 | В этой статье слишком много ссылок на первоисточники . ( Октябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
| Статьи о |
| Электромагнетизм |
|---|
 |
История электромагнитной теории начинается с древними мерами , чтобы понять атмосферное электричество , в частности молнии . [1] Тогда люди плохо разбирались в электричестве и не могли объяснить это явление. [2] Научное понимание природы электричества росло на протяжении восемнадцатого и девятнадцатого веков благодаря работе таких исследователей, как Кулон , Ампер , Фарадей и Максвелл .
В 19 веке стало ясно, что электричество и магнетизм связаны, и их теории объединились: везде, где движутся заряды, возникает электрический ток, а магнетизм возникает из-за электрического тока. [3] Источником электрического поля является электрический заряд , а источником магнитного поля - электрический ток (заряды в движении).
Древняя и классическая история [ править ]
Знание о статическом электричестве восходит к древнейшим цивилизациям, но на протяжении тысячелетий оно оставалось просто интересным и загадочным явлением, без теории, объясняющей его поведение, и часто путали с магнетизмом. Древние были знакомы с весьма любопытными свойствами , которыми обладают два минералами, амбры ( греческий : ἤλεκτρον , Elektron ) и магнитными железной руды ( μαγνῆτις λίθος magnētis LITHOS , [4] «магнезиально камнем, [5] Lodestone»). Янтарь при растирании притягивает легкие предметы, например, перья; Магнитная железная руда обладает способностью притягивать железо. [6]
Магниты впервые были найдены в естественном состоянии; определенные оксиды железа были обнаружены в различных частях мира, особенно в Магнезии в Малой Азии , которые обладали свойством притягивать небольшие кусочки железа, что показано здесь.
Основываясь на находке гематитового артефакта ольмеков в Центральной Америке , американский астроном Джон Карлсон предположил, что «ольмеки, возможно, открыли и использовали компас из геомагнитных магнитов раньше 1000 года до нашей эры». Если это правда, то это «предшествует открытию Китаем компаса геомагнитного магнитного камня более чем на тысячелетие». [7] [8] Карлсон предполагает, что ольмеки могли использовать подобные артефакты в качестве устройства направления в астрологических или геомантических целях или для ориентации своих храмов, жилищ живых или погребений мертвых. Самое раннее упоминание о магнетизме в китайской литературе содержится в книге IV века до н.э.Книга Мастера Долины Дьявола (鬼谷 子): « Магнит заставляет железо приходить или притягивает его». [9] [10]
Задолго до появления каких-либо знаний об электромагнетизме люди знали о влиянии электричества . Молния и другие проявления электричества, такие как огонь святого Эльма, были известны в древние времена, но никто не понимал, что эти явления имеют общее происхождение. [11] Древние египтяне знали о сотрясениях при взаимодействии с электрическими рыбами (такими как электрический сом) или другими животными (например, электрическими угрями ). [12] Сотрясения животных были очевидны для наблюдателей с доисторических времен различными народами, которые контактировали с ними. Тексты древних египтян 2750 г. до н.э.называл этих рыб «громовержцами Нила » и считал их «защитниками» всех остальных рыб. [6] Другой возможный подход к открытию тождества молнии и электричества из любого другого источника следует приписать арабам, которые до 15 века использовали одно и то же арабское слово для обозначения молнии ( барк ) и электрического луча . [11]
Фалес Милетский , писавший около 600 г. до н. Э., Отмечал, что трение мехом различных веществ, таких как янтарь, может привести к притягиванию пылинок и других легких предметов. Фалес писал об эффекте, теперь известном как статическое электричество . Греки отметили, что если они протирают янтарь достаточно долго, они могут даже получить электрическую искру, чтобы подпрыгнуть. [13] [14]
Спустя тысячелетия об электростатическом явлении снова сообщили римские и арабские естествоиспытатели и врачи . [15] Некоторые древние писатели, такие как Плиний Старший и Скрибоний Ларгус , засвидетельствовали обезболивающее действие электрического шока, наносимого сомом и торпедными лучами . Плиний в своих книгах пишет: «Древние тосканцы по своей учености утверждали, что есть девять богов, которые посылают молнии, и богов одиннадцати видов». В общем, это было раннее языческое представление о молнии. [11] Древние придерживались концепции, согласно которой удары могут проходить по проводящим объектам. [16]Пациентам, страдающим такими заболеваниями, как подагра или головная боль , предлагалось прикоснуться к электрической рыбе в надежде, что мощный толчок их вылечит. [17]
Ряд объектов, найденных в Ираке в 1938 году, датируемых началом веков нашей эры ( Сасанидская Месопотамия ), называемых Багдадской батареей , напоминает гальванический элемент и, как некоторые полагают, использовался для гальваники . [18] Утверждения спорны из-за подтверждающих свидетельств и теорий об использовании артефактов, [19] [20] физических свидетельств об объектах, способствующих электрическим функциям, [21] и того, были ли они электрическими по своей природе. В результате природа этих объектов основана на предположениях , а функция этих артефактов остается под вопросом. [22]
Средние века и Возрождение [ править ]
Магнитное притяжение когда-то считалось Аристотелем и Фалесом работой души в камне. [23]
В XI веке китайский ученый Шэнь Куо (1031–1095) был первым, кто написал о магнитном стрелочном компасе и о том, что он повысил точность навигации за счет использования астрономической концепции истинного севера ( Dream Pool Essays , 1088). а к XII веку китайцы, как известно, использовали магнитный компас для навигации. В 1187 году Александр Неккам первым в Европе описал компас и его использование для навигации.
В XIII веке Питер Перегрин , уроженец Марикура в Пикардии , сделал открытие фундаментальной важности. [24] Французский ученый 13-го века провел эксперименты с магнетизмом и написал первый дошедший до нас трактат, описывающий свойства магнитов и вращающихся стрелок компаса. [6] сухой компас был изобретен около 1300 года итальянского изобретателя Флавио Джиоха . [25]
Архиепископ Фессалоникийский Евстафий , греческий ученый и писатель XII века, пишет, что Воливер , король готов , мог вытаскивать искры из своего тела. Тот же автор заявляет, что некий философ, одеваясь, умел черпать искры из своей одежды, результат, по-видимому, сродни тому, который получил Роберт Симмер в его экспериментах с шелковыми чулками, подробное описание которых можно найти в Philosophical Transactions 1759. [11]
Итальянский врач Джероламо Кардано писал об электричестве в De Subtilitate (1550 г.), проводя различие между электрическими и магнитными силами, возможно, впервые.
17 век [ править ]
К концу 16 века врач времен королевы Елизаветы доктор Уильям Гилберт в « Де Магнете» расширил работу Кардано и изобрел новое латинское слово « electrica» из ἤλεκτρον ( ēlektron ), греческого слова, означающего «янтарь». [26] Гилберт, уроженец Колчестера, член Колледжа Святого Иоанна в Кембридже и в прошлом президент Колледжа врачей, был одним из первых и наиболее выдающихся английских ученых - человеком, чьи работы Галилей считал великими. Его назначили придворным врачом и назначили пенсию, чтобы он мог продолжить свои исследования в области физики и химии. [27]
Гилберт провел ряд тщательных электрических экспериментов, в ходе которых он обнаружил, что многие вещества, кроме янтаря, такие как сера, воск, стекло и т. Д. [28], способны проявлять электрические свойства. Гилберт также обнаружил, что нагретое тело теряет электричество, и что влага препятствует электризации всех тел из-за теперь хорошо известного факта, что влага нарушает изоляцию таких тел. Он также заметил, что наэлектризованные вещества притягивают все другие вещества без разбора, тогда как магнит притягивает только железо. Многие открытия такого рода принесли Гилберту титул основателя электротехники . [11]Исследуя силы, действующие на легкую металлическую иглу, уравновешенную на острие, он расширил список электрических тел и обнаружил также, что многие вещества, включая металлы и природные магниты, не проявляют сил притяжения при трении. Он заметил, что сухая погода с северным или восточным ветром была наиболее благоприятным атмосферным условием для проявления электрических явлений - наблюдение, которое могло быть ошибочным до тех пор, пока не будет понятна разница между проводником и изолятором. [27]
Работы Гилберта продолжил Роберт Бойль (1627–1691), знаменитый натурфилософ, которого когда-то описывали как «отца химии и дядю графа Корка». Бойль был одним из основателей Королевского общества, когда оно заседало в частном порядке в Оксфорде, и стал членом Совета после того, как общество было зарегистрировано Карлом II. в 1663 году. Он часто работал над новой наукой об электричестве и добавил несколько веществ в список электричества Гилберта. Он оставил подробный отчет о своих исследованиях под названием « Эксперименты по происхождению электричества» . [27] Бойль в 1675 году заявил, что электрическое притяжение и отталкивание могут действовать через вакуум. [ необходима цитата ]Одним из его важных открытий было то, что наэлектризованные тела в вакууме будут притягивать легкие вещества, что указывает на то, что электрический эффект не зависит от воздуха как среды. Он также добавил смолу в известный тогда список электрики. [11] [29] [30] [31]
В 1663 году Отто фон Герике изобрел устройство, которое теперь считается одним из первых (возможно, первым) электростатическим генератором , но он не распознал его в первую очередь как электрическое устройство и не проводил с ним электрические эксперименты. [32] К концу 17 века исследователи разработали практические средства генерации электричества трением с электростатическим генератором , но разработка электростатических машин началась всерьез только в 18 веке, когда они стали фундаментальными инструментами в исследованиях. о новой науке об электричестве .
Первое использование слова « электричество» приписывается сэру Томасу Брауну в его работе 1646 года « Pseudodoxia Epidemica» .
Первое появление термина электромагнетизма с другой стороны , происходит от более ранней даты: 1641 Magnes , [33] по иезуит осветительного Кирхера , несет на странице 640 провокационный капитул заголовок: " Elektro-magnetismos т.е. на магнетизме янтарь, или электрические притяжения и их причины »( ηλεκτρο-μαγνητισμος id est sive De Magnetismo electri, seu electricis Attractionibus earumque causis ).
18 век [ править ]
Улучшение электрической машины [ править ]
Впоследствии электрическая машина была усовершенствована Фрэнсисом Хоксби , его учеником Литцендорфом и профессором Георгом Маттиасом Бозе , около 1750 года. Литцендорф, проводивший исследования для Кристиана Августа Хаузена , заменил серный шар Герике стеклянным шаром . Бозе был первым, кто применил в таких машинах «первичный проводник», состоящий из железного стержня, который держал в руке человек, тело которого было изолировано, стоя на глыбе из смолы. Ингенхауз в 1746 году изобрел электрические машины из листового стекла. [35] Экспериментам с электрической машиной в значительной степени способствовало открытие, что стеклянная пластина, покрытая с обеих сторон фольгой, будет накапливать электрический заряд.при подключении к источнику электродвижущей силы . Вскоре электрическая машина была усовершенствована Эндрю Гордоном , шотландцем, профессором из Эрфурта, который заменил стеклянный шар стеклянным цилиндром; и Гиссингом из Лейпцига, который добавил «резину», состоящую из подушки из шерстяного материала. Коллектор, состоящий из ряда металлических наконечников, был добавлен к машине Бенджамином Уилсоном около 1746 года, а в 1762 году Джон Кантон из Англии (также изобретатель первого электроскопа с пробковыми шариками в 1754 году [36] ) повысил эффективность. электрических машин путем разбрызгивания амальгамы олова на поверхность резины. [11]
Электрика и неэлектрика [ править ]
В 1729 году Стивен Грей провел серию экспериментов, которые продемонстрировали разницу между проводниками и непроводниками (изоляторами), показав, среди прочего, что металлический провод и даже канатная нить проводят электричество, а шелк - нет. В одном из своих экспериментов он послал электрический токчерез 800 футов концевой нити, которая периодически подвешивалась петлями из шелковой нити. Когда он попытался провести тот же эксперимент, заменив тонко скрученную латунную проволоку шелком, он обнаружил, что электрический ток больше не проходит по конопляному шнуру, а вместо этого, кажется, исчезает в латунной проволоке. В этом эксперименте он разделил вещества на две категории: «электрические», такие как стекло, смола и шелк, и «неэлектрические», такие как металл и вода. «Неэлектрики» проводили заряды, а «электрики» держали заряд. [11] [37]
Стекловидное и смолистое [ править ]
Заинтригованный результатами Грея, в 1732 г. CF du Fay начал проводить несколько экспериментов. В своем первом эксперименте Дю Фай пришел к выводу, что все объекты, кроме металлов, животных и жидкостей, могут быть наэлектризованы посредством трения, а металлы, животные и жидкости могут быть наэлектризованы с помощью электрической машины, тем самым дискредитируя «электричество» и «не-электричество» Грея. электрика »классификация веществ.
В 1733 году Дю Фэй открыл то, что он считал двумя видами электричества трения; один образуется при трении стекла, другой - при трении смолы. [38] Из этого Дю Фэй предположил, что электричество состоит из двух электрических жидкостей, «стекловидного» и «смолистого», которые разделены трением и нейтрализуют друг друга при объединении. [39] Эта картина электричества была также поддержана Кристианом Готлибом Кратценштейном в его теоретических и экспериментальных работах. Теория двух жидкостей позже породила концепцию положительных и отрицательных электрических зарядов, разработанную Бенджамином Франклином. [11]
Лейденская банка [ править ]
Лейден банку , тип конденсатора для электрической энергии в больших количествах, было изобретено независимо друг от друга Эвальда Георга фон Клейста 11 октября 1744 года и Мушенбрук в 1745-1746 в Leiden University (последнем месте , давая при этом устройство свое название). [38] [40] Уильям Уотсон , экспериментируя с лейденской банкой, обнаружил в 1747 году, что разряд статического электричества эквивалентен электрическому току . Емкость впервые была обнаружена фон Клейстом из Лейдена в 1754 году [41].Фон Клейст случайно держал возле своей электрической машины небольшую бутылку, в горлышке которой был железный гвоздь. Случайно прикоснувшись к железному гвоздю другой рукой, он получил сильный удар током. Примерно так же Мюссенбрук, которому помогал Кунаэн, получил более серьезный удар от похожей стеклянной бутылки. Сэр Уильям Уотсон из Англии значительно усовершенствовал это устройство, накрыв бутылку или банку снаружи и внутри фольгой. Этот электрический прибор будет легко узнаваем как хорошо известная лейденская банка, названная аббатом Парижа Нолле по месту ее открытия. [11]
В 1741 году Джон Элликотт «предложил измерить силу электризации по ее способности поднимать вес на одной шкале весов, в то время как другую держали над наэлектризованным телом и притягивали к нему своей силой притяжения». Еще в 1746 году Жан-Антуан Нолле (1700–1770) проводил эксперименты со скоростью распространения электричества. Привлекая 200 монахов, соединенных из рук в руки 7-метровой железной проволокой так, чтобы образовать круг длиной около 1,6 км, он смог доказать, что эта скорость конечна, хотя и очень высока. [42]В 1749 году сэр Уильям Ватсон провел многочисленные эксперименты, чтобы определить скорость электрического тока в проводе. Эти эксперименты, хотя, возможно, и не предназначенные для этого, также продемонстрировали возможность передачи сигналов на расстояние с помощью электричества. В этих экспериментах сигнал, казалось, мгновенно прошел по изолированному проводу длиной 12 276 футов. Ле Монье во Франции ранее проводил аналогичные эксперименты, посылая удары по железной проволоке длиной 1319 футов. [11]
Около 1750 г. были проведены первые опыты по электротерапии . Различные экспериментаторы проводили тесты, чтобы установить физиологические и терапевтические эффекты электричества. Типичным для этой работы был Краценштейн из Галле, который в 1744 году написал трактат по этому поводу. Demainbray в Эдинбурге исследовал влияние электричества на растения и пришел к выводу, что рост двух миртовых деревьев ускорился за счет электрификации. Эти мирты были наэлектризованы «в течение всего октября 1746 года, и они дали ветви и распустились быстрее, чем другие кусты того же вида, не электрифицированные». [43] Аббат Менонво Франции опробовали воздействие продолжительного воздействия электричества на людей и птиц и обнаружили, что испытуемые экспериментировали с похуданием, очевидно, показывая, что электричество ускоряет выделение. [44] [45] Эффективность поражения электрическим током в случаях паралича была испытана в окружной больнице в Шрусбери, Англия , с довольно плохим успехом. [46]
Конец 18 века [ править ]
Бенджамин Франклин продвигал свои исследования электричества и теорий посредством знаменитого, хотя и чрезвычайно опасного эксперимента, в котором его сын запускал воздушного змея по грозному небу. Ключ, прикрепленный к веревке воздушного змея, зажег и зарядил лейденскую банку, тем самым установив связь между молнией и электричеством. [47] После этих экспериментов он изобрел громоотвод . Считается, что именно Франклин (чаще) или Эбенезер Киннерсли из Филадельфии (реже) установил соглашение о положительном и отрицательном электричестве.
