2015-05-23
3457
| 1. В чем состоит сущность открытия Л. Гальвани? Гальвани решил, что открыл «животное электричество», то есть электричество, которое вырабатывается в организме лягушки. При замыкании нерва лягушки посредством медного крюка и железной дощечки образуется замкнутая цепь, по которой пробегает электрический заряд (электрическая жидкость или материя), что и вызывает сокращение мускулов. Сохранились подробные записи рассуждений и опытов ученого. В конце концов, он пришел к выводу, что для содрогания лап достаточно иметь два металла: медь и железо. И далее: разные металлы дают разный эффект. И все-таки он решил, что электрическая сила находилась в мышцах лягушки. Он много времени и сил потратил на то, чтобы доказать этот последний вывод. Никому не удалось доказать это и после Гальвани. |
| 2. Какие опыты выполнил Гальвани, и какие были сделаны им выводы? Он интересовался физиологическим действием электрического разряда и предпринял ряд опытов для выяснения действия электрического разряда на мускулы препарированной лягушки. В 1780 году профессор анатомии в Болонье Луиджи Гальвани изучает нервную систему отпрепарированных лягушек. Случайно так вышло, что в этой же комнате экспериментировал с электричеством ученый-физик. По рассеянности Гальвани отпрепарированную лягушку положил на стол электрической машины. В этот момент вошла его жена и с ужасом увидела, что при появлении в машине искр лапки мертвой лягушки двигались. Гальвани подошел к факту, как истинный ученый. Он многократно повторил опыт в разных комбинациях. 3аинтересовавшись наблюдаемым эффектом, Гальвани решил проверить, не будет ли оказывать такое же действие на лапки лягушки атмосферное электричество. Действительно, соединив один конец нерва лапки лягушки проводником с изолированным шестом, выставленным на крыше, а другой конец нерва с землей, он заметил, что во время грозы время от времени происходило сокращение мускулов лягушки. Затем Гальвани подвесил препарированных лягушек за медные крюки, зацепленные за их спинной мозг, около железной решетки сада. Он обнаружил, что иногда, когда мышцы лягушки касались железной ограды, происходило сокращение мускулов. Причем эти явления наблюдались и в ясную погоду. Следовательно, решил Гальвани, в данном случае уже не гроза является причиной наблюдаемого явления. Для подтверждения этого вывода Гальвани проделал подобный опыт в комнате. Он взял лягушку, у которой спинной нерв был соединен с медным крюком, и положил ее на железную дощечку. Оказалось, что когда медный крючок касался железа, то происходило сокращение мускулов лягушки. |
| 3. Какие опыты выполнил Вольта, чтобы опровергнуть вывод Гальвани о наличии «животного электричества»? Новый источник Вольта создал, когда прочитал трактат Гальвани «об электрических силах в мускуле». Он сразу увидел главное: электричество появлялось при наличии двух разных металлов. Положив разные монеты в рот одну на, а другую – под язык и соединив их проволочкой, он сразу же почувствовал знакомый солоноватый привкус. Тогда он поставил друг на друга свыше 100 металлических кружков, разделенных бумагой и смоченных соленой водой. Проверив ощущением на языке, Вольта убедился, что в его сооружении электричество присутствует постоянно, не в пример всем прежним опытам со статическим электричеством. Далее Вольта создал первую батарею. Это были последовательно соединенные медные и цинковые пластины, попарно опущенные в сосуды с разбавленной кислотой. Её первое название - «корона сосудов». Это был уже довольно солидный источник электрической энергии. В то же время это был единственный и самый мощный источник. |
| 4. Как была устроена «батарея» А. Вольта? Вольта создал первую батарею. Это были последовательно соединенные медные и цинковые пластины, попарно опущенные в сосуды с разбавленной кислотой. Её первое название - «корона сосудов». Это был уже довольно солидный источник электрической энергии. |
| 5. Как В.В. Петров впервые получил электрическую дугу? |
| 6. Как Эрстед построил опыт с магнитной стрелкой и какой вывод он сделал? 15 февраля 1820 года. Профессор Г. Эрстед читает студентам лекцию, по ходу которой ему пришлось демонстрировать нагревание проволочки, по которой походит электрический ток. Один из студентов обратил внимание на то, что при прохождении тока по проводнику стрелка оказавшегося рядом компаса изменяла свое положение. Профессор мгновенно оценил открытие. Придя домой после лекции, Эрстед детально описал эффект. Четыре странички текста по латыни на три четверти содержали ошибочное толкование явления. Но главная ценность труда – описание самого опыта. |
| 7. Каково главное открытие Ампера и какими опытами он его обосновывал? Уже 18 сентября Ампер решил выступить на заседании Академии. Вот его слова: “Я описал приборы, которые я намереваюсь построить, и среди прочих – гальванические спирали и завитки. Я высказал ту мысль, что эти последние должны производить во всех случаях такой же эффект, как магниты… я свел все эффекты к чисто электрическим эффектам”. Только через неделю он продемонстрировал две спирали с током, которые взаимодействовали между собой, как два магнита. До конца 1820 года он провел множество опытов, сделал множество докладов. Ампер был уверен, что замкнутые токи эквивалентны магнитам. Поместив рядом два прямоугольных провода с током, Ампер установил, что они тоже взаимодействуют, как магниты. Но он еще обратил внимание, что эти две рамки притягиваются, если токи направлены одинаково, и отталкиваются, если токи имеют различное направление. Ампер создал прообраз электромагнита, обнаружив, что кусок железа, помещенный внутрь спирали с током, приобретает свойства магнита и многократно усиливает магнитное поле тока. Был сделан вывод, что движущиеся заряды создают вокруг себя магнитное поле, однако направление его действия зависит от направления движения зарядов (тока). Если компас поднести к проводу с током, то магнитная стрелка располагается перпендикулярно к проводу. Но если направление тока в проводнике поменять, то стрелка поворачивается на пол-оборота. Новая наука родилась. Электричество и магнетизм стали в представлении людей единым явлением природы. И это послужило мощным толчком для открытий в самых различных отраслях физической науки. Ампер создал все предпосылки для того, чтобы наука об электричестве и магнетизме, как наблюдаемых человеком явлениях природы, переросла из фундаментальной науки в новую науку - прикладную. В науку под названием “Электротехника” - науку о практическом использовании электрических и магнитных явлений в интересах человека. |
