ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.06.2024
Просмотров: 430
Скачиваний: 0
Средневековые ученые считали, что все в мире делится на «магниты» и «феамеды».
К «магнитам» принадлежит все, притягивающее друг друга, – магнит и железо, янтарь и пылинки, мужчина и женщина, моллюски-прилипалы и днище корабля, пчела и цветок.
К «феамедам» принадлежит то, что внушает «антипатию» друг к другу, – магнит и пламя свечи, одноименные полюсы магнита, женщина и женщина...
И вот Гильберт, отказывая себе в развлечениях и удовольствиях, дорогой ценой одиночества, на собственные деньги проделывает несметное количество экспериментов, в процессе которых приходит к нескольким чрезвычайно важным выводам. Один из них – притяжение магнита и янтаря имеет разную природу. Другими словами, Гильберту удалось разделить магнитные и электрические явления на два класса, которые с этих пор стали исследоваться отдельно.
Еще не скоро наступит то время, когда электричество и магнетизм снова соединятся...
Гильберт умер через три года после выхода в свет труда «О магните», умер от чумы.
Через 13 лет умирает Шекспир, и еще через 7 лет впервые выходит его «Первое фолио» – первое собрание пьес Шекспира.
Обеим книгам суждена была долгая жизнь, полная взлетов и падений, признаний и забвений. И чем дальше в глубь веков уходят воспоминания об их авторах, тем сильнее ощущаем мы гениальность этих людей, вечность истин знания и страстей, провозглашенных ими.
Новый и страшный опыт Мушенбрека
Гильберт открыл довольно много веществ, которые, как и янтарь, могут притягивать мелкие пылинки.
Испробуя эти вещества, десятипудовый любознательный бургомистр немецкого города Магдебурга Отто фон Герике изготовил странную машину: шар из серы, приводимый во вращение. Если шар при вращении придерживать ладонями, на нем скапливается электрический заряд. С помощью шара можно было делать много занятных экспериментов с наэлектризованными предметами. Один из опытов наиболее известен: Герике, пораженный, наблюдает пушинку, притягивающуюся к его носу, а затем отлетающую от него, затем снова притягивающуюся и т.д. Эксперимент забавен, но и чрезвычайно, принципиально важен: раньше считалось, что легкие тела могут только притягиваться наэлектризованными предметами, это даже считалось основным различием электрических и магнитных явлений – ведь известно, что магниты отталкиваются одноименными полюсами.
Другое интересное открытие – электрическая сила обнаружила способность распространяться по «льняной нитке на один локоть» (сравните это первое наблюдение с современными сверхмощными линиями передач!). Еще одно открытие – Герике слышал при разряде своих шаров слабый треск и иногда наблюдал слабое свечение.
Ему было в то время уже больше 60, знаменитому магдебургскому бургомистру. Родился он в семье магдебургского патриция в 1602 году, за год до смерти Вильяма Гильберта. Учился в Лейпциге, потом в Иене занимался юриспруденцией. Потом отправился в Голландию, в Лейден, где увлекся физикой, математикой, фортификацией и другими точными науками. Потом – в Англию. Потом – во Францию. Вернулся на родину в 25 лет, женился, родил трех сыновей, был назначен охранителем и военачальником Магдебурга. Время было бурное, Магдебург переходил из рук в руки. Приходилось иной раз и улепетывать от противника, оставляя на разграбление дом, на верную смерть – слуг. Пришлось однажды и самому попасть в руки неприятеля, но... откупился, жизнь Отто фон Герике была оценена в 300 талеров.
Был он генерал-квартирмейстером, и строителем, и дипломатом. 44 лет избран бургомистром родного Магдебурга и на досуге занялся науками. Ему было около 50, когда он прославился своими «магдебургскими полушариями» (пустые полусферы, которые не могли растащить десять лошадей).
60 лет он окончил книгу, посвященную физическим опытам. Книга эта печаталась 10 лет и вышла как раз к семидесятилетию автора. Через шесть лет он добивается отставки, а еще через три года умирает от чумы.
Книга и «шары Герике» получили очень широкое распространение по всей Европе. Используя его открытие, другие исследователи смогли заметить новые, ранее никогда не наблюдавшиеся свойства электричества.
Один из ярких случаев произошел в 1745 году в Лейдене. Богач Кюнеус, ученик Питера ван Мушенбрека, использовал машину Герике для того, чтобы «зарядить электричеством» воду в стеклянной колбе, которую держал в ладонях. Зарядка осуществлялась при помощи цепочки, подсоединенной к машине. Цепочка спускалась через горлышко колбы в воду. Когда, по мнению Кюнеуса, зарядка была окончена, он решил убрать цепочку – вынуть ее рукой из сосуда. И тут он получил такой страшный электрический удар, что чуть не скончался.
