ประเภท: บทความเด่น » ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ
จำนวนการดู: 31167
ความคิดเห็นเกี่ยวกับบทความ: 1

การชนเชิงทดลองของประสบการณ์ไลเดน

 

การชนเชิงทดลองของประสบการณ์ไลเดนในปี 1913 Petersburg University ได้รับพนักงานใหม่ - นักฟิสิกส์ A.F. Ioffe ภายใต้ความพิเศษของวิศวกรเทคโนโลยีที่มีความหลงใหลในงานวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านั้นเขาเคยทำงานที่มหาวิทยาลัยมิวนิคมาหลายปีภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ทดลองชาวยุโรปที่ดีที่สุด V.K.Rentgen เขาปกป้องวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาที่นั่น

ตอนนี้นักฟิสิกส์ของเขาคือ พล.อ. ฮโวลสัน ในการสนทนาเกี่ยวกับการวิจัยที่จะเกิดขึ้นผู้นำคนนี้บอกว่าเขา "สานต่อประเพณีอันยอดเยี่ยมของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย" เพื่อสร้างงานต่างประเทศทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุด เป็นที่ชัดเจนว่านักเรียนของ X-ray ผู้ได้รับรางวัลโนเบลคนแรกในสาขาฟิสิกส์แม้จะได้ยินว่ามันแปลก เขาถามอีกครั้ง: "มันจะดีกว่าหรือไม่ที่จะยกประเด็นปัญหาที่ไม่ได้แก้ไขใหม่?" Hvolson ตัวไหนตอบว่า:“ แต่จะมีอะไรใหม่ที่คิดค้นขึ้นในฟิสิกส์ได้ไหม? ในการทำเช่นนี้คุณต้องเป็น GJ Thomson”

แท้จริงแล้ว J. Thomson ผู้ค้นพบอิเล็กตรอนนั้นเป็นนักฟิสิกส์คนสำคัญ แต่มันกลับกลายเป็นว่า A.F. Ioffe รู้วิธีถามคำถามทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์โลกทั้งโลกเริ่มต้นด้วย นอกจากนี้เขายังเป็นผู้จัดโรงเรียนวิทยาศาสตร์รัสเซียซึ่งนักเรียนจะต้องภาคภูมิใจในประเทศใด ๆ ในโลกรวมถึง I.V. Kurchatov และผู้ได้รับรางวัลโนเบล เอ็น.N. Semenov, P.L. Kapitsa

ความสามารถในการถามคำถามธรรมชาติและรับคำตอบจากการทดลองถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในชีวิตของวิทยาศาสตร์ และตัวเลขที่รู้วิธีการทำเช่นนี้เป็นเพียงนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่น แต่เธอก็ผิดและ O.D. Hvolson รากฐานของฟิสิกส์สมัยใหม่ประกอบด้วยการค้นพบการทำงานของผู้บุกเบิกซึ่งได้รับการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอตรวจสอบใหม่กลั่น หากข้อสรุปไม่ได้รับการยืนยันส่วนทั้งหมดของวิทยาศาสตร์จะล่มสลายและจากนั้นสร้างกำแพงใหม่ขึ้นอย่างระมัดระวังสาขาของวิทยาศาสตร์นี้ซึ่งนำไปสู่การค้นพบใหม่ไปสู่สิ่งปลูกสร้างใหม่ กระบวนการดังกล่าวกินเวลานานหลายศตวรรษและไม่มีที่สิ้นสุดกับสิ่งนี้

ที่นี่เราบอกเล่าเรื่องราวของการทดลองโดยนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพและผู้ที่พยายามแก้ไขด้วยประสบการณ์ที่เรียบง่ายและน่าเชื่อถือ แต่นำไปสู่สถานการณ์ที่เรียกว่าการปะทะกัน นี่เป็นกรณีที่ผลลัพธ์ที่ได้ขัดแย้งกัน

ไม่มีใครสามารถตั้งชื่อวันที่แน่นอนของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความจริงที่ว่าประจุไฟฟ้าสามารถสะสมได้โดยใช้อุปกรณ์พิเศษภายหลังเรียกว่าธนาคารไลเดนและต่อมาได้พัฒนาในอุปกรณ์ที่เรียกว่า ตัวเก็บประจุไฟฟ้า. แต่สามารถโต้เถียงว่าหลังจาก 1,745 ด้วยความช่วยเหลือของขวด Leyden มันเป็นไปได้ที่จะค้นพบความเร็วสูงของการแพร่กระจายของไฟฟ้าผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่เป็นมนุษย์และสัตว์ความเป็นไปได้ของการจุดระเบิดของก๊าซที่ติดไฟได้ด้วยประกายไฟฟ้า ฯลฯ นักวิจัยหลายพันคนกำลังพยายามใช้อุปกรณ์นี้เพื่อสนองความต้องการทางเศรษฐกิจของประเทศ อย่างไรก็ตามด้วยเหตุผลบางอย่างไม่มีใครพยายามศึกษาธนาคารไลเดนเอง

คำถามแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของธนาคารเองนั้นถูกถามโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันผู้ยิ่งใหญ่อย่างเบนจามินแฟรงคลิน โปรดจำไว้ว่าขวด Leyden ในเวลานั้นเป็นขวดน้ำไม้ก๊อกธรรมดาลงในก๊อกซึ่งมีแท่งเหล็กเสียบอยู่ที่สัมผัสกับน้ำนี้ ขวดนั้นถูกจับไว้ในมือหรือวางบนแผ่นตะกั่ว นั่นคืออุปกรณ์ทั้งหมดของเธอ

แฟรงคลินสงสัยว่าจะรู้ได้อย่างไร ที่ไหนในอุปกรณ์ง่าย ๆ นี้ แก้วโลหะและน้ำ ไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้น. ในแกนเหล็กน้ำหรือขวดตัวเอง? ตอนนี้เมื่อมีเครื่องมือวัดต่างๆและครึ่งหนึ่งของประชากรใช้คอมพิวเตอร์คำถามนี้จะทำให้งงงวยมากมายให้เราดูว่าปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอย่างไรในปี 1748 เมื่อผู้ทดลองเองเป็นเครื่องมือวัดเพียงตัวเดียวที่ผ่านการกระแทกด้วยไฟฟ้าอันเจ็บปวด ส่วนใหญ่เราจะให้คำอธิบายของการทดลองโดยผู้เขียนการทดลองเองเพื่อตรวจสอบความเรียบง่ายที่ชาญฉลาดของพวกเขา

“ ตั้งใจที่จะตรวจสอบเหยือกไฟฟ้าเพื่อสร้างที่ซ่อนของพลังเราวางมันลงบนแก้วและเอาจุกออกด้วยลวด จากนั้นหยิบกระป๋องในมือข้างหนึ่งและยกนิ้วอีกข้างขึ้นที่คอเราเอาประกายที่แข็งแกร่งออกมาจากน้ำด้วยแรงที่แรงพอ ๆ กันราวกับว่าสายไฟยังคงอยู่ในที่ของมัน ที่นี่ผู้เขียนเรียกว่าสายตะกั่วของกระป๋องลวด

“ หลังจากนั้นเพื่อที่จะค้นหาว่าไฟฟ้าอย่างที่เราคิดว่าไม่ได้อยู่ในน้ำหรือเปล่า วางไว้บนกระจกพวกเขาเอามันออกมาก่อนหน้านี้เป็นลวดกับจุก; จากนั้นเราเทน้ำทั้งหมดจากกระป๋องลงในขวดเปล่าซึ่งยังยืนอยู่บนแก้ว เราเชื่อว่าหากไฟฟ้าอยู่ในน้ำเมื่อเราแตะขวดนี้เราจะได้รับผลกระทบ ไม่มีการระเบิดมา จากที่นี่เราสรุปได้ว่าไฟฟ้าหายไประหว่างการถ่ายทำหรือยังคงอยู่ในธนาคาร”

“ ชิ้นสุดท้ายกลายเป็นจริงตามที่เราได้จัดตั้งขึ้นเพราะเมื่อการทดสอบนี้สามารถระเบิดได้ตามมาแม้ว่าเราจะเทน้ำธรรมดาจากกาต้มน้ำเข้าไป แฟรงคลินไม่มีทางเลือกนอกจากต้องยอมรับว่าค่าใช้จ่ายในธนาคารจะอยู่ในแก้วของมันเท่านั้น

“ เมื่อต้องการทราบว่าคุณสมบัตินี้มีอยู่ในแก้วขวดหรือรูปร่างของมันเราจึงเอาแผ่นแก้ววางไว้บนฝ่ามือของเราปกคลุมด้วยแผ่นตะกั่วด้านบนและต่อด้วยไฟฟ้า พวกเขานำนิ้วมาที่เธอทำให้เกิดประกายไฟพร้อมกับระเบิด " ด้วยวิธีนี้มันถูกกำหนดว่ารูปร่างของแก้วจะไม่ส่งผลกระทบต่อผล ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหานี้ก็คือการประดิษฐ์ของตัวเก็บประจุแบนแฟรงคลินหนึ่งจานซึ่งเป็นฝ่ามือของผู้ทดลองและอีกหนึ่งแผ่นนำ อย่างไรก็ตามในอนาคตเขายังแทนที่ฝ่ามือด้วยแผ่นตะกั่ว

