Содержание
Персональный сайт — Шарль Франсуа Дюфе
Материал подготовиа Родина Софья, 10А
Шарль Франсуа Дюфе
Дюфе Шарль Франсуа — французский физик, член Парижской академии наук. Он был директором Ботанического сада с 1732 года.
Проводил исследования в области электричества, оптики, механики, жидкостей, теплоты, магнетизма. В 1733 году Дюфе открыл существование двух родов электричества. Они назывались «стеклянным» и «смоляным» электричеством.
Первое. Электричество возникает на стекле, горном хрустале, драгоценных камнях, волосах, шерсти и так далее.
Второе. Электричество возникает на янтаре, шелке, бумаге и так далее.
Дюфе установил, что однородные электричества отталкиваются. Разнородные притягиваются.
Он впервые высказал мысль об электрической природе молнии и грома в 1735 году. Он исследовал магнитные явления, фосфоресценцию, двойное лучепреломление в кристаллах.
Charles François de Cisternay du Fay
Charles François de Cisternay du Fay est le physicien français, le membre de l’Académie des Sciences Parisienne.
Il était le directeur du Jardin des plantes en 1732.
Il passait les études dans le domaine des électricités, l’optique, la mécanique, les liquides, les chaleurs, le magnétisme. En 1733 Dufay a ouvert l’existence de deux couches de l’électricité. Ils s’appelaient l’électricité «en verre» et «goudronnée».
Premier. L’électricité apparaît sur le verre, le cristal de roche, les pierres précieuses, les cheveux, la laine et cetera.
Deuxième. L’électricité apparaît sur l’ambre, la soie, le papier et cetera.
Dufay a établi qu’homogène de l’électricité s’écartent. Les divers sont attirés.
Il a exprimé pour la première fois l’idée sur la nature électrique de l’éclair et le tonnerre en 1735. Il étudiait les phénomènes magnétiques, la phosphorescence, la diffraction dans les cristaux.
La biographie.
Fils et petit-fils de soldat, François du Fay suivit d’abord la voie familiale et combattit dans le régiment de Picardie aux sièges de Saint-Sébastien et de Fontarabie (Guerre de la Quadruple-Alliance, 1719), gagnant le grade de capitaine.
Mais dès 1723, il se tourna vers les sciences naturelles et obtint une charge d’adjoint dans la classe de chimie de l’Académie des sciences.
Louis XV nomma en 1732 le jeune chimiste premier intendant (c’est-à-dire directeur) du Jardin des plantes. Selon Fontenelle, Du Fay « fit de cet établissement, négligé avant lui, le plus beau jardin de l’Europe ». Il accompagna le cardinal de Rohan à Rome, où il prit le goût des antiquités, fut reçu en 1733 membre pensionnaire de l’Académie des sciences, et partit l’année suivante en mission en Angleterre avec d’autres académiciens pour y étudier la force (la résistance à la compression) des bois.
À partir de 1733, il se consacra essentiellement à la botanique et aux propriétés optiques des cristaux, particulièrement la biréfringence du cristal de roche et du spath d’Islande.
François du Fay contracta la petite vérole au tout début de juillet 1739, et fut emporté en quelques jours. Sa succession, prise par Buffon dans l’intendance générale du Jardin du Roy, fut d’emblée controversée, car beaucoup d’académiciens s’attendaient à ce que Duhamel du Monceau obtînt cet office.
История развития электродинамики. Электростатика / Хабр
В прошлом посте развернулась целая дискуссия по поводу того, нужны ли здесь подобные статьи, но так как к этому моменту я уже подготовил продолжение, то решил его все-таки выложить.
В продолжение начатой недавно темы про историю развития электродинамики, поговорим теперь про электростатику.
Итак, Гильберт отделил магниты от веществ, которые могли электризоваться и притягивать к себе мелкие частицы (например, янтарь и стекло). С этого и началось развитие электростатики, то есть науки о взаимодействии неподвижных заряженных частиц. Тогда еще не знали природу взаимодействия ни между магнитами, ни между заряженными телами. Гильберт высказал предположение, что тела, которые могут электризоваться, содержат некие “соки”, а при трении они разогреваются или еще каким-то образом возбуждаются, благодаря чему от наэлектризованных тел начинает исходить испарение, которое и притягивает окружающие предметы.
