Первые сведения об электричестве и магнетизме

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

ТАТАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ  И ГЕОЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕРВЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ И МАГНЕТИЗМЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила: студентка ФЕГО

гр. 05.17-1019

Сергеева Татьяна Александровна

Проверил:

профессор

Хакимов Эдвард Муратович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Казань  2010

Введение.

         Самые первые сведения об электричестве  и магнетизме были известны еще в древности, и на протяжении всей истории развития человеческой мысли это учение претерпело большие изменения. Лишь в восемнадцатом веке появились первые достоверные факты. И начался бурный этап развития электричества. Гильберт описал явление магнитной индукции, способы намагничивания железа, стали и т.д. Книга Гильберта явилась первым научным исследованием магнитных явлений. В 1729 г. англичанин Грей открыл явление электропроводности. Он установил, что электричество способно передаваться от одних тел другим по металлической проволоке. По шелковой нити электричество не распространялось. В середине XVIII в. появляются уже более содержательные теории электрических явлений.

        Великие умы пытались разгадать загадку их происхождения и удивительных свойств. Могу смело сказать, их усилия на сегодняшний день оценены по достоинству. Наши глубокие познания в области электрических и магнитных явлений тому факт.

        Начиная  работать над своим рефератом,  я поставила цель изучить тему  как можно шире, на основе доступных источников и материалов. В  ходе выполнения работы в список поставленных мною задач входило поиск и описание открытий и изобретений, сделанных в данной области целой плеядой ученых, которые рассмотрены ниже.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление:

Введение

1. Оглавление……………………………………………………………………………… 1  
2. Первые сведения об электричестве и магнетизме……………………………………..2
3. Первые успехи в исследовании магнитных явлений в средние века………………...2
4. Развитие учения об электричестве в XVII и XVIII вв.

до изобретения лейденской банки……………………………………………………...3

5. Изобретение лейденской банки и первые электрические приборы………………….4
6. Первые теории электричества………………………………………………………….6
7. История открытия закона Кулона…………………………………………………….. 8
8. Введение понятия потенциалов в электростатику…………………………………...10
9. РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ.

История изобретения гальванического элемента…………………………………….12

10. Открытие электромагнетизма…………………………………………………………15
11. Открытие электромагнитной индукции………………………………………………17
12. Начало развития электротехники……………………………………………………...18
13. Заключение……………………………………………………………………………...21
14. Список использованной литературы………………………………………………...22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            Первые сведения об электричестве и магнетизме.

    

     Изучение электрических  и магнитных явлений по-настоящему  начинается только в XVIII в. Но  первые сведения об этих  явлениях  были известны уже древним.

     Древние греки  знали свойство натертого янтаря  притягивать мелкие предметы. Само слово "электричество" происходит от греческого слова "электрон", что значит по-русски янтарь.

     Древние   греки знали также, что существует  особый  минерал  - железная руда (магнитный железняк), способный  притягивать железные предметы.3алежи этого минерала находились возле города Магнесии. Название этого города послужило источником термина "магнит".

    Древние не исследовали ни электрических, ни магнитных явлений. Однако они попытались дать объяснение этим явлениям.

     Самое первое  объяснение свойств магнита притягивать  железо заключалось в том, что магниту приписывалась "душа", которая заставляла магнит притягивать железо или притягиваться к железу.

     При этом  магнит представляли подобно  живому существу.  Живое существо, например собака, видит кусок мяса и стремится к нему приблизиться. Подобно этому магнит как бы видит железо и стремится к нему притянуться.

     Это объяснение  весьма примитивно с нашей  точки зрения. Однако такого рода  объяснения, когда предметы неживой  природы одушевлялись, были характерными для древних, которые верили в существование целого ряда богов, духов и т. д.

     Но в древности  начала развиваться и материалистическая философия. Философы-материалисты Древней Греции отвергали существование духов и пытались объяснить все явления природы естественными законами.

     Они учили,  что все тела состоят из  мелких материальных неделимых частиц - атомов. По их мнению, кроме атомов и пустоты, в которой атомы движутся, ничего не существует. Все явления природы объясняются движением атомов. Само слово "атом" греческого происхождения. Оно означает "неделимый".

     Философы, верившие  в существование атомов, из которых  состоит природа, получили название  атомистов. Одним из родоначальников  этой философии был древнегреческий  философ Демокрит (460 - 370  до н.э.). Философы-атомисты пытались дать  объяснение электрическим и магнитным  явлениям без обращения к специальным  "душам" и "духам".

         

                                

Первые успехи в исследовании магнитных явлений в средние  века.

    

     В средние  века изучение магнитных явлений  приобретает практическое значение. Это происходит в связи с  изобретением компаса.

     Уже в XII в. в Европе стал известен компас как прибор, с помощью которого можно определить направление на части света. О компасе европейцы узнали от арабов, которым было уже к этому времени известно свойство магнитной стрелки. Еще раньше, вероятно, такое свойство знали в Китае.

     Начиная с  XII в. компас все шире применялся в морских путешествиях (для определения курса корабля в открытом море).

     Практическое  применение магнитных явлений  приводило к необходимости их  изучения. Постепенно выяснялся  целый ряд  свойств магнитов.

     В 1600 г. вышла книга английского ученого У.Гильберта "О магните, магнитных телах и большом магните - Земле". В ней  автор описал уже известные свойства магнита, а также собственные открытия.

     Еще раньше  узнали, что магнит всегда имеет  два полюса. Они были названы по имени частей света - северный полюс и южный полюс. В числе свойств магнита Гильберт указывал на то, что  одинаковые полюсы отталкиваются, а разноименные притягиваются.