Немецкий ученый Клейст в 1745 году доложил Берлинской академии наук о своих опытах с «медицинской банкой». Несправедливость: Клейста все забыли, и открывателями «лейденской банки» считаются Кюнеус и Мушенбрек.
Лейденский профессор Мушенбрек (Мушенброк, Мушенброек, Мушенбрюк, Мушенбрук), который оспаривает честь открытия лейденской банки у своего студента, пишет об аналогичном ощущении так: «Хочу сообщить вам новый и страшный опыт, который никак не советую повторять. Я делал некоторые исследования над электрической силой и для этой цели повесил на двух шнурах из голубого шелка железный ствол, получавший через сообщение электричество от стеклянного шара, который приводился в быстрое вращение и натирался прикосновениями рук. На другом конце свободно висела медная проволока, конец которой был погружен в круглый стеклянный сосуд, отчасти наполненный водой, который я держал в правой руке, другой же рукой я пробовал извлечь искры из наэлектризованного ствола. Вдруг моя правая рука была поражена с такой силой, что все тело содрогнулось, как от удара молнии. Сосуд, хотя и из тонкого стекла, обыкновенно сотрясением этим не разбивается, но рука и все тело поражаются столь страшным образом, что и сказать не могу, одним словом, я думал, что пришел конец... »
Выяснилось, что в сосудах того типа, о котором пишет Мушенбрек, электричество может накапливаться в весьма значительных количествах. Так была открыта прославленная впоследствии «лейденская банка» – простейший конденсатор.
Новость о лейденской банке с большой скоростью распространилась по Европе. Мушенбрек, и до того известный, стал лейденской достопримечательностью. С ним, в частности, познакомился Петр Великий, когда работал на верфях в Голландии. Позже Петр приказал для новой Академии наук различные приборы именно Мушенбреку «сделать повелеть». Однако Мушенбрек не был ученым высокого класса. Его представления о мире можно проследить по его курсу физики. Курс был составлен из 42 разделов, самых разнокалиберных: О фонтанах. О зрении. О метеорах. О ветрах. Ему не хватало широты взглядов, способности к обобщению. Может быть, этим можно объяснить, что он вошел в историю не как великий физик, а как человек, один из первых испытавший на себе электрический удар лейденской банки: «...ради французской короны я не согласился бы еще раз подвергнуться столь жуткому сотрясению... »
Итак, новость о лейденской банке с быстротой электрического удара начала распространяться по Европе и не слишком просвещенной тогда Америке. В лабораториях, аристократических салонах, на ярмарках ставились удивительнее опыты, неприятные, забавные и волнующие одновременно.
Французская столица, разумеется, не могла остаться в стороне от «лейденского поветрия». 700 парижских монахов, взявшись за руки, провели лейденский эксперимент. В тот момент, когда первый монах прикоснулся к головке банки, все 700 монахов, сведенные одной судорогой, вскрикнули с ужасом.
180 королевских мушкетеров тоже провели перед королем подобный опыт в Версале. Даже гвардейская дисциплина оказалась бессильной перед ударом лейденской банки: «Первый держал в свободной руке банку, а последний извлекал искру; удар почувствовался всеми в один момент. Было очень курьезно видеть разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик, исторгаемый неожиданностью у большей части получающих удар».
Провел этот эксперимент придворный «электрик» короля, специально ведавший различными электрическими увеселениями, аббат Нолле.
Несмотря на неприятное ощущение, тысячи и тысячи людей хотели подвергнуться эксперименту.
Изготавливались новые банки, все более мощные.
Лейденская банка стала непременным атрибутом электрических исследований. С ее помощью получали крупные электрические искры – иной раз до нескольких сантиметров.
Электрические опыты приобрели необыкновенную популярность. Они стали одним из изысканнейших развлечений.
Целые представления, занимательные, чуть не театральные зрелища разыгрывались перед восторженными зрителями.
Лекторы, а может быть, вовсе не лекторы, а послы новой эпохи, искусители душ, воспламенители сердец глашатаями новых открытий разъезжали по свету, оставляя повсюду яркие воспоминания о необычных опытах и, как модно теперь говорить, «ощущение интеллектуального дискомфорта».
Зрители уходили с представлений взволнованные.
Несомненно, рано или поздно среди них должен был оказаться человек, на которого опыты произведут более глубокое впечатление, чьи скрытые дотоле силы будут разбужены вдруг неприятным ударом лейденской банки, кому суждено увидеть больше, чем другим...
