущую силу — напор, под которым течет электричество, и 3) сопротивление — противодействие прохождению тока в зависимости от вещества, длины, площади поперечного сечения и физического состояния вещества проводника.
Ом жил в это время в Берлине, занимая должность преподавателя математики Берлинского политехнического института[18]. Он успел основательно ознакомиться с трудами известного физика Фурье, который установил законы теплопроводности и заметил большое сходство явлений теплопроводности и электропроводности. Это ускорило открытие Омом основного закона, названного его именем.
Свои опыты Ом проводил в лаборатории института. Опыты давались не легко. Дело в том, что сила тока гальванической батареи по непонятной Ому причине не оставалась постоянной. Поэтому он с радостью принял предложение физика Поггендорфа использовать для опытов незадолго до того открытый новый источник электричества — термоэлемент. Этот источник давал ток постоянной силы. Термоэлемент имел очень простое устройство, основанное на открытии Зеебека. Между двумя медными проволоками был впаян стержень из висмута. Чтобы получить наибольшую электровозбуждающую силу термоэлемента, Ом опускал в лед один из спаев, а другой держал в кипящей воде.
Для измерения силы тока Ом пользовался мультипликатором. Этот простой и важный прибор изобрел физик Иоганн Швейгер, земляк и друг Ома. Мультипликатор представлял собою магнитную стрелку, расположенную внутри нескольких витков проволоки. Ом наблюдал величину отклонения стрелки мультипликатора, включенного в гальваническую цепь.
Опыты наглядно показали, что стрелка мультипликатора всегда отклоняется сильнее, если короче и толще проводник, замыкающий цепь. Стрелка мультипликатора отклоняется слабее, когда этот проводник длиннее и тоньше. Медная проволока в пять раз большей длины при одном и том же сечении дает в пять раз меньшее отклонение стрелки мультипликатора. Если же, например, вставить медную проволоку с площадью сечения, в десять раз большей, но той же длины, тогда ток возрастет в десять раз. Одинаковые по размерам проволоки различных веществ (из меди, железа и др.) давали различное отклонение стрелки мультипликатора.
В 1827 году было издано исследование под названием «Гальваническая цепь, математически разработанная Г. С. Омом»[19]. В нем был изложен найденный Омом закон:
«Во всякой неразветвленной замкнутой электрической цепи сила тока пропорциональна электродвижущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи
Научно-популярный очерк о значении электричества в современном мире.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Наше здоровье зависит от того, что мы едим. Но как не ошибиться в выборе питания, если число предлагаемых «правильных» диет, как утверждают знающие люди, приближается к 30 тысячам? Люди шарахаются от одной диеты к другой, от вегетарианства к мясоедению, от монодиет к раздельному питанию. Каждый диетолог уверяет, что именно его система питания самая действенная: одни исходят из собственного взгляда на потребности нашего организма, другие опираются на религиозные традиции, третьи обращаются к древним источникам, четвертые видят панацею в восточной медицине… Виктор Конышев пытается разобраться во всем этом разнообразии и — не принимая сторону какой-либо диеты — дает читателю множество полезных советов, а попутно рассказывает, какова судьба съеденных нами генов, какую роль сыграло в эволюции голодание, для чего необходимо ощущать вкус пищи, что и как ели наши далекие предки и еще о многом другом…Виктор Конышев — доктор медицинских наук, диетолог, автор ряда книг о питании.Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г.
Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.
Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.
Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.