Как
осуществляется взаимодействие двух тел — на расстоянии или же через посредство
среды? Этот вопрос задавали себе физики и философы еще со времен Ньютона. Сам
Ньютон практически уклонился отрешения этой проблемы, хотя и не верил в
возможность действия на расстоянии. Представители математической физики
склонялись к признанию действия на расстоянии, причем не столько потому, как
это принято считать, что Ньютон в своих исследованиях предполагал действие «как
бы» происходящим на расстоянии, сколько просто по той причине, что при
отсутствии удовлетворительных теорий действие на расстоянии представлялось
наиболее простой моделью для математического истолкования явлений. Изучение
электрических и магнитных явлений снова выдвинуло эту старую проблему. В
действие на расстоянии верили Эпинус, Кавендиш, Кулон, Пуассон.
Фарадей
занялся этим вопросом в 1837 г., считая, что эта проблема может быть решена
экспериментальным путем. В самом деле, думал Фарадей, действие на расстоянии
должно проявляться только по прямой линии, тогда как действие опосредствованное
должно быть способным проявляться и по кривой; кроме того, если среда не
участвует в процессе распространения электрического действия, то природа
промежуточного вещества не должна влиять на это явление; если же действие
опосредствовано, то такое влияние должно проявляться. Руководствуясь этими
представлениями, он провел многочисленные и остроумнейшие эксперименты, из
которых следовало, что электрическое действие проявляется также по кривым
линиям и что промежуточная среда значительно влияет на это действие.
В
ходе этих исследований Фарадей провел свой знаменитый опыт с деревянной
кабинкой, окруженной заземленной металлической сеткой («клетка Фарадея»), внутри
которой нельзя было обнаружить ни малейшего признака электричества даже при
очень большом заряде на стенках, и аналогичный опыт с «цилиндром Фарадея», представлявший
собой более тщательное и более полно проведенное повторение эксперимента с
«колодцем» Беккариа. Эти опыты Фарадея подтверждали то, что уже отмечали
наблюдатели предшествовавшего века и что доказывалось, как мы видели, математической
физикой.
Проводя
опыты с сферическими конденсаторами одинакового размера, но с различными
изолирующими прокладками, Фарадей устранил всякие сомнения относительно существования
некоторой удельной индуктивной способности (этот термин введен Фарадеем), развивая
таким образом исследования, начатые Беккариа семьдесят лет назад.
В
результате этих опытов Фарадей сформулировал свою теорию диэлектрической
поляризации.
Как
объяснить влияние диэлектрика в конденсаторе? Авогадро в 1806 г. предположил, что молекулы непроводящего тела поляризуются под воздействием заряженного
проводника. Но Фарадей, по-видимому, не знал этой работы Авогадро и руководствовался
двумя аналогиями: теорией магнетизма Пуассона и теорией электролитического
действия Гроттгуса.
Он
был поражен сходством вольтаметра с конденсатором: если к кусочку льда с двух
сторон приложить два заряженных проводника, то получится конденсатор, если же
лед растопить, то получится вольтаметр, в котором, согласно гипотезе Гроттгуса,
поляризованные молекулы ориентированы в направлении тока. Но, по мнению Фарадея,
поляризация должна уже существовать в молекулах льда, жидкое состояние лишь
позволяет ионам перемещаться. Поэтому, заключает Фарадей, обычная
электростатическая индукция представляет собой «действие смежных частиц».
Частицы тела, будь то изолятор или проводник, являются совершенными
проводниками, которые в обычном состоянии не поляризованы, но могут
поляризоваться под действием соседних заряженных частиц. Заряженное тело, помещенное
в изолирующую среду, поляризует ее частицы слой за слоем. Теория магнетизма
Кулона и Пуассона, таким образом, переносится целиком на теорию диэлектриков.
На
объявленный Итальянским научным обществом конкурс по разработке математической
теории электростатической индукции, основанной. на идеях Фарадея, откликнулся
Оттавиано Фабрицио Моссотти (1791—1863), один из крупнейших представителей
математической физики прошлого века, чьи произведения теперь собраны и изданы в
двух томах (Пиза, 1942—1951). Он представил замечательную работу «Discussione
analitica suW influenza che I'azione di un mezzo dielettrico ha sulla
distribuzione del elettriciia alia super-jicie di piu corpi elettrici
disseminati in esso» («Аналитическое рассмотрение влияния диэлектрической среды
на распределение электричества по поверхности расположенных в ней электрических
тел»), Модена, 1850 г.
Моссотти
представляет диэлектрик состоящим из множества проводящих частиц, погруженных в
изолирующую среду, и применяет к этой системе пуассоновскую теорию магнетизма.
Полученные выводы используются затем для исследования распределения
электричества по поверхности проводников, погруженных в диэлектрик. Теория
Моссотти была затем (в 1867 г.) применена и расширена Клаузиусом в его
механической теории теплоты. Мы увидим в дальнейшем, как ее использовал
Максвелл. Добавим еще, что к первоисточникам современной теории диэлектриков
следует отнести и другую известную работу Моссотти (опубликованную в Турине в 1836 г.), в которой, исходя из теории Эпинуса, он приходит к новой теории молекулярных сил и дает ее
аналитическую разработку.
Список литературы
Марио
Льецци "История физики"
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта electrolibrary
Другие работы по теме:
Исследование сегнетоэлектриков
Исследование диэлектрических свойств сегнетоэлектриков в зависимости от напряженности внешнего электрического поля и температуры осциллографическим методом. Определение и основные группы сегнетоэлектриков, их особые свойства и способы измерений.
Фарадей
айкл родился в окрестностях Лондона (Англия),в семье кузнеца. В 1810-1812 годах он прослушал курс лекций о естествознании, в том числе лекции известного химика Дэви, и попросил его взять к себе в помощники. Дэви предложил ему место лаборанта. В 1813 году Фарадей сопровождал своего учителя в поездке по Франции и Италии, познакомился со многими крупными учеными.
Майкл Фарадей
ФАРАД Й Майкл ФАРАДЁЙ, Майкл [22.IX.1791, Лондон (Ньюингтон)-25. VIII. 1867, Хэмптон-Корт ок. Лондона]- английский физик, создатель учения об электромагнитном поле, член Лондонского королевского общества (с 1824).
Поляризация света при отражении
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ Поляризация света ……………………………………………………
Биография Генриха Герца
енрих Рудольф Герц (1857— 1894) родился 22 февраля в Гамбурге, в семье адвоката, ставшего позднее сенатором. Учился Герц прекрасно и был непревзойдённым по сообразительности учеником. Он любил все предметы, любил писать стихи и работать на токарном станке. К сожалению, всю жизнь Герцу мешало слабое здоровье.
Слабонаправленные антенны
Исследование слабонаправленных антенн. Цель работы: исследование слабонаправленных антенн пирамидальной рупорной и диэлектрической стержневой. Ознакомление с конструкциями антенн. Расчет и экспериментальное определение их основных характеристик.
Применение сегнетоэлектриков в приборостроении
Сегнетоэлектриками называются вещества, обладающие спонтанной электрической поляризацией, которая может быть обращена приложением электрического поля E подходящей величины и определенного направления.
Электрохимический источник
В 1799 г. был построен первый электрохимический источник, электрической энергии – «вольтов столб» и осуществлен электролиз воды.
История физики: электромагнетизм.
В 18 веке продолжались работы по электризации тел, начатые Гильбертом. Многочисленные эксперименты, проведенные в различных лабораториях, позволили обнаружить не только новые материалы, но и открыть ряд новых свойств этого явления.
Хронология открытий в физике электричества
Ученый Открытие 1600 У. Гилберт Заложены основы электро и магнитостатики 1733 Ш. Дюфе Открытие двух видов электричества, установление притяжения разноименных зарядов и отталкивания одноименных
Сегнетоэлектрики
Сегнетоэлектрики представляют собой специфический класс сред, характеризующийся высоким значением диэлектрической проницаемости (на основной кривой поляризации).
Подходы к анализу нелинейной динамики жидкостей
Основная область моей научной деятельности - нелинейные явления в электрогидродинамике. Эти явления можно обнаружить, если наблюдать за поведением проводящей жидкости со свободной поверхностью во внешнем электрическом поле.
Законы электролиза Фарадея
Два закона электролиза — это всего лишь небольшая часть вклада Майкла Фарадея в науку. Электролиз — это совокупность процессов, происходящих при пропускании электрического тока через электролит.
Слабонаправленные антенны
Исследование слабонаправленных антенн. Цель работы: исследование слабонаправленных антенн пирамидальной рупорной и диэлектрической стержневой. Ознакомление с конструкциями антенн. Расчет и экспериментальное определение их основных характеристик.
Наука в период промышленного переворота
Изобретатели машин, произведших промышленную революцию, не были учеными, это были мастера-самоучки. Некоторые из них были неграмотны; к примеру, Стефенсон научился читать в 18 лет.
Кто изобрёл радио?
У нас в стране считают, что Александр Попов, на Западе – что Гульельмо Маркони. А что такое радио? А что такое изобретение? От этого зависит и ответ. Попробуем разобраться.
Теория потенциала
Историки обычно приписывают Лангранжу заслугу введения (в 1777 г.) в механику функции, которую Грин впоследствии назвал потенциалом. На самом же деле эта заслуга принадлежит Эйлеру.
Работы Фарадея. Электролиз
К электричеству, которое получается при трении, а также от химических и термоэлектрических батарей, прибавлялось еще электричество, возникающее при электромагнитной индукции.
Знаем ли мы, что такое АНОД?
Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах – зарядки и разрядки.
Биография Майкла Фарадея
Новый подход к явлениям природы: идея всеобщей связи явлений материального мира. История жизни известного ученого Майкла Фарадея. Исследования в области электромагнетизма, открытие принципа работы электродвигателя. Явление электромагнитной индукции.
Исаак Ньютон
(4.01.1643 - 31.03.1727).Родился в Вулсторпе. Окончил Кембриджский университет (1665). Работы относятся к механике, оптике, астрономии, математике. Сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, дисперсию света, развил корпускулярную теорию света, разработал (независимо от Готфрида Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисление.
Хаффман, Дэвид
Дэвид Хаффман (англ. David Albert Huffman; 9 августа 1925(19250809), Альянс, Огайо — 7 октября 1999, Санта-Крус, Калифорния) — первопроходец в сфере теории информации.
Людвиг Эдуард Больцман
Людвиг Эдуард Больцман - всемирно известный австрийский физик-теоретик. Им выведен закон распределения газовых молекул по скоростям, вошедший в историю физики как "статистика Больцмана" и положивший начало классической статистической физике.
Эдуард Коп
Коп, Эдуард Дринкер (Cope, Edward Drinker) (1840–1897), американский зоолог и палеонтолог, открывший и описавший более 1000 видов исчезнувших позвоночных.
Александров Павел Сергеевич
Начав научную работу в области теории множеств и теории функций действительного переменного, Александров получил ряд замечательных результатов (теорему о мощности борелевых множеств).
Питер Зееман
Зееман, Питер (Zeeman, Pieter) (1865–1943), нидерландский физик.