điện động lực học. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học

KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Thư viện miễn phí / Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất

điện động lực học. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học

Những khám phá khoa học quan trọng nhất

Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất

Ngay sau khi Khám phá của Oersted Các nhà vật lý có vẻ khá tự nhiên khi giải thích điều đó bằng thực tế là khi một dòng điện đi qua một vật dẫn, vật dẫn đó sẽ trở thành một nam châm. Lời giải thích này đã được Arago chấp nhận, nó cũng được Biot chấp nhận.

Sau đó vào năm 1820 đã đưa ra giả định sau đây. Khi dòng điện một chiều tác dụng lên phân tử từ, bản chất của tác dụng này giống như đối với kim nhiễm từ đặt ở ngoại vi của một vật dẫn theo một chiều nhất định, không đổi so với chiều của dòng điện. Biot và các nhà vật lý khác chia sẻ ý kiến của ông đã giải thích hoạt động điện động lực học bằng sự tương tác của các nam châm cơ bản sinh ra dưới tác dụng của dòng điện trong mỗi dây dẫn: mỗi dây dẫn mà dòng điện đi qua sẽ biến thành một ống từ tính.

Một lời giải thích hoàn toàn khác đã được đưa ra Ampe... Nhưng trước tiên, đôi lời về tiểu sử của anh ấy.

André-Marie Ampère (1775–1836) sinh ra trên một điền trang nhỏ của Polemier, được cha ông mua lại ở vùng lân cận Lyon.

Khả năng đặc biệt của Andre đã bộc lộ ngay từ khi còn nhỏ. Anh ấy chưa bao giờ đi học, nhưng anh ấy học đọc và số học rất nhanh. Cậu bé đã đọc liên tiếp mọi thứ mà cậu tìm thấy trong thư viện của cha mình. Ở tuổi 14, ông đã đọc tất cả hai mươi tám tập của Bộ Bách khoa toàn thư Pháp. Andre tỏ ra đặc biệt quan tâm đến khoa học vật lý và toán học. Nhưng chỉ trong khu vực này, thư viện của cha anh rõ ràng là không đủ, và Andre bắt đầu đến thư viện của trường Cao đẳng Lyon để đọc các tác phẩm của các nhà toán học vĩ đại.

Ở tuổi 13, Ampère trình bày công trình đầu tiên của mình về toán học cho Học viện Lyon.

Năm 1789 Đại cách mạng tư sản Pháp bắt đầu. Cha của Ampere bị hành quyết, không còn tiền. Andre phải suy nghĩ về cuộc sống mưu sinh của mình, và anh quyết định chuyển đến Lyon, dạy các bài học riêng về toán học cho đến khi anh có thể nhận được một giáo viên toàn thời gian trong bất kỳ cơ sở giáo dục nào.

Chi phí sinh hoạt đã tăng đều đặn. Dù đã cố gắng hết sức và tiết kiệm nhưng số tiền kiếm được từ các buổi học riêng vẫn không đủ. Cuối cùng, vào năm 1802, Ampère được mời dạy vật lý và hóa học tại Trường Trung tâm của tỉnh lỵ Burkan Bres cổ kính, cách Lyon 60 km. Từ thời điểm đó, ông bắt đầu hoạt động giảng dạy thường xuyên, kéo dài suốt cuộc đời của ông.

Vào ngày 4 tháng 1803 năm 1804, Ampère được bổ nhiệm làm giáo viên dạy toán tại Lyceum của Lyon. Vào cuối năm XNUMX, Ampère rời Lyon và chuyển đến Paris, nơi ông nhận một vị trí giảng dạy tại Trường Bách khoa nổi tiếng.

Năm 1807, Ampère được bổ nhiệm làm giáo sư tại Trường Bách khoa. Năm 1808, nhà bác học nhận chức chánh thanh tra các trường đại học. Giữa năm 1809 và 1814, Ampère đã xuất bản một số tài liệu có giá trị về lý thuyết chuỗi.

Thời kỳ hoàng kim của hoạt động khoa học của Ampère rơi vào những năm 1814-1824 và chủ yếu gắn liền với Viện Hàn lâm Khoa học, nơi ông được bầu làm thành viên vào ngày 28 tháng 1814 năm XNUMX vì những công lao của mình trong lĩnh vực toán học.

