Электромагнетизм Максвелла: хроника открытий

Перезагрузка знаний » 2014 » Октябрь » 11 » Электромагнетизм Максвелла: хроника открытий

23:50:16 Электромагнетизм Максвелла: хроника открытий
Путь физики от древних времен до электромагнетизма Максвелла - Первые сведения об электричестве и магнетизме упоминаются Фалесом Милетским в шестом веке до н.э. (свойства натертого янтаря притягивать легкие предметы, а магнита – железные). - 11 век н.э.: переоткрытие арабами свойств ориентации магнитной иглы (стрелки), появление компаса (свойство магнитной иглы ориентироваться в определенном направлении было известно китайцам еще в 2700 г. до н. э.). В Европе компас появился в ХII в. - 1269г. Появился первый рукописный трактат по магнетизму “Послание о магните” П. Перегрино, или Пьера из Марикура (опубликован в 1558), где дано описание свойств магнитного камня, методов определения полярности магнита, взаимодействия полюсов, намагничивание прикосновением, явление магнитной индукции, некоторые технические применения магнитов и т. п. - 1600г. Вышел в свет трактат У. Гильберта “О магните, магнитных телах и о большом магните Земли”, в котором заложены основы электро- и магнитостатики. - 1637г. Вышел в свет труд Р. Декарта “Диоптрика”, где излагается идея эфира как переносчика света, дается теоретическое доказательство закона преломления, высказанное им еще в 1630, а также теория радуги. - 1644г. Вышел в свет труд Р. Декарта “Начала философии”, в котором впервые четко сформулирован закон инерции, дана теория магнетизма и изложена первая космогоническая гипотеза. Здесь же помещен и его закон сохранения количества движения (скорость у Декарта была скалярной величиной). Впервые этот закон Декарт высказал в 1639. - 1665г. Вышел в свет трактат Р. Гука “Микрография”, в котором описаны его микроскопические наблюдения, явление дифракции, цвета тонких пленок, содержится гипотеза о свете как поперечных волнах. - 1676г. 0. Рёмер в результате наблюдений спутников Юпитера сделал вывод о конечности скорости распространения света и по данным наблюдений впервые определил ее величину – 214000 км/с (до этого Дж. Порта, И. Кеплер, Р. Декарт и др. считали скорость света бесконечной). - 1678г. Создание Х. Гюйгенсом волновой теории свеча и объяснение на ее основе всех известных тогда явлений. Впервые идею волновой природы света высказали в 1648 Я. Марци и в 1665 Ф. Гримальди и Р. Гук. - 1690г. Вышел в свет “Трактат о свете” Х. Гюйгенса (завершен в 1678), в котором помещены волновая теория света (световые возбуждения являются упругими импульсами в эфире), принцип построения огибающей волны (принцип Гюйгенса) и описано открытое им явление поляризации света. - 1703г. Голландские ювелиры наблюдают пироэлектричество у турмалина. Электризацию турмалина при нагревании в 1754 установили Дж. Кантон и Ф. Эпинус. - 1706г. Построена первая стеклянная электрическая машина (Ф. Гауксби). Начало исследований разрядов в газах (Ф. Гауксби). - 1729г. Открыто явление электропроводности (С. Грей). С. Грей показал, что электрический заряд в проводнике распределяется по его поверхности. - 1733г. Открытие двух видов электричества, установление притяжения разноименных зарядов и отталкивания одноименных (Ш. Дюфе). - 1745г. Э. Клейст и П. Мушенбрук создают первый электрический конденсатор (лейденская банка). - 1746г. Дж. Элликот сконструировал электрометр, основанный на принципе весов. - 1747г. Изобретение Ж. Нолле электроскопа. - 1750г. Изобретение молниеотвода (Б. Франклин). В 1753 молниеотвод построил также И. Винклер, а в 1754 – П. Дивиш. Б. Франклин сформулировал унитарную теорию электричества, ввел понятия положительного и отрицательного зарядов и соответствующие обозначения (+) и (-), установил закон сохранения электрического заряда. - 1775г. Усовершенствование электрофора (А. Вольта). Изобретен в 1757 Ф.Эпинусом. - 1781г. А. Вольта изобрел чувствительный электроскоп с соломинками. - 1782г. Р. Гаюи открывает пьезоэлектричество (у двойникового шпата). - 1783г. А. Вольта построил электрический конденсатор. - 1785г. Установление Ш. Кулоном основного закона электрического взаимодействия (закон Кулона). Обратно пропорциональную зависимость силы электрического взаимодействия от квадрата расстояния открыли также в 1760 Д. Бернулли, в 1766 Дж. Пристли и в 1771 Г. Кавендиш. - 1791г. Опубликован “Трактат о силах электричества при мышечном движении” Л. Гальвани, в котором содержалось его открытие электрического тока (1786). - 1799г. А. Вольта сконструировал первый источник постоянного электрического тока – “вольтов столб” – прототип гальванического элемента. - 1800г. Открытие теплового действия электрического тока (А. Фуркруа). Открытие явления разложения воды электрическим током (У. Никольсон, А.Карлейль, И. Риттер). Выделение из воды водорода и кислорода при пропускании через нее электрических искр наблюдали в 1789 А. Труствик и И.Дейман. - 1802г. У. Никольсон открыл световое действие электрического тока. Открытие химического действия электрического тока (У. Волластон). Открытие В. В. Петровым электрической дуги и осуществление с ней ряда опытов (плавление металлов, сжигание различных веществ). Электрическую дугу и подобные опыты осуществил в 1810 также Г. Дэви. - 1811г. С. Пуассон распространил теорию потенциала на явления электростатики, сформулировав, в частности, важную теорему, названную его именем, – теорему Пуассона (в 1824 он распространил ее на магнетизм). - 1820г. Открытие Х. Эрстедом магнитного действия тока (предположение о “влиянии электрических сил на магнит” он высказал в 1812), чем положено начало электромагнетизму. А. Ампер открыл взаимодействие электрических токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера). А. Ампер высказал гипотезу молекулярных токов, положив в ее основу теорему эквивалентности токов и магнитов (теорема Ампера), в которой последовательно проводилась чисто токовая идея происхождения магнетизма. Ж. Био и Ф. Савар открыли закон, определяющий напряженность магнитного поля прямого тока (закон Био – Савара). Изобретен гальванометр (И. Швейггер). П. Барлоу построил модель электромотора (колесо Барлоу). - 1821г. Установлена зависимость сопротивления проводника от его длины и поперечного сечения (Г. Дэви). Получение М. Фарадеем вращения проводника с током в магнитном поле. Т. Зеебек открыл термоэлектричество (эффект Зеебека). - 1822г. А. Ампер построил соленоид. - 1825г. Л. Нобили изобрел астатический гальванометр. Создание У. Стердженом электромагнита. В 1828 Дж. Генри сконструировал электромагниты значительной силы. - 1826г. Г. Ом экспериментально установил основной закон электрической цепи, связывающий силу тока, сопротивление и напряжение (закон Ома). В 1827 вывел его теоретически. - 1827г. Введены понятия “электродвижущей силы”, “падения напряжения” в цепи и “проводимости” (Г. Ом). - 1828г. Вышел в свет труд Дж, Грина “Опыт применения математического анализа в теориях электричества и магнетизма”, содержащий понятие потенциальной функции и ряд теорем. - 1830г. К. Гаусс сформулировал основную теорему электростатики. Л. Нобили построил термопару. Г. Ом выполнил первые измерения э. д. с. источника тока. - 1831г. Открытие М. Фарадеем явления электромагнитной индукции (принцип индукции был известен также в 1831 Дж. Генри, но Фарадей первый опубликовал свое открытие). Дж. Генри и С. даль Негро независимо построили первый электродвигатель (в 1827-28 модели электродвигателя конструировал А. Йедлик). - 1832г. И. Пикси построил первый генератор переменного тока, использующий принцип электромагнитной индукции. Дж. Генри открыл явление самоиндукции. - 1833г. Э. Х. Ленц сформулировал правило для определения направления э. д. с. индукции (правило Ленца). М. Фарадей первый заметил падение электрического сопротивления сернистого серебра с ростом температуры, что является характерным признаком полупроводников. Установление М. Фарадеем законов электролиза. - 1834г. Ж. Пельтье открыл явление выделения или поглощения тепла в местах спаев двух различных проводников при протекании через них тока (эффект Пельтье). Введение М. Фарадеем понятия о силовых линиях (идея поля). Теория силовых линий Фарадея – это теория поля о своей первоначальной форме. М. Фарадей постулировал существование ионов, экспериментальное доказательство их дал в 1853 И. Гитторф. Б. С. Якоби построил один из первых практических электромоторов постоянного тока – электродвигатель с вращающимся рабочим валом. - 1835г. М. Фарадей открыл экстратоки при замыкании и размыкании цепи и определил их направление. М. Меллони предположил, что тепловые и световые лучи имеют одну природу и отличаются лишь длиной волны (подобную мысль высказал в 1807 и Т. Юнг). - 1837г. Обнаружение М. Фарадеем поляризации диэлектриков. Он же высказал мысль о распространении электрического и магнитного действия через промежуточную среду (в 1758 поляризацию диэлектрика наблюдал И. Вильке). - 1839г. М. Фарадей предсказал электреты как электростатические аналоги постоянного магнита (термин ввел в 1892 О. Хевисайд). Получены Эгучи в 1919 (названы впоследствии термоэлектретами). В 1938 Г. Наджаков открыл фотоэлектреты, а в 1958 Б. Гросс – радиоэлектреты. - 1840г. Дж. Джоуль обнаружил явление магнитного насыщения. - 1841г. Дж. Джоуль установил закон теплового действия тока (в 1842 его открыл также Э. Х. Ленц). Отсюда и название – закон Джоуля – Ленца. - 1842г. Установление колебательного характера разряда конденсатора (Дж. Генри). В 1847 колебательный характер разряда лейденской банки отмечал и Г. Гельмгольц. Дж. Джоуль открыл магнитострикционный эффект. - 1843г. М. Фарадей экспериментально доказал закон сохранения электрического заряда. Ч. Уинстон изобрел способ измерения сопротивления (мостик Уинстона). - 1845г. Разработка первой математической теории электромагнитной индукции и установление закона электромагнитной индукции для замкнутых проводников (Ф.