Теории относительно природы электричества в то время были довольно расплывчатыми, а преобладающие - более или менее противоречивыми. Франклин считал электричество невесомой жидкостью, пронизывающей все и в нормальном состоянии равномерно распределенной во всех субстанциях. Он предположил, что электрические проявления, полученные при трении стеклом, были вызваны образованием избытка электрического флюида в этом веществе, а проявления, вызванные натиранием воска, были вызваны дефицитом жидкости. Против этого объяснения выступили сторонники теории «двух жидкостей», такие как Роберт Симмер.в 1759 году. В этой теории стекловидное и смолистое электричество считались невесомыми жидкостями, причем каждая жидкость состояла из взаимно отталкивающих частиц, в то время как частицы противоположного электричества взаимно притягивались. Когда две жидкости объединяются в результате их притяжения друг к другу, их влияние на внешние объекты нейтрализуется. При трении тела происходит разложение жидкостей, одна из которых остается на теле в избытке и проявляется в виде стекловидного или смолистого электричества. [11]
Вплоть до исторического эксперимента Франклина с воздушным змеем [48] идентичность электричества, создаваемого трением и электростатическими машинами ( электричество трения ) с молнией, в целом не была установлена. Доктор Уолл, [49] аббат Ноллет , Хоксби , [50] Стивен Грей [51] и Джон Генри Винклер [52]действительно предположил сходство между явлениями «электричества» и «молнии», Грей указал, что они различаются только по степени. Тем не менее, несомненно, Франклин первым предложил тесты для определения сходства явлений. В письме к Питеру Комлинсону из Лондона 19 октября 1752 года Франклин, ссылаясь на свой эксперимент с воздушным змеем, писал:
Этим ключом можно заряжать склянку (лейденскую банку), и от электрического огня, полученного таким образом, можно зажигать духов, и проводить все другие электрические эксперименты, которые обычно проводятся с помощью протертого стеклянного шара или трубки, и тем самым полностью продемонстрировано тождество электрической материи с материей молнии ». [53]
10 мая 1742 года Томас-Франсуа Далибар в Марли (недалеко от Парижа), используя вертикальный железный стержень длиной 40 футов, получил результаты, соответствующие тем, которые были записаны Франклином, и несколько раньше даты эксперимента Франклина. Важная демонстрация Франклином тождества электричества трения и молнии, несомненно, добавила изюминки усилиям многих экспериментаторов в этой области во второй половине 18 века по продвижению прогресса науки . [11]
Наблюдения Франклина помог позже ученым [ править ] таких , как Майкл Фарадей , Луиджи Гальвани , Алессандро Вольта , Андре-Мари Ампер и Георг Симон Ом , чья коллективная работа послужила основой для современной электротехники и для которых основные единицы электрического измерения называются. Среди других, кто продвигал эту область знаний, были Уильям Ватсон , Георг Матиас Боз , Смитон, Луи-Гийом Ле Монье , Жак де Ромас , Жан Жаллабер, Джованни Баттиста Беккария , Тибериус Кавалло., Джон Кантон , Роберт Симмер , аббат Нолле , Джон Генри Винклер, Бенджамин Уилсон , Эбенезер Киннерсли , Джозеф Пристли , Франц Эпинус , Эдвард Хасси Делаваи, Генри Кавендиш и Шарль-Огюстен де Кулон . Описания многих экспериментов и открытий этих ранних ученых-электриков можно найти в научных публикациях того времени, особенно в Philosophical Transactions , Philosophical Magazine , Cambridge Mathematical Journal , Young's Natural Philosophy , Priestley'sИстория электричества , Эксперименты и наблюдения Франклина над электричеством , Трактат Кавалли об электричестве и Трактат Де ла Рива об электричестве . [11]
Генри Элльес был одним из первых, кто предположил связь между электричеством и магнетизмом. В 1757 году он утверждал, что в 1755 году написал Королевскому обществу о связи между электричеством и магнетизмом, утверждая, что «есть некоторые вещи, обладающие силой магнетизма, очень похожие на свойства электричества», но он «никоим образом не думал им то же самое ». В 1760 году он аналогичным образом утверждал, что в 1750 году он был первым, кто «подумал, как электрический огонь может быть причиной грома». [54] Среди наиболее важных электрических исследований и экспериментов этого периода были работы Франца Эпинуса , известного немецкого ученого (1724–1802), и Генри Кавендиша из Лондона, Англия. [11]
Франц Эпинус считается первым, кто сформулировал точку зрения на взаимозависимость электричества и магнетизма. В его работе Tentamen Theoria Electricitatis et Magnetism , [55], опубликованной в Санкт-Петербурге.в 1759 году он дает следующее усиление теории Франклина, которая по некоторым своим характеристикам в значительной мере соответствует современным взглядам: «Частицы электрической жидкости отталкиваются друг от друга, притягиваются и притягиваются частицами всех тел с сила, которая уменьшается пропорционально увеличению расстояния; электрическая жидкость существует в порах тел; она беспрепятственно движется через неэлектрические (проводники), но с трудом перемещается в изоляторах; проявления электричества связаны с неравномерным распределением жидкость в теле или приближение тел, неравномерно заряженных жидкостью ». Эпин сформулировал соответствующую теорию магнетизма, за исключением того, что в случае магнитных явлений жидкости воздействовали только на частицы железа.Он также провел многочисленные электрические эксперименты, очевидно, показывающие, что для проявления электрических эффектов турмалин необходимо нагреть до температуры от 37,5 ° С до 100 ° C. Фактически, турмалин остается неэлектрифицированным, когда его температура одинакова, но проявляет электрические свойства, когда его температура повышается или понижается. Кристаллы, которые проявляют электрические свойства таким образом, называютсяпироэлектрический ; наряду с турмалином к ним относятся сульфат хинина и кварца. [11]
Генри Кавендиш независимо разработал теорию электричества, почти схожую с теорией Эпина. [56] В 1784 году он был, возможно, первым, кто использовал электрическую искру, чтобы произвести взрыв водорода и кислорода в надлежащих пропорциях, которые позволили бы создать чистую воду. Кавендиш также открыл индуктивную емкость диэлектриков (изоляторов) и еще в 1778 году измерил удельную индуктивную емкость для пчелиного воска и других веществ по сравнению с воздушным конденсатором.
Примерно в 1784 году К.А. Кулон изобрел торсионные весы , открыв то, что сейчас известно как закон Кулона : сила, действующая между двумя небольшими наэлектризованными телами, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, а не как предполагал Апин в своей теории электричества, а просто обратно пропорционально величине расстояние. Согласно теории, выдвинутой Кавендишем, «частицы притягиваются и притягиваются обратно пропорционально расстоянию в несколько меньшей степени, чем куб». [11] Большая часть области электричества была фактически аннексирована открытием Кулоном закона обратных квадратов.
Благодаря экспериментам Уильяма Уотсона и других, доказывающих, что электричество может передаваться на расстояние, идея практического использования этого явления началась примерно в 1753 году, захватив умы любознательных людей. С этой целью были внесены предложения относительно использования электричества для передачи разведданных. Первым из методов, разработанных для этой цели, вероятно, был метод Жоржа Лесажа в 1774 году. [57] [58] [59]Этот метод состоял из 24 проводов, изолированных друг от друга и каждый из которых имел пробковый шарик, соединенный с его дальним концом. Каждая проволока представляла собой букву алфавита. Чтобы отправить сообщение, нужный провод на мгновение заряжался электричеством от электрической машины, после чего пробковый шарик, подключенный к этому проводу, вылетал. Были опробованы и другие методы телеграфирования, в которых использовалось электричество трения, некоторые из которых описаны в истории о телеграфе . [11]
Эпоха гальванического или гальванического электричества представляет собой революционный прорыв по сравнению с исторической ориентацией на электричество трения. Алессандро Вольта обнаружил, что химические реакции могут быть использованы для создания положительно заряженных анодов и отрицательно заряженных катодов . Когда между ними был прикреплен проводник, разница в электрическом потенциале (также известном как напряжение) заставляла ток между ними проходить через проводник. Разность потенциалов между двумя точками измеряется в единицах вольт в знак признания работы Вольта. [60] [11]
Первое упоминание о гальваническом электричестве, хотя и не признававшемся таковым в то время, вероятно, было сделано Иоганном Георгом Зульцером в 1767 году, который, поместив небольшой диск цинка под свой язык и небольшой диск меди над ним, наблюдал своеобразное вкус при соприкосновении краев соответствующих металлов. Зульцер предположил, что, когда металлы соединились, они начали вибрировать, воздействуя на нервы языка, вызывая наблюдаемые эффекты. В 1790 году профессор Луиджи Алиизио Гальвани из Болоньи проводил эксперименты с « животным электричеством».", заметил подергивание лягушачьих лапок в присутствии электрической машины. Он заметил, что мышца лягушки, подвешенная на железной балюстраде медным крюком, проходящим через ее спинной столбик, без какой-либо посторонней причины испытывала сильные конвульсии, электрическая машина в настоящее время отсутствует. [11]
Чтобы объяснить это явление, Гальвани предположил, что электричество противоположных видов существует в нервах и мышцах лягушки, мускулах и нервах, составляющих заряженные покрытия лейденской банки. Гальвани опубликовал результаты своих открытий вместе со своей гипотезой, которая привлекла внимание физиков того времени. [60] Наиболее известным из них был Вольта, профессор физики в Павии , который утверждал, что результаты, наблюдаемые Гальвани, были результатом того, что два металла, медь и железо, действовали как электродвигатели., и что мышцы лягушки играли роль проводника, замыкая цепь. Это вызвало длительную дискуссию между сторонниками противоположных взглядов. Одна группа согласилась с Вольтой в том, что электрический ток был результатом электродвижущей силы контакта двух металлов; другой принял модификацию взглядов Гальвани и утверждал, что ток был результатом химического сродства между металлами и кислотами в куче. Майкл Фарадей писал в предисловии к своим экспериментальным исследованиям., относительно вопроса о том, производит ли металлический контакт часть электричества гальванической батареи: «Я пока не вижу причин для изменения высказанного мною мнения; ... но сам этот момент имеет такое большое значение, что Я намереваюсь при первой же возможности возобновить расследование и, если смогу, предоставить доказательства с той или иной стороны, неоспоримые для всех ". [11]
Однако даже сам Фарадей не разрешил спор, и, хотя взгляды сторонников обеих сторон вопроса претерпели изменения, как того требовали последующие исследования и открытия, вплоть до 1918 года разнообразие мнений по этим вопросам продолжало проявляться. Вольта провел многочисленные эксперименты в поддержку своей теории и в конечном итоге разработал батарею или батарею [61], которая была предшественницей всех последующих химических батарей и обладала отличительным достоинством того, что была первым средством, с помощью которого можно было получить длительный непрерывный электрический ток. . Вольта передал описание своей стопки Лондонскому королевскому обществу.и вскоре после этого Николсон и Кавендиш (1780) произвели разложение воды с помощью электрического тока, используя груду Вольта в качестве источника электродвижущей силы. [11]
19 век [ править ]
Начало 19 века [ править ]
В 1800 году Алессандро Вольта сконструировал первое устройство, вырабатывающее большой электрический ток, позже известное как электрическая батарея . Наполеон , узнав о его работах, вызвал его в 1801 году для командного выполнения своих экспериментов. Он получил множество медалей и наград, в том числе Légion d'honneur .
Дэви в 1806 году, используя гальваническую батарею из приблизительно 250 ячеек или пар, разложил калий и соду, показывая, что эти вещества были соответственно оксидами калия и натрия, металлов, которые ранее были неизвестны. Эти эксперименты были началом электрохимии , исследованием которой занялся Фарадей и относительно которой в 1833 году он объявил свой важный закон электрохимических эквивалентов, а именно: « Одно и то же количество электричества, то есть один и тот же электрический ток, химически разлагается. эквивалентные количества всех тел, которые он пересекает; следовательно, веса элементов, разделенных в этих электролитах, являются друг для друга их химическими эквивалентами.. »Используя батарею из 2000 элементов гальванической батареи, Хэмфри Дэви в 1809 году впервые публично продемонстрировал свет электрической дуги , используя для этой цели древесный уголь, заключенный в вакуум. [11]
В некоторой степени важно отметить, что только через много лет после открытия гальванической батареи тождество животного электричества и электричества трения с гальваническим электричеством было ясно обнаружено и продемонстрировано. Таким образом, уже в январе 1833 г. мы находим Фарадея [62] в статье об электричестве электрического луча . « После изучения экспериментов Уолша, [63] [64] Ингенхауса , Генри Кавендиша , сэра Х. Дэви и доктора Дэви у меня не осталось никаких сомнений относительно идентичности электричества торпеды с обычным ( фрикционный)и гальваническое электричество; и я полагаю, что в уме других останется так мало, чтобы оправдать мое воздержание от подробного философского доказательства этой идентичности. Сомнения, высказанные сэром Хэмфри Дэви , были устранены его братом доктором Дэви; результаты последнего противоположны результатам первого. ... Общий вывод, который, я думаю, должен быть сделан из этой совокупности фактов (таблицы, показывающей сходство свойств электричества с разными названиями), заключается в том, что электричество, каким бы ни был его источник, идентично по своей природе. . " [11]
Однако уместно заявить, что до времен Фарадея сходство электричества, полученного из разных источников, было более чем подозрительным. Таким образом, Волластон , [65] писал в 1801 году: [66] " Это сходство в средствах , с помощью которых , как электричество и электротерапия (гальваническое электричество) , как представляется, возбуждаться в дополнение к сходству , которая была прослежена между их эффектов показывает , что они оба по существу одинаковы и подтверждают мнение, которое уже было выдвинуто другими, что все различия, обнаруживаемые в эффектах последнего, могут быть следствием того, что оно менее интенсивно, но производится в гораздо большем количестве.. »В той же статье Волластон описывает определенные эксперименты, в которых он использовал очень тонкую проволоку в растворе сульфата меди, через которую он пропускал электрические токи от электрической машины. Это интересно в связи с более поздним использованием почти аналогичной тонкой проволоки. провода в электролитических приемниках в беспроводной или радиотелеграфии. [11]
В первой половине XIX века в мировые знания об электричестве и магнетизме было внесено много очень важных дополнений. Например, в 1819 году Ганс Кристиан Эрстед из Копенгагена обнаружил отклоняющий эффект электрического тока, проходящего через провод на подвешенной магнитной игле. [11]
Это открытие дало ключ к доказанной впоследствии тесной взаимосвязи между электричеством и магнетизмом, что было незамедлительно продолжено Ампером, который вскоре после этого (1821 г.) объявил свою знаменитую теорию электродинамики, касающуюся силы, которую один ток оказывает на другой своим электродинамическим действием. магнитные эффекты, а именно [11]
- Два параллельных участка цепи притягиваются друг к другу, если токи в них текут в одном направлении, и отталкивают друг друга, если токи текут в противоположном направлении.
- Две части цепей, пересекающие друг друга, наклонно притягиваются друг к другу, если оба тока текут либо к точке пересечения, либо от нее, и отталкиваются друг от друга, если одна течет в эту точку, а другая - от этой точки.
- Когда элемент схемы воздействует на другой элемент схемы, эта сила всегда стремится подтолкнуть второй элемент в направлении, перпендикулярном его собственному направлению.
Ампер ввел в теорию множество явлений, исследуя механические силы между проводниками, поддерживающими токи, и магнитами.
Немецкий физик Зеебек обнаружил в 1821 году, что при приложении тепла к стыку двух металлов, которые были спаяны вместе, возникает электрический ток. Это называется термоэлектричеством . Устройство Зеебека состоит из полоски меди, согнутой на каждом конце и припаянной к пластине висмута. Магнитная игла размещается параллельно медной полосе. Когда тепло лампы прикладывается к месту соединения меди и висмута, возникает электрический ток, который отклоняет иглу. [11]
Примерно в это же время Симеон Дени Пуассон приступил к решению сложной проблемы наведенной намагниченности, и его результаты, хотя и по-другому выражаются, по-прежнему являются теорией как наиболее важным первым приближением. Его заслуги перед наукой были в применении математики к физике. Возможно, наиболее оригинальными и, безусловно, наиболее прочными по своему влиянию были его мемуары по теории электричества и магнетизма, которые фактически создали новый раздел математической физики .
Джордж Грин написал «Эссе о применении математического анализа к теориям электричества и магнетизма» в 1828 году. В эссе были представлены несколько важных концепций, в том числе теорема, аналогичная современной теореме Грина, идея потенциальных функций, используемая в настоящее время в физике, и концепция того, что сейчас называется функциями Грина . Джордж Грин был первым, кто создал математическую теорию электричества и магнетизма, и его теория легла в основу работы других ученых, таких как Джеймс Клерк Максвелл, Уильям Томсон и другие.