Hầu như cho đến năm 1820, mối quan tâm chính của nhà khoa học tập trung vào các vấn đề toán học, cơ học và hóa học. Thành tựu của ông trong lĩnh vực hóa học nên bao gồm khám phá, bất kể Avogadro, định luật bình đẳng thể tích mol của các chất khí khác nhau. Nó nên được gọi đúng là định luật Avogadro-Ampère. Nhà khoa học này cũng lần đầu tiên cố gắng phân loại các nguyên tố hóa học dựa trên sự so sánh các tính chất của chúng.

Đối với toán học, chính trong lĩnh vực này, ông đã đạt được kết quả, điều này có cơ sở để đề cử ông là ứng cử viên của Học viện trong khoa toán học. Ampere luôn coi toán học như một công cụ mạnh mẽ để giải quyết các vấn đề ứng dụng khác nhau của vật lý và công nghệ.

Vào thời điểm đó, ông rất ít tham gia vào các vấn đề vật lý: chỉ có hai công trình của thời kỳ này được biết đến, dành cho quang học và lý thuyết động học phân tử của chất khí.

Năm 1820, nhà vật lý người Đan Mạch G.-H. Oersted đã phát hiện ra rằng một kim nam châm lệch đi gần một dây dẫn mang dòng điện. Do đó, một tính chất đáng chú ý của dòng điện đã được phát hiện - tạo ra từ trường. Ampère đã nghiên cứu chi tiết hiện tượng này. Một quan điểm mới về bản chất của các hiện tượng từ tính nảy sinh từ ông là kết quả của một loạt thí nghiệm. Vào cuối tuần làm việc chăm chỉ đầu tiên, anh ấy đã khám phá ra một điều quan trọng không kém Oersted - anh ấy đã phát hiện ra sự tương tác của các dòng điện.

Vào ngày 18 tháng 1820 năm 1822, ông thông báo cho Viện Hàn lâm Khoa học Paris về khám phá của mình về các tương tác động lực của các dòng điện, mà ông gọi là điện động lực học. Chính xác hơn, trong báo cáo đầu tiên này của mình, Ampère gọi những hành động này là "lực hút và lực đẩy của điện thế", nhưng sau đó ông bắt đầu gọi chúng là "lực hút và lực đẩy của dòng điện". Năm XNUMX, ông đặt ra thuật ngữ "điện động lực học".

Sau đó, ông đã chứng minh các thí nghiệm đầu tiên của mình và kết luận chúng bằng những từ sau: "Về vấn đề này, tôi đã giảm tất cả các hiện tượng từ trường thành các hiệu ứng điện hoàn toàn." Tại một cuộc họp vào ngày 25 tháng XNUMX, ông đã phát triển những ý tưởng này xa hơn, chứng minh các thí nghiệm trong đó các đường xoắn ốc chạy xung quanh bởi dòng điện (solenoid) tương tác với nhau giống như nam châm.

Lời giải thích của Ampere là đóng góp xuất sắc của ông cho khoa học: nó không phải là một vật dẫn mà dòng điện chạy qua trở thành một nam châm, mà ngược lại, nam châm là một tập hợp các dòng điện.

Thật vậy, Ampere nói, nếu chúng ta giả sử rằng có một tập hợp các dòng điện tròn trong nam châm, chảy trong các mặt phẳng vuông góc chính xác với trục của nó, theo cùng một hướng, thì dòng điện chạy song song với trục của nam châm sẽ trở thành hướng một góc với các dòng điện tròn này. Dòng điện, sẽ gây ra tương tác điện động có xu hướng làm cho tất cả các dòng điện song song và hướng theo cùng một hướng. Nếu dây dẫn thẳng cố định và nam châm chuyển động được thì nam châm bị lệch; Nếu nam châm được cố định và dây dẫn có thể chuyển động, thì dây dẫn chuyển động.

