Неопределенный электрический объект. Ампер. Классическая электродинамика. - [3]
1808 Назначен инспектором императорского университета. Разводится с женой.
1814 Представляет работу о рядах Тейлора и выдвигает гипотезу, сходную с гипотезой Авогадро.
1815 Становится членом Французской академии наук. Делает доклад о дифференциальных уравнениях в частных производных, а также о классификации элементов.
1820 Готовит второй доклад о дифференциальных уравнениях в частных производных, описывающий уравнение Монжа — Ампера. Узнает об опыте Эрстеда. В «Анналах химии и физики» публикует первые сообщения об электродинамике, а позже — другие сообщения об опытах по электродинамике.
1824 Публикует «Доклад об электродинамических явлениях», подводящий итог предыдущим исследованиям. Пишет автобиографию. Назначен профессором Коллеж де Франс.
1826 Представляет культовый труд по электродинамике — «Теорию электродинамических явленийу выведенную исключительно из опыта*.
1828 Отказывается от должности в Политехнической школе Парижа.
1834 Публикует первый том «Наброски по философии науки». Второй том будет опубликован посмертно сыном ученого.
1836 Умирает 10 июня в Марселе от воспаления легких.
ГЛАВА 1
Неподвижные заряды
В конце XVIII века Франция пережила революцию, повлекшую за собой радикальное изменение политической и социальной системы. В годы нищеты и трудностей молодой человек по имени Андре-Мари Ампер занимался самообразованием, черпая знания в библиотеке своего отца. В то же самое время был открыт закон взаимодействия неподвижных электрических зарядов. Назван он был по имени своего открывателя, Шарля Огюстена де Кулона.
Андре-Мари Ампер родился в Лионе в 1775 году и умер в Марселе в 1836-м. Таким образом, он был свидетелем всех революционных событий, изменивших его страну. Это был период подъема науки. Ампер жил в эпоху политических и государственных изменений: помимо перехода от старого режима к Революции, он увидел царствование Наполеона, Людовика XVIII, Карла X и, под конец жизни, Луи-Филиппа. На образование Ампера повлияла политическая нестабильность: школьная система была серьезно затронута различными реформами в области публичного образования.
Очевидно, что в такое беспокойное время Ампер не мог получить системного образования, и решающую роль в его становлении как ученого сыграло влияние отца. Отец симпатизировал деятелям Просвещения, особенно Руссо. Его решение было радикальным: он не отдал сына в школу, а начал обучать его самостоятельно. В итоге Ампер столкнулся со школой гораздо позже, уже в качестве преподавателя.
С самого детства Андре-Мари воспитал в себе исследовательскую строгость, которую он усвоил из трудов по математике и ботанике, обнаруженных в библиотеке отца. Его жизнь протекала спокойно и порой счастливо, но были в ней и трагические периоды, во время которых затухала даже его неистощимая жажда познания. В первый раз это произошло, когда юноше едва исполнилось 18 лет: его отец-вольнодумец поплатился головой за свои политические взгляды. Во второй раз беда пришла на смену самому счастливому, по собственному выражению Ампера, периоду его жизни: в 1803 году после долгой болезни, приковавшей ее к постели на три года, умерла жена ученого, Жюли Каррон, с которой он вступил в брак в 1799 году.
В 1777 году французский ученый Шарль Огюстен де Кулон (1736-1806) изобрел крутильные весы, с помощью которых сформулировал закон взаимодействия двух точечных электрических зарядов.
Крутильные весы — это прибор, представляющий собой горизонтальную ось, закрепленную на проволоке или нити, способной к кручению. К краям горизонтальной оси подвешены металлические шарики, которые могут нести заряд и, таким образом, вступать между собой в электростатическое взаимодействие.
Закон Кулона связывает электростатические силы с переменными, от которых они зависят, то есть со значением заряда (Q и q) и расстоянием, их разделяющим (d). Если мы также учтем коэффициент пропорциональности (K), зависящий от среды, где происходит взаимодействие, то закон Кулона (см. рисунок на стр. 19) математически можно выразить следующим образом:
F = K∙Q∙q/d².
Закон Кулона очень важен в силу его сходства с законом всемирного тяготения Ньютона, он позволяет рассчитать силу притяжения между двумя точечными зарядами m и M, находящимися на расстоянии d:
F = G∙m∙M/d²,
где G — постоянная всемирного тяготения, которая в данном случае не зависит от среды. Ньютон опубликовал этот результат веком раньше, в 1687 году. Закон Кулона, таким образом, используется для изучения взаимодействия электростатических зарядов, а закон Ньютона — для описания взаимодействия масс, в нем действует только сила притяжения. Есть соблазн подумать, что между этими двумя выражениями существует некоторое сходство, как в случае отталкивания зарядов, так и в случае их притяжения. Важным было наблюдение, что сила взаимодействия уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Это открытие занимало умы ученых более века. XVII век был веком тяготения, XVIII — веком электростатики, XIX — веком электромагнетизма и электродинамики. Когда Кулон придумал свои крутильные весы, Амперу было два года. Он вырос и стал первым ученым, корректно использовавшим закон обратных квадратов в области магнетизма. Также Ампер впервые предположил, что электричество и магнетизм являются двумя сторонами одной медали.