То есть по сути, Гильберт высказал предположение, что наэлектризованные тела взаимодействуют не сами по себе, а через некоторый вид материи. Эта теория будет позже названа теорией близкодействия. В противоположность ей, существовала теория дальнодействия, согласно которой тела взаимодействуют непосредственно между собой. Активным сторонником теории дальнодействия был Ньютон, его теория всемирного тяготения была, казалось бы, веским аргументом пользу дальнодействия. Ньютон критиковал теорию Гильберта об “испарении” наэлектризованных тел:
“Пусть он объяснит мне, каким образом наэлектризованное тело при трении может испускать излучение, столь разреженное и неуловимое и одновременно столь мощное, что его испускание, не вызывая ощутимого уменьшения веса наэлектризованного тела и, расширяясь в сферу, диаметр которой превышает два фута, тем не менее, остается способным возбуждать и удерживать медную или золотую пластинку на расстоянии свыше фута от наэлектризованного тела?”
В будущем, до Фарадея и Максвелла, именно теория дальнодействия будет считаться верной, но попытки объяснить ее ни к чему не приведут.
Однако, сразу после Гильберта многих заинтересовала его теория. Правда, опять же, никто не мог объяснить как именно “испарения” действуют на тела.
Отто фон Герике
Первым заметил, что наэлектризованные тела не только могут притягиваться, но также и отталкиваться, Никколо Кабео (1585-1650). Позднее, в 1660 году, Отто фон Герике (1602 — 1686), немецкий физик, изготовил электрическую машину. Она представляла собой вращающийся на железной оси шар из серы. Если к вращающемуся шару прикладывать руку, то он электризовался и начинали проскакивать искры. Герике заметил, что шар притягивает легкие тела, а коснувшись шара, они тут же отталкивались и не притягивались к нему до тех пор пока не коснутся какого-нибудь другого тела. Он также заметил, что наэлектризованный шар светится в темноте.
Шарль Франсуа Дюфе
После того как накопилось достаточно много фактов о заряженных телах, эти факты нужно было как-то объяснить. В 1733 году Шарль Франсуа Дюфе (1698 — 1739) выдвинул предположение о существовании двух родов электричества — стеклянного и смоляного.
Он разделил вещества, способные электризоваться на два класса: материалы из первого класса давали “стеклянное” электричество (этот род электричества был так назван, потому что сюда попало стекло), вещества второго класса давали “смоляное” электричество (сюда попал янтарь). Заряженные тела из разных классов притягивались, в то время как заряженные тела из одного класса отталкивались.
Питер ван Мушенбрук
Через 12 лет, в 1745 году после этой работы Дюфе в голландском городе Лейден Питер ван Мушенбрук (1692 — 1761) вместе со своим приятелем Кюнеусом (по другим сведениям — его ученик) изобрели первый в мире конденсатор, который получил свое название в честь города Лейден, — лейденская банка. Одновременно с Мушенбруком такую же конструкцию предложил немецкий ученый Клейст (1700 — 1748), поэтому лейденскую банку еще иногда называли банкой Клейста. Устройство лейденской банки было довольно простое — это был стеклянный сосуд, обклеенный снаружи листовым оловом, это была внешняя обкладка.
Чтобы создать вторую, внутреннюю, обкладку, банку либо заполняли водой, либо покрывали оловом внутреннюю поверхности банки. В качестве контакта для внутренней обкладки выступала проволока, воткнутая через горловину банки. В первых опытах у конденсатора не было внешней обкладки, а в ее качестве выступали руки экспериментатора. Именно после удара тока от такой лейденской банки без внешней обкладки Кюнеус и узнал, что конденсатор работает. 🙂 Лейденские банки могли накапливать заряд до микрокулона (но в то время такого понятия как Кулон еще не существовало, а самому Кулону в тогда было 9 лет). Лейденская банка сыграла очень важную роль в развитии электричества и подтолкнула к дальнейшим исследованиям. Кстати, именно Мушенбрук первый соединил лейденские банки в батарею, чтобы увеличить их суммарную емкость.
Бенджамин Франклин
Практически сразу после изобретения конденсатора на сцену выходит Бенджамин Франклин, тот самый американский политик, который участвовал и в создании американской конституции.