Пельтье в 1834 году обнаружил эффект, противоположный термоэлектричеству, а именно: когда ток проходит через пару разнородных металлов, температура на стыке металлов понижается или повышается в зависимости от направления тока. Это называется эффектом Пельтье . Обнаружено, что изменения температуры пропорциональны силе тока, а не квадрату силы тока, как в случае тепла из-за обычного сопротивления проводника. Этот второй закон - закон I 2 R , экспериментально открытый в 1841 году английским физиком Джоулем.. Другими словами, этот важный закон состоит в том, что тепло, выделяемое в любой части электрической цепи, прямо пропорционально произведению сопротивления R этой части цепи и квадрату силы тока I, протекающего в цепи. [11]
В 1822 году Иоганн Швайггер изобрел первый гальванометр . Впоследствии этот инструмент был значительно улучшен Вильгельмом Вебером (1833 г.). В 1825 году Уильям Стерджен из Вулиджа, Англия, изобрел подковообразный и прямолинейный электромагнит, получив за это серебряную медаль Общества искусств. [67] В 1837 году Карл Фридрих Гаусс и Вебер (оба известные работники того периода) совместно изобрели отражающий гальванометр для телеграфных целей. Это был предшественник отражателя Томсона и других чрезвычайно чувствительных гальванометров, которые когда-то использовались в подводной сигнализации и до сих пор широко используются в электрических измерениях. Арагов 1824 году сделал важное открытие: когда медный диск вращается в своей собственной плоскости и если магнитная игла свободно подвешивается на шарнире над диском, игла будет вращаться вместе с диском. Если, с другой стороны, игла зафиксирована, она будет замедлять движение диска. Этот эффект был назван вращением Араго . [11] [68] [69]
Чарльз Бэббидж , Питер Барлоу , Джон Гершель и другие предпринимали тщетные попытки объяснить это явление. Истинное объяснение было зарезервировано за Фарадеем, а именно, что электрические токи индуцируются в медном диске за счет перерезания магнитных силовых линий иглы, которые, в свою очередь, действуют на иглу. Георг Симон Ом провел свою работу по сопротивлению в 1825 и 1826 годах и опубликовал свои результаты в 1827 году в виде книги Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet . [70] [71] Он черпал вдохновение из работ Фурье по теплопроводности в теоретическом объяснении своей работы. Для экспериментов он изначально использовалгальванические сваи , но позже использовалась термопара, поскольку это обеспечило более стабильный источник напряжения с точки зрения внутреннего сопротивления и постоянной разности потенциалов. Он использовал гальванометр для измерения тока и знал, что напряжение между выводами термопары пропорционально температуре перехода. Затем он добавил испытательные провода различной длины, диаметра и материала, чтобы замкнуть цепь. Он обнаружил, что его данные можно смоделировать с помощью простого уравнения с переменной, состоящей из показаний гальванометра, длины испытательного проводника, температуры спая термопары и постоянной всей установки. Исходя из этого, Ом определил свой закон пропорциональности и опубликовал свои результаты. В 1827 году он провозгласил известный ныне закон, носящий его имя., то есть:
Ом привел в порядок множество загадочных фактов, связывающих электродвижущую силу и электрический ток в проводниках, которые все предыдущие электрики сумели лишь слабо качественно связать вместе с помощью некоторых довольно расплывчатых утверждений. Ом обнаружил, что результаты можно суммировать в таком простом законе, и с открытием Ома большая часть области электричества стала частью теории.
Фарадей и Генри [ править ]
Открытие электромагнитной индукции было сделано почти одновременно, хотя и независимо, Майклом Фарадеем , который первым сделал открытие в 1831 году, и Джозефом Генри в 1832 году. [73] [74] Открытие Генри самоиндукции и его работа над спиралью. проводники, использующие медную катушку, были обнародованы в 1835 году, незадолго до проводников Фарадея. [75] [76] [77]
В 1831 году начались эпохальные исследования Майкла Фарадея , знаменитого ученика и преемника Хэмфри Дэви во главе Лондонского королевского института, в области электрической и электромагнитной индукции. Замечательные исследования Фарадея, князя экспериментаторов , по электростатике, электродинамике и индукции токов. Они довольно долго приводились из грубого экспериментального состояния в компактную систему, выражающую реальную сущность. Фарадей не был компетентным математиком, [78] [79] [80]но если бы он был одним из них, ему бы очень помогли его исследования, он избавился бы от множества бесполезных предположений и ожидал бы гораздо более поздней работы. Например, он мог бы, зная теорию Ампера, по своим результатам легко прийти к теории Неймана и связанным с ней работам Гельмгольца и Томсона. Исследования и исследования Фарадея продолжались с 1831 по 1855 год, и подробное описание его экспериментов, выводов и предположений можно найти в его собранных статьях, озаглавленных «Экспериментальные исследования в области электричества». Фарадей был химиком по профессии. Он ни в малейшей степени не был математиком в обычном смысле слова - действительно, возникает вопрос, есть ли во всех его трудах единственная математическая формула. [11]
Эксперимент, который привел Фарадея к открытию электромагнитной индукции, был проведен следующим образом: он сконструировал то, что сейчас называлось индукционной катушкой , первичный и вторичный провода которой были намотаны на деревянной бобине рядом друг с другом и изолированы от друг друга. В цепь первичного провода он поместил батарею примерно на 100 ячеек. Во вторичный провод вставил гальванометр. При проведении своего первого испытания он не наблюдал никаких результатов, гальванометр оставался неподвижным, но при увеличении длины проводов он заметил отклонение гальванометра во вторичном проводе, когда цепь первичного провода была замкнута и разорвана. Это был первый наблюдаемый случай развития электродвижущей силы за счет электромагнитной индукции. [11]
Он также обнаружил, что индуцированные токи возникают во второй замкнутой цепи, когда сила тока изменяется в первом проводе, и что направление тока во вторичной цепи противоположно направлению тока в первой цепи. Также, что ток индуцируется во вторичной цепи, когда другая цепь, по которой протекает ток, перемещается в первую цепь и из нее, и что приближение или удаление магнита в замкнутую цепь или из нее индуцируют мгновенные токи в последней. Короче говоря, в течение нескольких месяцев Фарадей экспериментально открыл практически все законы и факты, известные сейчас, касающиеся электромагнитной индукции и магнитоэлектрической индукции. От этих открытий, почти без исключения, зависит работа телефона, динамо-машины.машина, а также динамо-электрическая машина практически во всех гигантских электрических отраслях промышленности мира, включая электрическое освещение , электрическую тягу, работу электродвигателей в энергетических целях, а также гальваническое покрытие , гальванопокрытие и т. д. [11]
В своих исследованиях необычного способа расположения железных опилок на картоне или стекле вблизи полюсов магнита Фарадей придумал идею магнитных « силовых линий », идущих от полюса к полюсу магнита и вдоль которых документы, как правило, размещаются сами. Когда было сделано открытие, что магнитные эффекты сопровождают прохождение электрического тока по проводу, было также сделано предположение, что аналогичные магнитные силовые линии вращаются вокруг провода. Затем для удобства и для учета индуцированного электричества предполагалось, что, когда эти силовые линии " перерезаются""проводом, проходящим через них, или когда силовые линии, поднимающиеся и падающие, перерезают провод, возникает электрический ток, или, точнее говоря, в проводе создается электродвижущая сила, которая создает ток в замкнутый контур. Фарадей выдвинул то, что было названо молекулярной теорией электричества [81], которая предполагает, что электричество является проявлением особого состояния молекулы натертого тела или эфира, окружающего тело. Фарадей также экспериментально открыл парамагнетизм и диамагнетизм, а именно, что все твердые тела и жидкости либо притягиваются, либо отталкиваются магнитом. Например, железо, никель, кобальт, марганец, хром и т. Д. Являются парамагнитными (притягиваются магнетизмом), в то время как другие вещества, такие как висмут, фосфор, сурьма, цинк и т. Д., Отталкиваются магнетизмом или диамагнитны . [11] [82]
Бруганс из Лейдена в 1778 г. и Ле Байлиф и Беккерель в 1827 г. [83] ранее открыли диамагнетизм в случае висмута и сурьмы. Фарадей также заново открыл удельную индуктивную способность в 1837 году, результаты экспериментов Кавендиша в то время не были опубликованы. Он также предсказал [84] замедление сигналов на длинных подводных кабелях из-за индуктивного эффекта изоляции кабеля, другими словами, статической емкости кабеля. [11] В 1816 году пионер телеграфа Фрэнсис Рональдс также наблюдал замедление сигнала на своих подземных телеграфных линиях, приписывая это индукции. [85] [86]
25 лет, последовавших сразу за открытиями электромагнитной индукции Фарадеем, были плодотворными для обнародования законов и фактов, касающихся индуцированных токов и магнетизма. В 1834 году Генрих Ленц и Мориц фон Якоби независимо друг от друга продемонстрировали уже знакомый факт, что токи, индуцируемые в катушке, пропорциональны количеству витков в катушке. Ленц также объявил в то время свой важный закон, согласно которому во всех случаях электромагнитной индукции индуцированные токи имеют такое направление, что их реакция имеет тенденцию останавливать вызывающее их движение, закон, который, возможно, был выведен из объяснения Фарадея вращений Араго. [11] [87]
Индукционная катушка была первым спроектированный Николай Калланом в 1836. В 1845 году Джозеф Генри , американский физик, опубликовала отчет о его ценных и интересных экспериментах с индуцированными токами высокого порядка, показывая , что токи может быть вызвана из вторичной индукции катушки к первичному второй катушке, затем к его вторичной проволоке, и так далее к первичным третьей катушке и т.д. [88] Румкорф дальнейшего развития индукционной катушки, то катушка Румкорфа была запатентована в 1851 году, [89 ]и он использовал длинные обмотки из медного провода, чтобы получить искру длиной около 2 дюймов (50 мм). В 1857 году, после изучения значительно усовершенствованной версии , сделанной американского изобретателем, Эдвард Сэмюэл Ritchie , [90] [91] [ неосновной источник необходимо ] Румкорф улучшил его дизайн (как и другие инженеры), используя стеклянную изоляцию и другие нововведения в позволяют производить искры длиной более 300 миллиметров (12 дюймов). [92]
Середина 19 века [ править ]
Электромагнитная теория света добавляет к старой волнообразной теории огромной провинции трансцендентного интереса и значения; она требует от нас не просто объяснения всех явлений света и теплового излучения с помощью поперечных колебаний упругого твердого называемого эфира, но и включения электрических токов, из постоянного магнетизма из стали и магнита , от магнитной силы , и из электростатическая сила во всеобъемлющей эфирной динамике ».
- Лорд Кельвин [93]
Можно сказать, что до середины 19 века, а точнее примерно до 1870 года, наука об электричестве была запечатанной книгой для большинства электриков. До этого времени было опубликовано несколько справочников по электричеству и магнетизму, в частности, исчерпывающий « Трактат об электричестве » Огюста де Ла Рива [94] в 1851 г. (французский) и 1853 г. (английский); Август Пиво 'ы Einleitung в фильеры Elektrostatik, умирают Lehre фом Magnetismus унд умереть Elektrodynamik , [95] Видемана '' с Galvanismus ,' и Райса [96] ' Reibungsal-elektricitat . ' Но эти работы состояли в основном в деталях экспериментов с электричеством и магнетизмом и мало в законах и фактах этих явлений. Анри д'Абриа [97] [98] опубликовал результаты некоторых исследований законов индуцированных токов, но из-за сложности исследования они не дали очень заметных результатов. [99] Примерно в середине XIX века были опубликованы работы Флиминга Дженкина « Электричество и магнетизм [100] » и « Трактат об электричестве и магнетизме » Клерка Максвелла . [11]
Эти книги были отклонением от проторенного пути. Как утверждает Дженкин в предисловии к своей работе, наука в школах настолько отличалась от науки электриков, что было совершенно невозможно дать учащимся достаточное или даже приблизительно достаточное количество учебников. Он сказал, что студент, возможно, усвоил большой и ценный трактат де ла Рива, но при этом чувствовал себя так, словно в незнакомой стране и слушал незнакомый язык в компании практиков. Как сказал другой писатель, с выходом книг Дженкина и Максвелла все препятствия на пути студентов-электриков были устранены ".становится ясным полный смысл закона Ома; электродвижущую силу, разность потенциалов, сопротивление, ток, емкость, силовые линии, намагниченность и химическое сродство можно было измерить, и о них можно было рассуждать, и о них можно было делать расчеты с такой же уверенностью, как и расчеты в динамике » [11]. [101]
Около 1850 г. Кирхгоф опубликовал свои законы, касающиеся разветвленных или разделенных цепей. Он также математически показал, что согласно преобладающей тогда электродинамической теории, электричество будет распространяться по идеально проводящему проводу со скоростью света. Гельмгольц математически исследовал влияние индукции на силу тока и вывел из них уравнения, которые подтвердил эксперимент, показав, среди других важных моментов, замедляющий эффект самоиндукции при определенных условиях цепи. [11] [102]
В 1853 году сэр Уильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин ) предсказал в результате математических расчетов колебательный характер электрического разряда в конденсаторном контуре. Генри, однако, принадлежит заслуга в том, что он в результате своих экспериментов 1842 года обнаружил колебательный характер разряда лейденской банки . Он писал: [103] Этот феномен требует от нас допустить существование основного разряда в одном направлении, а затем нескольких рефлекторных действий взад и вперед, каждое из которых более слабое, чем предыдущее, до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие . Эти колебания впоследствии были обнаружены Б.В. Феддерсеном (1857 г.) [104] [105].который с помощью вращающегося вогнутого зеркала проецировал изображение электрической искры на чувствительную пластину, тем самым получая фотографию искры, которая ясно указывала на переменный характер разряда. Сэр Уильям Томсон был также первооткрывателем электрической конвекции тепла ( «эффект Томсона» ). Он разработал для точных электрических измерений свои квадрантные и абсолютные электрометры. Отражающий гальванометр и сифон рекордер , применительно к подводной сигнализации кабеля, также из - за него. [11]
Около 1876 года американский физик Генри Огастес Роуленд из Балтимора продемонстрировал важный факт, что переносимый статический заряд производит те же магнитные эффекты, что и электрический ток. [106] [107] Важность этого открытия состоит в том, что оно может дать правдоподобную теорию магнетизма, а именно, что магнетизм может быть результатом направленного движения рядов молекул, несущих статические заряды. [11]
После открытия Фарадеем того факта, что электрические токи могут развиваться в проводе, заставляя его пересекать силовые линии магнита, следовало ожидать, что будут предприняты попытки создать машины, которые использовали бы этот факт в развитии гальванических токов. . [108] Первая машина такого типа была создана Ипполитом Пикси в 1832 году. Она состояла из двух катушек с железной проволокой, напротив которых вращались полюса подковообразного магнита. Поскольку это производило в катушках провода переменный ток , Pixii установила коммутирующее устройство (коммутатор), которое преобразует переменный ток катушек или якоря в постоянный ток.во внешней цепи. За этой машиной последовали улучшенные формы магнитоэлектрических машин благодаря Эдварду Сэмюэлю Ричи , Джозефу Сакстону , Эдварду М. Кларку 1834, Эмилю Стореру 1843, Флорису Нолле 1849, Шепперду [ кто? ] 1856 г., Ван Малдерн [ кто? ] , Вернер фон Сименс , Генри Уайльд и другие. [11]
Заметное продвижение в искусстве динамо строительства выступил Самюэль Альфред Варлей в 1866 году [109] и Siemens и Чарльза Уитстона , [110]кто независимо обнаружил, что когда катушка с проволокой или якорь динамо-машины вращается между полюсами (или в "поле") электромагнита, в катушке возникает слабый ток из-за остаточного магнетизма в железе. электромагнита, и что если цепь якоря соединить с цепью электромагнита, слабый ток, развиваемый в якоре, увеличивает магнетизм в поле. Это дополнительно увеличивает магнитные силовые линии, в которых вращается якорь, что еще больше увеличивает ток в электромагните, тем самым вызывая соответствующее увеличение магнетизма поля и так далее, пока не будет достигнута максимальная электродвижущая сила, которую машина способна развивать. достигнуто. Благодаря этому принципу динамо-машина создает собственное магнитное поле., тем самым значительно повышая его эффективность и экономичность. Однако динамо-электрическая машина никоим образом не была усовершенствована в указанное время. [11]
В 1860 году доктор Антонио Пачинотти из Пизы сделал важное улучшение , создав первую электрическую машину с кольцевым якорем. Эта машина сначала использовалась как электродвигатель, а затем как генератор электричества. Открытие принципа обратимости динамо-электрической машины (по-разному приписываемой Валенну 1860; Пачинотти 1864; Фонтену , Грамму 1873; Депре 1881 и др.), Посредством которого она может использоваться как электродвигатель или как генератор электричества, имеет был назван одним из величайших открытий 19 века. [11]
В 1872 году барабанная арматура была изобретена Хефнер-Альтенеком . Эта машина в модифицированном виде впоследствии была известна как динамо-машина Siemens. За этими машинами в настоящее время последовали Schuckert , Gulcher , [111] Fein, [112] [113] [114] Brush , Hochhausen , Edison и динамо-машины многих других изобретателей. [115]На заре динамо-машиностроения машины были в основном устроены как генераторы постоянного тока, и, возможно, наиболее важным применением таких машин в то время было гальваническое покрытие, для чего использовались машины низкого напряжения и большой силы тока. [11] [116]
Начиная примерно с 1887 года, генераторы переменного тока начали широко эксплуатироваться, и промышленная разработка трансформатора, с помощью которого токи низкого напряжения и большой силы тока преобразуются в токи высокого напряжения и малой силы тока, и наоборот, со временем произвела революцию в мире. передача электроэнергии на большие расстояния. Точно так же внедрение вращающегося преобразователя (в сочетании с «понижающим» трансформатором), который преобразует переменные токи в постоянные (и наоборот), дало большую экономию при эксплуатации электроэнергетических систем. [11] [117]
До появления динамо-электрических машин, гальванических или первичных, батареи широко использовались для гальваники и телеграфии. Есть два различных типа гальванических элементов, а именно «открытый» и «закрытый», или «постоянный», тип. Вкратце, открытый тип - это тот тип, который работает по замкнутой цепи, через короткое время становится поляризованным; то есть в элементе выделяются газы, которые оседают на отрицательной пластине и создают сопротивление, уменьшающее силу тока. После короткого интервала разомкнутого контура эти газы удаляются или абсорбируются, и электролизер снова готов к работе. Ячейки с замкнутым контуром - это ячейки, в которых газы в ячейках абсорбируются так же быстро, как и высвобождаются, и, следовательно, выход ячейки практически однороден.Клетки Лекланше и Даниэля, соответственно, являются знакомыми примерами гальванических элементов «открытого» и «закрытого» типа. Батареи типа Даниэля или «гравитационного» типа использовались почти обычно в Соединенных Штатах и Канаде в качестве источника электродвижущей силы в телеграфии до того, как стали доступны динамо-машины. [11]
В конце 19 века термин светоносный эфир , означающий светоносный эфир , был предполагаемой средой для распространения света. [118] Слово эфир происходит через латынь от греческого αιθήρ, от корня, означающего зажигать, гореть или сиять. Он означает вещество, которое, как считалось в древние времена, заполняло верхние области космоса за пределами облаков.
