Электродинамиканың пайда болу тарихы және оның Максвеллге дейін дамуы

Электростатикадағы ашылған жаңалықтар оның әрі қарай дамуны жол ашты. Бұл облыста жаңа фактілер, электроскоптар пайда болды, приборлар мен аппараттар жандандырыла бастады.

Луиджи Гальвани – италия дәрігері, анатомы, физиологі және физигі, экспериментік электрофизиология мен электрофизиологияның негізін қалаушысы 1737 жылы 9 қыркүйекте дүниеге келген. Алғаш болып бұлшықет түзілісіндегі электрика құбылыстарын зерттеді.

Василий Владимирович Петров – орыс физигі әрі электротехнигі, Петербург ғылым академиясының академигі 1761 жылы 8 маусымда дүниеге келген. Мұғалімдер гимназиясында оқыды. 1788-1791 жылдар аралығында Барнаулдағы тау-кен учелищесінде сабақ берді. 1793—1833 ж. Петербургтегі Медицина-хирургия академиясында қызмет істеді. 1802 ж. көптеген (2100) мыс-мырыш элементтерден құралған гальваникалық батарея (вольт бағанасы) жасап, ол арқылы электрлік доға (Петров доғасы) құбылысын ашты. Бұл құбылысты жарықтандыру, электрлік балқыту, металдарды электрлік пісіру т. б. мақсаттарға пайдалану мүмкіншілігін айтты. Петров электр тогының өткізгіштің көлденең қимасына тәуелділігін ашты және өткізгіштерді параллель қосу тәсілін тапты. Электр тоғының химиялық әсерлерін және әр түрлі заттардың электр өткізгіштік қасиетін зерттеді, өткізгіштерді сургуч пен балауыз арқылы оқшаулауды (изоляциялауды) ұсынды. Вакуумдағы әлектр разряды мен люминесценция құбылысын зерттеуге де айтарлықтай үлес қосты. Әр түрлі газды орталарда байқалатын электрлік құбылыстарды зерттеуге арналған приборлар жасады.

Электрмагнетизм

Элетрмагнетизмді Копенгагенде дат физигі, профессор Эрстед ашқан.

Ханс Кристиан Эрстед 1777 жылы 14 тамызда дүниге келген. Копенгаген университетінде оқыған. 1797 ж. фармацевт дипломын алды, ал 1799 ж. философия ғылымының докторы болды. 1806 жылдан осы университеттің профессоры атағына ие болды, 1815 жылдан өмірінің ақырына дейін Дат корольдік қоғамының хатшысы, 1829 жылдан Копенгагендегі политехникалық мектебінің директоры болды. Эрстед химия мен физика саласынан аса маңызды зерттеулер жүргізді. Ол өзі құрастырған пьезометрді пайдалана отырып, сұйықтардың сығылғыштығын зерттеді, хлорлы және металл алюминий алу тәсілін жасады. 1820 жылы электр тогының магнит стрелкасына әсер ететіндігін байқады. Эрстедтің бұл ашқан жаңалығы физиканың жаңа бөлімі – электрмагнетизмді жүйелі түрде зерттеудің негізі болды. Эрстед – бірқатар елдегі ғылыми мекемелер мен қоғамдардың мүшесі, оның ішінде 1830 жылы Санкт-Петербург ғылым академиясының да құрметті мүшесі болып сайланды.

Электрмагнетизмнің дамуына өзінің үлесін қосқан және физиканың бұл саласын «электродинамика» деп атаған француз физигі Ампер болып танылады.

Андре Мари Ампер 1775 жылы 22 қаңтарда Лион қаласында дүниеге келген. Оның әкесi Жан Жак Ампер өте бiлiмдi адам болған. Ешқашан мектепке бармағанына қарамастан, әкесiнiң жинаған кiтапханасын түгел оқып тауысып, үйде терең бiлiм алған. Лион академиясында математикадан алғаш рет 13 жасында баяндама жасаған. 18 жасында грек, латын, итальян тiлдерiн меңгерген, физика, жоғары математика, ботаника және әдебиет салаларында терең бiлiмдi болған. Ұлы француз революциясынан кейiн Ампер алғашында Лион қаласында, кейiннен Буржеде математика және физика пәндерiнiң мұғалiмi болып iстеген. Кейiнiрек Парижге қоныс аударып, политехникалық мектепке қызметке тұрған, ал 1808 жылы Париж университеттерiнiң бас инспекторы болып тағайындалған. 1814 жылы өз бетiнше Авогадро заңын ашқан. Өзiнiң барлық бос уақытын химия, дифференциалдық теңдеулер және ықтималдық теорияларына арнаған.
Андре Мари Ампер – электромагнетизм саласында бiрнеше жаңалық ашқан француз ғалымы. Оның әкесi ауқатты адам болғандықтан, баласына жан-жақты бiлiм алуға жағдай жасайтындай мүмкiндiгi болды.

1802 жылы оны Бурго қаласындағы Орталық мектепке физика және химиядан профессорлыққа шақырды. Бұнда ол өзiнiң алғашқы «Математикалық теория ойыны» атты iрi еңбегiн жазып, жарыққа шығарды. 1809 жылы Ампер Политехникалық мектепте математика профессоры болды. Ампер өзiнiң дифференциалдық теңдеулер бойынша жеке туындылар еңбегi үшiн 1814 жылы Ұлттық ғылым академиясына сайланды. Физика саласында Ампер жарық дифракциясымен шұғылданып, бұл тақырыпта бiрнеше еңбектерiн жарыққа шығарды. 1820 жылы қыркүйектiң аяғында ол екi параллель ток өткiзгiшi арасындағы тартылу күшi бар екендiгiн паш еттi. Бұл еңбектерiн жалғастыра отырып, катушка (тогымен) тұрақты магниттiк әсер туғызатынын тапты (кейiннен бұл саланы жалғастырып, Майкл Фарадей электромагниттiк индукция құбылысын ашты). Ампер iлiнген инеден тұратын құрылғыны ойлап тапты, ол ине катушка арқылы берiлген токтың әсерiнен ауытқиды, ток күшi көп болған сайын ауытқуда жоғары болады. Бұл құрылғы жетiлдiрiлiп, гальванометр - атты өлшеуiш құрылғы пайда болды.