Он необычно много сделал для исследования электричества. Во-первых, он предложил свою теорию вместо теории Дюфе о двух родах электричества. Франклин выдвинул предположение, что электричество бывает только одного вида, а разделение материалов на два класса объясняется избытком или недостатком этого самого одного электричества. И именно Франклин предложил обозначать заряженные тела знаками “+” или “-”. Таким образом, получилось, что “стеклянное” электричество стало обозначаться плюсом, а смоляное — минусом. Если бы он обозначил их наоборот, то нам бы сейчас было бы легче в том смысле, что по договоренности ток течет от плюса к минусу (от места избытка “электричества” к месту, где его мало), по обозначениям Франклина получается, что электрон (о котором тогда, разумеется, еще и не догадывались) имеет отрицательный заряд, следовательно, они бегут от минуса к плюсу. Таким образом получается, что ток течет по направлению, обратному движению электронов, переносчику того самого тока. Про электроны Франклин тогда, естественно, не знал, но из-за такого обозначения теперь существует такая небольшая путаница с направлением тока и направлением движения переносчиков тока — электронов.
Он же ввел такие понятия как “батарея”, “конденсатор”, “проводник”, “заряд”, “разряд”. Кроме того Франклин активно изучал молнии и установил, что атмосферное электричество и статическое электричество, получаемое с помощью трения, является одним и тем же электричеством. Даже на бюсте Франклина скульптором А. Гудоном была нанесена надпись на латинском языке: “Он отнял молнию у небес и власть у тиранов”, сама фраза принадлежит другу и биографу Франклина — Анн Роберу Жаку Тюрго (1727 — 1781). Франклин же установил в 1752 году, что молния есть ни что иное как электрический разряд. Он также изобрел громоотвод и заземление. Он также первый начал использовать электрическую искру для взрыва пороха. И именно Франклин объяснил принцип действия лейденской банки и какую роль в ней играет диэлектрик (конечно, насколько это было возможно в то время). Но, чтобы быть честным, аналогии между искрой и молнией были еще у Ньютона, он писал, что ему электрические искры напоминают молнии.
Шарль Огюстен де Кулон
К этому моменту ученые старались не только описать и объяснить электричество, но и каким-то образом измерить заряды и силу их взаимодействия.
2 установил еще в 1771 году английский физик Генри Кавендиш (1731 — 1810), но не опубликовал свое открытие и эксперимент, с помощью которого он сделал такой вывод.
Джозеф Пристли
Правда, и Кулон, и Кавендиш лишь подтвердили предположение, которое было высказано Джозефом Пристли о том, что сила взаимодействия между зарядами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Пристли не был твердо уверен в своем предположении и основывал его на предположении, что заряды взаимодействуют так же, как и тела в законе притяжения. Но именно Кулон довел закон до логического конца, введя в него зависимость от величины заряда.
Еще интересно, что Кулон не принимал теорию Франклина о существовании только одного рода электричества, а придерживался теории Дюфе. Кулон представлял себе электричество в виде двух разных жидкостей, а взаимодействие между заряженными телами объяснял взаимодействиями частиц этих жидкостей.
Таким же образом Кулон представлял себе действие магнитов, объясняя их действие “магнитными жидкостями”.
Но тогда, если в каждом теле текут две такие “магнитные жидкости” (так как у магнита два полюса), то получается, что их можно было бы разделить, но Кулон доказывал, что это невозможно, приводя в доказательство то, что у магнита нельзя получить только северный или только южный полюс, а если его разломить, то получим два магнита с двумя полюсами.
На этом пока прервемся, в следующей части поговорим про открытие гальванического электричества.
- Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю.П. “Электродинамика”, 1990 г.
- Уиттекер Э. “История теории эфира и электричества. Классические теории”, 2001 г. (оригинал был написал аж в 1910 году).
- В. Карцев “Приключения великих уравнений”.
Ссылки на википедию, откуда я брал портреты, я уж давать не буду 🙂
Эта запись у меня в блоге
Шарль дю Фей — Библиотека Линды Холл
Портрет Шарля-Франсуа дю Фэя от Луи Фигье, Les merveilles de la science , 1867 (Библиотека Линды Холл)
Ученый дня
14 СЕНТЯБРЯ 09 02020 Шарль-Франсуа де Систерне дю Фэй, французский ученый-физик, родился 14 сентября 1698 года.