ใครบ้างที่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ทางวิทยาศาสตร์ของการทดลองชาวอเมริกัน? เขาสามารถยืนยันได้อย่างปลอดภัยว่าในความจุไฟฟ้า“ ในรูปแบบย่อ” ประจุนั้นอยู่ในแก้ว หากจำเป็นใคร ๆ ก็สามารถทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำและตรวจสอบข้อสรุปของแฟรงคลิน แน่นอนการทดลองดังกล่าวได้ดำเนินการและข้อสรุปได้รับการยืนยันจากนักวิทยาศาสตร์หลายคน รูปแบบการสาธิตของโถเลย์เดนถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากการที่พวกเขาแสดงให้นักเรียนเห็นรูปแบบการทดลองที่ง่ายขึ้นซึ่งกลายเป็นข้อสรุปที่ผิด ท้ายที่สุดถ้าแทนที่จะใช้น้ำแฟรงคลินใช้ปรอทในการทดลองผลลัพธ์อาจตรงกันข้ามกัน

การทดลองกับโถเลย์เดนนั้นงดงามและสอดคล้องกับแนวคิดของการสมบูรณาญาสิทธิราชย์อย่างสมบูรณ์ดังนั้นพวกเขาจึงกลายเป็นแฟชั่นในสังคมชั้นสูงและแม้แต่บุคคลที่ถูกสวมมงกุฎก็มีส่วนร่วมในพวกเขา และเจ้าอาวาสเจ. เอ. นอลเลย์ยังรับตำแหน่งช่างไฟฟ้าอย่างเป็นทางการภายใต้กิ่งหลุยส์ที่ห้า เขาตั้งชื่อให้กับอุปกรณ์ในนามของเมืองมหาวิทยาลัยไลเดนในฮอลแลนด์ซึ่งอุปกรณ์นี้ถูกคิดค้นขึ้นมามากที่สุด

การทดลองสิบปีไม่ไร้ประโยชน์ เป็นที่ยอมรับอย่างแน่นอนว่าผลลัพธ์ของการทดลองไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำ (อย่างใดอย่างหนึ่งที่เหมาะสม) ยิ่งไปกว่านั้นแทนที่จะมีน้ำเศษตะกั่วก็สามารถเทลงในขวดได้ สิ่งนี้ไม่ได้สะท้อนให้เห็นในการกระทำของกระป๋อง ธนาคารได้เรียนรู้ที่จะรวบรวมแบตเตอรี่

แบตเตอรีของกระป๋องไลเดน

พบว่าธนาคารที่มีปริมาณมากขึ้น (ดังนั้นด้วยพื้นผิวกระจกที่ใหญ่กว่า) ทำให้เกิดการปลดปล่อยที่แข็งแกร่งขึ้น แต่การพึ่งพาของผลกระทบต่อความหนาของแก้วนั้นเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม แว่นตาทินเนอร์ให้แรงขึ้น น่าแปลกที่ด้วยความช่วยเหลือจากไฟฟ้าช็อตของนักวิจัยนักวิทยาศาสตร์ค่อนข้างแม่นยำคิดค้นสูตรที่รู้จักกันดีสำหรับความจุของตัวเก็บประจุแบบแบน ต่อจากนั้นนักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ได้เรียกวิธีการวัดนี้ว่า SOCKET METER(จาก SHOCK ฝรั่งเศส - กด, กด)

เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในชุมชนวิทยาศาสตร์หลายทฤษฎีได้ถูกหยิบยกขึ้นมาซึ่งได้พบการใช้งานในหมู่นักวิทยาศาสตร์ ในบรรดาพวกเขาเป็นทฤษฎีรวมกระแสไฟฟ้าที่แฟรงคลินเสนอเอง ตามทฤษฎีนี้ไฟฟ้าเป็นของเหลวชนิดไม่มีน้ำหนักที่เติมเต็มร่างกายทั้งหมด หากมีของเหลวนี้มากหรือน้อยในร่างกายร่างกายก็จะมีประจุ ด้วยของเหลวส่วนเกินนี้ร่างกายจึงมีประจุเป็นบวกและขาด - ลบ ทฤษฎีนี้จะได้รับการพัฒนาในภายหลังในทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของการนำ

การใช้ทฤษฎีนี้มันเป็นเรื่องง่ายที่จะอธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในตัวเก็บประจุ (ธนาคารไลเดน) เมื่อทำการชาร์จของเหลวไฟฟ้าจะไหลจากตัวเก็บประจุแผ่นหนึ่งไปยังอีกแผ่นหนึ่ง ผลลัพธ์คือประจุบวกบนจานหนึ่งและลบอีกจานหนึ่ง แก้วระหว่างพวกเขาทำหน้าที่เป็นฉนวนเท่านั้นและไม่มีอะไรอื่น มันง่ายที่จะปล่อยประจุดังกล่าว มันเพียงพอที่จะปิดแผ่นเหล่านี้ด้วยตัวนำหรือร่างกายมนุษย์ แต่ผลลัพธ์จากประสบการณ์ของแฟรงคลินแสดงให้เห็นว่าประจุอยู่ในแก้ว! จะเข้าใจทั้งหมดนี้ได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์บางคนเพื่อยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีรวมพยายามเอาแก้วออกจากประสบการณ์ พวกเขาเรียกเก็บเงินสองแท่งโลหะที่แขวนอยู่ใกล้เคียง ไม่ต้องสงสัยเลยว่าพวกเขาเป็นตัวเก็บประจุ แต่ไม่มีกระจก อนิจจาตัวเก็บประจุของผู้ทดลองไม่ได้ตีกระแสและคำถามยังไม่ได้รับการแก้ไข

ในปี ค.ศ. 1757 งานของ Franz Epinus นักวิชาการชาวรัสเซีย“ ประสบการณ์ในทฤษฎีไฟฟ้าและแม่เหล็ก” เผยแพร่ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กซึ่งอธิบายประสบการณ์ที่แก้ไขปัญหานี้ได้ เขาใช้แนวคิดพื้นฐานที่ว่ากระแสไฟฟ้าของแท่งนั้นถูกต้อง แต่ความตกใจของผู้ทดลองไม่ได้ถูกกระทบเนื่องจากความจุขนาดเล็กของตัวเก็บประจุ และคุณสามารถเพิ่มความจุได้โดยการเพิ่มแผ่นเก็บประจุและลดระยะห่างระหว่างพวกเขา เนื่องจากความจริงที่ว่าผู้ทดลองได้ประดิษฐ์ประจุไฟฟ้าชนิดใหม่สำหรับการทดลองนี้ - ตัวเก็บประจุที่มีอิเล็กทริกอากาศเราจึงให้ข้อความของ F. Epinus

"ดังนั้นเพื่อให้ได้พื้นผิวขนาดใหญ่ฉันจึงดูแลการทำแผ่นไม้ที่มีพื้นผิวประมาณแปดตารางฟุตฉันแขวนพวกเขาซ้อนทับแผ่นโลหะที่ระยะห่างหนึ่งนิ้วครึ่งจากกันในตำแหน่งที่ขนานกัน" เขาคิดเช่นตัวเก็บประจุและปล่อยออกมาด้วยตัวเอง ..

“ ฉันได้รับการกระตุ้นอย่างฉับพลันทันทีคล้ายกับที่เกิดจากธนาคารไลเดนอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้อุปกรณ์นี้ยังสามารถสร้างปรากฏการณ์อื่น ๆ ทั้งหมดที่ได้รับในธนาคาร ไม่จำเป็นต้องมองข้ามพวกเขา” โปรดทราบว่าแปดตารางฟุตน้อยกว่าหนึ่งตารางเมตรเล็กน้อย

คำพูดสุดท้ายเกี่ยวกับ“ ปรากฏการณ์อื่น ๆ ทั้งหมด” มีความสำคัญมาก มันเน้นว่าไฟฟ้าจากตัวเก็บประจุดังกล่าวเป็นสิ่งเดียวกันจากขวด Leyden แต่ไม่มีกระจกและการสันนิษฐานว่าประจุไฟฟ้าในอากาศโดยรอบนั้นไม่ก่อผล ต่อมาในปี 1838 สารดังกล่าว“ ผ่านหรือผ่านซึ่งกองกำลังไฟฟ้ากระทำ” เอ็มฟาราเดย์จะเรียก DIELECTRICS Epinus พูดในหนังสือ:“ ฉันตระหนักว่ามีบางสิ่งเกิดขึ้นกับแฟรงคลินที่อาจเกิดขึ้นกับทุกคน” ซึ่งเป็นคำภาษิตละติน - Errare humanum est - เป็นธรรมชาติของมนุษย์ที่จะทำผิดพลาด