Архимед из Сиракуз жил в эпоху войн, поэтому не удивительно, что часть своего дарования он направил на создание машин, призванных защитить его родной город. Ученый внес серьезный вклад в эту сферу деятельности, впрочем, как и во все другие, входящие в круг его интересов: математику, физику, инженерное дело, астрономию... Он вычислил площадь сегмента параболы с помощью метода, который можно считать предвестником интегрального исчисления. Он открыл физические законы работы рычага и даже осмелился сосчитать количество песчинок, которыми можно заполнить Вселенную, — такое огромное число, что Архимеду пришлось изобретать собственный способ его записи! Но более всего древнегреческого ученого прославило открытие закона гидростатики, носящего теперь его имя.
Автор — полковник Красной армии (1936). 11 марта 1938 был арестован органами НКВД по обвинению в участии в «антисоветском военном заговоре»; содержался в Ашхабадском управлении НКВД, где подвергался пыткам, виновным себя не признал. 5 сентября 1939 освобождён, реабилитирован, но не вернулся на значимую руководящую работу, а в декабре 1939 был назначен начальником санатория «Аэрофлота» в Ялте. В ноябре 1941, после занятия Ялты немецкими войсками, явился в форме полковника ВВС Красной армии в немецкую комендатуру и заявил о стремлении бороться с большевиками.
Выдающийся русский поэт Юрий Поликарпович Кузнецов был большим другом газеты «Литературная Россия». В память о нём редакция «ЛР» выпускает эту книгу.
«Как раз у дверей дома мы встречаем двух сестер, которые входят с видом скорее спокойным, чем грустным. Я вижу двух красавиц, которые меня удивляют, но более всего меня поражает одна из них, которая делает мне реверанс:– Это г-н шевалье Де Сейигальт?– Да, мадемуазель, очень огорчен вашим несчастьем.– Не окажете ли честь снова подняться к нам?– У меня неотложное дело…».
«Я увидел на холме в пятидесяти шагах от меня пастуха, сопровождавшего стадо из десяти-двенадцати овец, и обратился к нему, чтобы узнать интересующие меня сведения. Я спросил у него, как называется эта деревня, и он ответил, что я нахожусь в Валь-де-Пьядене, что меня удивило из-за длины пути, который я проделал. Я спроси, как зовут хозяев пяти-шести домов, видневшихся вблизи, и обнаружил, что все те, кого он мне назвал, мне знакомы, но я не могу к ним зайти, чтобы не навлечь на них своим появлением неприятности.
Изучение истории телевидения показывает, что важнейшие идеи и открытия, составляющие основу современной телевизионной техники, принадлежат представителям нашей великой Родины. Первое место среди них занимает талантливый русский ученый Борис Львович Розинг, положивший своими работами начало развитию электронного телевидения. В основе его лежит идея использования безынерционного электронного луча для развертки изображений, выдвинутая ученым более 50 лет назад, когда сама электроника была еще в зачаточном состоянии.Выдающаяся роль Б.
За многие десятилетия жизни автору довелось пережить немало интересных событий, общаться с большим количеством людей, от рабочих до министров, побывать на промышленных предприятиях и организациях во всех уголках СССР, от Калининграда до Камчатки, от Мурманска до Еревана и Алма-Аты, работать во всех возможных должностях: от лаборанта до профессора и заведующего кафедрами, заместителя директора ЦНИИ по научной работе, главного инженера, научного руководителя Совета экономического и социального развития Московского района г.
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.
Майкл Фарадей родился в XVIII веке в бедной английской семье, и ничто не предвещало того, что именно он воплотит в жизнь мечту об освещенном и движимом электроэнергией мире. Этот человек был, вероятно, величайшим из когда-либо живших гениев экспериментальной физики и химии. Его любопытство и упорство позволили раскрыть множество тайн электричества и магнетизма, а также глубинную связь этих двух явлений. Фарадей изобрел электродвигатель и динамо-машину — два устройства, революционно изменившие промышленность, а также сделал другие фундаментальные открытия.
Эрвин Шрёдингер сформулировал знаменитый мысленный эксперимент, чтобы продемонстрировать абсурдность физической интерпретации квантовой теории, за которую выступали такие его современники, как Нильс Бор и Вернер Гейзенберг. Кот Шрёдингера, находящийся между жизнью и смертью, ждет наблюдателя, который решит его судьбу. Этот яркий образ сразу стал символом квантовой механики, которая противоречит интуиции точно так же, как не поддается осмыслению и ситуация с котом, одновременно живым и мертвым. Шрёдингер проиграл эту битву, но его имя навсегда внесено золотыми буквами в историю науки благодаря волновому уравнению — главному инструменту для описания физического мира в атомном масштабе.Прим.
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.