Резюме - основателят на електродинамиката - Банка с резюмета, есета, доклади, курсови работи и
Министерство на образованието на Руската федерация
Държавен електротехнически университет в Санкт Петербург (LETI)
Факултет по електротехника и автоматика
Катедра "Електротехнологична и преобразувателна техника".
по темата: А.М.Ампер - основателят на електродинамиката
Студент гр.7421
Горохов Н.А.
Глава
Любомиров А.М.
| Страница | |
| Началото на научната дейност на учения……………………………………. | 3 |
| Представления за връзката между електричеството и магнетизма преди Ампер……………………………………………………………………….. | 5 |
| Електродинамика на Ампер…………………………………………………. | 10 |
| Други произведения на Ампер…………………………………………………….. | 15 |
| РЕФЕРЕНЦИИ……………………………………….………….. | 18 |
Началото на научната дейност на учения
През 1793 г. в Лион избухва контрареволюционен бунт. Бащата на Ампер, жирондин, който действа като съдия при бунтовниците, е екзекутиран след потушаването на бунта като съучастник на аристократите. Имуществото му е конфискувано. Младият Ампер започва кариерата си с частни уроци. През 1801 г. той заема поста учител по физика и химия в централното училище в град Бург. Тук той написва първата научна работа по теория на вероятностите "Опит в математическата теория на играта". Тази работа привлича вниманието на д'Аламбер и Лаплас. И Ампер започва да преподава математика и астрономия в Лионския лицей. През 1805 г. Ампер е назначен за учител по математика в известната Политехническа школа в Париж, а от 1809 г. ръководи катедрата по висша математика и механика. В товапериод Ампер публикува редица математически трудове по теория на редовете. През 1813 г. той е избран за член на Института (т.е. Парижката академия на науките) на мястото на починалия Лагранж. Малко след избирането си Ампер докладва на Академията за своите изследвания върху пречупването на светлината. Известното му „Писмо до г-н Бертола“ датира от същото време, в което Ампер формулира химичния закон, открит от него независимо от Авогадро, сега наричан закон на Авогадро-Ампер.
Откритието на Ерстед през 1820 г. за действието на електрически ток върху магнитна стрелка привлича вниманието на Ампер към явленията на електромагнетизма. Ампер поставя множество експерименти, изобретява сложни устройства за тази цел, които произвежда за собствена сметка, което значително подкопава финансовото му състояние.
Идеи за връзката между електричеството и магнетизма
Ампер дава името "електродинамика" на съвкупността от нови електрически явления и изоставя понятието "електромагнетизъм", което тогава вече фигурира в терминологията на физиката. Ампер отхвърли концепцията за "електромагнетизъм", очевидно поради причината, че той счита теорията за явления, възникващи по време на взаимодействието на токове, които не се нуждаят от хипотезата от онова време за магнитната течност. Той вярваше, че докато говорим само за взаимодействия между ток и магнит, наименованието „електромагнитни явления“ е съвсем подходящо, тъй като предполага едновременното проявление на електрически и магнитни ефекти, открити от Ерстед. Но когато беше установено взаимодействието между токовете, честта на откриването на което принадлежи на Ампер, стана ясно, че тук не участват магнити, а два или повече електрически тока. „Тъй като явленията“, пише той, „които се обсъждат тук, могат да бъдат причинени само от електричество в движение, сметнах за необходимо да ги обозначаимето на електродинамичните явления.
Историята на електричеството и магнетизма е богата на наблюдения и факти, различни възгледи и идеи за приликите и разликите между електричеството и магнетизма.
За първи път свойствата на магнитната желязна руда и кехлибар са описани от Талес от Милет през 6-ти век пр. н. е., който събира значителен материал от наблюдения. Неговите експерименти бяха чисто спекулативни, непотвърдени от експерименти. Талес даде неубедително обяснение за свойствата на магнит или търкан кехлибар, приписвайки им „анимация“. Един век след него Емпедокъл обяснява привличането на желязото от магнит с "изтичания". По-късно подобно обяснение в по-определена форма е представено в книгата на Лукреций „За природата на нещата“. Твърденията за магнитните явления също са в писанията на Платон, където той ги описва в поетична форма.
Учените от по-близкото до нас време Декарт, Хюйгенс и Ойлер са имали идеи за същността на магнитните въздействия и тези идеи в някои отношения не са се различавали твърде много от идеите на древните философи.
Първият експериментатор, който се занимава с магнитите, е Питър Перегрин от Марикур (13 век). Той емпирично установява съществуването на магнитни полюси, привличането на противоположните полюси и отблъскването на подобните. Разрязвайки магнита, той открива невъзможността за изолиране на единия полюс от другия. Той извая сфероид от магнитна желязна руда и се опита експериментално да покаже аналогия в магнитната връзка между този сфероид и земята. Това преживяване по-късно беше дори по-ясно възпроизведено от Гилбърт, 1600 г.
Тогава в областта на изучаването на магнитните явления настъпи почти тривековно затишие.
Древните (напр. Теофраст) през 4 век пр.н.е установено, че в допълнение към кехлибар, някои други вещества (струя, оникс) са способнив резултат на триене придобиват свойства, по-късно наречени електрически. Въпреки това, дълго време никой не сравняваше магнитните и електрическите действия и не изразяваше идея за тяхната общност.