F. Epinus ส่งบทประพันธ์ของเขาไปที่อเมริกาโดยเฉพาะสำหรับแฟรงคลิน แต่เขาเกือบจะหยุดทำการวิจัยเกี่ยวกับไฟฟ้าโดยไม่รวมการใช้ประโยชน์จากสายล่อฟ้าที่คิดค้นโดยเขา เขากลายเป็นนักการเมือง และแคทเธอรีนที่สองก็ถูกขับไล่ออกจากกิจกรรมทางวิชาการในรัสเซียและเอฟ. เธอแต่งตั้งให้เขาเป็นอาจารย์สอนวิชาฟิสิกส์สำหรับพอลลูกชายของเธอซึ่งต่อมากลายเป็นจักรพรรดิ แต่เขาได้รับเชิญไปที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเพื่อแทนที่ G.V. Richman ผู้เสียชีวิตระหว่างการวิจัยเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศมันเกิดขึ้นว่าคำถามของการทดลองกับธนาคาร Leyden ยังคงไม่ได้รับการแก้ไขเป็นเวลานาน

และตรงหน้าฉันเป็นหนังสือเกี่ยวกับไฟฟ้าในปี 2461 ฉบับ นี่คือคำแปลของหนังสือเล่มนี้โดยนักเขียนชาวฝรั่งเศสชื่อ Georges Claude ที่มีชื่อยาวว่า "ไฟฟ้าสำหรับทุกคนและทุกคนระบุไว้อย่างชัดเจน" มันอธิบายประสบการณ์กับขวด Leyden เช่นเดียวกับใน Franklin แต่ในกรณีที่ไม่มีน้ำเลย ดูภาพ

ธนาคารธนาคาร

ด้านซ้ายเป็นที่ชุมนุมขวด Leyden ตัวอักษร A, B และ C แสดงถึงส่วนประกอบต่างๆ A และ B คือด้านในและด้านนอกของกระป๋อง C เป็นแก้วบีกเกอร์ที่ทำหน้าที่เป็นฉนวน แอสเซมบลีกระป๋องดังกล่าวจะถูกคิดค่าใช้จ่ายในระหว่างการทดลองสาธิตจากนั้นผู้ทดสอบสามารถถอดชิ้นส่วนในถุงมือยางได้ เพื่อพิสูจน์ความจริงที่ว่าวัสดุบุผิวกระป๋องไม่มีค่าใช้จ่ายพวกเขาจะติดต่อกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีประกายไฟ จากนั้นจึงรวบรวมโถ น่าแปลกที่มันถูกชาร์จอีกครั้งและให้ประกายที่ทรงพลัง ประสบการณ์นี้ทำให้งงงันมากมาย และวิทยาศาสตร์ไม่ต้องทนทุกข์จากความคลุมเครือ อย่างไรก็ตามคำอธิบายของสถานการณ์ได้รับเฉพาะในปี 1922

ในปีนั้นในวารสาร London Journal of Philosophy บทความถูกตีพิมพ์โดยนักฟิสิกส์ J. Addenbrook“ การศึกษาการทดลองของ Franklin กับขวด Leyden” ที่ผู้เขียนเขียนผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์ที่เขียนถึงฉันทั้งหมด ปรากฎว่าภายใต้สภาวะปกติกระจกถูกปกคลุมด้วยฟิล์มน้ำเสมอเราสังเกตสิ่งนี้ด้วยการพ่นไอหมอกบนหน้าต่าง โดยวิธีการที่ภาพยนตร์เรื่องนี้ไม่ได้สังเกตเห็นเสมอ และประจุไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนยังคงมีอยู่และเล่นบทบาทของแผ่นโลหะในแก้วแบบสแตนด์อะโลน เมื่อแอ๊ดเด็นบรู๊คใช้แก้วที่ไม่ใช่แก้ว แต่เป็นพาราฟินซึ่งฟิล์มแก้วไม่ก่อตัวผลลัพธ์จะตรงกันข้ามกับแฟรงคลิน ในบรรยากาศที่แห้งแล้งไม่มีผลต่อ "แฟรงคลินเอฟเฟ็กต์" ใน Leiden bank ที่ยุบตัวได้

ดูได้ที่ e.imadeself.com:

  • ขั้นตอนแรกในการค้นหาตัวนำยิ่งยวด
  • ประวัติความเป็นมาของความขัดแย้งของวิศวกรรมไฟฟ้า
  • สายฟ้าราคาเท่าไหร่?
  • กระแสไฟฟ้าไหลไปที่ไหน
  • ตัวเก็บประจุ: วัตถุประสงค์อุปกรณ์หลักการทำงาน

  •  
     
    ความคิดเห็นที่:

    # 1 wrote: | [Cite]

     
     

    บุคคลควรมีความสุขเสมอหากความสุขสิ้นสุดลงให้ดูสิ่งที่ผิด