Выше мы видим портрет, напечатанный в журнале истории техники конца XIX века. Дюфе (иногда Дюфе) был одним из первых исследователей электрических явлений в безумное десятилетие 1730-х годов, когда никто понятия не имел, что такое электричество…
14 сентября 2020 г.
Шарль-Франсуа де Систерне дю Фэй, французский ученый-физик, родился 14 сентября 1698 г. Выше мы видим портрет, который был напечатан в истории техники конца XIX века. Дюфе (иногда Дюфе) был одним из первых исследователей электрических явлений в безумное десятилетие 1730-х годов, когда никто понятия не имел, что такое электричество. Стандартным инструментом исследователя электричества была стеклянная палочка, которую энергично терли куском ткани. Затем электрически заряженный стержень можно было использовать для электризации других объектов, таких как кусочки мякины и пуха, или даже маленького мальчика, если его поднять с земли, подвешивая на шелковых шнурах. Иллюстрация ниже, изображающая такую демонстрацию, взята из более поздней популярной работы по электричеству аббата Нолле.
Это стеклянная палочка, которой размахивает экспериментатор, а не световой меч.
Экспериментатор с наэлектризованным стеклянным стержнем, касающимся мальчика, подвешенного на шелковых шнурах, который, в свою очередь, становится наэлектризованным, от аббата Нолле, Essai sur l’electricité des corps, 1746 (Wikimedia commons)
Чаще, когда наэлектризованные дети не были доступны , человек с жезлом прилипал к своей мякине и пуху, которые после контакта с жезлом отталкивались от него, и экспериментатор с жезлом мог весело преследовать его по комнате. Дюфе проводил подобные эксперименты в начале 1730-х годов, как и десятки других исследователей. Также было известно, что подобные демонстрации можно проводить с помощью резинового стержня вместо стеклянного стержня. Смоляной стержень нужно было натирать куском меха вместо ткани, но как только он был наэлектризован, с полимерным стержнем можно было проводить точно такие же эксперименты и демонстрации, что и со стеклом.
В 1733 году дю Фэй открыл то, что пропустили все другие экспериментаторы, хотя это было прямо у них под носом: наэлектризованный резиновый стержень притягивал мякину, которую отталкивал стеклянный стержень.
Точно так же мякина, отброшенная от смоляного стержня, будет притягиваться к стеклянному стержню. По-видимому, существовало два разных вида электрической жидкости с противоположными электрическими свойствами. Дю Фэй называл их стекловидными (стеклоподобными) и смолистыми, и Дю Фэй стал главным сторонником того, что вскоре было названо двухжидкостной теорией электричества. Между 1733 и 1737 годами дю Фэ опубликовал серию из 8 статей, в которых изложил свою теорию двух жидкостей в 9-м веке.0003 Мемуары Королевской академии наук в Париже. Все эти документы есть в нашей коллекции сериалов в библиотеке. В 1745 году его статьи были переведены на немецкий язык и опубликованы в одном томе в Эрфурте. У нас есть эта работа и в нашей коллекции «История науки».
Дюфе был очень умным человеком и весьма проницательным, чтобы заметить, что кусок мякины, наэлектризованный стеклянной палочкой, имеет другие свойства, чем кусок, наэлектризованный смолой. Но дю Фэй не был гением. Бенджамин Франклин был.
Примерно в 1750 году Франклин предположил, что существует только одна электрическая жидкость с положительным зарядом (Франклин изобрел этот термин), которая самоотталкивается, и что обычная материя имеет отрицательный заряд. Электрический флюид обычно присутствует во всей материи, и они уравновешивают друг друга. Когда вы протираете стеклянную палочку тканью, часть жидкости перетирается с ткани на стекло, так что теперь стеклянная палочка имеет положительный заряд. С помощью резинового стержня часть жидкости стирается с стержня на мех, и полимерный стержень теперь имеет отрицательный заряд. Оба стержня электризуются, но противоположно. Каждый из эффектов мякины можно объяснить, но для этого вам понадобится только одна жидкость. Теория одной жидкости обладала такой объяснительной силой, что после 1760 года никто не оглядывался назад на дю Фэя и его гипотезу двух жидкостей. Гениальная теория Дюфея просуществовала 25 лет. С тех пор мы поменяли местами положительные и отрицательные соглашения, принятые Франклином, так что электрическая жидкость считается отрицательной, а не положительной, но в остальном теория одной жидкости Франклина в значительной степени остается в силе.
