Летопись электричества

Глава 16. НЕИСЧЕРПАЕМЫЙ ИСТОЧНИК

АНГЛИЙСКИЙ УЧЕНЫЙ Джон Кантон в 1753 году показал, что каждое тело может наэлектризоваться любым родом электричества в зависимости от состояния его поверхности и от выбора трущего вещества.

Например, стекло электризуется не всегда положительно: от натирания фланелью полированные стекла оказываются наэлектризованными отрицательно.

Вместо существовавшей много лет машины со стеклянным шаром или цилиндром была изобретена очень удобная для опытов электрическая машина с плоскими стеклянными дисками. Кто именно изобрел эту машину, сказать трудно: с 1755 по 1766 год объявилось не менее четырех изобретателей. Во всяком случае, дисковую машину впервые ввел в употребление английский механик Рамсден, в числе других оспаривавший право первого изобретения.

Для получения электричества больше не нужно было натирать стекло рукой. В машине Рамсдена диск при вращении терся о кожаные подушки. Электрические заряды собирались на металлических цилиндрах — кондукторах.

Рамсден пристроил к машине особый измеритель — электрометр. На одном из кондукторов была укреплена металлическая палочка. Параллельно ей Рамсден укрепил на легком, шарнире короткую соломинку. Мерой электрического заряда кондуктора являлся угол отклонения соломинки.

Ученый Вильке и его друг Эпинус, впоследствии член Петербургской Академии наук, сделали очень важные наблюдения над электризацией тел без их соединения с заряженными телами.

По мнению этих ученых, когда к положительно наэлектризованному проводнику приближают изолированный, но не наэлектризованный второй проводник, то в нем происходит разделение всегда имеющегося в каждом теле электричества двух родов. Отрицательное электричество собирается у того конца второго проводника, который обращен к положительно заряженному проводнику, вследствие взаимного притяжения этих различных по знаку зарядов. А положительное электричество устремляется к противоположному концу. Если теперь прикоснуться к этому концу, то положительные заряды через руку уйдут в землю и на втором проводнике останется только отрицательный заряд.

В 1762 году Карл Вильке сделал новое интересное наблюдение над электричеством, и долгое время никто из ученых не мог его объяснить.

Вильке производил электрические опыты с плоской усилительной банкой, представлявшей две металлические обкладки, разделенные пластинкой стекла.

Зарядив эту плоскую банку, Вильке снял одну из обкладок и перенес ее заряд на другую банку, чтобы разрядить эту обкладку. Вернув обкладку на место и вторично сняв ее, Вильке с удивлением заметил, что на обкладке появился новый заряд. Вильке снова разрядил обкладку и положил ее на стекло, затем поднял — и опять заметил новый заряд. Этот опыт он повторял подряд много дней, ни разу не заряжая пластин, и каждый раз на обкладке появлялись все новые и новые электрические заряды.

Как нельзя было никогда наполнить легендарные бочки Данаид, так нельзя было исчерпать электрические заряды из вновь изобретенного прибора.

Вильке поделился своими наблюдениями с некоторыми учеными, которые также были изумлены результатами опыта. Были высказаны разные предположения, но ни одно из них не было принято.

Молодой итальянский физик Алессандро Вольта спустя двенадцать лет несколько видоизменил опыт Вильке.

Прибор Вольта, впоследствии названный электрофором, сохранился в своем первоначальном виде до наших дней. Он представляет собой металлическую подкладку с установленным на ней смоляным диском, на который кладется металлическая пластинка с не проводящей электричество ручкой. Смоляной диск нужно натереть мехом, то есть зарядить отрицательным электричеством, и положить на него верхнюю пластинку. На этой верхней пластинке будут сосуществовать оба вида электричества до тех пор, пока экспериментатор не коснется ее пальцем.

Касаясь пластинки пальцем, мы уводим отрицательное электричество через тело человека в землю, и на верхней пластинке остается только положительный заряд, которым можно зарядить другое тело. Ставя верхнюю пластинку на смоляной диск, мы снова производим в ней разделение имеющегося в теле электричества. После отвода заряда в землю через руку на верхней пластинке вновь обнаружится оставшийся противоположный заряд. Подобным образом опыт может быть повторен сколько угодно раз.

Так Вольта, основываясь на теории Роберта Симмера о существовании двух противоположных электричеств, объяснил опыт Вильке.

Весь ученый мир впервые обратил тогда внимание на молодого ученого. И слава изобретения электрофора осталась за ним.

С 1778 года некоторые ученые стали обозначать положительное электричество знаком плюс (+), а отрицательное — знаком минус (–). Эти обозначения ввел один из исследователей электричества, физик Георг Лихтенберг. Он же первый заметил, что если направить электричество с острия на смоляную поверхность электрофора, а затем посыпать ее смоляным порошком, то порошок будет приставать к смоляной поверхности только местами. Образуются различные узоры и фигуры, которые впоследствии стали называть фигурами Лихтенберга. Для положительного и отрицательного электричества фигуры имеют различный вид.

Уже к середине XVIII века накопилось много новых наблюдений, фактов, открытий. Однако никто еще не мог достаточно точно измерить электрическую силу.

Давным-давно уже измерялись многие физические величины: длина, ширина, объем, вес, температура, скорость, сопротивление движению.

Необходимость точного измерения электрических и магнитных сил первым осознал французский ученый Шарль Кулон. Он и выполнил эту задачу.