Metrický systém mier je mierou objemu. Meracie systémy a prevodník (libry, stopy, palce, míle)

Medzinárodná sústava jednotiek je štruktúra založená na použití hmotnosti v kilogramoch a dĺžky v metroch. Od jeho vzniku existovali jeho rôzne variácie. Rozdiel medzi nimi bol vo výbere kľúčových ukazovateľov. Dnes v nej veľa krajín používa merné jednotky Prvky sú rovnaké pre všetky štáty (výnimkou sú USA, Libéria, Barma). Tento systém je široko používaný v rôznych oblastiach – od každodenného života až po vedecký výskum.

Zvláštnosti

Metrický systém mier je usporiadaný súbor parametrov. To ho výrazne odlišuje od predtým používaných tradičných metód určovania určitých jednotiek. Na označenie ľubovoľnej hodnoty používa metrický systém mier iba jeden hlavný ukazovateľ, ktorého hodnota sa môže meniť v násobkoch (dosahuje sa pomocou desatinných príloh). Hlavnou výhodou tohto prístupu je jednoduchšie použitie. Zároveň sa eliminuje obrovské množstvo rôznych nepotrebných jednotiek (stopy, míle, palce a iné).

Časové parametre

Počas dlhého obdobia sa množstvo vedcov pokúšalo zobraziť čas v metrických jednotkách. Navrhlo sa rozdeliť deň na menšie prvky - milidni a uhly - na 400 stupňov alebo vziať celý cyklus otáčok ako 1000 militurn. Postupom času sa kvôli nepríjemnostiam pri používaní muselo od tejto myšlienky upustiť. Dnes sa čas SI označuje sekundami (pozostávajúcimi z milisekúnd) a radiánmi.

História výskytu

Predpokladá sa, že moderný metrický systém pochádza z Francúzska. V období rokov 1791 až 1795 bolo v tejto krajine prijatých množstvo dôležitých legislatívnych aktov. Boli zamerané na určenie stavu merača - jednej desaťmilióntiny 1/4 poludníka od rovníka po severný pól. 4. júla 1837 prijal osobitný dokument. Povinné používanie prvkov, ktoré tvorili metrický systém mier, bolo podľa neho oficiálne schválené pri všetkých ekonomických transakciách realizovaných vo Francúzsku. V budúcnosti sa prijatá štruktúra začala rozširovať do susedných európskych krajín. Metrický systém mier pre svoju jednoduchosť a pohodlnosť postupne nahradil väčšinu predtým používaných národných. Dá sa použiť aj v USA a Veľkej Británii.

Základné množstvá

Na dĺžku si zakladatelia systému, ako je uvedené vyššie, vzali meter. Gram sa stal prvkom hmotnosti - hmotnosť jednej milióntiny m 3 vody pri jej štandardnej hustote. Pre pohodlnejšie používanie jednotiek nového systému tvorcovia vymysleli spôsob, ako ich sprístupniť – vytvorením kovových štandardov. Tieto modely sú vyrobené s dokonalou vernosťou. Kde sú štandardy metrického systému, bude diskutované nižšie. Neskôr pri používaní týchto modelov ľudia prišli na to, že je oveľa jednoduchšie a pohodlnejšie porovnať s nimi požadovanú hodnotu ako napríklad so štvrtinou meridiánu. Zároveň sa pri určovaní hmotnosti požadovaného telesa ukázalo, že je oveľa pohodlnejšie hodnotiť ho normou ako zodpovedajúcim množstvom vody.

"Archívne" vzorky

Rezolúciou Medzinárodnej komisie z roku 1872 bol ako štandard na meranie dĺžky prijatý špeciálne vyrobený meter. Členovia komisie sa zároveň rozhodli brať ako štandard špeciálny kilogram. Bol vyrobený zo zliatin platiny a irídia. „Archívny“ meter a kilogram sú trvalo uložené v Paríži. V roku 1885, 20. mája, podpísali zástupcovia sedemnástich krajín osobitný dohovor. V rámci nej bol upravený postup pri určovaní a používaní etalónov merania vo vedeckom výskume a práci. To si vyžadovalo špeciálne organizácie. Medzi ne patrí najmä Medzinárodný úrad pre váhy a miery. V rámci novovytvorenej organizácie sa začalo s vývojom hromadných a dlhých vzoriek s následným prenosom ich kópií do všetkých zúčastnených krajín.