Нейман). В. Вебер разработал теорию электромагнитных явлений, установив закон взаимодействия двух движущихся зарядов. Открытие Г. Кирхгофом закономерностей (1845-1847г.г.) в распределении электрического тока в разветвленной цепи (правила Кирхгофа). - 1845г. В. Ханкель установил возрастание электропроводности жидкостей с повышением температуры. Открытие М. Фарадеем диамагнетизма и парамагнетизма (он же ввел эти термины). Намного ранее А. Бургманс экспериментально установил притяжение парамагнетиков и отталкивание диамагнетиков (не вводя этих понятий). М. Фарадей открыл магнитное вращение плоскости поляризации света (эффект Фарадея). - 1846г. Созданы первые университетские физические лаборатории (У. Томсон, Ф. Жолли). Несколько ранее Г. Магнусом и Ф. Нейманом были организованы частные лаборатории. У. Гроув экспериментально доказал электролитическую диссоциацию воды. - 1848г. В. Вебер построил электродинамометр. - 1849г. А. Физо выполнил первое измерение скорости света в лабораторных условиях при помощи метода зубчатого колеса, получив значение 313274,3 км/с. - 1850г. Измерение скорости света в воздухе и воде при помощи вращающегося зеркала (Л. Фуко). Скорость света в воде по данным Фуко составляла 3/4 от скорости света в воздухе. - 1851г. А. Физо обнаружил влияние движения среды на скорость распространения света в ней, измерив скорость света в движущейся воде (опыт Физо). А. Э. Беккерель открыл фотогальванический эффект – изменение э. д. с. гальванического элемента под действием света (эффект Беккереля). Г. Румкорф построил индукционную катушку (катушка Румкорфа). В 1836 индукционную катушку изобрел ирландец Н. Каллан, а в 1838 американец Ч. Пэйдж, однако об их работах долго ничего не знали. - 1852г. М. Фарадей отчетливо сформулировал концепцию поля (понятие поля ввел в 30-х гг.). Эффект В.Вертгейма: намагниченный до насыщения железный прут размагничивается тогда, когда он подвергается кручению. Снова приобретает магнитные свойства при раскручивании. - 1853г. Установление Г. Видеманом и Р. Францем температурной зависимости отношения теплопроводности металлов к их электропроводности (закон Видемана – Франца). У. Томсон развил теорию электрических колебаний в электрическом контуре, состоящем из конденсатора и катушки, и вывел формулу для периода собственных колебаний в зависимости от емкости и индуктивности (формула Томсона). - 1856г. Открытие У. Томсоном эффекта выделения (поглощения) тепла в объеме проводника, по которому течет ток, при условии, что по длине проводника поддерживается перепад температур (эффект Томсона). - 1858г. Г. Гейсслер построил стеклянную трубку с разреженным газом и двумя впаянными в стекло электродами (гейсслерова трубка), удобную для изучения спектра газа. - 1859г. Открытие Г. Кирхгофом явления обращения спектральных линий. Открыты катодные лучи (Ю. Плюккер), в 1869 их наблюдал также И.. Гитторф н описал их свойства. Ю. Плюмкер установил, что спектр электрического разряда в газе характеризует природу газа. КУЛЬМИНАЦИЯ: 1860-1865гг. - ТЕОРИЯ МАКСВЕЛЛА. - 1860г. Создание Дж. Максвеллом теории электромагнитного поля (первые дифференциальные уравнения поля записаны им в 1855 – 56). Построен двигатель постоянного тока с коллектором (кольцевой электродвигатель) и показана возможность его преобразования в динамомашину (А. Пачинотти). Усовершенствован в 1869 3. Граммом. В 1873 Ф. Хефнер-Альтенек заменил кольцевой якорь барабанным, упростив конструкцию и увеличив мощность. - 1861г. Введение Дж. Максвеллом понятия о токе смещения. - 1864г. В статье “Динамическая теория электромагнитного поля” Дж. Максвелл впервые дал определение электромагнитного поля и заложил основы его теории. - 1865г. Дж. Максвелл постулировал существование электромагнитных волн. Дж. Максвелл выдвинул концепцию об электромагнитной природе света (идею электромагнитной природы света высказал в 1846 М. Фарадей). Электромагнитную теорию света в 1867 разработал также Л. Лоренц. Э. Виллари открыл явление, обратное магнитострикции, – изменение намагниченности ферромагнетика при деформации (магнитоупругий эффект, или эффект Виллари). Хронология составлена по материалам http://www.acmephysics.narod.ru/b_r/history2.htm Начиная с 20-го века, электродинамика в физике, благодаря влиянию фантастической интерпретации СТО, начала приобретать схоластический смысл.
1 2 3 4 5 Просмотров: 1765 \| Добавил: vladimirphizik \| Теги: теория максвелла \| Рейтинг: 5.0/1

Путь физики от древних времен до электромагнетизма Максвелла