Leiden deneyiminin deneysel çarpışmaları

1913'te Petersburg Üniversitesi yeni bir çalışan - fizikçi A.F. Ioffe aldı. Bilimsel çalışmalar için bir tutku olan bir teknoloji uzmanı mühendisinin uzmanlığı altında, daha önce en iyi Avrupalı ​​deneysel fizikçi V.K. Rentgen'in rehberliğinde birkaç yıl Münih Üniversitesi'nde çalıştı. Orada doktora tezini savundu.

Şimdi fizikçisi O.D. Hvolson'du. Yaklaşan araştırmalarla ilgili bir konuşmada, bu lider, en iyi bilimsel yabancı işi yeniden üretmek için "Rus bilim adamlarının harika geleneğini sürdürmesini" önerdi. Fizikte ilk Nobel ödülü sahibi olan X-ışını öğrencisinin bunu duymak bile garip olduğu açıktır. Tekrar sordu: "Yeni çözülmemiş sorunları gündeme getirmek daha iyi değil mi?" Hangi Hvolson yanıtladı: “Ama fizikte yeni bir şey icat edilebilir mi? Bunu yapmak için GJ Thomson olmalısınız. ”

Gerçekten de, elektronu keşfeden J. Thomson büyük bir fizikçiydi. Ancak daha sonra A.F. Ioffe'nin bilimde nasıl soru sorulacağını bildiği ortaya çıktı ve tüm dünya yarı iletken teknolojisi esas olarak bununla başladı. Ayrıca, öğrencileri I.V. Kurchatov ve Nobel ödüllü N.N. Semenov, P.L. Kapitsa da dahil olmak üzere dünyanın herhangi bir ülkesinden gurur duyacak bir Rus bilim okulunun organizatörüdür.

Doğayla ilgili sorular sorma ve deney yoluyla cevap alma yeteneği, bilim hayatındaki en önemli şey olarak kabul edilir. Ve bunu nasıl yapacağını bilen figürler sadece seçkin bilim adamları. Ama aynı zamanda yanılmıştı ve O.D. Hvolson. Modern fiziğin temeli, düzenli olarak kontrol edilen, tekrar kontrol edilen, rafine edilen öncülerin çalışmalarının bulgularından oluşur. Sonuçlar teyit edilmezse, bilimlerin tüm bölümleri çöker ve daha sonra yeni keşiflere yol açan bu bilimin dalları olan yeni duvarları, özenle inşa edilir. Böyle bir süreç yüzyıllarca sürer ve bunun sonu yoktur.

Burada, fiziksel bir fenomen hakkında umut verici bir bilimsel soru ile ilgilenen ve basit ve ikna edici bir deneyim ile çözmeye çalışan, ancak çarpışma denilen bir duruma yol açan bir bilim insanının yaptığı bir deneyimin hikayesini anlatıyoruz. Elde edilen sonuçların birbiriyle çeliştiği durum budur.

Kimse, daha sonra Leiden bankaları olarak adlandırılan ve daha sonra denilen cihazlarda geliştirilen özel cihazlar kullanılarak elektrik yüklerinin birikebileceği gerçeğinin bilimsel keşfinin kesin tarihini adlandıramaz. elektrikli kapasitörler. Ancak 1745'ten sonra söylenebilir. Leyden kavanozunun yardımıyla, elektriğin yüksek yayılma hızını, insan ve hayvan organizması üzerindeki etkisini, yanıcı gazları elektrik kıvılcımları ile tutuşma olasılığını bulmak mümkün oldu. Binlerce araştırmacı bu cihazı ülke ekonomisinin ihtiyaçları için kullanmaya çalışıyor. Ancak, bir nedenden dolayı kimse Leiden bankasının kendisini incelemeye çalışmaz.

Bankanın kendisinde doğaya ilk soru, büyük Amerikan kendi kendini yetiştirmiş bilim adamı Benjamin Franklin tarafından soruluyor. O zaman Leyden kavanozunun, bu suya dokunan bir demir çubuğun takıldığı mantarın içine sıradan bir mantar şişesi olduğunu hatırlayın. Şişenin kendisi ya ellerinde tutuldu ya da bir kurşun levha üzerine yerleştirildi. Tüm cihazı buydu.