Như Mario Gliozzi viết trong cuốn sách của mình: “Anh ấy (Amp. - xấp xỉ Aut.) Nghĩ rằng nếu một nam châm được hiểu là một hệ thống các dòng điện tròn song song hướng theo một hướng, thì một đường xoắn ốc của dây kim loại mà dòng điện chạy qua phải hoạt động giống như một nam châm, tức là nó phải ở một vị trí nhất định dưới tác dụng của từ trường Trái đất và có hai cực. Thí nghiệm liên quan đến hoạt động của đường xoắn ốc dưới ảnh hưởng của từ trường Trái đất không hoàn toàn rõ ràng. Sau đó, Ampère quyết định thực hiện một lượt của một dây dẫn mang dòng điện để làm rõ câu hỏi này; hóa ra lượt đó hoạt động giống hệt như một tấm từ tính.

Do đó, một hiện tượng khó hiểu đã được phát hiện: một cuộn dây duy nhất hoạt động giống như một tấm từ tính và một vòng xoắn ốc, mà Ampère coi là tương đương chính xác với một hệ thống các tấm từ tính, lại không hoạt động giống như một nam châm. Cố gắng tìm hiểu xem nguyên nhân là gì, Ampère ngạc nhiên khi thấy rằng trong hiện tượng điện động lực học, một dây dẫn xoắn ốc hoạt động giống hệt một dây dẫn thẳng có các đầu giống nhau. Từ đó, Ampère kết luận rằng đối với các tác dụng điện động và điện từ, các phần tử dòng điện có thể được thêm và mở rộng theo quy tắc hình bình hành. Do đó, phần tử hiện tại có thể được phân tách thành hai thành phần, trong đó một thành phần được hướng song song với trục và thành phần kia vuông góc. Nếu chúng ta tổng hợp kết quả tác động của các phần tử xoắn ốc khác nhau, thì kết quả sẽ tương đương với một dòng điện thẳng chạy dọc theo trục và một hệ thống các dòng điện tròn nằm vuông góc với trục và hướng theo một hướng. Do đó, để vòng xoắn ốc mà dòng điện đi qua hoạt động chính xác như nam châm, cần phải bù cho hoạt động của dòng điện thẳng. Như bạn đã biết, Ampere đạt được điều này rất đơn giản bằng cách uốn cong các đầu của dây dẫn dọc theo trục. Nhưng vẫn có sự khác biệt giữa đường xoắn ốc mà dòng điện chạy qua và nam châm: các cực của đường xoắn ốc chỉ ở hai đầu, trong khi các cực của nam châm nằm ở các điểm bên trong. Để loại bỏ sự khác biệt cuối cùng này, Ampère từ bỏ giả thuyết ban đầu của mình về các dòng điện vuông góc trực tiếp với trục của nam châm và giả định rằng chúng nằm trong các mặt phẳng ở các góc khác nhau so với trục.

Những ý tưởng mới của Ampere không được tất cả các nhà khoa học hiểu được. Một số đồng nghiệp lỗi lạc của ông cũng không đồng ý với họ. Contemporaries nói rằng sau báo cáo đầu tiên của Ampere về sự tương tác của chất dẫn điện với dòng điện, tình tiết gây tò mò tiếp theo đã xảy ra. Một trong những đối thủ của anh ta hỏi Ampere: “Thật ra, có gì mới trong những gì anh nói với chúng tôi không? Ampère đã không ngay lập tức tìm ra câu trả lời cho sự phản đối này. Nhưng sau đó Arago đã ra tay cứu giúp. Anh ta lấy ra hai chiếc chìa khóa từ trong túi và nói: “Mỗi chiếc trong số chúng cũng có tác dụng lên mũi tên, tuy nhiên, chúng không tác động lên nhau theo bất kỳ cách nào, và do đó kết luận của bạn là sai lầm. Ampère phát hiện ra, về bản chất, a hiện tượng mới, có ý nghĩa lớn hơn nhiều so với khám phá của Giáo sư Oersted, được tôi kính trọng. "

Bất chấp sự tấn công của các đối thủ khoa học, Ampère vẫn tiếp tục các thí nghiệm của mình. Ông quyết định tìm ra quy luật tương tác của các dòng điện dưới dạng một công thức toán học chặt chẽ và tìm ra quy luật này, hiện mang tên ông. Vì vậy, từng bước trong các tác phẩm của Ampère, một ngành khoa học mới đã lớn lên - điện động lực học, dựa trên các thí nghiệm và lý thuyết toán học. Tất cả những ý tưởng cơ bản của khoa học này, trong biểu thức Maxwell, trên thực tế, "ra khỏi đầu của Newton điện này" trong hai tuần.