Ампердiң электр және магнетизм саласы бойынша өте маңызды мақалаласы 1827 жылы жарық көрген «Электродинамика құбылыстарының математикалық теориясы туралы мемуар» – болып табылады. Былайша айтқанда, онда өткiзгiштегi ток күшi мен магниттiк индукцияны байланыстыратын Ампер заңының формуласы жазылған. Ампер бұл iргелi еңбегiнде келтiрiлген идеяларымен ол электромагнетизм сияқты ғылымның кең саласына есiк ашты.

Ампер 1826 жылдан Сорбонна университетiнiң физика кафедрасының меңгерушiсi болып бекiтiлдi, бұл қызметте өмiрiнiң аяғына дейiн iстедi. Ол 1827 жылы ағылшын Корольдiгiнiң мүшесi болып сайланды. Мұндай құрмет шетел ғалымдарына өте сирек берiлетiн. Оның беделi европа физиктерiнiң арасында зор болатын. Ампер әрi керемет экспериментатор да, теоретик те болатын. Ампер есiмi өшпестей болып Айдағы таулардың бiрiне берiлген және ток күшiнiң өлшем бiрлiгi аталады. 1820 жылы жарияланған Эрстедтiң тәжiрибесi оны таң қалдырды. Ампер дат ғалымы жасаған тәжiрибенiң мәнiсi орасан зор екенiн түсiнiп, электр тогы мен магнетизм арасындағы байланысты зерттей бастады. Ампер Эрстедтiң тәжiрибесiн ток кеңiстiкте магнит өрiсiн тудырады деген болжаммен түсiндiрдi. Магнит өрiсiнiң бағыты өткiзгiштегi ток бағытымен қалай байланысқанын анықтады және магнит өрiсiнiң кернеулiгiн токпен байланыстыратын формуланы тапты. Сонымен қатар тогы бар екi өткiзгiш арасындағы әсерлесу күшiнiң формуласын қорытып шығарды (Ампер заңы). Магнетизмнiң молекулалық токтар жөнiндегi болжамға негiзделген алғашқы теориясын құрды. Ток күшiнiң анықтамасын ұсынды. Ғалымның дүниежүзiлiк ғылымға қосқан үлкен еңбегi үшiн ток күшiнiң өлшем бiрлiгiн ампер (А) деп атады.

Майкл Фарадей 1791 жылы 22 қыркүйекте Лондон маңында шебердiң отбасында дүниеге келген. Дэвидiң қамқорлығының арқасында Корольдiк ассоциациясына ассистент қызметіне алынды.

1821 жылы ол магниттiң токтағы өткiзгiш бойымен айналатынын және токтағы өткiзгiштiң магнит бойымен айналатынын бақылап, электр қозғағыштың алғашқы моделiн жасады. 1831жылы барлық тұрақты және айнымалы ток генераторларының жұмысы негiзделген – электромагниттiк индукцияны ашты. 1824 жылы Фарадей Корольдiк қоғамының мүшесi болып сайланды, ал 1825 жылы Корольдiк ассоциация зертханасының (лабораториясының) директоры болды. 1833 жылдан Корольдiк институттың химиядан Фуллерлiк профессоры болып 1862 жылға дейiн iстедi.

Фарадейдiң жарияланған лекциялары кең таралды. Үлкен тәжiрибелiк деректерге сүйенiп, Фарадей ол кезде белгiлi электр “түрлерi", “жануардың", “магниттiк", термоэлектрлiк, гальваникалық электрлiк және басқалардың өрнектелетiнiн дәлелдедi. Электр тогының тұздардың, қышқылдардың және басқаларының қоспаларынан өтуi оны электр тогының табиғатын ашуға итермеледi. Зерттеу нәтижесiнде 1833 жылы электролиз (Фарадей) заңын ашты. 1845 жылы Фарадей жарықтың поляризация жазықтығының магнит өрiсiнде айналу құбылысын (Фарадей эффектiсiн) байқады. Сол жылы диамагнетизмдi ашты, ал 1845 жылы – парамагнетизмдi ашты.

Ол бірнеше ұғымдарды енгізді, 1833 жылы вольтметрдi ойлап тапты. 1830 жылдары өрiс ұғымын ұсынды, 1845 жылы алғаш рет “электромагниттiк өрiс" терминiн пайдаланды, ал 1852 жылы өрiс концепциясының формуласын жазды. Фарадей электр және магнетизмнен негiзгi еңбектерiн Корольдiк қоғамға – Электрден тәжiрибелiк зерттеулер (Experimental Researches in Electricity) – атты баяндамалар сериясы ретiнде тапсырып отырды.

Фарадей 1867 жылы 25 тамызда Хэмптон-Кортта қайтыс болды.

Лекция.

Тақырыбы: ХІХ ғасырдың алғашқы жарты жылдығындағы мехника мен толқындық оптиканың дамуы (жалғасы)

Лекция жоспары: