* В основу своєї теорії поклав уявлення про “електричну і магнітну рідини”, частинки яких взаємодіють з матерією та між собою притягувальними і відштовхувальними силами. Епінус не розглядає природу цих сил, а описує за їх допомогою експериментальні факти.

     * Прибічник гіпотези єдиної “електричної рідини” (за Франкліном): це тонка, еластична рідина, частини якої, навіть на значних відстанях, помітно відштовхують одна одну. Частини цієї рідини притягуються матерією, з якої складаються всі відомі тіла.

     * Він ввів поняття про два роди тіл за електричними властивостями: 1)електричні за своєю природою – легко проводять електричну матерію;

2)не електричні за своєю природою – перешкоджають її вільному переміщенню. (За Франкліном – провідники і непровідники).

     * Стверджує про відсутність магнітної провідності, аналогічної електричній провідності.

     * Висловлює передбачення про те, що сили відштовхування зменшуються із збільшенням відстані (обернено пропорційно відстаням) – зробив такий висновок за аналогією з законом тяжіння.

     * Описує явище електростатичної індукції – як притягання наелектризованих тіл до ненаелектризованих (яке на той час вже було відоме Ріхману).

     Георг Вільгельм Ріхман (1711-1753) – Петербурзький фізик. Народився 11 липня 1711 р. в м.Пярну в Естонії. Вчився в німецьких університетах у Галлє і Йене, а з 1735 р. – в університеті Петербурзької Академії наук. З 1741 р. – професор академії.

     З 1745 р. Ріхман намагався “зважити” електричну силу. Ця ідея привела до створення абсолютного електрометра (електричного вказівника – за Ріхманом).

     У 1751 р. вийшла перша публікація з електрики в Росії – стаття Ріхмана “Нові досліди з електрикою, народжуваною в тілах”. Вона містила описання його експериментальної установки і дослідів на ній.

     Для створення такого досконалого електрометра, про який мріяв Ріхман, знадобилося більше 100 років: вони були створені у другій половині ХІХ століття.

     За  допомогою свого електричного вказівника Ріхман відкрив існування електричного поля навколо зарядженого тіла, напруженість якого зменшується із збільшенням відстані від тіла за поки що невідомим законом.

     В роботі “Міркування про електричний вказівник” він подає два типи своїх вказівників і основні досліди з ними. До їх числа входили й досліди з електрикою грози.

     26 липня 1753 р., експериментуючи з  блискавкою, він знайшов свою  “завидну смерть”. В Італії ці досліди стали причиною нового підйому в науці.

     Михайло Васильович Ломоносов (1711-1765) – за словами О.С.Пушкіна – “перший російський університет” народився в Архангельській губернії, у сім`ї поморів. Це був яскравий незалежний розум, який набагато випередив свою епоху.

     * В галузі електрики – за  допомогою електричного вказівника  дослідив електричний стан атмосфери за відсутності грому і блискавки. Він не прийняв теорію Франкліна, а розробляв свою ефірну теорію електричних явищ. У ній він зробив спробу пояснити електрику рухом частинок “ефіру”.

     * Міркував про  зв`язок електричних явищ і світла і сподівався виявити його експериментально.

     Разом Ріхман і Ломоносов (Петербурзькі академіки) передбачили  майбутню теорію поля Фарадея-Максвелла. 
 
 

2. Б.Франклін та  його внесок у  розвиток електростатики. Теорія електрики  Б.Франкліна

     Бенджамін Франклін (1706-1790) – американський вчений - почав досліджувати електричні явища майже випадково. Йому на цей час було 40 років. Головна його заслуга – експериментальне підтвердження наявності атмосферної електрики.

     1) Він досліджував “властивість вістря” – “здатність вістря притягувати й відштовхувати електричний флюїд”. (але він не вдавався в сутність – чому це виникає? Вважав, що це знати не дуже важливо).

     2) Підмітив схожість електричної іскри і блискавки: іскра вбиває тварин, розплавляє метали, виникає запах фосфора. Але він указує на одну несхожість: електричний флюїд притягується вістрям, а для блискавки це не виявлено. Він ставить мету – поставити дослід (27 липня 1750р. – зробив запис)!

     Сутність  досліду: встановити на високій башті або дзвіниці у Філадельфії довгу залізну жердину з вістрям і спостерігати, чи не вдасться отримати з нього іскри при проходженні над вістрям грозових хмар?

     (Але  ця ідея була відкинута Королівським товариством як фантастична і недостойна публікації. Деякі історики вважають, що тут проявилося політичне ставлення Англії до своєї непокірної колонії).

     Після відмови його друг Пітер Коллінсон (член Королівського товариства) надрукував листи Франкліна до нього за власні кошти. Ця публікація мала величезний успіх. Їх майже відразу було переведено на французьку мову, і вчені Франції висловили Франкліну своє велике позитивне враження.

     Французькі  вчені Бюффон, Далібар та Делор поставили дослід, запропонований Франкліном:

     10 травня 1752 року в Марлі в 6-ти льє від Парижу із вертикальної жердини солдат дістав іскру при проходженні грозових хмар. Звістка про це пройшла по всій Європі і зробила Франкліна знаменитим.

     Франклін  зрадів таким добрим звісткам з Європи та провів дослід з повітряним змієм із залізним вістрям, зв`язаний з землею вірьовкою.

     Пізніше він повторив свої досліди, встановивши  над своїм домом високу жердину.

     Висновки з багатьох дослідів: грозові хмари заряджені переважно негативно. (Хоча декілька разів вони виявлялися зарядженими позитивно).