Franklin merak etti bu basit cihazda nerede cam metal ve su elektrik birikebilir. Demir çubukta, suda mı yoksa şişede mi? Şimdi, çeşitli ölçüm cihazları olduğunda ve nüfusun yarısı bilgisayar kullandığında, bu soru birçok şeyi şaşırtacaktır.Bu sorunun, deneycinin kendisi sadece acı verici elektrik şoklarından geçen tek ölçüm cihazı olduğu 1748'de nasıl çözüldüğünü görelim. Çoğunlukla, ustaca sadeliklerini doğrulamak için deneylerin yazarı tarafından deneylerin bir açıklamasını sunacağız.

“Gücünün nerede saklandığını tespit etmek için elektrikli kavanozu incelemek amacıyla camın üzerine yerleştirdik ve mantarı tel ile çıkardık. Sonra kutuyu bir elinize alıp diğer parmağınızı boynuna kaldırdık, aynı yerde güçlü bir darbe ile sudan kuvvetli bir kıvılcım çıkardık, tel yerinde kaldı ve bu da gücün telde gizlenmediğini gösterdi. " Burada yazar, teneke kutunun kurşun terminalini bir tel olarak adlandırır.

“Bundan sonra, elektriğin düşündüğümüz gibi suyun içinde olup olmadığını öğrenmek için bankayı tekrar elektriklendirdik. Camın üzerine koyarak, daha önce olduğu gibi, tıpa ile bir tel çıkardılar; daha sonra teneke kutudaki tüm suyu, camın üzerinde duran boş bir şişeye döktük. Elektrik suyun içinde olsaydı, o zaman bu şişeye dokunduğumuzda bir isabet alacağımıza inandık. Darbe gelmedi. Buradan elektriğin transfüzyon sırasında kaybolduğu veya bankada kaldığı sonucuna vardık. ”

“Sonuncusu, tespit ettiğimiz gibi doğru çıktı, çünkü bunu test ederken, su ısıtıcısından sade su dökmesine rağmen bir darbe izledi.” Franklin'in bankadaki suçlamanın yalnızca camında olabileceğini kabul etmekten başka seçeneği yoktu.

“O zaman, bu özellik şişenin camına ya da şekline özgüdür, bir bardak cam aldık, avucumuzun üzerine koyduk, üstüne bir kurşun plaka ile kapladık ve ikincisini elektriklendirdik. Ona bir parmak getirdiler ve darbeli bir kıvılcım çıkardılar. ” Bu şekilde camın şeklinin sonucu etkilemediği tespit edildi. Bu sorunun çözülmesinin sonucu Franklin için, bir plakası deneycinin avuç içi ve diğeri bir kurşun levha olan düz bir kondansatörün icadıydı. Bununla birlikte, gelecekte avucunun yerine kurşun levha da koyar.

Kim Yankee deneyinin bilimsel saflığı hakkında şüpheleri olabilir? Elektrik kapasitansında “yoğunlaştırılmış biçimde” yükün CAM'da olduğunu güvenle söyleyebilir. Gerekirse, herkes bu deneyleri tekrarlayabilir ve Franklin'in sonuçlarını doğrulayabilir. Elbette bu tür deneyler yapıldı ve sonuçlar birçok bilim adamı tarafından doğrulandı. Leyden kavanozunun bir gösteri modeli bile oluşturuldu, bunun yardımıyla öğrencilere deneyin basitleştirilmiş bir versiyonunu gösterdiler, bu daha sonra yanlış sonuç haline geldi. Sonuçta, Franklin, su yerine, deneyde cıva kullandıysa, sonuç tam tersi olabilir.

Leyden kavanozu ile yapılan deneyler çok görkemli ve aydınlanmış mutlakiyetçilik fikirleriyle tamamen tutarlıydı, bu yüzden yüksek toplumda moda oldu ve hatta taçlandırılmış insanlar bunlara katıldı. Ve başrahip J.A. Nollay, Kral Louis XV yönetimindeki resmi elektrikçi görevini bile üstlendi. Bu cihazın büyük olasılıkla icat edildiği Hollanda'daki üniversite şehri Leiden adına cihaza isim verdi.

