Undang-undang asas elektrostatik. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

PENEMUAN SAINTIFIK PALING PENTING
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

Undang-undang asas elektrostatik. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

Penemuan saintifik yang paling penting

Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

Fenomena elektrik secara beransur-ansur kehilangan sifat asalnya yang terpencil, fenomena semula jadi yang lucu dan secara beransur-ansur membentuk sejenis perpaduan, yang teori-teori sedia ada cuba menutupi dengan beberapa prinsip asas. Sudah tiba masanya untuk beralih daripada penyelidikan kualitatif kepada kuantitatif.

Arah penyelidikan ini jelas dinyatakan dalam karya 1859 oleh ahli akademik St. Petersburg F. Epinus (1724–1802).

Aepinus meletakkan prinsip berikut sebagai asas pertimbangan matematiknya: setiap badan dalam keadaan semula jadinya mempunyai jumlah elektrik yang sangat pasti. Zarah cecair elektrik saling menolak dan tertarik kepada bahan biasa. Kesan elektrik muncul apabila jumlah cecair elektrik dalam badan lebih besar atau kurang daripada yang sepatutnya dalam keadaan semula jadi.

Aepinus membuat andaian: "... Saya masih tidak berani untuk menentukan kebergantungan fungsi ini. Walau bagaimanapun, jika perlu untuk membuat pilihan antara fungsi yang berbeza, maka saya dengan rela hati akan berhujah bahawa kuantiti ini berubah secara songsang dengan kuasa dua jarak. Ini boleh diandaikan dengan agak munasabah, kerana memihak kepada pergantungan sedemikian, nampaknya, analogi dengan fenomena semula jadi yang lain bercakap. Aepinus diikuti oleh Henry Cavendish (1731–1810), yang dalam kertas kerjanya pada 1771 menerima hipotesis Aepinus dengan satu perubahan: tarikan dua cas elektrik diandaikan berkadar songsang dengan beberapa darjah jarak, belum ditentukan.

Cavendish, menggunakan penaakulan matematik, membuat kesimpulan: jika daya interaksi cas elektrik mematuhi undang-undang kuasa dua songsang, maka "hampir semua" cas elektrik tertumpu pada permukaan konduktor. Oleh itu, cara tidak langsung untuk mewujudkan undang-undang interaksi pertuduhan digariskan.

Kesukaran utama dalam mewujudkan "undang-undang daya elektrik" adalah untuk mencari situasi eksperimen di mana daya ponderomotif akan bertepatan dengan daya yang bertindak antara cas asas.

Mungkin pendekatan yang betul untuk masalah ini ditemui pertama sekali oleh naturalis Inggeris J. Robison (1739–1805).

Kaedah percubaan yang digunakan oleh Robison adalah berdasarkan idea bahawa cas yang berinteraksi boleh dianggap sebagai caj titik apabila dimensi sfera yang disetempatkan adalah jauh lebih kecil daripada jarak antara pusat sfera.

Pemasangan yang digunakan oleh orang Inggeris itu membuat pengukuran diterangkan dalam karya asasnya "The System of Mechanical Philosophy". Karya itu diterbitkan selepas kematiannya, pada tahun 1822.

Memandangkan ralat pengukuran, Robison membuat kesimpulan:

"Tindakan antara sfera adalah betul-betul berkadar dengan kuasa dua songsang jarak antara pusat mereka."

Walau bagaimanapun, undang-undang asas elektrostatik tidak membawa nama Robison. Hakikatnya ialah saintis melaporkan hasil yang diperoleh hanya pada tahun 1801, dan diterangkan secara terperinci walaupun kemudian. Pada masa itu, karya saintis Perancis Coulomb.

Charles Augustin Coulomb (1736–1806) dilahirkan di Angouleme di barat daya Perancis. Selepas kelahiran Charles, keluarga itu berpindah ke Paris.

Pada mulanya, budak lelaki itu menghadiri Kolej Empat Negara, juga dikenali sebagai Kolej Mazarin. Tidak lama kemudian bapanya muflis dan meninggalkan keluarganya di Montpellier, di selatan Perancis. Konflik antara ibu dan anak lelaki membawa kepada fakta bahawa Charles meninggalkan ibu kota dan berpindah ke bapanya.

Pada bulan Februari 1757, pada mesyuarat Persatuan Saintifik Diraja Montpellier, seorang pencinta matematik muda membaca karya saintifik pertamanya, "Karangan Geometri pada Lengkung Berkadar Min". Selepas itu, Coulomb mengambil bahagian aktif dalam kerja masyarakat dan menyampaikan lima lagi memoir - dua dalam matematik dan tiga dalam astronomi.