Максвелл [ править ]
В 1864 году Джеймс Клерк Максвелл из Эдинбурга объявил о своей электромагнитной теории света, которая, возможно, была величайшим шагом в мировом познании электричества. [119] Максвелл изучил и прокомментировал области электричества и магнетизма еще в 1855/6 , когда линии на Фарадея силы [120] было зачитано Кембриджского философского общества . В документе представлена упрощенная модель работы Фарадея и того, как эти два явления связаны. Он свел все текущие знания в связанный набор дифференциальных уравнений с 20 уравнениями с 20 переменными. Эта работа позже была опубликована в марте 1861 года под названием « О физических линиях силы» [121].Чтобы определить силу, действующую на любую часть машины, мы должны найти ее импульс, а затем вычислить скорость, с которой этот импульс изменяется. Такая скорость изменений придаст нам силы. Метод расчета, который необходимо использовать, был впервые дан Лагранжем , а затем развит с некоторыми изменениями уравнениями Гамильтона . Обычно это называют принципом Гамильтона ; когда используются уравнения в исходной форме, они известны как уравнения Лагранжа . Теперь Максвелл логически показал, как эти методы расчета можно применить к электромагнитному полю. [122] Энергия динамической системы частичнокинетическая , частично потенциальная . Максвелл предполагает, что магнитная энергия поля - это кинетическая энергия , потенциал электрической энергии . [123]
Примерно в 1862 году, читая лекции в Королевском колледже, Максвелл подсчитал, что скорость распространения электромагнитного поля приблизительно равна скорости света. Он счел это большим, чем просто совпадением, и прокомментировал: « Вряд ли можно избежать вывода о том, что свет состоит из поперечных волн одной и той же среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений » [124].
Продолжая работать над проблемой, Максвелл показал, что уравнения предсказывают существование волн колеблющихся электрических и магнитных полей, которые проходят через пустое пространство со скоростью, которую можно предсказать из простых электрических экспериментов; используя данные, доступные в то время, Максвелл получил скорость 310 740 000 м / с . В своей статье 1864 года «Динамическая теория электромагнитного поля» Максвелл писал: «Согласованность результатов, кажется, показывает, что свет и магнетизм - это воздействия одного и того же вещества, и что свет - это электромагнитное возмущение, распространяющееся через поле в соответствии с электромагнитными законами» . [125]
Как уже отмечалось здесь, Фарадей, а до него Ампер и другие подозревали, что светоносный эфир пространства также является средой для электрического воздействия. Путем расчетов и экспериментов было известно, что скорость электричества составляет приблизительно 186 000 миль в секунду; то есть равной скорости света, что само по себе наводит на мысль о связи между -электричеством и «светом». Ряд более ранних философов или математиков, как их называет Максвелл, 19 века придерживались точки зрения, что электромагнитные явления можно объяснить действием на расстоянии. Максвелл, вслед за Фарадеем, утверждал, что очаг явлений находится в среде. Методы математиков при получении результатов были синтетическими, а методы Фарадея - аналитическими. Фарадей в его уме 'Глаз видел силовые линии, пересекающие все пространство, а математики видели, как центры силы притягиваются на расстоянии. Фарадей искал причину явлений в реальных действиях, происходящих в среде; они были удовлетворены тем, что нашли его в силе воздействия на электрические жидкости на расстоянии.[126]
Оба эти метода, как указывает Максвелл, преуспели в объяснении распространения света как электромагнитного явления, в то время как фундаментальные представления о величинах, о которых идет речь, радикально различались. Математики предположили, что изоляторы являются барьером для электрического тока; что, например, в лейденской банке или электрическом конденсаторе электричество накапливалось на одной пластине, а какое-то оккультное действие на расстоянии притягивало электричество противоположного типа к другой пластине.
Максвелл, глядя дальше Фарадея, рассуждал, что, если свет является электромагнитным явлением и передается через диэлектрики, такие как стекло, это явление должно быть по природе электромагнитных токов в диэлектриках. Поэтому он утверждал, что при зарядке конденсатора, например, действие не останавливается на изоляторе, но что в изолирующей среде возникают некоторые «смещающие» токи, которые продолжаются до тех пор, пока сила сопротивления среды не станет равной этой зарядной силы. В цепи с замкнутым проводником электрический ток также является вытеснением электричества.
Проводник предлагает определенное сопротивление, подобное трению, перемещению электричества, и в проводнике вырабатывается тепло, пропорциональное квадрату тока (как уже было указано здесь), причем ток течет до тех пор, пока движущая электрическая силапродолжается. Это сопротивление можно сравнить с сопротивлением корабля, перемещающегося в воде по мере продвижения. Сопротивление диэлектрика имеет другую природу, и его сравнивают со сжатием множества пружин, которые при сжатии уступают место возрастанию противодавления, до точки, где полное противодавление равно начальному давлению. Когда начальное давление снимается, энергия, затрачиваемая на сжатие «пружин», возвращается в контур одновременно с возвращением пружин в их исходное состояние, вызывая реакцию в противоположном направлении. Следовательно, ток из-за смещения электричества в проводнике может быть непрерывным, в то время как токи смещения в диэлектрике являются мгновенными и,в цепи или среде, которая содержит лишь небольшое сопротивление по сравнению с реакцией емкости или индуктивности, токи разряда имеют колебательный или переменный характер.[127]
Максвелл распространил этот взгляд на токи смещения в диэлектриках на эфир свободного пространства. Предполагая, что свет является проявлением изменений электрических токов в эфире и колеблется со скоростью световых колебаний, эти индукционные колебания вызывают соответствующие колебания в прилегающих частях эфира, и, таким образом, колебания, соответствующие колебаниям света. распространяются в эфире как электромагнитный эффект. Электромагнитная теория света Максвелла, очевидно, предполагала существование электрических волн в свободном пространстве, и его последователи поставили перед собой задачу экспериментально продемонстрировать истинность теории. К 1871 году он представил Замечания по математической классификации физических величин . [128]
Конец 19 века [ править ]
В 1887 году немецкий физик Генрих Герц в серии экспериментов доказал реальное существование электромагнитных волн , показав, что поперечные электромагнитные волны в свободном пространстве могут распространяться на некоторое расстояние, как предсказывали Максвелл и Фарадей. Герц опубликовал свою работу в книге под названием « Электрические волны: исследования распространения электрического воздействия с конечной скоростью в пространстве» . [129] Открытие электромагнитных волн в космосе привело к развитию радио в последние годы 19 века.
Электрон в качестве единицы заряда в электрохимии был положенный Г. Джонстон Стони в 1874 г., который также ввел термин электрон в 1894. [130] Плазменный впервые был идентифицирован в трубке Крукс , и так описывается Уильям Крукс в 1879 году ( он назвал это «сияющей материей»). [131] Место электричества в приведении к открытию этих прекрасных явлений трубки Крукса (благодаря сэру Уильяму Круксу), а именно, катодных лучей, [132] и позднее к открытию рентгена или рентгеновских лучей., не следует упускать из виду, так как без электричества в качестве возбудителя трубки открытие лучей можно было бы отложить на неопределенное время. Здесь было отмечено, что доктор Уильям Гилберт был назван основателем электротехники. Однако это следует рассматривать как сравнительное утверждение. [11]
Оливер Хевисайд был ученым-самоучкой, который переформулировал уравнения поля Максвелла в терминах электрических и магнитных сил и потока энергии, а также независимо сформулировал векторный анализ .
В конце 1890-х годов ряд физиков предположили, что электричество, наблюдаемое при исследованиях электропроводности в проводниках, электролитах и электронно-лучевых трубках , состояло из дискретных единиц, которым давали различные названия, но в действительности эти единицы не имели были убедительно подтверждены. Однако были также свидетельства того, что катодные лучи обладают волнообразными свойствами. [11]
Фарадей, Вебер , Гельмгольц , Клиффорд и другие видели проблески этого взгляда; и экспериментальные работы Зеемана , Гольдштейна , Крукса, Дж. Дж. Томсона и других значительно укрепили эту точку зрения. Вебер предсказал, что электрические явления были вызваны существованием электрических атомов, влияние которых друг на друга зависело от их положения и относительных ускорений и скоростей. Гельмгольц и другие также утверждали, что существование электрических атомов следует из законов электролиза Фарадея.и Джонстон Стоуни, которому принадлежит термин «электрон», показали, что каждый химический ион разложившегося электролита несет определенное и постоянное количество электричества, и поскольку эти заряженные ионы разделены на электродах как нейтральные вещества, должно быть момент, даже краткий, когда заряды должны существовать отдельно как электрические атомы; в то время как в 1887 году Клиффорд писал: «Есть большая причина полагать, что каждый материальный атом несет через себя небольшой электрический ток, если он не полностью состоит из этого тока». [11]
В 1896 году Дж. Дж. Томсон провел эксперименты, показывающие, что катодные лучи действительно являются частицами, нашел точное значение их отношения заряда к массе e / m и обнаружил, что e / m не зависит от материала катода. Он сделал хорошие оценки как заряда e, так и массы m, обнаружив, что частицы катодного луча, которые он назвал «корпускулами», имеют, вероятно, одну тысячную массы наименее известного известного иона (водорода). Далее он показал, что отрицательно заряженные частицы, производимые радиоактивными материалами, нагретыми материалами и освещенными материалами, являются универсальными. Природа вещества « катодного луча » трубки Крукса была определена Томсоном в 1897 году. [133] [ Требуется непервичный источник ]
В конце 19 века эксперимент Майкельсона-Морли был проведен Альбертом А. Майкельсоном и Эдвардом В. Морли в том, что сейчас называется Западным резервным университетом Кейса . Обычно это считается свидетельством против теории светоносного эфира . Эксперимент также называют «отправной точкой для теоретических аспектов Второй научной революции». [134] В первую очередь за эту работу Майкельсон был удостоен Нобелевской премии 1907 года. Дейтон Миллерпродолжил эксперименты, провел тысячи измерений и в конечном итоге разработал самый точный интерферометр в мире на то время. Миллер и другие, такие как Морли, продолжают наблюдения и эксперименты, связанные с этими концепциями. [135] Ряд предложенных теорий увлечения эфиром могли объяснить нулевой результат, но они были более сложными и имели тенденцию использовать произвольно выглядящие коэффициенты и физические предположения. [11]
К концу 19 века инженеры-электрики стали отдельной профессией, отдельной от физиков и изобретателей. Они создали компании, которые исследовали, разработали и усовершенствовали методы передачи электроэнергии, и заручились поддержкой правительств всего мира для создания первой всемирной сети электросвязи - телеграфной сети . Пионерами в этой области были Вернер фон Сименс , основатель Siemens AG в 1847 году, и Джон Пендер , основатель Cable & Wireless .
Уильям Стэнли сделал первую публичную демонстрацию в трансформаторе , который позволил коммерческую доставку переменного тока в 1886. [136] генераторы тока Большой двухфазного переменного были построены британским электриком, JEH Гордон , [137] [ несырьевой нужен источник ] в 1882 г. лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали первые генераторы переменного тока, производящие частоты от 100 до 300 герц. После 1891 года были введены многофазные генераторы переменного тока для питания токов нескольких различных фаз. [138]Более поздние генераторы были разработаны для изменения частот переменного тока от шестнадцати до примерно ста герц, для использования с дуговой подсветкой, лампами накаливания и электродвигателями. [139]
Возможность получения электрического тока в больших количествах и экономично с помощью динамо-электрических машин дала толчок развитию ламп накаливания и дугового освещения. Пока эти машины не получили коммерческую основу, гальванические батареи были единственным доступным источником тока для электрического освещения и питания. Однако стоимость этих батарей и трудности с поддержанием их надежной работы не позволяли использовать их для практических целей освещения. Датой начала использования дуговых ламп и ламп накаливания может быть около 1877 г. [11]
Однако даже в 1880 г. мало что было сделано для общего использования этих осветительных приборов; последующий быстрый рост этой отрасли общеизвестен. [140] Использование аккумуляторных батарей , которые первоначально назывались вторичными батареями или аккумуляторами, началось примерно в 1879 году. Такие батареи в настоящее время широко используются в качестве вспомогательного оборудования для динамо-машины в электростанциях и подстанциях, в электромобилях и других предприятиях. огромное количество в автомобильных системах зажигания и запуска, а также в телеграфии пожарной сигнализации и других системах сигнализации. [11]
Для Всемирной Колумбийской международной выставки 1893 года в Чикаго компания General Electric предложила обеспечить всю ярмарку постоянным током . Westinghouse немного подорвала предложение GE и использовала выставку, чтобы представить свою систему на основе переменного тока, продемонстрировав, как их система может приводить в действие многофазные двигатели и все другие экспонаты переменного и постоянного тока на выставке. [141] [142] [143]
Вторая промышленная революция [ править ]
Вторая промышленная революция, также известная как технологическая революция, была фазой быстрой индустриализации в последней трети XIX - начале XX века. Наряду с расширением железных дорог , производства чугуна и стали , повсеместного использования машинного оборудования в производстве, значительного увеличения использования энергии пара и нефти , в этот период наблюдалось расширение использования электричества и адаптация теории электромагнетизма при разработке различных технологий.
1880-е годы стали свидетелями распространения крупномасштабных коммерческих электроэнергетических систем, которые сначала использовались для освещения, а затем для электродвигателя и отопления. Системы изначально использовали переменный и постоянный ток . Крупное централизованное производство электроэнергии стало возможным, когда было признано, что в линиях электропередачи переменного тока могут использоваться трансформаторы. чтобы воспользоваться преимуществом того факта, что каждое удвоение напряжения позволит кабелю одного и того же размера передавать одинаковое количество энергии в четыре раза большее расстояние. Трансформатор использовался для повышения напряжения в точке генерации (репрезентативное число - это напряжение генератора в диапазоне низких киловольт) до гораздо более высокого напряжения (от десятков тысяч до нескольких сотен тысяч вольт) для первичной передачи с последующим несколькими понижающими преобразованиями, для коммерческого и бытового использования. [11] Между 1885 и 1890 годами были разработаны многофазные токи в сочетании с электромагнитной индукцией и практическими асинхронными двигателями переменного тока . [144]
Международная электротехническая выставка 1891 с изображением передачи на большие расстояния высокой мощности, электрического тока трехфазного. Он проходил с 16 мая по 19 октября на заброшенном месте трех бывших Westbahnhöfe (Западных вокзалов) во Франкфурте-на-Майне. На выставке была представлена первая передача на большие расстояния трехфазного электрического тока большой мощности, которая была произведена в 175 км от города Лауффен-на-Неккаре. В результате этих успешных полевых испытаний трехфазный ток стал применяться для сетей электропередачи по всему миру. [11]
Многое было сделано в направлении усовершенствования железнодорожных терминалов, и трудно найти хотя бы одного инженера паровой железной дороги, который бы отрицал, что все важные паровые железные дороги этой страны не должны управляться электрически. Ожидается, что и в других направлениях развитие событий в отношении использования электроэнергии будет столь же быстрым. Во всех частях света сила падающей воды, вечный двигатель природы, который тратится впустую с самого зарождения мира, теперь преобразуется в электричество и передается по проводам на сотни миль в точки, где он используется с пользой и экономичностью. . [11] [145]
Первая ветряная мельница для производства электроэнергии была построена в Шотландии в июле 1887 года шотландским инженером-электриком Джеймсом Блайтом . [146] На другом берегу Атлантического океана, в Кливленде, штат Огайо, в 1887–1888 годах Чарльзом Ф. Брашем спроектировал и сконструировал более крупную и тщательно спроектированную машину , [147] [ не требующий первичного источника ], она была построена его инженерной компанией в его доме. дома и работал с 1886 до 1900. [148]Ветровая турбина Brush имела ротор диаметром 56 футов (17 м) и была установлена на 60-футовой (18 м) башне. Несмотря на большие размеры по сегодняшним меркам, машина была рассчитана только на 12 кВт; он вращался относительно медленно, так как имел 144 лезвия. Подключенная динамо-машина использовалась либо для зарядки банка батарей, либо для работы до 100 ламп накаливания , трех дуговых ламп и различных двигателей в лаборатории Браша. Машина вышла из употребления после 1900 года, когда электричество стало доступно на центральных станциях Кливленда, и была заброшена в 1908 году [149].