Metrický systém mier v Rusku

Akceptované modely využívalo čoraz viac krajín. Za týchto okolností Rusko nemohlo ignorovať vznik nového systému. Preto bolo zákonom zo 4. júla 1899 (autor a vývojár - D. I. Mendelejev) povolené jej používanie na základe fakultatívnosti. Stalo sa povinným až po prijatí príslušného dekrétu dočasnou vládou z roku 1917. Neskôr bolo jeho používanie zakotvené vo výnose Rady ľudových komisárov ZSSR z 21. júla 1925. V dvadsiatom storočí väčšina krajín prešla na merania v medzinárodnom systéme jednotiek SI. Jeho konečná verzia bola vyvinutá a schválená XI generálnou konferenciou v roku 1960.

Kolaps ZSSR sa zhodoval s okamihom rýchleho rozvoja počítačov a domácich spotrebičov, ktorých hlavná výroba je sústredená v ázijských krajinách. Na územie Ruskej federácie sa začali dovážať obrovské zásielky tovaru od týchto výrobcov. Ázijské štáty zároveň nemysleli na možné problémy a nepohodlie pri prevádzke ich tovaru rusky hovoriacim obyvateľstvom a dodávali svoje výrobky univerzálnym (podľa ich názoru) návodom v angličtine, s použitím amerických parametrov. V každodennom živote sa označenie veličín v metrickom systéme začalo nahrádzať prvkami používanými v USA. V palcoch sa uvádzajú napríklad veľkosti počítačových diskov, uhlopriečky monitorov a ďalších komponentov. Zároveň boli parametre týchto komponentov pôvodne určené striktne z hľadiska metrického systému (šírka CD a DVD je napríklad 120 mm).

Medzinárodné použitie

V súčasnosti je na planéte Zem najrozšírenejší metrický systém mier. Tabuľka hmotností, dĺžok, vzdialeností a ďalších parametrov uľahčuje prevod jedného ukazovateľa do druhého. Krajín, ktoré z určitých dôvodov neprešli na tento systém, je každým rokom čoraz menej. Medzi štáty, ktoré naďalej používajú svoje vlastné parametre, patria Spojené štáty americké, Barma a Libéria. Amerika používa systém SI v odvetviach vedeckej výroby. Všetky ostatné používali americké parametre. Spojené kráľovstvo a Svätá Lucia ešte neprešli na svetovú sústavu SI. Musím však povedať, že tento proces je v aktívnom štádiu. Poslednou z krajín, ktorá v roku 2005 konečne prešla na metrický systém, bolo Írsko. Antigua a Guyana len prechádzajú, ale tempo je veľmi pomalé. Zaujímavá situácia je v Číne, ktorá oficiálne prešla na metrický systém, no zároveň na jej území pokračuje používanie starých čínskych jednotiek.

Parametre letectva

Metrický systém mier je známy takmer všade. Sú však určité odvetvia, v ktorých sa neudomácnila. Letectvo stále používa systém merania založený na jednotkách, ako sú stopy a míle. Využitie tohto systému v tejto oblasti sa historicky vyvíjalo. Stanovisko Medzinárodnej organizácie civilného letectva je jednoznačné – treba prejsť na metrické hodnoty. Len málo krajín však dodržiava tieto odporúčania v čistej forme. Medzi nimi je Rusko, Čína a Švédsko. Okrem toho štruktúra civilného letectva Ruskej federácie, aby sa predišlo zámene s medzinárodnými riadiacimi strediskami, v roku 2011 čiastočne prijala systém opatrení, ktorých základnou jednotkou je noha.

V roku 1795 bol vo Francúzsku prijatý zákon o nových mierach a hmotnostiach, ktorý stanovil jednotnú jednotku dĺžky - meter, čo sa rovná desiatim milióntinám štvrtiny oblúka poludníka prechádzajúceho Parížom. Odtiaľ pochádza názov systému – metrický.

Ako štandard metra bola zvolená platinová tyč dlhá jeden meter a veľmi zvláštneho tvaru. Teraz mala veľkosť všetkých pravítok, dĺžka jedného metra, zodpovedať tomuto štandardu.

Nainštalované jednotky:

- liter ako miera kapacity tekutých a zrnitých telies, ktorá sa rovná 1000 kubických metrov. centimetre a obsahuje 1 kg vody (pri teplote 4 °C Celzia),

- gram ako jednotka hmotnosti (hmotnosť čistej vody pri teplote 4 stupne Celzia v objeme kocky s hranou 0,01 m),

- ar ako jednotka plochy (plocha štvorca so stranou 10 m),

- druhý ako jednotku času (1/86400 priemerného slnečného dňa).

Neskôr sa základnou jednotkou hmotnosti stala kilogram. Prototypom tejto jednotky bolo platinové závažie, ktoré sa umiestnilo pod sklenené banky a vzduch sa odčerpal - aby sa dovnútra nedostal prach a nezvyšovala sa hmotnosť!

Prototypy metra a kilogramu sú stále uložené vo francúzskom národnom archíve a nazývajú sa „archív metrov“ a „archív kilogramov“.

Predtým existovali rôzne miery, ale dôležitou výhodou metrického systému mier bola jeho desatinnosť, pretože podnásobné a viacnásobné jednotky sa podľa prijatých pravidiel tvorili v súlade s desatinným počtom pomocou desatinných faktorov, ktoré zodpovedajú predponám deci. , - centi, - milli, - deka, - hekto- a kilo-.

V súčasnosti je metrický systém opatrení prijatý v Rusku a vo väčšine krajín sveta. Existujú však aj iné systémy. Napríklad anglický systém mier, v ktorom sa ako hlavné jednotky berú chodidlo, libra a sekunda.

Je zaujímavé, že vo všetkých krajinách sú známe obaly na rôzne potraviny a nápoje. Napríklad v Rusku sa mlieko a džúsy bežne balia do litrových vrecúšok. A veľké sklenené nádoby - úplne trojlitrové!

Pamätajte: na profesionálnych výkresoch sú rozmery (rozmery) výrobkov podpísané v milimetroch. Aj keď ide o veľmi veľké produkty, napríklad autá!

Volkswagen Cady.

Citroen Berlingo.

Ferrari 360.

Univerzálna miera

Pôvodný návrh vyjadril vtedy profesor Krakovskej univerzity S. Pudlovský. Jeho myšlienkou bolo, že ako jediné opatrenie by sa mala vziať dĺžka kyvadla, ktoré sa naplno rozvinie za jednu sekundu. Tento návrh bol uverejnený v knihe „Univerzálna miera“, ktorú vydal vo Vilne v roku 1675 jeho žiak T. Buratini. Navrhol aj vymenovať meter jednotka dĺžky.

O niečo skôr, v roku 1673, holandský vedec H. Huygens publikoval brilantné dielo „Pendulum Clock“, kde rozvinul teóriu kmitov a opísal konštrukciu kyvadlových hodín. Na základe tejto práce Huygens navrhol svoju vlastnú univerzálnu mieru dĺžky, ktorú nazval hodinová stopa a svojou veľkosťou sa hodinová stopa rovnala 1/3 dĺžky druhého kyvadla. "Toto opatrenie sa dá nielen určiť všade na svete, ale môže byť vždy obnovené pre všetky budúce veky," napísal Huygens hrdo.

Bola tu však jedna okolnosť, ktorá vedcov zmiatla. Obdobie oscilácie kyvadla s rovnakou dĺžkou sa líšilo v závislosti od zemepisnej šírky, to znamená, že miera, prísne vzaté, nebola univerzálna.

Huygensovu myšlienku šíril francúzsky geodet Ch.Condamine, ktorý navrhol založiť merací systém na jednotke dĺžky zodpovedajúcej dĺžke kyvadla, ktoré sa kýva raz za sekundu na rovníku.

Francúzsky astronóm a matematik G. Mouton tiež podporoval myšlienku druhého kyvadla, ale iba ako riadiaceho prístroja, a G. Mouton navrhol postaviť princíp spojenia meracej jednotky s rozmermi Zeme ako základ pre univerzálny systém mier, t. j. brať časť ako jednotku dĺžky poludníka dĺžky oblúka. Tento vedec tiež navrhol rozdeliť nameranú časť na desatiny, stotiny a tisíciny, teda použiť desatinný princíp.

