Владимир Кучин - Популярная история — от электричества до телевидения

В 1805 году молодой литовский геолог (немец по национальности) Теодор Гротгиус (1785–1822) прибыл в Рим из Неаполя, где он принимал участие в экспедиции на Везувий. По прибытии он опубликовал на французском языке небольшое теоретическое исследование по вопросу разложения воды электричеством — первое научное исследование на эту тему , которое объясняло механизм разложения воды поляризацией молекул, при которой атом кислорода в молекуле поворачивался в сторону положительного полюса, а водород в сторону отрицательного. Исследование было напечатано в Париже в журнале « Annalen де Chemie », затем перепечатано в английских и немецких журналах. Постепенно к теории Теодора Гротгуса присоединились многие ведущие химики, в том числе Дэви — в большей степени теория уроженца Литвы Теодора Гротгуса оказалась верной и сохранилась до наших дней. [11].

В 1807 году, 6 ноября, английский химик Хэмфри Дэви открыл новый элемент — потассий — калий . Открытие он впервые сделал путем разложения едкого кали электричеством. Дэви писал:

«щелочь та в течение нескольких минут поддерживалась в состоянии яркокрасного каления и полной подвижности. Ложечка находилась в соединении с сильно заряженной положительной стороной батареи из 100 пластин в 6 дюймов, соединение же с отрицательной стороной осуществлялось с помощью платиновой проволоки. При этом разложении наблюдался ряд блестящих явлений. Кали оказалось очень хорошим проводником, и до тех пор, пока цепь не была разомкнута, у отрицательной проволоки был виден чрезвычайно интенсивный свет и колонна пламени, которая, по-видимому, находилась в связи с выделением горючего вещества и подымалась над точкой соприкосновения проволоки с кали. Когда порядок соединения был обращен так, что платиновая ложечка была сделана отрицательной, яркое и постоянное свечение возникло у противоположной точки; явлений воспламенения вокруг нее не наблюдалось, но шарики (это металлический калий), напоминающие пузырьки газа, поднимались в кали и вспыхивали при соприкосновении с воздухом. Платина, как и можно было ожидать, была заметно разъедена, и особенно сильно после соединения ее с отрицательным полюсом. Щелочь в этих опытах оставалась сухой, и представлялось вероятным, что горючее вещество происходило вследствие ее разложения.». [24].

В 1807 году англичанин Дэви с помощью электрического разложения открыл металлический натрий , в 1808 году он открывает магний, стронций, барий, кальций — 30-летний Дэви за 2 года стал величайшим химиком и первооткрывателем современности.

В 1809 году, 22 июля, немецкий анатом Самуэль Томас фон Земмеринг (1755–1830) первым завершил изготовление электролитического телеграфа с 35 проводами. [32]. Свой телеграф Земмеринг продемонстрировал на заседании Мюнхенской Академии наук. Индикатором сигнала, передаваемого с помощью «столба Вольта», были пузырьки водорода на отрицательных электродах в общей кювете с водой. Знал ли Земмеринг о работе Сальва (см. 1804 г.) неизвестно, но его телеграф от идеи Сальва не отличался. В настоящее время аппарат Земмеринга хранится в музее в Мюнхене.

Рис 9. Макет телеграфа Земмеринга по [44]

В 1811 году Хэмфри Дэви стал в своих опытах использовать большую батарею Королевского института из 2000 элементов, в том числе он обнаружил, что между двумя полюсами с угольными электродами возникает электрическая дуга, которая производит свет. В работе 1812 года Дэви писал: « при удалении полюсов на 6–7 дюймов разряды происходили в виде необычайно красивой пурпурной струи света». Открытие Дэви светового действия электрической дуги особого общественного внимания не вызвало, в этом смысле повторилась история русского профессора Петрова (см. 1803 год.). [11].

В 1811 году профессор Парижского университета Симеон Дени Пуассон (1781–1840) впервые применил математическую теорию потенциала к электростатике , он сформулировал «теорему Пуассона» . Согласно этой теореме напряженность поля в точке у поверхности проводника пропорциональна плотности зарядов на проводнике. Пуассон дал математический инструмент для расчета распределения электричества на поверхностях различных проводников. В современной теории электростатики важным остается « уравнение Пуассона », которое для точечного заряда имеет удивительно простой вид:

Рис 10. Уравнение Пуассона для точечного заряда.

Великий математик и физик Пуассон, кроме того, известен по своим работам по теории вероятности («распределение Пуассона»), теории упругости («коэффициент Пуассона») и многим-многим работам по механике, астрономии, теории теплоты — изучение его заслуг перед наукой приводит к одной мысли — ПУАССОН!!!

В 1812 году преподаватель физики из лицея в Вероне Джузеппе Замбони (1776–1846) первым предложил оригинальную конструкцию сухой батареи — «столб Замбони». Идея Замбони состояла в использовании в батарее в качестве элементов практически «конфетных бумажек» или поделочной «золотой» (во времена Замбони эта фольга была медной) и «серебряной» (цинковая фольга) бумаги с клеящим слоем, на который Замбони наносил молотый древесный уголь обработанный кислотой либо двуокисью марганца, кроме того Замбони учел впитывание бумагой влаги из воздуха — это делало угольный порошок слегка влажным. Вырезанные фольгированные бумажки были в столбе Замбони сложены попарно («золотая» — «серебряная») и туго стянуты на едином стержне. Столб помещался в стеклянный цилиндр и был достаточно компактным [33].

Столб Замбони позволял сравнительно просто набрать 900 слоев батареи, что давало напряжение выше 1000 вольт, имелись образцы столба Замбони на еще большие напряжения — до 10000 вольт. В 1814 году Джузеппе Замбони на основе двух своих столбов создал макет-игрушку — « маятник Замбони », где столбы использовались как источники мощного электростатического заряда разной полярности, а между ними колебательные движения совершал маятник в виде латунного кольца. «Маятники Замбони» как пример «вечного» электромотора были популярны в начале 19-го века. Остроумная идея Замбони сделала его «сухую» (а на самом деле всегда немного влажную) батарею практически вечной — батареи в Институте физики в Модене проработали с «маятником Замбони» более 100 лет (!) начиная с 1839 года. [34].