20 век [ править ]
Различные единицы электричества и магнетизма были приняты и названы представителями институтов электротехники мира, эти единицы и названия были подтверждены и легализованы правительствами США и других стран. Таким образом, вольт, от итальянского Volta, был принят как практическая единица электродвижущей силы, ом, от заявителя закона Ома, как практическая единица сопротивления; ампера , после известного французского ученого этого имени, как практическая единица силы тока, генри в качестве практической единицы индуктивности, после Джозефа Генри и в знак признания его ранней и важной экспериментальной работы во взаимной индукции. [150]
Дьюар и Джон Амброуз Флеминг предсказали, что при абсолютном нуле чистые металлы станут идеальными электромагнитными проводниками (хотя позже Дьюар изменил свое мнение об исчезновении сопротивления, полагая, что какое-то сопротивление всегда будет). Вальтер Герман Нернст разработал третий закон термодинамики и заявил, что абсолютный ноль недостижим. Карл фон Линде и Уильям Хэмпсон , коммерческие исследователи, почти одновременно подали заявки на патенты на эффект Джоуля-Томсона.. Патент Linde стал кульминацией 20-летнего систематического исследования установленных фактов с использованием регенеративного метода противотока. Дизайн Хэмпсона также был регенеративным методом. Комбинированный процесс стал известен как процесс сжижения Линде – Хэмпсона . Хайке Камерлинг-Оннес купил машину Linde для своих исследований. Зигмунт Флорентий Врублевский проводил исследования электрических свойств при низких температурах, хотя его исследования закончились досрочно из-за его случайной смерти. Около 1864 года Кароль Ольшевскийи Вроблевски предсказали электрические явления падения уровней сопротивления при сверхнизких температурах. Ольшевский и Вроблевский документально подтвердили это в 1880-х годах. Важная веха была достигнута 10 июля 1908 года, когда Оннес в Лейденском университете в Лейдене впервые произвел сжиженный гелий и достиг сверхпроводимости .
В 1900 году Уильям Дю Буа Дадделл разработал « Поющую арку» и произвел с помощью этой дуговой лампы мелодичные звуки от низкого до высокого.
Лоренц и Пуанкаре [ править ]
Между 1900 и 1910 годами многие ученые, такие как Вильгельм Вин , Макс Абрахам , Герман Минковский или Густав Ми, считали, что все силы природы имеют электромагнитное происхождение (так называемое «электромагнитное мировоззрение»). Это было связано с электронной теорией, разработанной между 1892 и 1904 годами Хендриком Лоренцем.. Лоренц ввел строгое разделение между материей (электронами) и эфиром, согласно которому в его модели эфир полностью неподвижен и не будет приводиться в движение в окрестности весомой материи. В отличие от других электронных моделей ранее, электромагнитное поле эфира выступает в качестве посредника между электронами, и изменения в этом поле могут распространяться не быстрее скорости света.
В 1896 году, через три года после защиты диссертации по эффекту Керра , Питер Зееман не повиновался прямым указаниям своего руководителя и использовал лабораторное оборудование для измерения расщепления спектральных линий сильным магнитным полем. Лоренц теоретически объяснил эффект Зеемана на основе своей теории, за что оба получили Нобелевскую премию по физике.в 1902 г. Фундаментальным понятием теории Лоренца 1895 г. была «теорема о соответствующих состояниях» для членов порядка v / c. Эта теорема утверждает, что движущийся наблюдатель (относительно эфира) делает те же наблюдения, что и покоящийся наблюдатель. Эта теорема была расширена для членов всех порядков Лоренцем в 1904 году. Лоренц заметил, что необходимо изменить пространственно-временные переменные при изменении системы отсчета, и ввел такие понятия, как сокращение физической длины (1892), чтобы объяснить эксперимент Майкельсона – Морли, и математическая концепция местного времени (1895 г.) для объяснения аберрации света и эксперимент Физо . Это привело к формулировке так называемого преобразования Лоренца .Джозеф Лармор (1897, 1900) и Лоренц (1899, 1904). [151] [152] [153] Как позже заметил Лоренц (1921, 1928), он считал время, показываемое часами, находящимися в эфире, «истинным» временем, в то время как местное время рассматривалось им как эвристическая рабочая гипотеза и математическая уловка. [154] [155] Таким образом, теорема Лоренца рассматривается современными историками как математическое преобразование «реальной» системы, покоящейся в эфире, в «фиктивную» систему в движении. [151] [152] [153]
Продолжая работы Лоренца, Анри Пуанкаре между 1895 и 1905 годами неоднократно формулировал принцип относительности и пытался согласовать его с электродинамикой. Он объявил одновременность лишь удобным условием, зависящим от скорости света, в результате чего постоянство скорости света было бы полезным постулатом для того, чтобы сделать законы природы настолько простыми, насколько это возможно. В 1900 году он интерпретировал местное время Лоренца как результат синхронизации часов по световым сигналам и ввел электромагнитный импульс, сравнивая электромагнитную энергию с тем, что он назвал «фиктивной жидкостью» массы.. И, наконец, в июне и июле 1905 года он объявил принцип относительности общим законом природы, включая гравитацию. Он исправил некоторые ошибки Лоренца и доказал лоренцеву ковариантность электромагнитных уравнений. Пуанкаре также предположил, что существуют неэлектрические силы для стабилизации электронной конфигурации, и утверждал, что гравитация также является неэлектрической силой, вопреки электромагнитному мировоззрению. Однако историки отметили, что он все еще использовал понятие эфира и различал «видимое» и «реальное» время и поэтому не изобретал специальную теорию относительности в ее современном понимании. [153] [156] [157] [158] [159] [160]
Анн Мирабилис Эйнштейна [ править ]
В 1905 году, когда Альберт Эйнштейн работал в патентном бюро, он опубликовал четыре статьи в Annalen der Physik , ведущем немецком физическом журнале. Вот те бумаги, которые история стала называть бумагами Аннуса Мирабилис :
- Его статья о природе света в виде частиц выдвинула идею о том, что некоторые экспериментальные результаты, в частности фотоэлектрический эффект , можно просто понять из постулата о том, что свет взаимодействует с веществом как дискретные «пакеты» ( кванты ) энергии, идея, которая была введенный Максом Планком в 1900 году как чисто математическая манипуляция, который, казалось, противоречил современным волновым теориям света ( Einstein 1905a ). Это была единственная работа Эйнштейна, которую он сам назвал «революционной».
- Его статья о броуновском движении объяснила случайное движение очень маленьких объектов как прямое свидетельство молекулярного действия, таким образом поддерживая атомную теорию . ( Эйнштейн 1905b )
- Его статья по электродинамике движущихся тел представила радикальную теорию относительности , которая показала, что наблюдаемая независимость скорости света от состояния движения наблюдателя требует фундаментальных изменений в понятии одновременности . Последствия этого включают пространственно-временную структуру движущегося тела, замедляющуюся и сжимающуюся (в направлении движения) относительно системы координат наблюдателя. В этой статье также утверждалось, что идея светоносного эфира - одного из ведущих теоретических образований в физике того времени - была излишней. ( Эйнштейн 1905c )
- В своей статье об эквивалентности массы и энергии (ранее считавшейся отдельными концепциями) Эйнштейн вывел из своих уравнений специальной теории относительности то, что впоследствии стало хорошо известным выражением: предполагая, что крошечные количества массы могут быть преобразованы в огромные количества энергии. ( Эйнштейн 1905d )
Все четыре статьи сегодня признаны огромными достижениями, и поэтому 1905 год известен как « чудесный год Эйнштейна ». В то время, однако, большинство физиков не замечали их важности, и многие из тех, кто заметил их, категорически отвергали их. Некоторые из этих работ, например теория световых квантов, долгие годы оставались спорными. [161] [162]
Середина 20 века [ править ]
Первая формулировка квантовой теории, описывающей взаимодействие излучения и материи, принадлежит Полю Дираку , который в течение 1920 года впервые смог вычислить коэффициент спонтанного излучения атома . [163] Поль Дирак описал квантование электромагнитного поля как ансамбль гармонических осцилляторов с введением концепции операторов рождения и уничтожения частиц. В последующие годы при участии Вольфганга Паули , Юджина Вигнера , Паскуаля Йордана , Вернера Гейзенбергаи элегантный формулировка квантовой электродинамики в связи с Энрико Ферми , [164] физики пришли к убеждению , что, в принципе, можно было бы выполнить любое вычисление для любого физического процесса с участием фотонов и заряженных частиц. Однако дальнейшие исследования, Феликс Блох с Арнольдом Нордсиком , [165] и Виктор Вайскопф , [166] в 1937 и 1939 годах, показали , что такие расчеты были достоверными только в первом порядке теории возмущений , проблема уже указывал Роберт Оппенгеймер . [167]На более высоких порядках в серии появлялись бесконечности, делающие такие вычисления бессмысленными и вызывающие серьезные сомнения во внутренней непротиворечивости самой теории. Поскольку в то время не было известно решения этой проблемы, казалось, что существует фундаментальная несовместимость между специальной теорией относительности и квантовой механикой .
В декабре 1938 года немецкие химики Отто Ган и Штрассман послал рукопись в Naturwissenschaften отчетности они обнаружили элемент барий после бомбардировки урана с нейтронами ; [168] одновременно, они сообщили эти результаты Лизе Мейтнер . Мейтнер и ее племянник Отто Роберт Фриш правильно интерпретировали эти результаты как деление ядра . [169] Фриш подтвердил это экспериментально 13 января 1939 года. [170] В 1944 году Хан получил Нобелевскую премию по химии.за открытие ядерного деления. Некоторые историки, задокументировавшие историю открытия ядерного деления, считают, что Мейтнер должна была получить Нобелевскую премию вместе с Ханом. [171] [172] [173]
Трудности с теорией квантовой повышенной до конца 1940. Улучшения в микроволновой технологии сделали возможным принимать более точные измерения сдвига уровней атома водорода , [174] В настоящее время известно как сдвиг Lamb и магнитный момент электрона . [175] Эти эксперименты недвусмысленно выявили несоответствия, которые теория не могла объяснить. С изобретением пузырьковых и искровых камер в 1950-х годах экспериментальная физика элементарных частиц открыла большое и постоянно растущее число частиц, называемых адронами.. Казалось, что такое большое количество частиц не может быть все фундаментальным .
Вскоре после окончания войны в 1945 году Bell Labs сформировала Группу по физике твердого тела, которую возглавили Уильям Шокли и химик Стэнли Морган; другие сотрудники, включая Джона Бардина и Уолтера Браттейна , физика Джеральда Пирсона, химика Роберта Гибни, эксперта по электронике Гилберта Мура и нескольких технических специалистов. Их задача заключалась в поиске твердотельной альтернативы хрупким ламповым усилителям из стекла . Их первые попытки были основаны на идеях Шокли об использовании внешнего электрического поля на полупроводнике для воздействия на его проводимость. Эти эксперименты всякий раз терпели неудачу в самых разных конфигурациях и материалах. Группа замерла, пока Бардин не предложил теорию, в которой использовались поверхностные состояния.это препятствовало проникновению поля в полупроводник. Группа сменила фокус на изучение этих поверхностных состояний, и они собирались почти ежедневно для обсуждения работы. В группе было отличное взаимопонимание, и был свободный обмен идеями. [176]
Что касается проблем в электронных экспериментах, путь к решению был указан Гансом Бете . В 1947 году, когда он ехал на поезде, чтобы добраться до Скенектади из Нью-Йорка [177], после выступления на конференции на острове Шелтер на эту тему, Бете завершил первое нерелятивистское вычисление сдвига линий водорода. атом, измеренный Лэмбом и Ретерфордом. [178] Несмотря на ограничения вычислений, согласие было отличным. Идея заключалась в том, чтобы просто добавить бесконечности к поправкам на массу и заряд.которые фактически были зафиксированы экспериментами до конечного значения. Таким образом, бесконечности поглощаются этими константами и дают конечный результат, хорошо согласующийся с экспериментом. Эта процедура получила название перенормировки .
Основываясь на интуицию и фундаментальных работах Беты по данному вопросу со стороны Shin'ichirō Томонагами , [179] Джулиан Швингер , [180] [181] Ричард Фейнман [182] [183] [184] и Фриман Дайсон , [185] [186] его наконец стало возможным получить полностью ковариантные формулировки, конечные в любом порядке в ряду возмущений квантовой электродинамики. Синъитиро Томонага, Джулиан Швингер и Ричард Фейнман были совместно удостоены Нобелевской премии по физике в 1965 году за свои работы в этой области. [187] Их вклад и вклад Фримена Дайсона, были о ковариантных и калибровочно-инвариантных формулировках квантовой электродинамики, которые позволяют вычислять наблюдаемые в любом порядке теории возмущений . Математическая техника Фейнмана, основанная на его диаграммах , первоначально казалась очень отличной от теоретико-полевого, основанного на операторах подхода Швингера и Томонаги, но Фримен Дайсон позже показал, что эти два подхода эквивалентны. [185] Перенормировка , необходимость придать физический смысл некоторым расхождениям, появляющимся в теории через интегралы , впоследствии стала одним из фундаментальных аспектов квантовой теории поля.и стал рассматриваться как критерий общей приемлемости теории. Несмотря на то, что на практике перенормировка работает очень хорошо, Фейнман никогда не чувствовал себя полностью уверенным в ее математической достоверности, даже говоря о перенормировке как о «игре в ракушки» и «фокус-покусе». [188] КЭД послужила моделью и шаблоном для всех последующих квантовых теорий поля. Питер Хиггс , Джеффри Голдстоун и другие, Шелдон Глэшоу , Стивен Вайнберг и Абдус Салам независимо показали, как слабое ядерное взаимодействие и квантовая электродинамика могут быть объединены в одну электрослабую силу .
Роберт Нойс приписывает Леговец для принципа р - п - переход изоляции , вызванного действием смещенного р - п - перехода (диод) в качестве ключевой концепции позади интегральной схемы . [189] Джек Килби записал свои первоначальные идеи относительно интегральной схемы в июле 1958 года и успешно продемонстрировал первую работающую интегральную схему 12 сентября 1958 года. [190] В своей патентной заявке от 6 февраля 1959 года Килби описал свое новое устройство как « корпус из полупроводникового материала ... в котором все компоненты электронной схемы полностью интегрированы ". [191]Килби получил Нобелевскую премию по физике в 2000 году за изобретение интегральной схемы. [192] Роберт Нойс также выступил с собственной идеей интегральной схемы на полгода позже Килби. Чип Нойса решил множество практических проблем, которых не было у Килби. Чип Нойса, сделанный в Fairchild Semiconductor , был сделан из кремния , а чип Килби - из германия .
Фило Фарнсворт разработал аппарат Фарнсворта – Хирша Фузор , или просто фузор, аппарат, разработанный Фарнсвортом для создания ядерного синтеза . В отличие от большинства систем управляемого термоядерного синтеза, которые медленно нагревают магнитно удерживаемую плазму , фузор вводит высокотемпературные ионы.непосредственно в реакционную камеру, что позволяет избежать значительной сложности. Когда в конце 1960-х фузор Фарнсворта-Хирша был впервые представлен миру исследователей термоядерного синтеза, фузор был первым устройством, которое могло ясно продемонстрировать, что оно вообще вызывает термоядерные реакции. В то время были большие надежды, что его можно будет быстро превратить в практический источник энергии. Однако, как и в случае с другими термоядерными экспериментами, разработка источника энергии оказалась сложной задачей. Тем не менее фузор с тех пор стал практическим источником нейтронов и для этой роли коммерчески производится. [193]
Нарушение четности [ править ]
Зеркальное отображение электромагнита создает поле противоположной полярности. Таким образом, северный и южный полюса магнита имеют такую же симметрию, как левый и правый. До 1956 года считалось, что эта симметрия идеальна, и что техник не сможет различить северный и южный полюса магнита, кроме как по левому и правому. В том же году Т.Д. Ли и К.Н. Ян предсказали несохранение четности в слабом взаимодействии. К удивлению многих физиков, в 1957 CS Ву и сотрудников в Национальном бюро стандартов показали , что при подходящих условиях для поляризации ядер, в бета - распаде из кобальта-60преимущественно высвобождает электроны к южному полюсу внешнего магнитного поля и несколько большее количество гамма-лучей к северному полюсу. В результате экспериментальная установка не ведет себя сравнимо с ее зеркальным отображением. [194] [195] [196]
Электрослабая теория [ править ]
Первым шагом к Стандартной модели было открытие Шелдоном Глэшоу в 1960 году способа объединения электромагнитного и слабого взаимодействий . [197] В 1967 году Стивен Вайнберг [198] и Абдус Салам [199] включили механизм Хиггса [200] [201] [202] в электрослабую теорию Глэшоу , придав ей ее современную форму. Считается, что механизм Хиггса определяет массы всех элементарных частиц Стандартной модели. Сюда входят массы W- и Z-бозонов, а также массы фермионов - кварков и лептонов . После нейтральных слабых токов, вызванных
Z
бозонный обмен был открыт в ЦЕРНе в 1973 г. [203] [204] [205] [206] теория электрослабого взаимодействия получила широкое признание, и Глэшоу, Салам и Вайнберг разделили Нобелевскую премию по физике 1979 г. за ее открытие. Бозоны W и Z были экспериментально открыты в 1981 году, и их массы оказались такими, как предсказывает Стандартная модель. Теория сильного взаимодействия , в которую многие внесли свой вклад, приобрела свою современную форму примерно в 1973–74 годах, когда эксперименты подтвердили, что адроны состоят из частично заряженных кварков. С установлением квантовой хромодинамикив 1970-х годах был завершен набор фундаментальных и обменных частиц, который позволил создать « стандартную модель », основанную на математике калибровочной инвариантности , которая успешно описала все силы, кроме гравитации, и которая остается общепринятой в той области, в которой он предназначен для применения.