Един от първите средновековни учени (и вероятно първият), който провежда случайни наблюдения на факти, които биха могли да доведат до идеи за взаимодействията, приликите или разликите между електрическите и магнитните явления, е Кардан, който въвежда известен ред в този въпрос. В есето „За точността“ от 1551 г. той посочва установяването от него, в резултат на експерименти, на безусловна разлика между електрическо и магнитно привличане. Ако кехлибарът може да привлича всякакви светлинни тела, то магнитът привлича само желязото. Наличието на препятствие (например екран) между телата спира електрическото привличане на леки обекти, но не предотвратява магнитното привличане. Кехлибарът не се привлича от парчетата, които самият той привлича, но желязото е в състояние да привлече самия магнит. По-нататък: магнитното привличане е насочено главно към полюсите, докато леките тела се привличат от цялата повърхност на втрития кехлибар. За да се създаде електрическо привличане, според Кардан, са необходими триене и топлина, докато естественият магнит проявява притегателна сила без предварителна подготовка.
Най-яркият експериментален метод, и то точно в областта на магнитните и електрическите явления, е усвоен от Уилям Гилбърт, който възобновява методите на Питър Перегрин и ги развива. Публикувана през 1600 г., работата му върху магнитите включва шест книги и представлява ера в научната литература. Той стана източникът, използван от Галилей и Кеплер, когато обясниха ексцентричността на орбитите чрез привличане и отблъскване между слънчевия и планетарния магнит. Гилбъртизлага съображения за приликите и разликите между магнитните и електрическите явления и стига до извода, че електрическите явления са различни от магнитните.
Мнението на Хилберт за фундаменталната разлика между електричеството и магнетизма се поддържа твърдо в науката повече от век и половина.
F. W. T. Aepinus, който се занимаваше с изследване на електричеството и магнетизма, принуди учените да се обърнат към въпроса за сходството на тези две явления. Той бележи и началото на нов етап в историята на теоретичните изследвания в тази област - обръща се към изчислителните методи на изследване.
На нов етап от развитието на теориите за електричеството и магнетизма, открити от трудовете на Епин, особено важни са трудовете на Севендиш и Кулон. Севендиш в своето есе от 1771 г. разглежда различни закони на електрическите въздействия от гледна точка на тяхната обратна пропорционалност на разстоянието ( 1/r n ). Той одобри стойността на n, равна на 2. Той въвежда концепцията за степента на наелектризиране на проводника (т.е. капацитет) и изравняването на тази степен в две електрифицирани тела, свързани помежду си с проводник. Това е първото количествено уточнение относно равенството на потенциалите.
През 1785 г. Кулон прави известните си изследвания на количествените характеристики на взаимодействието между магнитните полюси, от една страна, и между електрическите заряди, от друга. Освен това той въвежда концепцията за магнитен момент и приписва тези моменти на материалните частици.
Това е приблизително съвкупността от идеи, които Ампер би могъл да създаде преди 1800 г., когато за първи път е получен електрически ток и започват изследванията върху явленията на галванизма.
Историческото откритие, толкова важно за последващото развитие на науката за електричеството и магнетизма и наречено електромагнетизъм, се случи през 1820 г. ПринадлежешеГ. Х. Ерстед, който за първи път забеляза ефекта на проводник с ток върху магнитната стрелка на компас.
До 1820 г. Ампер се обръща към изучаването на електричеството само случайно. Въпреки това, от момента, в който се появи първата информация за откритието от Ерстед за въздействието на тока върху магнита и до края на 1826 г., Ампер упорито и целенасочено изучава явленията на електромагнетизма. Самият Ампер заявява, че основният тласък на неговите изследвания в областта на електродинамиката е даден от откритието на Ерстед. Ученият беше доведен до откритието на Ампер за механични взаимодействия между проводниците, през които тече, логически предпоставки: два проводника, върху които действа магнитна стрелка и всяка от които на свой ред действа върху нея според закона за действие и реакция, трябва по някакъв начин да действат един върху друг. Математическите знания му помогнаха да разкрие как взаимодействието на токовете зависи от тяхното местоположение и форма.
След това речите на Ампер в Академията на науките следват една след друга. Това е период от живота на Ампер, когато той е напълно погълнат от експериментите и развитието на теорията.
Работите на Ампер, свързани с електродинамиката, се развиват логично и преминават през няколко етапа, тясно свързани помежду си. Първоначалните му изследвания в тази област се отнасят до изясняване на действието на електрическа верига, през която преминава ток върху друга верига, и оценяват явленията само качествено. Ампер беше първият, който откри ефекта на тока върху тока, той беше първият, който постави експерименти, за да разбере това.
Ранната работа на Ампер по електродинамика предполага, че първоначалните му идеи за електричеството са били сведени до "макроскопични" токове: частиците в пръта на стоманен магнит са действали като двойка волтови стълбове и по този начин около пръта се е оказало соленоидна формаелектричество. Идеята за молекулярните електрически токове му хрумна по-късно.
Експериментите и наблюденията послужиха като изходен материал за Ампер. Докато експериментира, той използва различни техники и апарати, започвайки с прости комбинации от проводници или магнити и завършвайки с конструирането на доста сложни устройства. Резултати от експерименти и наблюдения