Электростатика. Электрические взаимодействия. Исторический очерк

285
Санкт - Петербург

электрического разряда:
«Хочу сообщить вам новый, но ужасный опыт, который не

советую Вам повторить. Я занимался изучением электрической силы. Для этого я подвесил на шёлковых нитях железный стержень, получавший электричество от стеклянного шара, который быстро вращался вокруг оси и натирался руками. На другом конце висела медная проволока, конец которой был погружён в стеклянный круглый сосуд, заполненный наполовину водой, который я держал в правой руке; левой рукой я пытался извлекать из электрического стержня искру. Вдруг моя правая рука была поражена ударом с такой силой, что всё тело содрогнулось, как от удара молнии… Я думал, что всё кончено».

руки. Вот как описывал этот эксперимент аббат Жан-Антуан Нолле (Nollet,

1700-1770):

«Первый держал в свободной руке банку, а последний извлекал искру; удар почувствовался всеми в один момент. Было очень курьёзно видеть разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик, исторгаемый неожиданностью у большей части получающих удар».

деятель, ученый, один из авторов Декларации независимости (1776) и Конституции

США (1787).
Как естествоиспытатель известен главным образом трудами по электричеству, разработал его унитарную теорию. Один из пионеров исследований атмосферного электричества; предложил молниеотвод.

Франклин писал: «Электрическая жидкость имеет с молнией следующее сходство: 1.

Даёт свет. 2. Тот же цвет света. 3. Ломаное направление. 4. Быстрота движения. 5. Проводится металлами. 6. Создаёт треск или шум при взрыве. 7. Встречается в воде или во льду. 8. Разрывает предметы, через которые проходит. 9. Убивает животных. 10. Плавит металлы. 11. Зажигает легко воспламеняющиеся вещества. 12. Серный запах».
В 1750 г. Франклин разработал теорию, согласно которой электричество представляет собой «особую тонкую жидкость, пронизывающую все тела». Если по какой-либо причине в теле появляется её излишек, то тело заряжается положительно, а когда её недостаёт – отрицательно. В 1752 г. Франклин уже экспериментально доказал, что молния – это сильный электрический разряд. Учёный выполнил опыт с воздушным змеем, который был запущен в воздух при приближении грозы.

Рихман (1711-53)
В 1752-53 гг. Ломоносов и Рихман, независимо от Франклина,

также экспериментально доказали общность атмосферного электричества и электризации некоторых тел после их натирания.
Ломоносов разработал качественную шкалу для измерения электричества. А Рихман «пытался подвергнуть измерению порождаемое электричество».
Позже для своих исследований Рихман создал первый в мире электрометр.

3 – металлический шест; 4 – льняная нить

железной пластинке электризовать петуха, то, в случае прикосновения рукой к

концам его ног, исходит шипящий голубой огонь».

В опыте под номером 36 Рихман отмечал:

«Голова, покрытая волосами, без лысины, в случае приближения к ней наэлектризованной железной проволоки, также чувствует болезненные щелчки».

под проволоку поставить, то почувствуешь колотьё. Так же, когда плечо

приложить к проволоке, то и сквозь платье колотьё почувствуешь. Когда молоток приложишь ко лбу и зубам, а другим концом к проволоке, то почувствуешь немалую болезнь. Маленькие животные чувствуют бóльшую болезнь, нежели великие. Я надеюсь, что карлам (лилипутам) больнее будет, нежели рослым людям».

чтобы из Америки надлежало ожидать новых наставлений об электрической силе,

а однако, учинены там наиважнейшие изобретения. В Филадельфии, в Северной Америке, господин Вениамин Франклин столь далеко отважился, чтобы вытягивать из атмосферы тот страшный огонь, который часто целые земли погубляет».

возможность проявить своего рода отвагу и смелость в рискованном деле.

Вот почему, поскольку моя обязанность в меру сил заниматься физическими исследованиями, ничто меня не отвращало от наблюдений подобного рода. Я пользовался всяким случаем, чтобы не только наблюдать, но и до некоторой степени определять явления природного электричества».

электричества я ничего не должен».

1724-1802)
Эпинус, после смерти Рихмана занявший пост заведующего физическим кабинетом Российской

академии наук, впервые объяснил явления электрической индукции, поляризации, предсказал колебательный характер разряда лейденской банки, фактически за четверть века предвосхитил закон Кулона, создал первый воздушный конденсатор, раньше Вóльты выяснил роль в конденсаторе стекла не как накопителя электричества, а как сохранителя его (Вольта признавал это), изобрёл простейший прибор для накопления электричества – электрофор (Вольта указывал, что многим в своём изобретении он обязан Эпинусу), открыл пироэлектричество, образующееся не при трении, а при нагревании турмалина.

1724-1802)

в исследования электричества выше вклада Франклина, утверждая, что
«та великая слава,

какой [Франклин] пользовался при жизни, зависела от ясности и искусства, с какими он излагал свои открытия, от того, что он занимался электричеством в величественной форме грома и молнии, и отчасти, может быть, оттого, что он был американец и политический человек...».

шёлковых (1777 г.) и металлических (1784 г.) нитей и сформулировал

законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые в дальнейшем применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия.
В 1785-89 опубликовал семь мемуаров, где дан закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (Кулона закон), показано, что электрические заряды всегда располагаются на поверхности проводника, введены понятия магнитного момента и поляризации зарядов и т. д. Экспериментальные работы Кулона имели важное значение для создания теории электромагнитных явлений.
Именем Кулона названа единица количества электричества (кулон).

Французский инженер и физик Шарль Огюстен Кулóн
(1736-1806)

Шарль Огюстен Кулóн

(14.06.1736-23.08.1806)

24 года опубликовал первую научную работу, она была посвящена теории

лейденской банки. Он изучал горючие газы, открыл "болотный газ" метан, сконструировал водородную лампу и эвдиометр.
Но настоящую известность Вольте принесло изобретение электрофора (прибора, наглядно иллюстрирующего электризацию тел с помощью индукции).
В 1784 он создал чувствительный электроскоп с соломинками, изобрел плоский конденсатор, обнаружил проводимость пламени.
В 1781 году Вольта усовершенствовал электрометр, заменив бузиновые шарики лёгкими сухими соломинками. Этот электрометр был весьма чувствительным прибором, которым Вольта пользовался на протяжении многих лет в исследованиях по электричеству. Эти исследования логически привели учёного к изобретению в 1800 г. вольтова столба первого генератора электрического тока. Устройство состояло из 20 пар медных и цинковых кружочков, которые были разделены суконными прокладками, смоченными соленой водой.
Созданием "вольтова столба" завершилась эпоха электростатики и было положено начало эпохи электротехники. Именем Вольта названа единица разности потенциалов и напряжения (вольт).

(1544-1603),
Отто фон Гéрике (1602–1686),
Шарль Франсуа Дюфé (1698-1739),
Питер ван

Мýшенбрук (1692–1761),
Бенджамин Фрáнклин (1706-1790),
Михаил Васильевич Ломонóсов (1711-1765),
Георг Вильгельм Рихман (1711-1753),
Франц Ульрих Теодор Эпинус ( 1724-1802),
Шарль Огюстен Кулон (1736 — 1806),
Алессандро Вольта (1745 - 1827)