«Стандартная модель» группирует теорию электрослабого взаимодействия и квантовую хромодинамику в структуру, обозначаемую калибровочной группой SU (3) × SU (2) × U (1) . Формулировка объединения электромагнитного и слабого взаимодействий в стандартной модели принадлежит Абдусу Саламу , Стивену Вайнбергу и, впоследствии, Шелдону Глэшоу . После открытия, сделанного в ЦЕРН , о существовании нейтральных слабых токов , [207] [208] [209] [210] опосредуетсяZБозон, предусмотренный в стандартной модели, физики Салам, Глэшоу и Вайнберг получили Нобелевскую премию по физике 1979 года за свою теорию электрослабого взаимодействия. [211] С тех пор открытия нижнего кварка (1977 г.), верхнего кварка (1995 г.) и тау-нейтрино (2000 г.) подтвердили стандартную модель. Из-за его успеха в объяснении большого количества экспериментальных результатов.
21 век [ править ]
Электромагнитные технологии [ править ]
Существует целый ряд новых энергетических технологий . К 2007 году твердотельные электрические двухслойные конденсаторы микрометрового размера на основе передовых суперионных проводников предназначались для низковольтной электроники, такой как наноэлектроника с глубоким пониженным напряжением и связанных с ними технологий (22-нм технологический узел CMOS и выше). Кроме того, в 2007 году группой под руководством доктора И Цуй была изобретена литий-ионная батарея на основе нанопроволоки .
Магнитный резонанс [ править ]
Отражая фундаментальную важность и применимость магнитно-резонансной томографии [212] в медицине, Пол Лаутербур из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и сэр Питер Мэнсфилд из Университета Ноттингема были удостоены Нобелевской премии 2003 года по физиологии и медицине за свои «открытия». по магнитно-резонансной томографии ». Цитата из Нобелевской премии признала способность Лаутербура использовать градиенты магнитного поля для определения пространственной локализации - открытие, которое позволило быстро получить 2D-изображения.
Беспроводное электричество [ править ]
Беспроводная электроэнергия является одной из форм беспроводной передачи энергии , [213] способность обеспечивать электрическую энергию на удаленные объекты без проводов. Термин WiTricity был придуман в 2005 году Дейвом Гердингом и позже использовался для проекта под руководством профессора Марина Солячича в 2007 году. [214] [215] Исследователи из Массачусетского технологического института успешно продемонстрировали возможность питания 60- ваттной лампочки по беспроводной сети, используя два 5 -Поверните медные катушки 60 см (24 дюйма) диаметр , которые были 2 м (7 футов) от, по меньшей эффективности примерно 45%. [216] Эта технология потенциально может быть использована в большом количестве приложений, включая потребительские, промышленные, медицинские и военные. Его цель - снизить зависимость от батарей. Дальнейшие применения этой технологии включают передачу информации - она не будет мешать радиоволнам и, таким образом, может использоваться в качестве дешевого и эффективного устройства связи без лицензии или разрешения правительства.
Единые теории [ править ]
Теории великого объединения (ТВО) представляет собой модель в физике элементарных частиц , в котором, при высокой энергии, электромагнитная сила объединяется с двумя другими калибровочных взаимодействий в стандартной модели , в слабых и сильных ядерных сил. Было предложено много кандидатов, но ни один из них напрямую не подтвержден экспериментальными данными. GUT часто рассматриваются как промежуточные шаги к " Теории всего " (TOE), предполагаемой теории теоретической физики, которая полностью объясняет и связывает воедино все известные физические явления и, в идеале, имеет предсказательную силу для результатов любого эксперимента, который может проводиться в принципе. Физическое сообщество еще не приняло такую теорию.
Открытые задачи [ править ]
Магнитный монополь [217] в квантовой теории магнитного заряда начался с бумагой по физике Пол А. М. Дирака в 1931 г. [218] Детектирование магнитных монополей является открытой проблемой в экспериментальной физике. В некоторых теоретических моделях магнитные монополи вряд ли будут наблюдаться, потому что они слишком массивны, чтобы их можно было создать в ускорителях частиц , а также слишком редко во Вселенной, чтобы с большой вероятностью попасть в детектор частиц .
После более чем двадцати лет интенсивных исследований происхождение высокотемпературной сверхпроводимости все еще не ясно, но кажется, что вместо механизмов электрон-фононного притяжения , как в обычной сверхпроводимости, мы имеем дело с настоящими электронными механизмами (например, антиферромагнитными корреляциями). ), а вместо s-волнового спаривания, д-волновые спаривания [219] являются существенными. [220] Одной из целей всех этих исследований является сверхпроводимость при комнатной температуре . [221]
См. Также [ править ]
- Истории
- История электромагнитного спектра , История электротехники , История уравнений Максвелла , История радио , История оптики , История физики
- Общий
- Закон Био-Савара , Пондеромоторное сила , Теллурические токи , земной магнетизм , Ампер часов , поперечные волны , продольные волны , плоские волны , показатель преломления , крутящий момент , число оборотов в минуту , Photosphere , вихревые , вихревые кольца ,
- Теория
- диэлектрическая проницаемость , скалярное произведение , векторное произведение , тензор , расходящийся ряд , линейный оператор , единичный вектор , параллелепипед , соприкасающаяся плоскость , стандартная свеча
- Технологии
- Электромагнит , электромагниты , призмы Николя , реостат , вольтметр , покрытый гуттаперчей провод , электрический провод , амперметры , машина Грамма , зажимные столбы , асинхронный двигатель , грозозащитные разрядники , Технологическая и промышленная история Соединенных Штатов , Western Electric Company ,
- Списки
- План развития энергетики
- Сроки
- Хронология электромагнетизма , Хронология светоносного эфира
Ссылки [ править ]
- Цитаты и примечания
- ^ Бруно Кольбе, Фрэнсис Эд Легге, Джозеф Скеллон, тр., « Введение в электричество ». Кеган Пол, Тренч, Трюбнер, 1908. 429 страниц. Стр.391 . (ср. «[...] высокие столбы, покрытые медными пластинами и с позолоченными верхушками, были воздвигнуты« для того, чтобы разбивать камни, исходящие с высоты ». Дж. Дюмичен, Baugeschichte des Dendera-Tempels, Strassburg, 1877»)
- ^ Urbanitzky, А., & Wormell, R. (1886). Электричество на службе у человека: популярный и практический трактат о применении электричества в современной жизни . Лондон: Cassell &.
- Перейти ↑ Lyons, TA (1901). Трактат об электромагнитных явлениях и о компасе и его отклонениях на борту корабля. Математические, теоретические и практические . Нью-Йорк: J. Wiley & Sons.
- ^ Platonis Opera , Мейер и Zeller, 1839, стр. 989.
- ^ Местоположение Магнезии обсуждается; это может быть регион материковой Греции или Магнезия и Сипилум . См., Например, «Магнит» . Блог Language Hat . 28 мая 2005 . Проверено 22 марта 2013 года .
- ^ a b c Уиттакер, ET (1910). История теорий эфира и электричества со времен Декарта до конца 19 века . Серия изданий Дублинского университета. Лондон: Longmans, Green and Co .; [так далее.].
- ^ Карлсон, Джон Б. (1975). «Компас магнетита: китайское или ольмекское первенство ?: Междисциплинарный анализ гематитового артефакта ольмеков из Сан-Лоренцо, Веракрус, Мексика». Наука . 189 (4205): 753–760 [760]. Bibcode : 1975Sci ... 189..753C . DOI : 10.1126 / science.189.4205.753 . PMID 17777565 . S2CID 33186517 .
- ^ Карлсон, JB (1975). «Компас магнетита: китайское или ольмекское первенство ?: Междисциплинарный анализ гематитового артефакта ольмеков из Сан-Лоренцо, Веракрус, Мексика». Наука . 189 (4205): 753–760. Bibcode : 1975Sci ... 189..753C . DOI : 10.1126 / science.189.4205.753 . PMID 17777565 . S2CID 33186517 .
- ↑ Ли Шу-хуа, стр. 175
- ^ «Ранний китайский компас - 400 г. до н.э.» . Магнитная Академия . Национальная лаборатория сильного магнитного поля . Проверено 21 апреля 2018 года .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw топор ay az ba bb bc bd Мавер, Уильям младший: «Электричество, его история и прогресс», Американская энциклопедия; библиотека универсальных знаний, т. X, стр. 172 и далее . (1918). Нью-Йорк: Энциклопедия Americana Corp.
- ^ Генрих Карл Бругш-Бей и Генри Дэнби Сеймур, " История Египта при фараонах ". J. Murray, 1881. Стр. 422. (ср. [... символ] «змея» - это, скорее, рыба, которая на коптском языке до сих пор используется для обозначения электрической рыбы [...])
- ^ Бейгри, Брайан (2007), Электричество и магнетизм: историческая перспектива , издательство Greenwood Publishing Group, стр. 1, ISBN 978-0-313-33358-3
- ^ Стюарт, Джозеф (2001), Промежуточная электромагнитная теория , World Scientific, стр. 50, ISBN 9-8102-4471-1
- ^ Моллер, Питер; Kramer, Бернд (декабрь 1991), "Обзор: Электрический Рыба", BioScience , Американский институт биологических наук, 41 (11): 794-6 [794], DOI : 10,2307 / 1311732 , JSTOR 1311732
- Перейти ↑ Bullock, Theodore H. (2005), Electroreception , Springer, pp. 5-7, ISBN 0-387-23192-7
- ↑ Моррис, Саймон С. (2003), Решение жизни: неизбежные люди в одинокой вселенной , Cambridge University Press, стр. 182–185 , ISBN 0-521-82704-3
- ↑ Загадка «Багдадских батарей» . BBC News .
- ^ После Второй мировой войны Уиллард Грей продемонстрировал текущее производство, реконструировав предполагаемую конструкцию батареи, наполненной виноградным соком. W. Jansen экспериментировал с 1,4-бензохиноном (некоторые жуки производят хиноны ) и уксусом в ячейке и получил удовлетворительные результаты.
- ^ Альтернативное, но все же электрическое объяснение было предложено Полом Кейзером. Было высказано предположение, что священник или целитель, используя железный шпатель для приготовления зелья на основе уксуса в медном сосуде, мог почувствовать электрическое покалывание и использовать это явление либо для электроакупунктуры, либо для изумления просителей, электризуя металлическую статую.
- ^ Медь и железо образуют электрохимическую пару, поэтому в присутствии любого электролита создается электрический потенциал (напряжение). Кёниг наблюдал ряд очень тонких серебряных предметов из древнего Ирака, которые были покрыты очень тонкими слоями золота, и предположил, что они были нанесены гальваническим способом с использованием батарей этих «ячеек».
- ^ Кордер, Грегори, «Использование нетрадиционной истории батареи для привлечения студентов и изучения важности доказательств», Вирджинский журнал естественнонаучного образования 1
- ^ История электричества. Автор Парк Бенджамин. Стр. 33
- ↑ Его Послание было написано в 1269 году.
- ^ Лейн, Фредерик К. (1963) «Экономический смысл изобретения компаса», The American Historical Review, 68 (3: апрель), стр. 605–617
- ↑ Бенджамин, Парк (1898 г.), История электричества (Интеллектуальный подъем электричества) с древности до времен Бенджамина Франклина , Нью-Йорк: Дж. Вили, стр. 315, ISBN 978-1313106054
- ^ a b c Демпьер, WCD (1905). Теория экспериментального электричества. Кембриджская физическая серия. Кембридж [англ .: University Press.
- ^ обратитесь к «Истории электричества» Пристли, Лондон 1757 г.
- ↑ Роберт Бойл (1675). Эксперименты и заметки о механическом происхождении или производстве определенных качеств.
- ^ Бенджамин, П. (1895). История электричества : (интеллектуальный подъем электричества) от древности до времен Бенджамина Франклина. Нью-Йорк: J. Wiley & Sons.
- ^ См. «Эксперименты по происхождению электричества» Бойля и «Историю электричества» Пристли.
- Перейти ↑ Heathcote, NH de V. (1950). "Серный шар Герике". Анналы науки . 6 (3): 304. DOI : 10,1080 / 00033795000201981 . Хейлброн, Дж. Л. (1979). Электричество в 17-м и 18-м веках: исследование ранней современной физики . Калифорнийский университет Press . С. 215–218. ISBN 0-520-03478-3.
- ^ Магнит, или о магнитной науке (Magnes sive de arte magneta)
- ↑ Из физико-механических экспериментов , 2-е изд., Лондон, 1719 г.
- ^ Consult доктора Carpue «S Введение„к электричеству и гальванизму“ , Лондон 1803.
- ^ Дерри, Томас К .; Уильямс, Тревор И. (1993) [1961]. Краткая история технологии: с древнейших времен до 1900 года нашей эры . Дувр. п. 609. ISBN 0-486-27472-1.
- ^ Кребс, Роберт Э. (2003), Новаторские научные эксперименты, изобретения и открытия 18 века , издательство Greenwood Publishing Group, стр. 82, ISBN 0-313-32015-2
- ^ a b Guarnieri, M. (2014). «Электричество в эпоху Просвещения». Журнал IEEE Industrial Electronics Magazine . 8 (3): 60–63. DOI : 10.1109 / MIE.2014.2335431 . S2CID 34246664 .
- ^ Кейтли, Джозеф Ф. (1999), История электрических и магнитных измерений: с 500 г. до н.э. до 1940-х годов , Wiley, ISBN 0-7803-1193-0
- ^ Биография, Питер (Петрус) ван Мушенбрук
- ↑ Согласно Пристли («История электричества», 3-е изд., Том I, стр. 102)
- ^ Гварньери, М. (2016). «Рассвет света - открытие его секретов» . Proc. IEEE . 104 (2): 467–473. DOI : 10.1109 / JPROC.2015.2513118 . S2CID 207023221 .
- ^ Пристли «История электричества»стр. 138
- ^ Католические церковники в науке. (Вторая серия) Джеймса Джозефа Уолса. Стр. 172 .
- ^ История и современное состояние электричества с оригинальными экспериментами Джозефом Пристлом. Стр. 173 .
- ↑ Чейни Харт: « Часть письма Чейни Харта , доктора медицины к Уильяму Уотсону , ФРС, дающая отчет о воздействии электричества в окружной больнице в Шрусбери », Фил. Пер. 1753: 48 , стр. 786–788. Прочтите 14 ноября 1754 года.
- Перейти ↑ Kite Experiment (2011). Сеть глобальной истории IEEE .
- ^ см. атмосферное электричество
- ↑ Dr (1708). «Эксперименты со светящимися качествами янтаря, бриллиантов и гуммилака, доктор Уолл, в письме доктору Слоану, RS Secr» . Философские труды Лондонского королевского общества . 26 (314): 69–76. Bibcode : 1708RSPT ... 26 ... 69W . DOI : 10,1098 / rstl.1708.0011 .
- ^ Физико-механические эксперименты на различных предметах; с, объяснения всех машин, выгравированные на меди
- ^ Вейл, А. (1845). Американский электромагнитный телеграф: с отчетами Конгресса и описанием всех известных телеграфов, использующих электричество или гальванику. Филадельфия: Ли и Бланшар
- ^ Хаттон, К., Шоу, Г., Пирсон, Р., и Королевское общество (Великобритания). (1665). Философские труды Лондонского королевского общества: с момента их основания, в 1665–1800 годах. Лондон: К. и Р. Болдуины. СТРАНИЦА 345 .
- ^ Франклин, ' Эксперименты и наблюдения электричества '
- ^ Документы Королевского общества, т. IX (BL. Add MS 4440): Генри Эллес из Лисмора, Ирландия, Королевскому обществу, Лондон, 9 августа 1757 г., f.12b; 9 августа 1757 г., ф.166.
- ^ Тр ., Теория испытаний электричества и магнетизма
- ^ Философские труды 1771
- ^ Электрический телеграф, аппарат wh. сигналы могут передаваться на расстояние гальваническими токами, распространяющимися по металлическим проводам; найден. по опытам. of Gray 1729, Nollet, Watson 1745, Lesage 1774, Lamond 1787, Reusserl794, Cavallo 1795, Betancourt 1795, Soemmering 1811, Gauss & Weber 1834 и т. д. Телеграфы, построенные Уитстоном и Независимо Штайнхейлом в 1837 г., усовершенствованные Морсом, Куком, Вуластоном и т. Д.
- ^ Миниатюрный Cyclopaedia Касселл в сэром Уильямом Laird Clowes. Стр. 288.
- ^ Die Geschichte Der Physik в Grundzügen: th. In den letzten hundert jahren (1780–1880) 1887–90 (тр. История физики в общих чертах: th. За последние сто лет (1780–1880) 1887–90) Фердинанда Розенбергера. F. Vieweg und sohn, 1890. Страница 288.
- ^ a b Guarnieri, M. (2014). «Большой прыжок с лапок лягушки». Журнал IEEE Industrial Electronics Magazine . 8 (4): 59–61 + 69. DOI : 10.1109 / MIE.2014.2361237 . S2CID 39105914 .
- ^ См. Гальваническую свая
- ^ 'Философские труды', 1833 г.
- ^ О торпедах, найденных на побережье Англии. В письме от Джона Уолша, эсквайра ; FRS - Томасу Пеннанту, эсквайру; FRS John Walsh Philosophical Transactions Vol. 64, (1774), стр. 464-473.