On yıllık deneyler boşuna değildi. Deneylerin sonuçlarının suyun bileşimine bağlı olmadığı kesin olarak belirlenmiştir (herhangi biri uyguntu). Dahası, su yerine, bir kurşun kısmı kavanoza dökülebilir veya içinde kurşun folyo güçlendirilebilir. Bu, kutunun hareketine yansıtılmadı. Eylemi güçlendirmek için bankalar pilleri toplamayı öğrendi.

Daha büyük hacimli bankaların (bu nedenle, daha büyük bir cam yüzeye sahip) daha güçlü deşarjlar sağladığı bulunmuştur. Ancak etkinin camın kalınlığı üzerindeki bağımlılığı ters olmuştur. Daha ince gözlükler daha güçlü bir deşarj verdi. Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacının elektrik şokunun yardımıyla, bilim adamları düz bir kapasitörün kapasitansı için iyi bilinen bir formül geliştirdiler. Bunu takiben, bilim tarihçileri şaka yollu olarak bu ölçüm yöntemine SOKET ÖLÇER demektedir.(Fransız şokundan - vur, it).

Bilim topluluğundaki elektrik olaylarını açıklamak için, bilim adamları arasında uygulama bulan çeşitli teoriler ortaya atılmıştır. Bunların arasında Franklin'in kendisi tarafından önerilen üniter elektrik teorisi vardı. Bu teoriye göre, elektrik tüm bedenleri dolduran bir çeşit ağırlıksız sıvıdır. Vücutta bu sıvının az ya da çok olması durumunda, vücut bir yük aldı. Bu sıvının fazlalığı ile vücudun pozitif bir yükü vardı, eksikliği negatifti. Bu teori daha sonra elektronik iletim teorisinde geliştirilecektir.

Bu teoriyi kullanarak, kapasitörde (Leiden bankası) meydana gelen olayları açıklamak kolaydı. Şarj ederken, bir kondansatör plakasından diğerine bir elektrikli sıvı akar. Sonuç, bir plaka üzerinde pozitif bir yük ve diğerinde negatiftir. Aralarındaki cam sadece bir yalıtkan olarak hizmet eder ve başka bir şey değildir. Böyle bir kapasitörü deşarj etmek kolaydır. Bu plakaları bir iletken veya bir insan vücudu ile kapatmak yeterlidir. Ancak Franklin’in deneyimlerinin sonuçları, suçlamanın camda olduğunu gösterdi! Bütün bunlar nasıl anlaşılır?

Bazı bilim adamları, üniter teorinin doğruluğunu doğrulamak için camı deneyimlerden çıkarmaya çalıştılar. Yakınlarda asılı duran iki metal çubuk şarj ettiler. Hiç şüphe yok ki bir kapasitör olduklarını, ancak camsız olduklarını. Ne yazık ki, böyle bir deneyci kondansatörü akıma çarpmadı ve soru çözülmedi.

1757'de Rus akademisyen Franz Epinus'un “Elektrik ve manyetizma teorisindeki deneyim” in çalışmaları, bu sorunu çözen deneyimi anlatan St.Petersburg'da yayınlandı. Çubukların elektrifikasyonunun doğru olduğu fikrini temel aldı, ancak böyle bir kapasitörün küçük kapasitesi nedeniyle deneycinin şokuna çarpılmadı. Kapasitör plakalarını artırarak ve aralarındaki mesafeyi azaltarak kapasitesini artırabilirsiniz. Deneycinin bu deney için yeni bir elektrik kapasitansı - hava dielektrikli bir kapasitör icat etmesi nedeniyle, F. Epinus'un metnini bizzat veriyoruz.

"Böylece, geniş bir yüzey elde etmek için, yüzeyi yaklaşık sekiz metre kare olan ahşap plakalar yapmaya özen gösterdim, onları astım, birbirine paralel bir pozisyonda birbirinden bir buçuk inç mesafede metal levhalar kapladım." Böyle bir kondansatörü şarj etti ve kendi kendine deşarj oldu.

