Исследование электрических и магнитных явлений в классическом естествознании.

Первые научные опыты по электричеству и магнетизму - Гильберт. Он первый применил термин «электричество». Его теория электричества и магнетизма была достаточно наивной, но он подчеркивал различия между электричеством и магнетизмом.

Он заметил отталкивание одинаково заряженных тел, построил первую машину, производящую электричество путем трения поверхности вращающегося шара из плавленой серы о ладони человека, открыл намагничивание кусочков железа магнитным полем Земли.

Бойль показал, что электрическое и магнитное притяжение проявляется и в пустоте.

Франклин выдвинул теорию единой электрической материи – «электрический огонь». «Положительное» электричество вызывается избытком «электрического огня», «отрицательное» - недостатком.

Франклин соорудил первый в Америке громоотвод.

В России опыты по электричеству проводили Рихман и Ломоносов. Рихман с помощью своей «громовой машины» смог зажечь нефть, зарядить лейденскую банку, наэлектризовать себя. Он изобрел «электрический указатель», который являлся, по существу, электрометром для количественных измерений электрических величин.

Ломоносов первый показал присутствие электричества в атмосфере, предложил отличный от Франклиновского способ защиты зданий от молнии.

Теория электричества двигалась в направлении от явлений к принципам. Первая попытка математического рассмотрения электрических явлений - Франц Эпинус. Он указывает на сходство и различие магнитных и электрических сил: каждое тело в своем естественном состоянии обладает определенным количеством электричества. Эпинус первым обнаружил явление электризации проводника от приближения наэлектризованного тела.

Генри Кавендиш показал, что сила взаимодействия заряженных тел обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Закон взаимодействия электрических зарядов – Шарль Кулон. Он установил, что силы отталкивания и притяжения обратно пропорциональны квадратам расстояний. Кулону удалось установить, что действие магнитных сил также подчиняется закону обратных квадратов.

Леонард Эйлер и Симеон Пуассон разработали теорию потенциала, распространили ее на электрические и магнитные явления.

Инструментом при исследовании электрических и магнитных явлений стал математический анализ.

Луиджи Гальвани обнаружил сокращение мышц препарированной лягушки при прикосновении к ним двух разнообразных металлов, находящихся в контакте - идею существования «животного электричества».

Исследования этого явления привели Алессандро Вольта к созданию первого источника постоянного тока – «вольтова столба», после появления которого проявились: тепловое действие тока, электролиз, электрическая дуга. Французы «вольтовы столбы» стали называть гальваническими элементами. Это название сохраняется и сегодня.

Исследования по связи между электрическими и магнитными явлениями - опыт Эрстеда по действию электрического тока на магнитную стрелку - положило начало экспериментальной электродинамике.

Эрстед высказался о взаимосвязи между световыми, электрическими и магнитными явлениями, открыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент.

Теория, соединяющая электрические и магнитные явления, - Андре-Мари Ампер. Термины «электродинамика» «электростатика» были введены Ампером для определения различия между явлениями, связанными с покоящимися электрически заряженными телами (электростатика), и явлениями, связанными с электрическим током, то есть движением зарядов (электродинамика). Понятие «магнитного поля» не было известно Амперу.

Первым шагом в теории электрических цепей стал закон Георга Симона Ома, носящий его имя: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Идея использовании электрического тока для передачи сообщений - Вольт и Ампер - проект телеграфа. Первенство в построении электромагнитного телеграфа, пригодного для практического использования - Павел Львович Шиллинг.

Самуэл Морзе - телеграфный алфавит, состоящий всего из двух знаков.

Вслед за воздушным телеграфом появился и подводный.

Термоэлектрический эффект был открыт Томасом Зеебеком при проведении опыта с куском висмута со спиралью. Помещенная внутрь спирали магнитная стрелка отклонялась, реагируя на ток, протекающий в спирали.

Закон, определяющий количество тепла, которое выделяет проводник с током в окружающую среду, - Джоуль и Ленц.

Превратить магнетизм в электричество смог Майкл Фарадей, открывший законы электролиза, поляризацию диэлектриков, закон сохранения электрического заряда, магнитооптические явления. Величайшее открытие - явление электромагнитной индукции и идея о передаче электромагнитных взаимодействий посредством поля (введение постоянного магнита в катушку, замкнутую на гальванометр).

Ленц с учетом закона Ампера сформулировал четкое и понятное правило, носящее его имя: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Работа над теорией электромагнитного поля - Максвелл. Электромагнитная теория поля Максвелла: «электромагнитное поле – это часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии». Система знаменитых уравнений Максвелла: закон электромагнитной индукции Фарадея; любой ток вызывает возникновение магнитного поля в окружающем пространстве, при этом постоянный ток вызывает постоянное магнитное поле; обобщение теоремы Остроградского–Гаусса для электростатического поля и для магнитного поля; закон Кулона.

Теория Максвелла при жизни автора не имела всеобщего признания, только опыты Генриха Герца привели к утверждению этой теории.

Герца перешел от закрытых колебательных контуров с электрической связью к открытому контуру, воздействующему на вторичный контур через пространство. Открытый колебательный контур был назван «вибратором Герца». Герц не только получил электромагнитные волны, но и провел цикл исследований по изучению их свойств. Наблюдая явления отражения, преломления, интерференции, дифракции, поляризации Герц доказал идентичность свойств электромагнитных волн со свойствами изучения, что следовало из теории Максвелла. В честь Герца названа единица частоты колебаний периодических процессов.