- ↑ Работы Бенджамина Франклина: содержащие несколько политических и исторических трактатов, не вошедших ни в один из предыдущих изданий, и множество официальных и частных писем, ранее не опубликованных; с примечаниями и жизнью автора, Том 6, стр. 348 .
- ↑ еще один известный и внимательный экспериментатор в области электричества и первооткрыватель палладия и родия.
- ^ Философский журнал, Vol. Ill, p. 211
- ^ 'Пер. Общество искусств, 1 1825 г.
- ^ Метеорологические очерки Франсуа Араго , сэра Эдварда Сабина . Стр. 290. « О вращательном магнетизме . Труды Академии наук, 22 ноября 1824 года».
- ^ Подробнее см. Вращающееся магнитное поле .
- ^ Тр., " Гальваническая цепь исследована математически ".
- ^ GS Ом (1827). Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (PDF) . Берлин: TH Riemann. Архивировано из оригинального (PDF) 26 марта 2009 года . Проверено 20 декабря 2010 .
- ↑ Американская энциклопедия: библиотека универсальных знаний, 1918 г.
- ^ "Краткая история электромагнетизма" (PDF) .
- ^ «Электромагнетизм» . Архивы Смитсоновского института .
- ^ Tsverava, ГК 1981. "Фарадей, Genri, я INDUKTIROVANNYKH Тока ОТКРЫТИЯ". Вопросы истории естествознания и техники №1. 3: 99-106. Исторические аннотации, EBSCOhost. Проверено 17 октября 2009 года.
- ^ Бауэрс, Брайан. 2004. "Лай не на то дерево (электродвигатель)". Труды IEEE 92, вып. 2: 388-392. Компьютеры и прикладные науки Complete, EBSCOhost. Проверено 17 октября 2009 года.
- ^ 1998. «Джозеф Генри». Вопросы науки и техники 14, вып. 3: 96. Источник программ для партнеров, EBSCOhost. Проверено 17 октября 2009 года.
- ^ По словам Оливера Хевисайда
- ^ Оливер Хевисайд, Электромагнитная теория: полное и несокращенное изд. of v.1, No. 2, and: Volume 3. 1950.
- ↑ Оливер Хевисайд, Электромагнитная теория, т.1. Типография и издательство "Электрик", с ограниченной ответственностью, 1893 г.
- ^ Трактат об электричестве, в теории и на практике, Том 1 Огюста де Ла Рива. Стр.139 .
- ^ 'Фил. Пер., 1845.
- ^ Элементарные уроки электричества и магнетизма Сильвануса Филлипса Томпсона. Стр.363 .
- ^ Фил. Mag-., Март 1854 г.
- ^ Ronalds, BF (2016). Сэр Фрэнсис Рональдс: отец электрического телеграфа . Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1-78326-917-4.
- ^ Ronalds, BF (2016). «Сэр Фрэнсис Рональдс и электрический телеграф». Int. J. Для истории техники и технологий . 86 : 42–55. DOI : 10.1080 / 17581206.2015.1119481 . S2CID 113256632 .
- ^ Для получения дополнительной информации см. Противоэлектродвижущая сила .
- ^ Философский журнал, 1849.
- ^ Версия катушки Румкорфа имела такой успехчто в 1858 году он был награжден премией в 50 тысяч франков от Наполеона III для самых важных открытий в области применения электричества.
- ^ Американская академия искусств и наук, Труды Американской академии искусств и наук , Vol. XXIII, май 1895 - май 1896, Бостон: University Press, John Wilson and Son (1896), стр. 359-360: Самая мощная версия индукционной катушки Ричи, использующая ступенчатые обмотки, обеспечивала электрические болты диаметром 2 дюйма (5,1 см) или длиннее по длине.
- ^ Пейдж, Чарльз Г., История индукции: американские претензии к индукционной катушке и ее электростатическим разработкам , Бостон: Гарвардский университет, типография Intelligencer (1867), стр. 104-106
- ^ Американская академия, стр. 359-360
- Перейти ↑ Lyons, TA (1901). Трактат об электромагнитных явлениях и о компасе и его отклонениях на борту корабля. Математические, теоретические и практические. Нью-Йорк: J. Wiley & Sons. Стр. 500.
- ^ La, RA (1853). Трактат об электричестве: теория и практика . Лондон: Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс.
- ^ тр., Введение в электростатику, изучение магнетизма и электродинамики
- ^ Может быть Johann Philipp Reis , Фридрихсдорф, Германия
- ^ «О постоянном отклонении стрелки гальванометра под действием быстрой серии равных и противоположных индуцированных токов». Лорд Рэлей, FRS. Философский журнал, 1877. Стр. 44 .
- ↑ Annales de chimie et de Physique , стр. 385 . "Sur l'aimantation par les courants" (тр. "О намагничивании токами").
- ^ 'Энн. де Шими III, 'i, 385.
- ^ Дженкин, Ф. (1873). Электричество и магнетизм . Учебники естествознания. Лондон: Лонгманс, Грин и Ко
- ^ Введение в «Электричество на службе человека».
- ^ 'Poggendorf Ann.1 1851.
- ^ Proc. Являюсь. Фил. Soc., Vol. II, стр. 193
- Перейти ↑ Annalen der Physik, Volume 103 . Вклад в знакомство с электрической искрой , Б.В. Феддерсен. Стр.69+.
- ^ Специальную информацию о методе и аппарате можно найти в вступительной диссертации Феддерсена, Киль 1857-го (In the Commission der Schwers'sehen Buchhandl Handl. В Киле).
- ^ Роуленд, HA (1902). Физические документы Генри Августа Роуленда: Университет Джона Хопкинса, 1876–1901 . Балтимор: The Johns Hopkins Press.
- ^ LII. Об электромагнитном эффекте конвекционных токов Генри А. Роуленд; Философский журнал Кэри Т. Хатчинсон, серия 5, 1941-5990, том 27, выпуск 169, страницы 445 - 460
- ^ См. Электрические машины , электрический постоянный ток , электрические генераторы .
- ^ проконсультируйтесь с его британским патентом того года
- ^ проконсультируйтесь с 'Труды Королевского общества, 1867 VOL. 10–12
- ^ RJ Gulcher, Бяла, недалеко от Белица, Австрия.
- ^ "Иллюстрированная электрическая машина динамо Фейна" . Электрический журнал . 7 : 117–120. 1881 г.
- ^ ETA: Электрический журнал: А. Эд, Том 1
- ^ Дредж, Джеймс, изд. (2014) [1882]. Электрическое освещение, Том 1 . Издательство Кембриджского университета. С. 306–308. ISBN 9781108070638.
- ^ Томпсон, SP (2011) [1888]. Динамоэлектрические машины: Учебное пособие для студентов-электротехников (3-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 9781108026871.
- ^ См. Электрический постоянный ток .
- ^ См. Электрооборудование переменного тока.
- ^ Научная книга XIX века «Путеводитель по научному знанию знакомых вещей» содержит краткое изложение научного мышления в этой области того времени.
- ↑ Обратитесь к книге Максвелла «Электричество и магнетизм», 1 том. II, гл. хх
- ^ "На линиях силы Фарадея 'Джеймса Клерка Максвелла 1855" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 15 декабря 2010 года . Проверено 28 декабря 2010 .
- ↑ Джеймс Клерк Максвелл, О физических силовых линиях , Philosophical Magazine, 1861 г.
- ↑ В ноябре 1847 года клерк Максвелл поступил в Эдинбургский университет, изучая математику у Келланда, естественную философию у Дж. Д. Форбса и логику у сэра У. Р. Гамильтона.
- ^ Глейзбрук, R. (1896). Джеймс Клерк Максвелл и современная физика. Нью-Йорк: Макмиллан. Стр. 190
- ↑ JJ O'Connor and EF Robertson, James Clerk Maxwell. Архивировано 28 января 2011 г. в Wayback Machine , Школа математики и статистики, Университет Сент-Эндрюс, Шотландия, ноябрь 1997 г.
- ^ Джеймс Клерк Максвелл, Динамическая теория электромагнитного поля , Философские труды Лондонского королевского общества 155, 459-512 (1865).
- ^ «Электричество и магнетизм» Максвелла, предисловие
- ^ См. Колебательный ток , телеграфию , беспроводную связь .
- ^ Слушания Лондонского математического общества, Том 3. Лондонское математическое общество , 1871. Стр. 224
- ^ Генрих Герц (1893). Электрические волны: исследование распространения электрического воздействия с конечной скоростью в пространстве . Dover Publications.
- ^ Гварньери, М. (2015). «Как появился джин электроники». Журнал IEEE Industrial Electronics Magazine . 9 (1): 77–79. DOI : 10.1109 / MIE.2014.2387945 . S2CID 9232535 .
- ↑ Крукс прочитал лекцию в Британской ассоциации развития науки в Шеффилде в пятницу, 22 августа 1879 г. [1] [2]
- ^ обратитесь к 'Proc. Британская ассоциация, 1879 г.
- ↑ Объявлено в его вечерней лекции в Королевском институте в пятницу, 30 апреля 1897 года, и опубликовано в Philosophical Magazine , 44, 293 [3]
- ^ Эрл Р. Гувер, Колыбель величия: национальные и мировые достижения Западного заповедника Огайо (Кливленд: Ассоциация сбережений шейкер, 1977).
- ^ Дейтон С. Миллер, "Эксперименты по эфирному дрейфу в солнечной обсерватории Маунт Вильсон", Physical Review , S2, V19, N4, стр. 407-408 (апрель 1922 г.).
- ^ Блэлок, Томас Дж. «Электрификация переменного тока, 1886» . Вики по истории инженерии и технологий . Объединенный инженерный фонд . Проверено 22 апреля 2018 года .«Трансформатор Стэнли - 1886» . Магнитная Академия . Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 10 декабря 2014 . Проверено 22 апреля 2018 года .
- ^ Гордон прочитал четыре лекции по статической электрической индукции (С. Лоу, Марстон, Сирл и Ривингтон, 1879). В 1891 году он также опубликовал « Трактат об электричестве и магнетизме] ). Том 1 . Том 2 . (С. Лоу, Марстон, Searle & Ривингтон, ограниченный).
- ^ Томпсон, Сильванус П., Динамо-электрические машины . стр.17
- ^ Томпсон, Сильванус П., Динамо-электрические машины . стр.16
- ^ См. Электрическое освещение
- ↑ Ричард Моран, Течение палача: Томас Эдисон, Джордж Вестингауз и изобретение электрического стула , Knopf Doubleday Publishing Group - 2007, стр. 222
- ↑ Америка на ярмарке: Всемирная колумбийская выставка в Чикаго 1893 г. (электронная книга Google), Хаим М. Розенберг, Arcadia Publishing, 20 февраля 2008 г.
- ^ Дэвид Дж. Бертука; Дональд К. Хартман и Сьюзан М. Ноймейстер (1996). Колумбийская экспозиция мира: столетний библиографический справочник . стр. xxi. ISBN 9780313266447. Проверено 10 сентября 2012 года .
- ^ Джованни Дози, Дэвид Дж. Тис, Йозеф Читри, Понимание промышленных и корпоративных изменений , Oxford University Press , 2004, стр. 336. Google Книги .
- ^ См. Электрическая передача энергии .
- ^ «Джеймс Блит - первый в Великобритании пионер современной ветроэнергетики», Тревор Прайс, 2003, Wind Engineering, vol 29 no. 3. С. 191-200.
- ↑ [Anon, 1890, 'Mr. Ветряная мельница Динамо Кисти, Scientific American, vol 63 no. 25, 20 декабря, стр. 54]
- ^ Ветра Энергия Pioneer: Charles F. Кисть архивации 2008-09-08 в Wayback Machine , Датской ассоциации ветроэнергетической промышленности. Проверено 2 мая 2007.
- Перейти ↑ History of Wind Energy in Cutler J. Cleveland, (ed) Encyclopedia of Energy Vol.6 , Elsevier, ISBN 978-1-60119-433-6 , 2007, стр. 421-422
- ^ См. Электрические блоки , электрические термины .
- ^ a b Миллер 1981, гл. 1
- ^ а б Паис 1982, гл. 6b
- ^ a b c Янссен, 2007
- ^ Лоренц, Хендрик Antoon (1921), [ Две Papers Анри Пуанкаре по математической физике ], Acta Mathematica , 38 (1): 293-308, DOI : 10.1007 / BF02392073
- ^ Лоренц, штат Джорджия; Лоренц, HA (1928), "Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли", The Astrophysical Journal , 68 : 345–351, Bibcode : 1928ApJ .... 68..341M , doi : 10.1086 / 143148
- ^ Галисон 2002
- ^ Дарригол 2005
- ^ Кацир 2005
- Перейти ↑ Miller 1981, Ch. 1.7 и 1.14
- Перейти ↑ Pais 1982, Ch. 6 и 8
- ^ О восприятии теории относительности во всем мире и различных противоречиях, с которыми она столкнулась, см. Статьи в издании Thomas F. Glick, The Comparative Reception of Relativity (Kluwer Academic Publishers, 1987), ISBN 90-277-2498- 9 .
- ^ Паис, Авраам (1982), Тонкий есть Господь. Наука и жизнь Альберта Эйнштейна , Oxford University Press, стр. 382–386, ISBN 0-19-520438-7
- ^ Дирак (1927). «Квантовая теория излучения и поглощения излучения» . Труды Королевского общества Лондона . 114 (767): 243–265. Bibcode : 1927RSPSA.114..243D . DOI : 10.1098 / RSPA.1927.0039 .
- ↑ Э. Ферми (1932). «Квантовая теория излучения». Обзоры современной физики . 4 (1): 87–132. Bibcode : 1932RvMP .... 4 ... 87F . DOI : 10.1103 / RevModPhys.4.87 .
- ^ Ф. Блох ; А. Нордсик (1937). «Заметка о радиационном поле электрона». Физический обзор . 52 (2): 54–59. Полномочный код : 1937PhRv ... 52 ... 54B . DOI : 10.1103 / PhysRev.52.54 .
- ↑ VF Weisskopf (1939). «О собственной энергии и электромагнитном поле электрона». Физический обзор . 56 (1): 72–85. Bibcode : 1939PhRv ... 56 ... 72W . DOI : 10.1103 / PhysRev.56.72 .
- ^ Р. Оппенгеймер (1930). «Заметка о теории взаимодействия поля и материи». Физический обзор . 35 (5): 461–477. Полномочный код : 1930PhRv ... 35..461O . DOI : 10.1103 / PhysRev.35.461 .
- ↑ O. Hahn и F. Strassmann. Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle («Об обнаружении и характеристиках щелочноземельных металлов, образующихся при облучении урана нейтронами»), Naturwissenschaften, том 27, номер 1, 11–15 ( ). Авторы были идентифицированы как сотрудники Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, Берлин-Далем. Поступила 22 декабря 1938 г.
- ^ Лиз Мейтнер и О. Р. Фриш. «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции», Nature , том 143, номер 3615, 239–240 (11 февраля 1939 г.) . Статья датирована 16 января 1939 года. Установлено, что Мейтнер работает в Физическом институте Академии наук в Стокгольме. Фриш идентифицирован как сотрудник Института теоретической физики Копенгагенского университета.
- ^ ИЛИ Фриш. «Физические доказательства разделения тяжелых ядер под нейтронной бомбардировкой», Nature , том 143, номер 3616, 276–276 (18 февраля 1939 г.). Архивировано 23 января 2009 г.на Wayback Machine . Газета датирована 17 января 1939 г. [Эксперимент по написанию этого письма в редакцию проводился 13 января 1939 г .; см. Ричард Роудс «Создание атомной бомбы» . 263 и 268 (Саймон и Шустер, 1986).]
- ^ Рут Левин Сайм . От исключительной известности к выдающемуся исключению: Лиз Мейтнер из Института химии кайзера Вильгельма Ergebnisse 24 Forschungsprogramm Geschichte der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus (2005).
- ^ Рут Левин Сайм. Лиз Мейтнер: жизнь в физике (Калифорнийский университет, 1997).
- ^ Элизабет Кроуфорд, Рут Левин Сайм и Марк Уолкер. «Нобелевская сказка о послевоенной несправедливости», Physics Today, том 50, выпуск 9, 26–32 (1997).
- ^ WE Lamb ; RC Retherford (1947). «Тонкая структура атома водорода микроволновым методом» . Физический обзор . 72 (3): 241–243. Полномочный код : 1947PhRv ... 72..241L . DOI : 10.1103 / PhysRev.72.241 .
- ^ П. Куш ; HM Foley (1948). «О собственном моменте электрона». Физический обзор . 73 (4): 412. Полномочный код : 1948PhRv ... 73..412F . DOI : 10.1103 / PhysRev.73.412 .
- ^ Браттейн цитируется у Майкла Риордана и Лилиан Ходдесон; Хрустальный огонь: изобретение транзистора и рождение информационного века . Нью-Йорк: Нортон (1997) ISBN 0-393-31851-6 pbk. п. 127
- ^ Швебер, Сильван (1994). «Глава 5» . QED и люди, которые сделали это: Дайсон, Фейнман, Швингер и Томонага . Издательство Принстонского университета. п. 230 . ISBN 978-0-691-03327-3.
- ^ Х. Бете (1947). «Электромагнитный сдвиг уровней энергии». Физический обзор . 72 (4): 339–341. Bibcode : 1947PhRv ... 72..339B . DOI : 10.1103 / PhysRev.72.339 .
