Летопись электричества

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.

^{Электрофор Вольта.}

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.

Зарядка электрофора Вольта: 1 — натирание мехом смоляного диска А; 2 — при накладывании диска

Б он электризуется; 3 — отрицательный заряд диска Б отводится в землю; 4 — диск Б оказывается заряженным положительно.

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.

Глава 17.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН

ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЙ французский ученый, физик Шарль Кулон долго совмещал свою научную работу с военной службой. Заинтересовавшись магнитными и электрическими явлениями, Кулон поставил себе задачу измерить силу отталкивания или притяжения электрически заряженных тел.

^{Шарль Кулон (1736–1806).}

Чтобы осуществить свое намерение, Кулон воспользовался крутильными весами, изобретенными им в 1784 году для исследования кручения нитей и проволок.

Крутильные весы оказались тем замечательным инструментом, с помощью которого Кулон впервые произвел точные измерения электрических и магнитных сил.

Устройство крутильных весов Кулона было довольно просто. В крышку широкого стеклянного цилиндра вставлялась высокая стеклянная трубка, внутри которой подвешивалась тонкая серебряная проволока. Верхний конец проволоки укреплялся в головке-пробке верхнего конца трубки. На нижнем конце проволоки горизонтально подвешивалась палочка из непроводящего материала. На одном конце этой палочки Кулон помещал бузинный шарик, а на другом — для равновесия — кружок из бумаги. В крышке цилиндра имелось отверстие, в которое можно было вставлять вертикальный проводящий электричество стержень с точно таким же бузинным шариком на нижнем конце.

^{Крутильные весы Кулона.}

Бузинный шарик, укрепленный на конце вертикального стерженька, получал электрический заряд и, касаясь ненаэлектризованного такого же по величине другого шарика отдавал ему половину своего заряда. После этого одинаково заряженные одноименным электричеством шарики отталкивались друг от друга. Но двигаться мог только один шарик, укрепленный на горизонтальной палочке.

При этом серебряная проволочка закручивалась до тех пор, пока сила ее упругости не уравновешивала силу взаимодействия между зарядами. Таким образом о величине этой силы можно было судить по углу закручивания серебряной проволочки.

Сопоставив полученные из опыта цифры, Кулон обнаружил, что сила взаимодействия зарядов зависит от расстояния между центрами шариков: если расстояние уменьшается вдвое, то сила отталкивания возрастает вчетверо, при уменьшении расстояния в четыре раза сила взаимодействия возрастает в шестнадцать раз.