Pada Februari 1760, Charles memasuki Sekolah Jurutera Tentera Mézières. Pada bulan November tahun berikutnya, Charles menamatkan pengajian dari Sekolah dan telah ditugaskan ke pelabuhan utama di pantai barat Perancis, Brest. Kemudian dia datang ke Martinique. Selama lapan tahun di sana, dia sakit teruk beberapa kali, tetapi setiap kali dia kembali ke tugas rasminya. Penyakit-penyakit ini tidak disedari. Selepas kembali ke Perancis, Coulomb tidak lagi boleh dianggap sebagai orang yang sihat sepenuhnya.

Di sebalik semua kesukaran ini, Coulomb melaksanakan tugasnya dengan baik. Kejayaannya membina kubu di Mont Garnier ditandai dengan kenaikan pangkat: pada bulan Mac 1770 dia menerima pangkat kapten - pada masa itu ia boleh dianggap sebagai promosi yang sangat cepat. Tidak lama kemudian, Coulomb jatuh sakit lagi dan, akhirnya, memfailkan laporan dengan permintaan untuk dipindahkan ke Perancis.

Selepas kembali ke tanah airnya, Coulomb telah ditugaskan ke Bushen. Di sini dia menyelesaikan kajian yang dimulakan semasa perkhidmatannya di Hindia Barat. Banyak idea yang dirumuskan oleh beliau dalam karya saintifik pertamanya masih dianggap asas oleh pakar dalam kekuatan bahan.

Pada tahun 1774, Coulomb telah dipindahkan ke pelabuhan besar Cherbourg, di mana beliau berkhidmat sehingga 1777. Di sana, Coulomb terlibat dalam pembaikan beberapa kubu. Kerja ini meninggalkan banyak masa untuk masa lapang, dan saintis muda itu meneruskan penyelidikan saintifiknya. Topik utama yang diminati oleh Coulomb pada masa itu ialah pembangunan kaedah optimum untuk pembuatan jarum magnetik untuk pengukuran tepat medan magnet Bumi. Topik ini diberikan dalam pertandingan yang diumumkan oleh Akademi Sains Paris.

Dua pemenang pertandingan pada tahun 1777 diumumkan sekaligus - saintis Sweden van Schwinden, yang telah mengemukakan kerja untuk pertandingan itu, dan Coulomb. Walau bagaimanapun, untuk sejarah sains, bukan bab memoir Coulomb yang dikhaskan untuk jarum magnet yang paling menarik, tetapi bab seterusnya, di mana sifat mekanikal benang di mana anak panah digantung dianalisis. Saintis menjalankan satu siri eksperimen dan menetapkan susunan umum pergantungan momen daya ubah bentuk kilasan pada sudut putar benang dan pada parameternya: panjang dan diameter.

Keanjalan rendah benang sutera dan rambut berkenaan dengan kilasan memungkinkan untuk mengabaikan momen timbul daya kenyal dan mengandaikan bahawa jarum magnet betul-betul mengikut variasi deklinasi. Keadaan ini menjadi dorongan untuk Coulomb mengkaji kilasan benang logam silinder. Hasil eksperimennya diringkaskan dalam karya "Kajian teori dan eksperimen tentang daya kilasan dan keanjalan wayar logam", diselesaikan pada tahun 1784.

Kajian kilasan benang logam nipis, yang dijalankan oleh Coulomb untuk pertandingan 1777, mempunyai akibat praktikal yang penting - penciptaan keseimbangan kilasan. Alat ini boleh digunakan untuk mengukur kuasa-kuasa kecil pelbagai sifat, dan ia memberikan sensitiviti yang tidak pernah berlaku sebelum ini pada abad ke-XNUMX.

Setelah membangunkan peranti fizikal yang paling tepat, Coulomb mula mencari aplikasi yang sesuai untuknya. Para saintis mula bekerja pada masalah elektrik dan kemagnetan.

Keputusan paling penting yang diperoleh oleh Coulomb dalam bidang elektrik ialah penubuhan undang-undang asas elektrostatik - undang-undang interaksi cas titik tidak bergerak. Ahli sains merumuskan undang-undang asas elektrik seperti berikut:

"Daya tolakan dua bola kecil, yang dielektrik oleh elektrik yang sama sifatnya, adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusat bola."

Coulomb bermula dengan mengukur pergantungan daya tolakan cas serupa pada jarak dan menjalankan banyak eksperimen. Saintis memberikan keputusan tiga ukuran, di mana jarak antara caj dikaitkan sebagai 36:18:172, dan daya tolakan yang sepadan - sebagai 36:144:5751, iaitu, daya hampir berkadar songsang dengan kuasa dua. daripada jarak. Pada hakikatnya, data eksperimen agak berbeza daripada undang-undang teori. Coulomb menganggap sebab utama percanggahan, sebagai tambahan kepada beberapa penyederhanaan yang diterima pakai dalam pengiraan, sebagai kebocoran elektrik semasa percubaan.