Từ năm 1820 đến năm 1826, Ampère đã xuất bản một số công trình lý thuyết và thực nghiệm về điện động lực học, và tại hầu hết các cuộc họp của Khoa Vật lý của Học viện, ông đều báo cáo về chủ đề này. Năm 1826, tác phẩm kinh điển cuối cùng của ông, Lý thuyết về hiện tượng điện động học xuất phát hoàn toàn từ kinh nghiệm, được xuất bản.

Tác dụng của sự tương tác của dây dẫn với dòng điện và từ trường ngày nay được sử dụng trong động cơ điện, trong rơ le điện và trong nhiều dụng cụ đo điện.

Tác giả: Samin D.K.

Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela Những khám phá khoa học quan trọng nhất:

▪ Định luật về tỉ số thể tích đơn giản

▪ Logarit

▪ Thuyết di truyền nhiễm sắc thể

Xem các bài viết khác razdela Những khám phá khoa học quan trọng nhất.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Quang hợp để sản xuất năng lượng 04.09.2018

Các nhà sinh vật học đã tìm ra một phương pháp mới để sử dụng năng lượng mặt trời vào những mục đích tốt. Bằng cách thay đổi cơ chế quang hợp ở thực vật, họ đã học được cách tách nước thành hydro và oxy, giải phóng năng lượng trong quá trình này.

Quang hợp là quá trình "chuyển đổi" ánh sáng mặt trời thành năng lượng mà thực vật sử dụng. Oxy là sản phẩm phụ của nó, được hình thành do sự phân hủy của nước được cây hấp thụ. Có lẽ quang hợp là phản ứng quan trọng nhất đối với tất cả sự sống trên Trái đất, vì nó tạo ra gần như toàn bộ oxy trong bầu khí quyển của hành tinh. Hydro, cũng được hình thành trong quá trình tách nước trong quá trình quang hợp, có tiềm năng trở thành một nguồn năng lượng vô tận và thân thiện với môi trường.

Một nhóm các nhà nghiên cứu do các viện sĩ từ Trường Cao đẳng St John thuộc Đại học Cambridge dẫn đầu đã sử dụng ánh sáng mặt trời để tách nước thành hydro và oxy trong quá trình quang hợp nhân tạo mà các nhà khoa học đã điều chỉnh bằng các thành phần sinh học và công nghệ mới. Với phương pháp này, cây hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trời hơn bình thường.

Katarzyna Sokol, một trong những tác giả của công trình, nhận xét: “Quang hợp tự nhiên không hiệu quả, vì nó được phát triển chỉ để phục vụ cho sự tồn tại của thực vật, vì vậy nó cung cấp năng lượng tối thiểu cần thiết - chỉ 1-2% so với những gì nó có thể tạo ra”. .

Quá trình quang hợp nhân tạo đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, nhưng nó chưa bao giờ được sử dụng thành công để tạo ra năng lượng tái tạo vì nó dựa vào các chất xúc tác đắt tiền và độc hại. Vì lý do tương tự, không ai đã cố gắng sử dụng nó ở cấp độ công nghiệp.

Tin tức thú vị khác:

▪ Điện thoại thông minh chơi lâu TCL-P618L

▪ Cảm xúc khác nhau tùy theo nước da

▪ tế bào con người trong suốt

▪ Pin có chất điện phân Li-S rắn tốt hơn 4 lần so với pin Li-ion

▪ nhà máy rô bốt

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Radio - dành cho người mới bắt đầu. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Bí mật hành lang. Lời khuyên cho chủ nhà

▪ bài viết Vì sao ruồi có thể đi lộn ngược trên trần nhà? đáp án chi tiết

▪ bài báo Tai Mũi Họng. Mô tả công việc

▪ bài Ai nhanh hơn? Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài báo Ô và khinh khí cầu. bí mật tập trung

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web