Этого не произошло ни в Лейдене, ни в Санкт-Петербурге, ни в Париже, ни в Женеве, ни в Лондоне. Это произошло в далекой Америке.
Eripit coelo fulmen scemprumque turannis
Он отнял молнию у небес и власть у тиранов (лат.). Надпись, вырезанная на бюсте Б. Франклина работы скульптора А. Гудона.
Итак, шел 1747 год... По городам и селениям Европы и Нового Света разъезжали предприимчивые эмиссары-экспериментаторы, совершающие «электрические чудеса». Они воспламеняли спирт, убивали цыплят, вызывали странный свет в темноте.
Особенно кстати пришлись эти представления в Америке, где до тех пор основными развлечениями были распродажи да скачки. Колонисты валом валили на представления некоего доктора Спенсера, проделавшего долгий путь из Глазго до Бостона для того, чтобы показать американцам новые электрические опыты и немало заработать на этом.
Шел 1747 год... На лекцию по электричеству в Бостоне попал средних лет джентльмен, высокий, импозантный, прекрасно сложенный, окруженный друзьями и почитателями.
Завороженный, смотрел он на синие электрические искры, со смешанным чувством прикасался к оголенным кондукторам большой лейденской банки, жадно вдыхал пахнущий озоном воздух.
Этим человеком был Бенджамен Франклин. Трудно себе представить более выдающуюся и популярную личность своего времени. Он, пятнадцатый ребенок мелкого ремесленника, родился в 1706 году в Бостоне, жил 84 года и занимался физикой всего лишь семь лет – с 1747 по 1753 год.
Франклин ввел в науку понятие положительного и отрицательного электричества. Когда мы пользуемся словами «батарея», «конденсатор», «проводник», «заряд», «разряд», «обмотка», мы вряд ли помним о том, что Франклин первым дал названия всем этим вещам.
В последние годы Франклин стал одной из выдающихся фигур политической жизни Америки, активным борцом за освобождение Америки от английского колониального ига.
В 27 лет он, помимо всего прочего, был популярнейшим писателем Америки. Его «Бедный Ричард» выдержал бессчетное количество изданий. «Я мог бы попытаться вызвать к себе добрые чувства, провозгласив, что я пишу эти выпуски не для чего иного, как для блага общества; но это было бы неискренне, и кроме того, современники мои слишком умны для того, чтобы быть обманутыми таким образом... Истина же в том, что я крайне беден, а издатель обещал мне значительную часть выручки... » – не без юмора писал Франклин по поводу своей литературной деятельности.
«Альманах Бедного Ричарда» был чем-то вроде календаря, содержащего практические советы, изречения (типа «нельзя заставить пустой мешок держаться прямо», «своим можешь назвать лишь то, что съел») и занимательные рассказы. Образ Бедного Ричарда – «полуголодного ученого старикана, допекаемого сварливой женой, рассуждающего о пользе бережливости, подмигивающего молоденьким женщинам», – оказался необычайно популярным и жизнеспособным. «Альманах» издавался около 30 лет. Для нас во всем этом, помимо иллюстрации разносторонней одаренности Франклина, важно и то, что «Альманах», так же как и издававшаяся им же «Пенсильванская газета», дали ему возможность разбогатеть и к 40 годам «отдалиться от дел». Наличие свободного времени и свободных денег немало способствовали успехам Франклина в области электричества.
Франклин был обаятельнейшим, образованнейшим человеком своего времени. Веселый и жизнерадостный, атлетически сложенный, Франклин всегда окружен интересными и влиятельными людьми – дипломатами, принцами, учеными и очаровательными женщинами.
Но вернемся к семи «электрическим» годам из жизни Франклина, точнее, к тем из них, которые были связаны с доказательством электрической природы молнии.
После случайно прослушанной популярной лекции Франклин, решив систематизировать все, что он узнал от других и понял сам, развил довольно простую, но стройную и, как впоследствии оказалось, правильную теорию статического электричества и его передачи от одного тела к другому – ту самую теорию, которую мы проходим в школе, впервые знакомясь с электричеством. Сейчас мы сделали бы лишь одну поправку к этому учению – Франклин наугад принял, что то тело, которое накапливает электричество («электрическую жидкость» – по терминологии Франклина), заряжается положительно. Мы знаем сейчас, что носителем электричества в проводниках является отрицательно заряженный электрон. Поэтому заряд наэлектризованного тела, на наш взгляд, должен быть отрицательным. Естественно, что Франклин не мог предугадать этого, и для того, чтобы не ломать установившиеся со времени Франклина представления, сейчас направление тока (от плюса к минусу) принимают обратным направлению происходящего реального процесса – движения электронов.