Tugas untuk mengukur daya tarikan ternyata lebih sukar, kerana sangat sukar untuk menghalang bola imbangan yang bergerak daripada bersentuhan dengan caj lain dari tanda yang bertentangan. Namun begitu, Coulomb selalunya berjaya mencapai keseimbangan antara daya tarikan dua bola dan daya lawan benang yang dipintal. Data eksperimen yang diperolehi menunjukkan bahawa daya tarikan juga mematuhi hukum kuasa dua songsang.

Tetapi Coulomb juga tidak berpuas hati dengan keputusan ini. "Untuk mengesahkan undang-undang ini, yang, seperti yang dia lihat, akan memainkan peranan asas dalam teori elektrik," M. Gliozzi menulis, "Coulomb menggunakan kaedah asal baru untuk mengukur daya kecil, yang telah digunakan sebelum ini untuk mengukur daya magnet titik keluli Kaedah ini ternyata sangat berkesan dan kini dikenali sebagai "kaedah ayunan" Ia berdasarkan fakta bahawa, sama seperti kekerapan ayunan bandul bergantung pada magnitud daya graviti di tempat tertentu, jadi kekerapan ayunan jarum elektrik yang berayun dalam satah mendatar bergantung kepada keamatan daya elektrik yang bertindak ke atasnya, supaya dengan bilangan ayunan sesaat anda boleh mencari daya ini. Untuk melaksanakan ini pelan, Coulomb menyebabkan rod penebat berayun, dilengkapi pada hujungnya dengan plat bercas menegak kecil dan terletak di hadapan bola logam berpenebat, dicas bertentangan dengan cas plat dan terletak supaya salah satu diameter mendatarnya ov melalui pusat plat apabila ia berada dalam keseimbangan. Dengan cara ini, undang-undang kuasa dua songsang juga disahkan sepenuhnya."

Oleh itu, Coulomb meletakkan asas elektrostatik. Beliau memperoleh keputusan eksperimen yang mempunyai kepentingan asas dan kegunaan. Untuk sejarah fizik, eksperimennya dengan neraca kilasan juga sangat penting kerana mereka memberi ahli fizik kaedah untuk menentukan unit cas elektrik melalui kuantiti yang digunakan dalam mekanik: daya dan jarak, yang memungkinkan untuk menjalankan kajian kuantitatif elektrik. fenomena.

Pengarang: Samin D.K.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Penemuan saintifik yang paling penting:

▪ Hukum nisbah isipadu mudah

▪ Planet Neptun

▪ Asas Embriologi

Lihat artikel lain bahagian Penemuan saintifik yang paling penting.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Antara muka 16Gbps berkelajuan tinggi 31.01.2016

THine Electronics, sebuah syarikat yang mengkhusus dalam pembangunan antara muka bersiri berkelajuan tinggi dan LSI untuk pemprosesan isyarat bercampur, mengumumkan penciptaan "teknologi antara muka berkelajuan tinggi dengan lebar jalur 16 Gb / s." Seperti biasa dalam kes sebegini, kita bercakap tentang daya pengeluaran setiap baris.

Menurut THine, ini adalah penyelesaian pertama seumpamanya di dunia, sesuai untuk sambungan dalaman dalam TV 8K dan peralatan definisi tinggi yang lain. Pengilang menyatakan bahawa teknologi baharu itu boleh digunakan bukan sahaja dengan antara muka V-by-One milik THine sendiri, tetapi juga dengan Fiber Channel 16GFC, PCI Express 4.0 (Gen4) dan USB3.1.

Syarikat itu yakin bahawa pembangunan itu akan mendapat aplikasi dalam PC, pusat komputer, elektronik industri, sistem kenderaan on-board. Sampel litar bersepadu yang menggunakan teknologi baharu harus siap pada separuh pertama 2017. Sementara itu, THine mula membangunkan antara muka dengan lebar jalur 32 Gb / s atau lebih.

Berita menarik lain:

▪ Teknosfera bumi mempunyai berat 30 trilion tan

▪ MFP Gel Warna Ricoh

▪ Lampu isyarat dengan satu lampu

▪ Glasier Artik dipenuhi dengan kehidupan

▪ Prostesis vaskular yang ideal

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Sumber tenaga alternatif. Pemilihan artikel

▪ artikel Tsiolkovsky Konstantin. Biografi seorang saintis

▪ artikel Apakah homeostasis? Jawapan terperinci

▪ pasal Cucian. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Skim peralatan elektrik kereta VAZ-21213 (Niva). Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ Perkara sapu tangan yang indah. Fokus Rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web