Metrické

Projekty na reformu systémov opatrení sa objavili v rôznych krajinách, ale táto otázka je obzvlášť akútna vo Francúzsku z vyššie uvedených dôvodov. Postupne sa objavila myšlienka vytvoriť systém opatrení, ktorý spĺňa určité požiadavky:

- systém opatrení by mal byť jednotný a spoločný;

- merné jednotky musia mať presne definované rozmery;

- musia existovať štandardy meracích jednotiek, nezmenené v čase;

- pre každé množstvo by mala byť len jedna jednotka;

– jednotky rôznych veličín by mali byť vo vzájomnom vzťahu vhodným spôsobom;

– jednotky musia mať viacnásobné a viacnásobné hodnoty.

Francúzske národné zhromaždenie prijalo 8. mája 1790 dekrét o reforme systému opatrení a poverilo Parížsku akadémiu vied, aby vykonala potrebné práce, ktoré sa riadili vyššie uvedenými požiadavkami.

Bolo vytvorených niekoľko komisií. Jeden z nich pod vedením akademika Lagrangea odporučil desiatkové delenie násobkov a podnásobkov jednotiek.

Iná komisia, ktorej členmi boli vedci Laplace, Monge, Borda a Condors, navrhla akceptovať jednu štyridsaťmilióntinu zemského poludníka ako jednotku dĺžky, hoci drvivá väčšina odborníkov, ktorí poznali podstatu veci, si myslela, že výber by byť za druhé kyvadlo.

Rozhodujúce tu bolo, že bol zvolený stabilný základ – veľkosť Zeme, správnosť a nemennosť jej tvaru v podobe gule.

Člen komisie Ch.Borda, geodet a hydraulika, navrhol nazvať jednotku dĺžky metrom, v roku 1792 určil v Paríži dĺžku druhého kyvadla.

Národné zhromaždenie Francúzska schválilo 26. marca 1791 návrh parížskej akadémie a vytvorila sa dočasná komisia pre praktickú realizáciu dekrétu o reforme opatrení.

7. apríla 1795 Národný konvent Francúzska schválil zákon o nových mierach a mierach. Bolo to prijaté meter- jedna desaťmilióntina časť štvrtiny zemského poludníka prechádzajúca Parížom. no zároveň sa zvlášť zdôrazňovalo, že zavedená jednotka dĺžky v názve a veľkosti sa nezhodovala so žiadnou z francúzskych jednotiek dĺžky, ktoré v tom čase existovali. Preto je vylúčený prípadný ďalší argument, že Francúzsko „pretláča“ svoj systém opatrení ako medzinárodný.

Namiesto dočasných komisií boli menovaní komisári, ktorí boli poverení vykonávať práce na experimentálnom určovaní jednotiek dĺžky a hmotnosti. Medzi komisármi boli aj známi vedci Berthollet, Borda, Brisson, Coulomb, Delambre, Gaui, Lagrange, Laplace, Méchain, Monge a ďalší.

Delambre a Méchain pokračovali v práci na meraní dĺžky oblúka poludníka medzi Dunkerque a Barcelony, ktorý zodpovedá sfére 9° 40′ (neskôr bol tento oblúk rozšírený od Shetlandských ostrovov až po Alžírsko).

Tieto práce boli ukončené na jeseň roku 1798. Štandardy metra a kilogramov boli vyrobené z platiny. Štandardným metrom bola platinová tyč s dĺžkou 1 meter a prierezom 25 × 4 mm, t.j. koncové opatrenie, a 22. júna 1799 boli prototypy metra a kilogramu slávnostne prevezené do archívu Francúzska a odvtedy sú tzv. archívne. Ale treba povedať, že ani vo Francúzsku sa metrický systém nezaviedol hneď, veľký vplyv mali tradície a zotrvačnosť myslenia. Napoleonovi, ktorý sa stal francúzskym cisárom, sa metrický systém, mierne povedané, nepáčil. Veril: „Nie je nič viac v rozpore s myslením, pamäťou a rozumom ako to, čo ponúkajú títo vedci. Blaho súčasných generácií bolo obetované abstrakciám a prázdnym nádejam, pretože aby sme prinútili starý národ prijať nové jednotky mier a váh, je potrebné prerobiť všetky administratívne pravidlá, všetky výpočty priemyslu. Takáto práca desí myseľ. V roku 1812 bol Napoleonovým dekrétom metrický systém vo Francúzsku zrušený a až v roku 1840 bol opäť obnovený.