     Гильберт предполагал,  что Земля представляет собой  большой магнит. Чтобы подтвердить это предположение, Гильберт проделал специальный опыт. Он выточил из естественного магнита большой шар. Приближая к поверхности шара магнитную стрелку, он показал,  что она всегда устанавливается в определенном положении, так  же  как стрелка компаса на 3емле.

     Гильберт описал  явление магнитной индукции, способы  намагничивания железа и стали  и т.д. Книга Гильберта явилась  первым научным исследованием  магнитных явлений.

    

                           

Развитие учения об электричестве  в XVII и XVIII вв. до изобретения лейденской банки.

    

     В своей  книге Гильберт коснулся и  электрических явлений. Нужно отметить, что хотя в то время магнетизм и электричество рассматривались как явления разной природы, тем не менее, очень давно ученые заметили в них много общего. Поэтому не случайно  во многих работах исследовались одновременно и магнитные и электрические явления. В частности, изучение магнетизма вызвало интерес к исследованию электрических явлений.

     Так было  и у Гильберта. Изучая магнитные  явления, что, как мы говорили, имело практический интерес, он  уделил внимание и электричеству, хотя оно в то время в практике не использовалось.

     Гильберт открыл, что наэлектризовать можно не  только  янтарь, но и алмаз,  горный хрусталь и ряд других  минералов. В отличие от магнита,  который способен притягивать  только железо (других магнитных  материалов в то время не  знали), наэлектризованное тело притягивает  многие тела.[ист. 1]

     Новый шаг  к изучению электрических явлений  был сделан немецким ученым Герике. В 1672 г. вышла его книга, в которой  были описаны опыты по электричеству. Наиболее интересным  достижением Герике было изобретение им "электрической машины". "Электрическая машина" представляла собой шар, сделанный из серы и посаженный на железный шест. Герике вращал этот шар и натирал его ладонью руки. Впоследствии ученый несколько раз усовершенствовал свою "машину".

     Несмотря на  простоту прибора, Герике смог с его помощью сделать некоторые открытия. Так, он обнаружил, что легкие тела могут не только притягиваться к наэлектризованному шару, но и отталкиваться от него.

     В XVIII в. изучение электрических явлений пошло быстрее. В первой половине этого столетия были открыты новые факты.

     В 1729 г. англичанин Грей открыл явление электропроводности. Он установил, что электричество способно передаваться от одних тел другим по металлической проволоке. По шелковой нити электричество не распространялось. В связи с этим  Грей разделил все тела на проводники и непроводники электричества.

     3атем французский  ученый Дюфе спустя пять лет  выяснил, что существует два рода электричества. Один вид электричества получается при натирании стекла, горного хрусталя, шерсти и некоторых других тел. Это электричество Дюфе назвал стеклянным

электричеством.

     Второй вид  электричества получается при  натирании янтаря, шелка, бумаги и других веществ. Этот вид электричества Дюфе назвал смоляным. Ученый установил, что тела, наэлектризованные  одним видом электричества, отталкиваются, а разными видами, -

притягиваются.

     Впоследствии  стеклянное электричество было  названо положительным, а смоляное - отрицательным. Это название  предложил американский ученый  и общественный деятель Франклин. При этом он исходил из своих  взглядов на природу электричества.[ист. 4]

    

 

Изобретение лейденской банки  и первые электрические приборы.

    

     Очень важным  шагом в развитии учения об  электричестве было изобретение лейденской банки, т. е. электрического конденсатора.

     Лейденская  банка была изобретена почти  одновременно немецким физиком  Клейстом и голландским физиком  Мушенбруком в 1745-1746гг. Свое название  она получила по имени города  Лейдена,  где Мушенбрук впервые  проделал с ней опыты по  изучению электрических явлений.

     Мушенбрук  так описывал свое изобретение  в письме к французскому ученому  Реомюру: "Хочу сообщить Вам  новый, но ужасный опыт, который  не советую повторять. Я занимался изучением электрической силы. Для этого я подвесил на двух шелковых голубых нитях железный ствол, получающий электричество  от стеклянного шара, который быстро вращался вокруг оси и натирался руками. На другом конце висела медная проволока, конец которой был погружен в стеклянный круглый сосуд, заполненный наполовину водой, который я держал в правой руке; левой же рукой я пытался извлекать из электрического ствола искру. Вдруг моя правая рука была поражена ударом с такой силой, что все тело содрогнулось, как от удара молнии.

     Несмотря на  то что сосуд, сделанный из  тонкого стекла, не разбивается и кисть руки обычно не смещается при таком потрясении, тем не менее локоть и все тело поражаются столь страшным образом, что я не могу выразить словами, я думал, что пришел конец".

     Вскоре лейденская  банка была усовершенствована:  внешнюю и

внутреннюю поверхность  стеклянного сосуда стали обклеивать металлической фольгой. В крышку банки вставляли металлический стержень, который сверху заканчивался металлическим шариком, а нижний конец стержня при помощи металлической цепочки соединялся с внутренней обкладкой.

     Лейденская  банка является обычным конденсатором.  Когда внешнюю обкладку ее  заземляют, а металлический шарик  соединяют  с источником электричества,  то на обкладках банки скапливается значительный электрический заряд и при ее разряде может протекать значительный ток. Получение больших зарядов с помощь  лейденской банки значительно способствовало развитию учения об электричестве.

     Прежде всего  усовершенствовалась аппаратура  для исследования электрических  явлений, в частности электрические   маслины. Это были, как и первая  машина Герике, такие устройства,  в которых электрический заряд  получался в результате натирания   стеклянного или эбонитового  диска кожей или другими подобными  материалами.