     У тому ж 1752 р. у Франції Луї Лемоньє відкрив нове явище – наелектризованість атмосфери навіть при ясній погоді.

     У 1753 р. громовідвід Франкліна (за його проектом) був виготовлений Вінклером.

     У 1769р. великий герцог Тосканський  наказав обладнати громовідводами всі порохові склади у герцогстві.

     1770р. - Джироламо Маріа Фонда запропонував конструкцію громовідводу із щіточкою, справедливо вважаючи, що запобіжна дія вістря буде тим сильнішою, чим більша їх кількість.

ТЕОРІЯ  ЕЛЕКТРИКИ ФРАНКЛІНА

     Теорія  сформульована Франкліном у 1747 р.

     Ця  теорія добре пояснювала такий факт. Якщо людина стоїть на ізольованому стільці і натирає  голою сухою рукою  скляну трубку, то інша людина, що стоїть на підлозі, може отримати іскру, доторкнувшись до палички або до людини

     Згідно  з нею, у природі існує один єдиний електричний флюїд, який знаходиться у кожному тілі (у нормальному стані). Сутність електризації полягає у тому, що частина флюїду з одного тіла переходить на інше тіло.

     - Якщо на тілі є надлишок електричного флюїду, то воно заряджене позитивно;

     - якщо на тілі нестача електричного флюїду, то воно має негативний заряд.

     Для пояснення електричних явищ Франклін приписує електричному флюїду  три основних властивості: 1) надзвичайна тонкість, 2) взаємне відштовхування його частин; 3) сильне притягання електричної матерії до звичайної матерії.

     Якщо  тіло заряджене позитивно, то надлишок електричного флюїду розміщується на його поверхні і утворює “електричну атмосферу”. Цей термін застосовувався до середини ХІХ століття.

     Недоліки  теорії Франкліна:

     * Не могла пояснити взаємодію  між негативно зарядженими тілами (які за Франкліном не мають  електричної атмосфери.

     * Не могла пояснити механізм  цієї взаємодії – дія на відстані чи через посередню дію?

     Ця  теорія привела Франкліна  до створення плоского конденсатора (названого  на його честь) та до зрозуміння того факту, що сила лейденської банки у його склі, а не в двох обкладинках.

3.Досліди Шарля Кулона з електростатики.

Відкриття закону взаємодії  електричних зарядів

 

     Французький військовий інженер, з 1781 року – член паризької Академії наук Шарль Огюстен Кулон (1736-1806).

     У 1777 р. досліджував кручення волосся, шовкових та металевих ниток. Результатом  цих досліджень стало відкриття закону кручення:     ,

     де  - кут кручення; - закручувальна сила; - довжина нитки; - радіус нитки.

     У 1784 році Кулон сконструював чуттєвий пристрій – крутильні терези. За їх допомогою він відкрив закони електричних і магнітних взаємодій.

     Апарат  Кулона являв собою скляний циліндр з вимірювальною шкалою по колу. У кришці циліндру були два отвори – центральне і бокове. У центральному отворі пропущена срібна нитка, яка проходила по осі циліндра. На нитці було легке скляне коромисло,  на якому розміщені кулька і противажок.

     У боковий отвір пропущений стержень з наелектризованою кулькою.

     У 1785 році у першому мемуарі Кулон дослідив силу відштовхування між кульками і виявив, що при кутових відстанях між кульками (зарядженими однаково) 36⁰, 18⁰, 9⁰ нитка закручувалась відповідно на 36⁰, 144⁰, 576⁰. Тобто, сили зростали обернено пропорційно квадратам відстаней.

     У другому мемуарі Кулон знайшов закон взаємодії магнітних полюсів.

     Після досліджень Кулона стала можливою побудова математичної теорії електричних і магнітних явищ.  

4. Відкриття гальванізму  (Л.Гальвані).

Досліди А.Вольта з електрики. Суперечка Гальвані

і Вольта

     ЛУЇДЖИ  ГАЛЬВАНІ (1737-1798) народився в Болоньє (Північна Італія) – досліджував “істотну електрику”. У 1773 р. появився мемуари Джона Уолта, в якому доводилась електрична природа певної властивості риби – електричного ската та інші роботи інших дослідників на цю тему.

     У 1773 р., будучи професором анатомії Болонського університету, він почав дослідувати м`язові рухи жаб, а у 1780 р. провів свої перші електро-фізіологічні досліди.

     Після 11 років досліджень опублікував  їх результати у знаменитому трактаті “Трактат про сили електрики при м`язових рухах”.

     (Стр.192 – белая)

     Перші досліди – зі штучною іскрою.

     Суть  досліду: як тільки з електричної машини отримується іскра, жаба починає судорожно тремтіти, якщо до її нервів торкатися провідником. (Іскру отримували з лейденської банки або електрофора).

     Друга серія дослідів – із природною іскрою – блискавкою. Для цього він протягнув над своїм будинком провідник і підвісив на ньому за стегнові  нерви жаб. До лапок жаб був приєднаний другий дріт, занурений у воду у колодязь. Він спостерігав, що кожного разу, коли спалахувала блискавка, м`язи скорочувались.

     Крім  того, скорочення спостерігались і  за відсутності блискавки –  достатньо було, щоб грозові хмари проходили близько від провідника!

     Третя серія дослідів – чи не будуть скорочуватись м`язи жаби при “спокійному, ясному небі”? З цією метою він підвісив декілька жаб на мідних крюках до залізної решітки навколо його дому. Отримав негативний результат!