- ↑ С. Томонага (1946). «О релятивистски инвариантной формулировке квантовой теории волновых полей». Успехи теоретической физики . 1 (2): 27–42. Bibcode : 1946PThPh ... 1 ... 27T . DOI : 10.1143 / PTP.1.27 .
- ↑ Дж. Швингер (1948). «О квантовой электродинамике и магнитном моменте электрона» . Физический обзор . 73 (4): 416–417. Полномочный код : 1948PhRv ... 73..416S . DOI : 10.1103 / PhysRev.73.416 .
- ↑ Дж. Швингер (1948). «Квантовая электродинамика. I. Ковариантная формулировка». Физический обзор . 74 (10): 1439–1461. Bibcode : 1948PhRv ... 74.1439S . DOI : 10.1103 / PhysRev.74.1439 .
- ↑ RP Feynman (1949). «Пространственно-временной подход к квантовой электродинамике» . Физический обзор . 76 (6): 769–789. Полномочный код : 1949PhRv ... 76..769F . DOI : 10.1103 / PhysRev.76.769 .
- ↑ RP Feynman (1949). «Теория позитронов». Физический обзор . 76 (6): 749–759. Bibcode : 1949PhRv ... 76..749F . DOI : 10.1103 / PhysRev.76.749 .
- ^ RP Фейнман (1950). "Математическая формулировка квантовой теории электромагнитного взаимодействия" (PDF) . Физический обзор . 80 (3): 440–457. Bibcode : 1950PhRv ... 80..440F . DOI : 10.1103 / PhysRev.80.440 .
- ^ а б Ф. Дайсон (1949). "Радиационные теории Томонаги, Швингера и Фейнмана" . Физический обзор . 75 (3): 486–502. Полномочный код : 1949PhRv ... 75..486D . DOI : 10.1103 / PhysRev.75.486 .
- ^ Ф. Дайсон (1949). "S-матрица в квантовой электродинамике". Физический обзор . 75 (11): 1736–1755. Bibcode : 1949PhRv ... 75.1736D . DOI : 10.1103 / PhysRev.75.1736 .
- ^ "Нобелевская премия по физике 1965" . Нобелевский фонд . Проверено 9 октября 2008 .
- ^ Фейнман, Ричард (1985). QED: Странная теория света и материи . Издательство Принстонского университета. п. 128. ISBN 978-0-691-12575-6.
- ^ Патент Леговца на изоляцию -переходе: Патент 3029366 США предоставлен на 10 апреля 1962 года, поданного 22 апреля 1959 года Роберт Нойс кредиты Lehovec в своей статье - «Микроэлектроника», Scientific American , сентябрь 1977, Том 23, № 3, С. 63–9.
- ↑ The Chip that Jack Built , (c. 2008), (HTML), Texas Instruments, по состоянию на 29 мая 2008 г.
- ^ Уинстон, Брайан. Медиа-технологии и общество: история: от телеграфа до Интернета , (1998), Routeledge, Лондон, ISBN 0-415-14230-X ISBN 978-0-415-14230-4 , стр. 221
- ↑ Nobel Web AB, (10 октября 2000 г.), ( Нобелевская премия по физике 2000 г. , получено 29 мая 2008 г.
- ^ Картлидж, Эдвин. «Тайный мир любительского синтеза». Physics World , март 2007: IOP Publishing Ltd, стр. 10-11. ISSN 0953-8585 .
- ^ Р. Нейв. «Паритет» . Гиперфизика / Государственный университет Джорджии.
- ^ "Изменение закона сохранения четности в ядерной физике" (PDF) . NIST.
- ^ "Четность не сохраняется!" . Калтех / Лекции Фейнмана. 1963 г.
- ↑ SL Glashow (1961). «Частичные симметрии слабых взаимодействий». Ядерная физика . 22 (4): 579–588. Bibcode : 1961NucPh..22..579G . DOI : 10.1016 / 0029-5582 (61) 90469-2 .
- ^ С. Вайнберг (1967). «Модель лептонов». Письма с физическим обзором . 19 (21): 1264–1266. Bibcode : 1967PhRvL..19.1264W . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.19.1264 .
- ↑ А. Салам (1968). Н. Свартхольм (ред.). Физика элементарных частиц: релятивистские группы и аналитичность . Восьмой Нобелевский симпозиум . Стокгольм: Альмквист и Викселл . п. 367.
- ^ Ф. Энглерт; Р. Браут (1964). «Нарушенная симметрия и масса калибровочных векторных мезонов» . Письма с физическим обзором . 13 (9): 321–323. Bibcode : 1964PhRvL..13..321E . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.13.321 .
- ^ PW Хиггс (1964). «Нарушенные симметрии и массы калибровочных бозонов» . Письма с физическим обзором . 13 (16): 508–509. Bibcode : 1964PhRvL..13..508H . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.13.508 .
- ^ Г.С. Гуральник; CR Hagen; TWB Kibble (1964). «Глобальные законы сохранения и безмассовые частицы» . Письма с физическим обзором . 13 (20): 585–587. Bibcode : 1964PhRvL..13..585G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.13.585 .
- ^ FJ Hasert; и другие. (1973). «Поиски упругого рассеяния электронов мюон-нейтрино». Физика Письма Б . 46 (1): 121. Bibcode : 1973PhLB ... 46..121H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (73) 90494-2 .
- ^ FJ Hasert; и другие. (1973). «Наблюдение нейтриноподобных взаимодействий без мюона или электрона в нейтринном эксперименте Гаргамеля». Физика Письма Б . 46 (1): 138. Bibcode : 1973PhLB ... 46..138H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (73) 90499-1 .
- ^ FJ Hasert; и другие. (1974). «Наблюдение нейтриноподобных взаимодействий без мюона или электрона в нейтринном эксперименте Гаргамеля». Ядерная физика Б . 73 (1): 1. Bibcode : 1974NuPhB..73 .... 1H . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (74) 90038-8 .
- ^ D. Haidt (4 октября 2004). «Открытие слабых нейтральных токов» . ЦЕРН Курьер . Проверено 8 мая 2008 .
- ^ Hasert, FJ; и другие. (1973). «Поиски упругого рассеяния электронов мюон-нейтрино». Phys. Lett . 46B (1): 121. Bibcode : 1973PhLB ... 46..121H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (73) 90494-2 .
- ^ Hasert, FJ; и другие. (1973). «Наблюдение нейтриноподобных взаимодействий без мюона или электрона в нейтринном эксперименте Гаргамеля». Phys. Lett . 46B (1): 138. Bibcode : 1973PhLB ... 46..138H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (73) 90499-1 .
- ^ Hasert, FJ; и другие. (1974). «Наблюдение нейтриноподобных взаимодействий без мюона или электрона в нейтринном эксперименте Гаргамеля». Nucl. Phys . B73 (1): 1. Bibcode : 1974NuPhB..73 .... 1H . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (74) 90038-8 .
- ↑ Обнаружение слабых нейтральных токов , курьер ЦЕРН, 2004-10-04 , извлечено 2008-05-08.
- ↑ Нобелевская премия по физике 1979 г. , Нобелевский фонд , получено 10 сентября 2008 г.
- ^ Метод медицинской визуализации, используемый в радиологии для визуализации детальных внутренних структур. Хороший контраст, который он обеспечивает между различными мягкими тканями тела, делает его особенно полезным при лечении головного мозга, мышц, сердца и рака по сравнению с другими методами медицинской визуализации, такими как компьютерная томография (КТ) или рентген.
- ^ Беспроводная энергия - это передача электрической энергии от источника питания к электрической нагрузке без соединительных проводов. Беспроводная передача полезна в случаях, когда соединительные провода неудобны, опасны или невозможны.
- ^ «Беспроводное электричество может питать потребителей, промышленную электронику» . MIT News. 14 ноября 2006 г.
- ^ «Прощай, провода…» . MIT News. 2007-06-07.
- ^ «Демонстрация беспроводной мощности» . Архивировано из оригинала на 2008-12-31 . Проверено 9 декабря 2008 .
- ^ Гипотетическая частица в физике элементарных частиц, которая представляет собой магнит только с одним магнитным полюсом . Говоря более техническими терминами, магнитный монополь имел бы чистый «магнитный заряд». Современный интерес к этой концепции связан с теориями частиц , особеннос теориями великого объединения и суперструн , которые предсказывают их существование. См. Сводку группы данных по частицам по поиску магнитного монополя ; Вэнь Сяо-Ган; Виттен, Эдвард, Электрические и магнитные заряды в моделях суперструн , Nuclear Physics B, Volume 261, p. 651-677; и Коулман, Магнитный монополь 50 лет спустя , перепечатанный вАспекты симметрии для получения дополнительной информации
- ^ Поль Дирак , "Квантовые особенности в электромагнитном поле". Proc. Рой. Soc. (Лондон) А 133 , 60 (1931). Бесплатная веб-ссылка .
- ^ d-Wave Pairing . musr.ca.
- ^ Мотивация для альтернативного механизма спаривания . musr.ca.
- ^ А. Mourachkine (2004). Сверхпроводимость при комнатной температуре (PDF) . Кембридж, Великобритания: Cambridge International Science Publishing. arXiv : cond-mat / 0606187 . Bibcode : 2006 second.mat..6187M . ISBN 1-904602-27-4.
- Атрибуция
- Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в открытом доступе : « Электричество, его история и прогресс » Уильяма Мавера-младшего - статья, опубликованная в The Encyclopedia Americana; библиотека универсальных знаний , т. X, стр. 172 и далее. (1918). Нью-Йорк: Энциклопедия Americana Corp.
Библиография [ править ]
- Бейкуэлл, ФК (1853). Электрическая наука; его история, явления и приложения . Лондон: Ингрэм, Кук.
- Бенджамин, П. (1898). История электричества (интеллектуальный подъем электричества) с древности до времен Бенджамина Франклина . Нью-Йорк: J. Wiley & Sons.
- Дарриголь, Оливье (2005), «Происхождение теории относительности» (PDF) , Séminaire Poincaré , 1 : 1–22, Bibcode : 2006eins.book .... 1D , doi : 10.1007 / 3-7643-7436- 5_1 , ISBN 978-3-7643-7435-8, получено 21.06.2009
- Дургин, WA (1912). Электричество, его история и развитие . Чикаго: AC McClurg.
- Эйнштейн, Альберт: « Эфир и теория относительности » (1920 г.), переизданный в « Обзор теории относительности» (Довер, Нью-Йорк, 1922 г.).
- Эйнштейн, Альберт, Исследование состояния эфира в магнитных полях , 1895 г. ( формат PDF )
- Эйнштейн, Альберт (1905a), «Об эвристической точке зрения относительно образования и преобразования света», Annalen der Physik , 17 (6): 132–148, Bibcode : 1905AnP ... 322..132E , doi : 10.1002 / andp .19053220607. Эта статья annus mirabilis о фотоэлектрическом эффекте была получена Annalen der Physik 18 марта.
- Эйнштейн, Альберт (1905b), «О движении малых частиц, взвешенных в неподвижной жидкости, - требуемом молекулярно-кинетической теорией тепла» (PDF) , Annalen der Physik , 17 (8): 549–560, Bibcode : 1905AnP ... 322..549E , DOI : 10.1002 / andp.19053220806. Эта статья annus mirabilis о броуновском движении была получена 11 мая.
- Эйнштейн, Альберт (1905c), "Электродинамика движущихся тел" , Annalen der Physik , 17 (10): 891–921, Bibcode : 1905AnP ... 322..891E , doi : 10.1002 / andp.19053221004. Эта статья annus mirabilis по специальной теории относительности была получена 30 июня.
- Эйнштейн, Альберт (1905d), "Зависит ли инерция тела от его энергетического содержания?" , Annalen дер Physik , 18 (13): 639-641, Bibcode : 1905AnP ... 323..639E , DOI : 10.1002 / andp.19053231314. Эта статья annus mirabilis об эквивалентности массы и энергии была получена 27 сентября.
- Лармор, Джозеф (1911), , в Chisholm, Hugh (ed.), Encyclopdia Britannica , 1 (11-е изд.), Cambridge University Press, стр. 292–297
- Американская энциклопедия; библиотека универсальных знаний ; « Электричество, его история и прогресс ». (1918). Нью-Йорк: Энциклопедия Americana Corp., стр. 171
- Галисон, Питер (2003), Часы Эйнштейна, Карты Пуанкаре: Империи времени , Нью-Йорк: WW Norton, ISBN 0-393-32604-7
- Гибсон, CR (1907). Сегодняшнее электричество, его работа и загадки описаны на нетехническом языке . Лондон: Seeley and co., Limited
- Хевисайд, О. (1894). Электромагнитная теория . Лондон: Печать "Электрик". и паб.
- Ирландия комиссары физ. образов., (1861). Электричество, гальванизм, магнетизм, электромагнетизм, тепло и паровой двигатель . Оксфордский университет.
- Янссен, Мишель; Мекленбург, Мэтью (2007). «От классической к релятивистской механике: Электромагнитные модели электрона» (PDF) . У В. Ф. Хендрикса; и другие. (ред.). Взаимодействие: математика, физика и философия, 1860-1930 гг . Дордрехт: Спрингер. С. 65–134.
- Джинсы, JH (1908). Математическая теория электричества и магнетизма . Кембридж: Издательство университета.
- Кацир, Шауль (2005), "Релятивистская физика Пуанкаре: ее происхождение и природа", Phys. Перспектива. , 7 (3): 268-292, Bibcode : 2005PhP ..... 7..268K , DOI : 10.1007 / s00016-004-0234-у , S2CID 14751280
- Лорд Кельвин (сэр Уильям Томсон) , « О вихревых атомах ». Труды Королевского общества Эдинбурга, Vol. VI, 1867, с. 197–206. (изд., перепечатано в Phil. Mag. Vol. XXXIV, 1867, pp. 15–24).
- Кольбе, Бруно; Фрэнсис Эд Легг, Джозеф Скеллон, тр., « Введение в электричество ». Кеган Пол, Тренч, Трюбнер, 1908.
- Лодж, Оливер , « Эфир », Британская энциклопедия , тринадцатое издание (1926 г.).
- Лодж, Оливер, «Космический эфир». ISBN 1-4021-8302-X (в мягкой обложке) ISBN 1-4021-1766-3 (в твердой обложке)
- Лодж, Оливер, «Эфир и реальность». ISBN 0-7661-7865-X
- Lyons, TA (1901). Трактат об электромагнитных явлениях и о компасе и его отклонениях на борту корабля . Математические, теоретические и практические. Нью-Йорк: J. Wiley & Sons.
- Максвелл, Джеймс Клерк (1878), , в Baynes, TS (ed.), Encyclopædia Britannica , 8 (9-е изд.), Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера, стр. 568–572
- Максвелл, Дж. К. и Томпсон, Дж. Дж. (1892). Трактат об электричестве и магнетизме . Серия Clarendon Press. Оксфорд: Кларендон.
- Миллер, Артур I. (1981), Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна. Появление (1905 г.) и ранняя интерпретация (1905–1911 гг.) , Чтение: Аддисон – Уэсли, ISBN 0-201-04679-2
- Паис, Авраам (1982), Тонкий Господь: Наука и жизнь Альберта Эйнштейна , Нью-Йорк: Oxford University Press, ISBN 0-19-520438-7
- Пристли Дж. И Минд Дж. (1775 г.). История и современное состояние электричества с оригинальными экспериментами . Лондон: Отпечатано для К. Батерста и Т. Лаундса; Дж. Ривингтон и Дж. Джонсон; С. Краудер [и еще 4 человека в Лондоне].
- Шаффнер, Кеннет Ф.: теории эфира 19-го века, Oxford: Pergamon Press , 1972 г. (содержит несколько оттисков оригинальных работ известных физиков)
- Слинго, М., Брукер, А., Урбаницкий, А., Перри, Дж., И Дибнер, Б. (1895). Циклопедия электротехники: содержащая историю открытия и применения электричества с его практикой и достижениями с самого раннего периода до настоящего времени: целое представляет собой практическое руководство для ремесленников, инженеров и студентов, заинтересованных в практике и развитии электричества. , электрическое освещение, двигатели, термоэлементы, телеграф, телефон, магниты и все другие области применения электричества . Филадельфия: Паб Гебби. Co., Limited.
- Steinmetz, CP, " Переходные электрические явления ". Стр.38 . (ред., содержится в: General Electric Company. Обзор General Electric. Schenectady: General Electric Co. )
- Новая система двигателей и трансформаторов переменного тока , Никола Тесла , 1888 г.
- Томпсон, СП (1891). Электромагнит и электромагнитный механизм . Лондон: E. & FN Spon.
- Уиттакер, ET , " История теорий эфира и электричества, от эпохи Декарта до конца 19 века ". Серия изданий Дублинского университета. Лондон: Longmans, Green and Co .;
- Урбаницкий, A. v., & Wormell, R. (1886). Электричество на службе у человека: популярный и практический трактат о применении электричества в современной жизни . Лондон: Cassell &.
Внешние ссылки [ править ]
- Electrickery , обсуждение BBC Radio 4 с Саймоном Шаффером, Патрисией Фара и Иваном Морусом ( In Our Time , 4 ноября 2004 г.)
- Магнетизм , обсуждение BBC Radio 4 со Стивеном Памфри, Джоном Хейлброном и Лизой Джардин (« В наше время» , 29 сентября 2005 г.)
