Elektryczność i magnetyzm w XVII i XVIII wieku. Eksperymenty Guerickego.

Prezentacja na temat: "Elektryczność i magnetyzm w XVII i XVIII wieku. Eksperymenty Guerickego."— Zapis prezentacji:

1 Elektryczność i magnetyzm w XVII i XVIII wieku

2 Eksperymenty Guerickego

3 Machina elektrostatyczna i butelki lejdejskie

4 Benjamin Franklin

5 Doświadczenia z latawcem

6 Rysunki ks. Nolleta

7 Książki Nolleta

8 Eksperymenty pokazowe Nolleta

9 Wykład Nolleta

10 Machina elektrostatyczna i projektor Nolleta

11 Henry Cavendish

12 Aparatura chemiczna i waga skręceń Cavendisha

13 Coulomb i jego waga skręceń

14 Eksperymenty Galvaniego

15 Alessandro Volta i jego stos

16 Baterie Volty

17 Powstanie teorii falowej światła na początku XIX wieku

18 Nowe obszary widma: podczerwień i nadfiolet William Herschel - podczerwień Johann Wilhelm Ritter William Hyde Wollaston (zaczernienie AgCl)

19 Odkrycie linii widmowych Joseph Fraunhofer (1787-1826) 1814 linie widmowe Słońca (574), Wenus, gwiazd, konstruował siatki dyfrakcyjne; przedtem Wollaston – uznał za nieciekawe

20 Thomas Young (1773-1829) - doświadczenia interferencyjne (artykuł z 1803)

21 Augustin Fresnel (1788-1827) Plamka Poissona - wynikająca z teorii Fresnela jasna plamka pośrodku geometrycznego cienia

22 Polaryzacja przy odbiciu Etienne Louis Malus 1808 David Brewster 1815 – kąt B.

23 Dalszy rozwój fizyki zjawisk elektrycznych i magnetycznych

24 Wielkie stosy Volty Royal Society Ếcole polytechnique

25 Hans Christian Oersted (1777-1851) 1820 - odkrycie magnetycznego działania prądu: początek fali prac łączących dwa obszary magnetyzmu i elektryczności „Pierwsze doświadczenia nad przedmiotem, który pragnę wyjaśnić, były wykonywane podczas wykładów o elektryczności, galwanizmie i magnetyzmie, jakie miałem w ciągu ubiegłej zimy. Z tych doświadczeń wydawało się wynikać, że igłę magnetyczną można wyprowadzić z jej położenia za pomocą przyrządu galwanicznego i to przy obwodzie zamkniętym, nie zaś przy otwartym, jak tego na próżno próbowali przed kilku laty niektórzy sławni fizycy.”

26 André Marie Ampère (1775-1836) Wzór na siłę oddziaływania dwóch elementów obwodu ds i ds’ z prądem i oraz i’; θ, θ' - kąty r i obu ds, ds', ε kąt między ds i ds':

27 Michael Faraday (1791-1867) Odkrycie indukcji elektromagnetycznej Intuicyjne zrozumienie zjawisk elektryczności i magnetyzmu: pojęcie pola Zjawisko Faradaya (obrót płaszczyzny polaryzacji światła wywołany polem magnetycznym przyłożonym do ośrodka) Skroplenie chloru Prawa elektrolizy Paramagnetyzm, diamagnetyzm

28 Indukcja elektromagnetyczna Wielu uczonych pracowało nad odwróceniem zjawiska Oersteda: otrzymaniem elektryczności z magnetyzmu Dziennik laboratoryjny Faradaya z 1831 roku (w latach 1824-29 pracował już nad tym zagadnieniem bez rezultatu): „Naładowałem baterię z dziesięciu par czterocalowych płyt. Połączyłem zwoje po stronie B w jedną cewkę i połączyłem jej końce drutem miedzianym, który w odległości 3 stóp od pierścienia przechodził tuż ponad igłą magnetyczną. Potem połączyłem końce jednego z odcinków po stronie A z baterią; natychmiast widoczny wpływ na igłę. Oscylowała ona i powróciła w końcu do pierwotnego położenia. Przy przerwaniu połączenia strony A z baterią znów zaburzenia igły.” Kluczem do odkrycia okazało się zmienne pole magnetyczne: zmiany strumienia pola magnetycznego

29 Linie sił pola magnetycznego „Transformator” Faradaya

30 James Clerk Maxwell (1831-1879) Połączenie elektryczności, magnetyzmu i optyki w jedną dziedzinę opisywaną zespołem równań zwanych r. Maxwella. (Największe osiągnięcie od czasów Newtona) 1873 Treatise on Electricity and Magnetism Prace z teorii kinetycznej gazów

31 Mechaniczny obraz pola elektromagnetycznego On the Physical Lines of Force, 1861

32 Fale elektromagnetyczne Wyniki Maxwella oznaczały, że zmienne pole elektryczne powinno generować pole magnetyczne, w ten sposób pojawiała się możliwość istnienia fal elektromagnetycznych. Teoria Maxwella pozwalała obliczyć ich prędkość na podstawie pomiarów elektrycznych i magnetycznych. W dzisiejszym zapisie Porównanie eksperymentalnych wyników dla prędkości światła z wielkościami obliczonymi na podstawie teorii zjawisk elektromagnetycznych (Treatise, t. 2, §787)

33 Heinrich Wilhelm Hertz, 1888 Wytworzenie fal EM w laboratorium

34 Hyppolite Fizeau (1819-1896) Pomiar prędkości światła (jako element modulujący służyło koło zębate), odległość l wynosiła 8663 m. c=315 000 km/s (1849) Wykonał też pomiary prędkości światła w szybko poruszającym się strumieniu wody.

35 Léon Foucault (1819-1868) Także zmierzył prędkość światła, wyniki przedstawione w 1850 r. świadczyły o tym, że w wodzie prędkość światła jest mniejsza niż w powietrzu - bezpośrednie potwierdzenie teorii falowej. W 1862 r. wynik c = 298 000 km/s z błędem ocenionym na 500 km/s. wahadło Foucaulta żyroskop

36 Spektroskopia Robert Bunsen (1811-1899) Gustav Kirchhoff (1824-1887)

37 Widma gwiazd Pod koniec wieku XIX można już było masowo badać widma gwiazd, powstała ich klasyfikacja.

38 Albert Abraham Michelson (1852-1931) Edward Morley (1838-1923) Konstruktor interferometru, autor najdokładniejszych pomiarów c

39 Dokładność pomiaru c

40 Praca Michelsona i Morleya 1887

41 Praca Michelsona i Morleya cd. Linie przerywane pokazują 1/8 przesunięcia teoretycznego; wniosek: przesunięcie wywołane ruchem Ziemi nie przekracza 0,01 odległości między prążkami