“Hemen Leiden bankasının neden olduğu gibi tamamen güçlü bir şok aldım. Ayrıca, bu cihaz bankada elde edilen diğer tüm fenomenleri de üretebilmiştir; onları gözden kaçırmaya gerek yok. ” Sekiz feet kare bir metrekareden biraz daha azdır.

“Diğer tüm fenomenler” hakkındaki son söz çok önemlidir. Böyle bir kapasitörden gelen elektriğin Leyden kavanozundan tam olarak aynı olduğunu vurgular. Ancak cam yoktu ve yüklerin çevredeki havada olduğunu varsaymak verimsizdi. Daha sonra, 1838'de, “elektrik kuvvetlerinin içinden veya içinden geçtiği” gibi maddeler M. Faraday DIELECTRICS olarak adlandıracaktır. Epinus, Latin atasözü Errare humanum tahmininin de ötesinde, “Franklin'e herkesin başına gelebilecek bir şey olduğunu anladım” kitabında bir açıklama yapıyor: Hata yapmak insan doğasıdır.

F. Epinus, kompozisyonunu Amerika'ya özellikle Franklin için gönderdi, ancak kendisi tarafından icat edilen paratonerin pratik kullanımı hariç, neredeyse elektrikle ilgili araştırma yapmayı bıraktı. Politikacı oldu. Ve Catherine II, Rusya ve F. Epinus'taki akademik faaliyetlerden aforoz edildi. Daha sonra imparator olan oğlu Paul için ona bir fizik öğretmeni atadı. Ancak atmosferik elektrik araştırmaları sırasında ölen G.V. Richman'ın yerine St. Petersburg'a davet edildi.Öyle oldu ki, bir Leyden bankası ile deneyler sorunu uzun süre çözülmedi.

Ve önümde 1918'de elektrik üzerine bir ders kitabı var. baskı. Bu kitabın Fransız yazar Georges Claude tarafından "Herkes için elektrik ve her biri açıkça belirtildi" başlıklı bir çevirisidir. Franklin'de olduğu gibi Leyden kavanozuyla olan deneyimi tarif ediyor, ancak zaten su yokken. Resme bakın.

Solda Leyden kavanoz takımı var. A, B ve C harfleri bileşenlerini gösterir. A ve B kutunun içi ve dışıdır. C, izolatör görevi gören bir cam beherdir. Böyle bir teneke kutu montajı bir deneme deneyi sırasında yüklenir, daha sonra yüklü bir kutu lastik eldivenlerde bir gösterici tarafından sökülür. Kutu astarlarının bir yükünün olmadığını kanıtlamak için birbirleriyle temas halindedirler. Kıvılcım olmadığından emin olun. Sonra kavanoz toplanır. Şaşırtıcı bir şekilde, tekrar şarj edilir ve güçlü bir kıvılcım verir. Bu deneyim çok şaşırdı. Ve bilim belirsizlikler yaşamaz. Ancak, durumun açıklaması sadece 1922'de verildi.

O yıl, Londra Felsefe Dergisi'nde fizikçi J. Addenbrook, “Franklin’in Leyden kavanozu ile deneylerini incelemek” başlıklı bir makale yayınladı. Görünüşe göre normal şartlar altında cam her zaman bir su filmi ile kaplıdır, bunu pencerelere sisleyerek gözlemliyoruz. Bu arada, bu film her zaman görsel olarak gözlenmez. Ve orada demonte kapasitör üzerindeki yükler kalır ve plakaların bağımsız bir camdaki rolünü oynar. Addenbrook, cam değil, cam filmin oluşmadığı parafinli bir bardak kullandığında, sonuç Franklin'in tersidir. Kuru bir ortamda, katlanabilir bir Leiden bankası üzerindeki "Franklin etkisi" de gözlenmez.

Comments

[#1]

Bir kişi her zaman mutlu olmalı, mutluluk biterse, neyin yanlış olduğuna bakın