| 8. Как построил свои опыты М. Фарадей и какие выводы он сделал? Толчком к успеху послужило предложение Фарадею написать для научного журнала статью по истории электромагнетизма. Будучи человеком педантичным, он решил лично проделать все опыты, которые привели к пониманию электромагнетизма. Под конец он решил поставить опыт, который они не раз обсуждали с Дэви: проволочка с током должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси. Установка состояла из серебряной чаши с ртутью, в центре ее был помещен магнит. Медная проволока была воткнута в пробку, которая плавала на поверхности ртути. По проволоке пропустили ток от вольтового столба, один полюс которого был присоединен к чаше. При включении тока проволочка начала быстро вращаться вокруг магнита. Изменение направления тока в проволочке привело к изменению направления вращения. Возбужденный открытием, Фарадей сделал рисунок прибора, с которого началась вся нынешняя электроэнергетика. Для статьи в журнале была сделана очень эффектная концовка. Фарадей никогда не брал патентов на свои изобретения. Его объяснение: ”Мне хотелось бы отыскать новые факты и новые соотношения, связанные с магнитоэлектрической индукцией, чем увеличить мощность достигнутых эффектов”. |
| 9. Каковы устройство и принцип действия униполярного генератора Фарадея? Детально обдумав результат и сделав подробное описание опыта, Фарадей строит первый электрогенератор. Любопытно, что это был униполярный генератор. Он вращал металлический диск между полюсами магнита. В трудах Фарадея нет математических выкладок. Ему от вращения проволочки вокруг магнита к генератору пришлось идти несколько лет. А первый опыт, принесший удачу, выглядел так. На железное кольцо было намотано изолированным проводом две катушки. Когда первую катушку подключали к источнику, в замкнутый второй катушке наблюдался всплеск электрического тока. Причем, когда ток в первой обмотке выключали, во второй снова возникал всплеск тока. Через две недели он ввел в катушку магнит – и получил тот же эффект. И сделал вывод: ”Электрическая волна возникает только при движении магнита”. И только еще через две недели он установил между полюсами магнита диск и закрутил его. Ток с диска он снял с помощью скользящих контактов: один контакт в центре диска, а второй – на его внешней кромке. В записи от 28 октября 1831 г. говорится: «Заставил медный диск вращаться между плюсами большого подковообразного магнита… ось и точка на краю диска были соединены с гальванометром. При вращении диска стрелка гальванометра приходила в движение» Так удалось обнаружить индукционные токи в металле и создать первый генератор – колесо Фарадея. Англия гордится именем Фарадея, которое стоит рядом с другими именами великих англичан: Ньютон, Резерфорд, Максвелл. |
| 10. В чем состоит роль Д. Максвелла в создании теории электромагнитного поля? Система взглядов на электрические и магнитные явления и их взаимодействие легла в основу приведенных четырех уравнений. Всё вместе получило название “Максвелловой теории электромагнитного поля”. Теория Максвелла – это триумф идей Фарадея. В этой связи нельзя не согласиться с мнением Герца, что «главное в теории Максвелла… уравнения Максвелла». С их помощью удалось описать чрезвычайно широкий круг явлений природы, причем, как в масштабах земли, так и в масштабах Вселенной, внутри звезд и планет, в микромире. |
| 11. Как формулируется правило Э.Х. Ленца? В его записи это звучало так: “Если металлический проводник движется поблизости от гальванического тока или магнита, то в нем возбуждается гальванический ток такого направления, что если бы данный проводник был неподвижен, то ток мог бы обусловить его перемещение в противоположную сторону...” В переложении на современный язык это звучит так, индуктируемый в проводнике ток создает силу, препятствующую его перемещению в магнитном поле. |
| 12. Как Г. Герцу удалось подтвердить справедлтвость уравнений Максвелла? При постановке одного из своих экспериментов он открыл “электромагнитные волны”, посредством которых электрическая энергия передавалась на расстояние до 1,5м. Факт передачи энергии фиксировался сконструированным Герцем специальным “искровым микрометром”. Суть эксперимента состояла в том, что между двумя шариками создавалась искра. На некотором расстоянии от этих шариков был размещен почти замкнутый контур. Единственным промежутком в этом контуре был искровой промежуток с маленькими шариками. Когда в первой цепи создавалась искра, во втором искровом промежутке также проскакивали искорки. Металлический лист не пропускал волн. Зато двери комнаты были для них прозрачны. Новые волны вели себя, как обычный свет. Герц сумел определить скорость распространения электромагнитных волн. Она оказалась равна скорости света. Герц сумел даже изготовить параболическое зеркало для новых волн. Не оставалось сомнения, что открытые “волны Герца”- это предсказанные Максвеллом электромагнитные волны. Опыты Герца привлекли внимание самых широких слоев общества. Появились предложения создать новую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
