От электричества до телевидения. 1821-1823

Дэви, Волластон, Фарадей, Ампер, Зеебек


1821. ДЭВИ, ВОЛЛАСТОН, ФАРАДЕЙ

Как мы помним, в 1820, 21 июля, руководитель датской науки секретарь Датского королевского общества Ханс Эрстед опубликовал работу, которая знаменовала переворот в науке об электричестве, сравнимый разве что с созданием Вольта в 1800 году своего столба. А месяцем ранее, 19 июня 1820  в Англии умер президент Лондонского королевского общества Джозеф Банкс, который возглавлял британскую науку 42 года.

Временно президентом был избран Уильям Волластон (1766—1828) (наиболее известен как первооткрыватель палладия и родия), который 20 ноября 1820  уступил свое место Хэмфри Дэви. Честолюбие Дэви было удовлетворено, но дополнительного авторитета он не снискал, ибо уже был известен в научном мире как великий химик.

В 1821  Дэви, заинтересовавшийся работами Эрстеда, сделал свое последнее крупное открытие — он обнаружил, что «вольтова дуга» отклоняется магнитом, о чем 5 июля 1821 доложил на заседании королевского общества.

Справка от автора.

«В тот самый день, когда в Лондоне стала известна работа Эрстеда, Дэви принес в лабораторию Королевского института экземпляр статьи и вместе с Фарадеем приступил к опытам Эрстеда, проделывая их согласно описаниям автора.».

В 1826  Хэмфри Дэви серьезно заболел, в 1827  он оставил пост президента и 29 мая 1829 умер в Женеве — эпоха великого химика Дэви завершилась.

В апреле 1821  Волластон, также заинтересовался работами Эрстеда и Ампера, и первым высказал мысль, что движение магнитной стрелки у проводника с током можно превратить в непрерывное вращение (!!!).

Волластон провел серию экспериментов в лаборатории королевского института, но практического результата не достиг.

Вскоре работы Волластона без извещения последнего продолжил талантливый помощник Хэмфри Дэви самоучка Майкл Фарадей (1791—1867), который узнал об идее Волластона из его разговора с Дэви. Уже в 1821 Фарадею первому удалось создать взаимное электромагнитное вращение — он показал, что и проводник с током может вращаться вокруг магнита и намагниченные иглы могут вращаться вокруг проволоки с током. В декабре 1821  Фарадею удался опыт с вращением проволоки с током в магнитном поле Земли.

Все эти достижения проходили на фоне скандала с украденной Фарадеем у Волластона идеи о создании вращения — многие ученые обвинили Фарадея в плагиате. Проблема состояла и в том, что Фарадей опубликовал отчет о своих работах без упоминания заслуг Волластона. Первым кто осудил действия Фарадея был его учитель Дэви, и он оставался в своем мнении до конца. Фарадей объяснился с Волластоном, и знаменитый химик простил 30-летнего физика. Фарадей впоследствии сделал много выдающихся открытий, но не будем забывать и его некрасивый поступок в 1821.

1822. АМПЕР, ЗЕЕБЕК

Андре Ампер наиболее глубоко проник в суть открытия Эрстеда и первым провел новые оригинальные эксперименты. В 1822, 4 сентября, на заседании Парижской академии он доложил о своем успешном опыте по притягиванию магнитом подвешенного замкнутого витка плоской медной немагнитной проволоки, который находился в витке проволоки с током, — тем самым он первым пришел к выводу, что электрический ток, проходя близ тел способных проводить токи, способен возбуждать в них электричество и вызывать движение. Сообщение Ампера было воспринято с недоверием — некоторые ученые решили, что медная проволока у Ампера содержала примесь железа и именно поэтому притягивалась магнитом, в то время как это было новое большое открытие.

На эффекте, открытом Ампером в 1822, и поныне работают все электродвигатели, более того чем чище медь провода у обмоток двигателя — тем выше качество работы электродвигателя.

В 1822  появились сообщения об открытии в 1821 году членом Берлинской академии уроженцем города Ревель Томасом Зеебеком (1770—1831) явления «термомагнетизма», которое позднее стали называть «термоэлектричеством» или «эффектом Зеебека» — состоявшем в появлении электрического напряжения у пары металлов под действием теплоты.

Работа Зеебека об его открытии «Magnetische Polarisation der Metalle durch Temperaturdifferenz» вышла в Берлине в 1825.

Справка от автора.

«Положив друг на друга две пластинки из меди и висмута, он присоединил их к обороту мультипликатора; при этом он заметил, что каждый раз, когда он прижимал рукой концы проволок мультипликатора к пластинкам, магнитная стрелка отклонялась на несколько градусов. При этом влажность руки не играла никакой роли, так как, нажимая на проволоки через мокрую бумагу, Зеебек вовсе не получал отклонений, тогда как продолжительное нажимание руками через стекло или металл тоже давало отклонение. Последнее обстоятельство навело Зеебека на счастливую мысль, что действующим агентом в данном случае является теплота руки, — что разность температур в местах соприкосновения металлической цепи является источником освобождающегося магнетизма, причиной магнитных действий. Находясь под влиянием господствовавших тогда представлений о совместном существовании в проволоке цепи электричества и магнетизма, Зеебек описал найденные им явления под названием термомагнетизма. Понятно, что позднее, когда было открыто явление гальванической индукции и в связи с этим за теорией Ампера была признана окончательная победа, приведенное выше название было заменено более подходящим термином — термоэлектричество.».

На «эффекте Зеебека» в настоящее время работают разнообразные термопары, широко применяющиеся во всей мировой промышленности для измерения температуры. Термопары применяют в приборостроении, металлургии, нефте-газодобыче, авиации, космонавтике, медицине и еще в сотнях отраслей. Цены термопар занимают диапазон от очень дешевых — для бытовых мультиметров, до очень дорогих для космонавтики. И все это многообразие основано на открытии уроженца Эстонии Томаса Зеебека.

1823. ЭРСТЕД И ФУРЬЕ

В 1823  датские физики Эрстед и Фурье на основании устных сообщений о работах Томаса Зеебека 1821—1822 построили первый термоэлектрический столб — соединенные последовательно элементы из сурьмяно-висмутовых пластинок. На этом столбе датчане продемонстрировали электрохимическое действие путем разложения медных солей. Свою работу Эрстед и Фурье опубликовали в Дании в 1823, и предложили Зеебеку его эффект называть термоэлектрическим — на что Томас Зеебек возражал.

Окончательно электрическая природа эффекта Зеебека была экспериментально показана в 1836, когда физики Антинори и Линари получили электрическую искру от столба из 25 сурьмяно-висмутовых элементов.