Articles

wynalazek Leyden jar

w 1745 roku tanie i wygodne źródło iskier elektrycznych wynalazł Pieter van Musschenbroek, fizyk i matematyk w Lejdzie w Holandii. Później nazywany słoikiem Leydena, był pierwszym urządzeniem, które mogło przechowywać duże ilości ładunku elektrycznego. (E. Georg von Kleist, niemiecki duchowny, niezależnie rozwinął pomysł takiego urządzenia, ale nie zbadał go tak dokładnie, jak Musschenbroek.) Słoik Leydena zaprojektowany przez tego ostatniego składał się ze szklanej fiolki, która była częściowo wypełniona wodą i zawierała gruby przewód przewodzący zdolny do przechowywania znacznej ilości ładunku. Jeden koniec tego drutu wystał przez korek, który uszczelnił otwór fiolki. Słoik Leydena był ładowany przez doprowadzenie tego odsłoniętego końca przewodu przewodzącego do kontaktu z urządzeniem ciernym, które wytwarzało elektryczność statyczną.

w ciągu roku od pojawienia się urządzenia Musschenbroeka, William Watson, angielski lekarz i naukowiec, skonstruował bardziej wyrafinowaną wersję słoika Leydena; pokrył wnętrze i zewnątrz pojemnika metalową folią, aby zwiększyć jego zdolność do przechowywania ładunku. W 1747 roku Watson przesłał iskrę elektryczną ze swojego urządzenia przez przewód nawleczony przez Tamizę na Westminster Bridge.

jar Leydena zrewolucjonizował badania nad elektrostatyką. Wkrótce „elektrycy” zarabiali na życie w całej Europie demonstrując elektryczność za pomocą słoików Leydena. Zazwyczaj zabijali ptaki i zwierzęta porażeniem prądem lub wysyłali ładunki przez przewody nad rzekami i jeziorami. W 1746 roku Abbé Jean-Antoine Nollet, fizyk, który spopularyzował naukę we Francji, wystrzelił Lejdnant przed króla Ludwika XV, wysyłając prąd przez łańcuch 180 Królewskich strażników. W innej demonstracji Nollet użył drutu z żelaza, aby połączyć rząd Kartuzów o długości ponad kilometra; kiedy zrzucono słoik Leydena, mnisi w białych szatach prawdopodobnie podskoczyli jednocześnie w powietrze.

Leyden jar
Leyden jar

Photos.com/Thinkstock

w Ameryce Benjamin Franklin sprzedawał swoją drukarnię, gazetę i Almanach, aby spędzać czas na przeprowadzaniu eksperymentów elektrycznych. W 1752 roku Franklin udowodnił, że piorun był przykładem przewodzenia energii elektrycznej przez puszczanie Jedwabnego latawca podczas burzy z piorunami. Zbierał ładunek elektryczny z chmury za pomocą mokrego Sznurka przymocowanego do klucza, a następnie do słoika Leydena. Następnie użył nagromadzonego ładunku pioruna do przeprowadzenia eksperymentów elektrycznych. Franklin wypowiedział prawo znane obecnie jako zachowanie opłat (suma netto opłat w izolowanym regionie jest zawsze stała). Podobnie jak Watson, nie zgadzał się z teorią dwóch płynów Dufaya. Franklin twierdził, że elektryczność składa się z dwóch stanów jednego płynu, który jest obecny we wszystkim. Substancja zawierająca niezwykle dużą ilość płynu byłaby „plus” lub dodatnio naładowana. Materia z mniejszą niż normalna ilością płynu byłaby „ujemna” lub ujemnie naładowana. Teoria jednego płynu Franklina, która zdominowała badania nad elektrycznością przez 100 lat, jest zasadniczo poprawna, ponieważ większość prądów jest wynikiem poruszających się elektronów. Jednocześnie jednak cząstki fundamentalne mają zarówno ładunek ujemny, jak i dodatni i w tym sensie obraz dwu-płynny Dufaya jest prawidłowy.

Benjamin Franklin
Benjamin Franklin

eksperyment Benjamina Franklina dowodzący tożsamości pioruna i elektryczności.

© North Wind Picture Archives

Joseph Priestley, angielski fizyk, podsumował wszystkie dostępne dane na temat energii elektrycznej w swojej książce History and Present State of Electricity (1767). Powtórzył jeden z eksperymentów Franklina, w którym ten ostatni wrzucił małe korki do silnie zelektryfikowanego metalowego pojemnika i stwierdził, że nie są one ani przyciągane, ani odpychane. Brak ładunku wewnątrz pojemnika spowodował, że Priestley przypomniał sobie prawo Newtona, że wewnątrz pustej sfery nie ma siły grawitacyjnej. Na tej podstawie Priestley wywnioskował, że prawo siły między ładunkami elektrycznymi musi być takie samo jak prawo siły grawitacji—tzn. że siła między masami zmniejsza się wraz z odwrotnym kwadratem odległości między masami. Chociaż zostały one wyrażone w kategoriach jakościowych i opisowych, prawa Priestleya obowiązują do dziś. Ich Matematyka została wyjaśniona i szeroko rozwinięta między 1767 a połową XIX wieku, ponieważ elektryczność i magnetyzm stały się precyzyjnymi, ilościowymi naukami.

Aparat zaprojektowany przez Josepha Priestleya do wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej
Aparat zaprojektowany przez Josepha Priestleya do wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej

Aparat zaprojektowany przez Josepha Priestleya do generowania i magazynowania energii elektrycznej, z grawerowania przez Andrew Bella do pierwszego wydania Encyclopædia Britannica (1768-71). Za pomocą koła połączonego sznurkiem z kołem pasowym maszyna obracała szklaną kulę o „gumę”, która składała się z pustego kawałka miedzi wypełnionego włosiem końskim. PowstaĹ 'y Ĺ’ adunek elektrycznoĺ „ci statycznej, gromadzÄ … cy siÄ ™ na powierzchni kuli ziemskiej, zostaĹ’ zebrany przez grupÄ ™ drutăłw (m) i poprowadzony drutem lub prÄ ™ tem mosiÄ ™ ĺľnym (l) do” przewodnika gĹ 'Ăłwnego” (k), wydrÄ … ĺľonego naczynia z polerowanej miedzi. Metalowe pręty można włożyć do otworów w przewodniku”, aby przekazać ogień tam, gdzie jest to pożądane.”

Encyclopædia Britannica, Inc.