Розвиток уявлень про електрику
ФІЗИКА
Частина 3 ЕЛЕКТРИКА І МАГНЕТИЗМ
Розділ 8 ЕЛЕКТРИКА
8.1. Розвиток уявлень про електрику
Ще в давнину людині були знайомі електричні явища. Давньогрецький мислитель Фалес Мілетський за шість століть до нашої ери звернув увагу на спостереження ткачів за здатністю янтарних човників притягувати легкі тіла. Від грецького слова “електрон” – янтар – і походить введений 1600 р. У. Гільбертом, придворним лікарем англійської королеви Єлизавети, термін “електрика”.
С. Грей 1729 р. поділив тіла на провідники і непровідники
При електризації тіл тертям завжди одночасно електризуються обидва тіла, причому одне з них дістає позитивний заряд, а друге – негативний. Позитивний заряд виникає, наприклад, на склі, натертому шкірою, а негативний – на янтарі, натертому шерстю. Позитивний заряд першого тіла завжди точно дорівнює негативному заряду другого тіла, якщо до електризації обидва тіла не були заряджені. Це положення відоме під назвою закону
На основі дослідів, які розглянемо далі, встановлено, що електричний заряд будь-якого тіла складається з цілого числа елементарних зарядів, “атомів електрики”, що дорівнює 1,6 ∙ 10-19 Кл. Носієм елементарного негативного заряду є електрон. Маса електрона становить 9,1 ∙ 10-31 кг. Найменша стабільна частинка, що має елементарний позитивний заряд, називається протоном. Маса протона наближено дорівнює масі атома гідрогену 1,67 10-27 кг. Протони і електрони входять до складу всіх атомів і молекул.
У 1749 р. Б. Франклін довів, що при електризації завжди одночасно виникають обидва роди електрики. Важливі дослідження в галузі атмосферної електрики зробили в середині XVIII ст. М. В. Ломоносов і Г. В. Ріхман. Кількісне вивчення сил взаємодії нерухомих електричних зарядів провів Ш. Кулон (1785 р.). Велике значення в розвитку знань про електрику мали дослідження Л. Гальвані (1789 р.) і А. Вольта (1792 р.), які привели до створення джерел електричного струму, що працюють тривалий час, – гальванічних елементів. З цього часу електрика все ширше застосовується на практиці.
У 1802 р. В. В. Петров відкрив явище електричної дуги, а в 1876 р. П. М. Яблочков застосував її для освітлення. М. Г. Слав’янов і М. М. Бенардос використали її для електрозварювання металів.
Створення джерел постійного струму привело до винайдення і вдосконалення електровимірювальних приладів, відкриття електромагнетизму X. Ерстедом (1820 р.) і електромагнітної індукції М. Фарадеєм (1831 р.). М. Фарадей привернув увагу експериментаторів на дослідження середовища, в якому містяться заряджені тіла і діють електричні сили. Цим він поклав початок вченню про електромагнітне поле.
Ідея М. Фарадея дістала подальший розвиток і математичне оформлення в електромагнітній теорії Дж. Максвелла (1865 р.). Експериментально теорію Дж. Максвелла підтвердив Г. Герц (1888 р.). Своїми дослідами він довів, що вільні електромагнітні хвилі можна справді дістати і спостерігати. Блискучим застосуванням електромагнітних хвиль на практиці був винахід радіо О. С. Поповим (1895 р.), який заклав фундамент сучасної радіотехніки.
Усі тіла поділяють на провідники й діелектрики. Провідником називають тіло, що містить вільні електричні заряди, які можуть рухатися по всьому його об’єму. Якщо провідниками є рідини або гази, то в них рухаються як позитивно, так і негативно заряджені частинки: позитивно та негативно заряджені іони й електрони. В металах провідність зумовлена лише рухом електронів.
Діелектриком є будь-яке середовище (газ, рідина або тверде тіло), в якому тривалий час може існувати електричне поле. На відміну від провідників у діелектриках немає вільних електричних зарядів. Зовнішнє електричне поле спричинює в них поляризацію атомів, молекул або іонів, сумарне електричне поле яких є оберненим полем поляризації.
До провідників належать усі метали, розчини кислот, солей і лугів, розплавлені солі, розігріті гази, до діелектриків – янтар, скло, каучук, масло, сірка, слюда, ебоніт, гази за звичайних температур. Взагалі поділ тіл на провідники й діелектрики умовний, оскільки здатність тіл гірше чи краще проводити електрику залежить від тих умов, у яких вони перебувають. Наприклад, гази або скло за високої температури стають провідниками. Крім того, є велика група речовин напівпровідників, які за своїми електричними властивостями займають проміжне положення між провідниками й діелектриками.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...