Дюфаи не дожил до отказа от своей гипотезы. Когда Бен Франклин умер от оспы в 1739 году в возрасте 40 лет, до начала экспериментов с электричеством Бена Франклина оставалось еще 8 лет.
Доктор Уильям Б. Эшворт-младший, консультант по истории науки, библиотека Линды Холл и почетный доцент кафедры истории Университета Миссури-Канзас-Сити. Комментарии или исправления приветствуются; пожалуйста, направляйте по адресу [email protected].
Charles-François de Cisternay Du Fay
gale
views updated
1698-1739
French Physicist
Charles-François de Cisternay Du Fay is best known for his discovery of positive and отрицательные электрические заряды и некоторые их свойства. Он был одним из первых, кто использовал электроскоп в своих исследованиях, и его работа вдохновила Бенджамина Франклина (1706-1790) на знаменитый эксперимент с воздушным змеем.
Дю Фэй родился во Франции в 1698 году, и о нем практически ничего не известно, пока он не начал свои эксперименты с электричеством в 1730-х годах. До этого, хотя электричество было известно более 2000 лет (греки впервые заметили его около 400 г. до н. э.), практически ничего не было изучено. Лучшие теории того времени заключались в том, что электричество, как и «тяжесть», было просто свойством всех твердых материалов. Однако Дюфе быстро обнаружил, что существует по крайней мере два различных типа электричества, получаемых при трении янтаря и серы. Электричество от трения янтаря при переносе на ткань отталкивало бы электричество от другого куска янтаря, но притягивало бы электричество от серы. Дю Фэй назвал это «стекловидным» и «смолистым» электричеством по типам материалов, из которых они были получены (сера была стекловидной, а янтарь — смолистым).
Работая в сотрудничестве со священником Жаном Антуаном Нолле (1700-1770), Дю Фэй попытался лучше охарактеризовать «электрические жидкости», которые он исследовал.
И в этот момент он всерьез подумал, что может рассматривать две отдельные жидкости, поскольку они ведут себя по-разному. Чтобы проверить свою теорию, ему нужно было найти способ собрать достаточно «жидкости» для проведения экспериментов. В то время существовало запоминающее устройство под названием лейденская банка. Это была стеклянная банка, частично наполненная водой и покрытая изнутри и снаружи оловянной фольгой. Через пробку проходила проволока, и по мере выработки электричества она проходила через проволоку в банку, где хранилась.
Поскольку в лейденской банке может храниться довольно большое количество электричества, Дю Фэй смог провести несколько интересных (и потенциально смертельных) демонстраций. В одном он пропустил электрический разряд через 180 солдат, которые взялись за руки в круг (что также дало начало термину «цепь»), заставив первого солдата удерживать удар, а последнего солдата касаться центрального провода. Он (и другие), по-видимому, очень развлекался, заряжая лейденские банки и шокируя своих друзей и родственников.
К сожалению, они не знали, что такие удары могут быть смертельными.
Некоторые эксперименты Дюфея проводились с электроскопом, прибором, который он не изобретал, но одним из первых использовал в исследованиях. Электроскоп использует тот факт, что одноименные заряды отталкиваются друг от друга и что сила отталкивающей силы пропорциональна электрическому заряду. Таким образом, два маленьких металлических листа будут удерживаться под углом против силы тяжести, если они оба имеют одинаковые электрические характеристики.
заряд, и угол, разделяющий их, будет тем больше, чем больше заряд. Хотя электроскопы просты в теории и в эксплуатации, они по-прежнему широко используются в различных областях, от физики до радиационной безопасности.
Работа Дюфея оказала влияние на более позднюю работу Бенджамина Франклина с электричеством, а также на многих других выдающихся ученых того времени. Сегодня мы понимаем важность электричества и нашли для него бесчисленное множество применений. Это затрудняет осознание того, что еще несколько сотен лет назад о нем думали как о курьезе и не более того.