Postupne metrický systém prijalo a zaviedlo Belgicko, Holandsko, Španielsko, Portugalsko, Taliansko a množstvo republík Južnej Ameriky. Iniciátormi zavedenia metrického systému v Rusku boli, samozrejme, vedci, inžinieri, výskumníci, ale významnú úlohu zohrali krajčíri, krajčírky a mlynári - v tom čase už parížska móda dobyla vysokú spoločnosť a tam boli väčšinou majstri, ktorí prišli zo zahraničia pracovali so svojimi meračmi . Práve z nich pochádzali dodnes existujúce úzke pásiky plátennej hmoty – „centimetre“, ktoré sa dodnes používajú.

Na parížskej výstave v roku 1867 bol vytvorený Medzinárodný výbor pre miery, váhy a mince, ktorý zostavil správu o výhodách metrického systému. Rozhodujúci vplyv na celý nasledujúci vývoj však mala správa, ktorú v roku 1869 zostavili akademici O. V. Struve, G. I. Wild a B. S. Jacobi, zaslaná v mene petrohradskej akadémie vied parížskej akadémii. Správa argumentovala potrebou zaviesť medzinárodný systém váh a mier založený na metrickom systéme.

Návrh podporila Parížska akadémia a francúzska vláda sa obrátila na všetky zainteresované štáty so žiadosťou o vyslanie vedcov do Medzinárodnej metrickej komisie na riešenie praktických problémov. V tom čase sa ukázalo, že tvar Zeme nie je guľa, ale trojrozmerný sféroid (priemerný polomer rovníka je 6 378 245 metrov, rozdiel medzi najväčším a najmenším polomerom je 213 metrov a rozdiel medzi priemerným polomerom rovníka a polárnou poloosou je 21 382 metrov). Okrem toho opakované merania oblúka parížskeho poludníka poskytli hodnotu metra o niečo nižšiu ako hodnotu, ktorú získali Delambre a Méchain. Okrem toho vždy existuje možnosť, že s vytvorením pokročilejších meracích prístrojov a vznikom nových metód merania sa výsledky merania zmenia. Komisia preto urobila dôležité rozhodnutie: „Nový prototyp dĺžkovej miery by sa mal veľkosťou rovnať Archívnemu meraniu“, to znamená, že by to mal byť umelý štandard.

Medzinárodná komisia prijala aj nasledujúce rozhodnutia.

1) Nový prototyp meradla musí byť čiarová miera, musí byť vyrobený zo zliatiny platiny (90%) a irídia (10%) a musí mať prierez v tvare X.

2) Aby metrický systém získal medzinárodný charakter a zabezpečila jednotnosť opatrení, mali by sa pripraviť a distribuovať normy medzi príslušné krajiny.

3) Jeden štandard, ktorý je svojou hodnotou najbližší archívu, je akceptovaný ako medzinárodný.

4) Praktickú prácu na tvorbe noriem zveriť francúzskej sekcii komisie, keďže archívne prototypy sú v Paríži.

5) Ustanoviť stály medzinárodný výbor zložený z 12 členov, ktorý bude riadiť prácu.

6) Založiť Medzinárodný úrad pre váhy a miery ako neutrálnu vedeckú inštitúciu so sídlom vo Francúzsku.

V súlade s rozhodnutím komisie boli prijaté praktické opatrenia a v roku 1875 bola zvolaná medzinárodná konferencia do Paríža, na ktorej poslednom zasadnutí bola 20. mája 1875 podpísaná Metrická konvencia. Podpísalo ju 17 krajín: Rakúsko-Uhorsko, Argentína, Belgicko, Brazília, Venezuela, Nemecko, Dánsko, Španielsko, Taliansko, Francúzsko, Peru, Portugalsko, Rusko, USA, Turecko, Švajčiarsko, Švédsko a Nórsko (ako jedna krajina). Ďalšie tri krajiny (Veľká Británia, Holandsko, Grécko), hoci sa na konferencii zúčastnili, Dohovor nepodpísali pre nezhody vo funkciách Medzinárodného úradu.

Pre Medzinárodný úrad pre váhy a miery bol pridelený pavilón Bretel, ktorý sa nachádza v parku Saint-Cloud na predmestí Paríža - Sevres a čoskoro bola v blízkosti tohto pavilónu postavená laboratórna budova s ​​vybavením. Činnosť predsedníctva sa uskutočňuje na úkor finančných prostriedkov prevádzaných krajinami – členmi Konventu v pomere k veľkosti ich obyvateľstva. Na úkor týchto prostriedkov boli v Anglicku objednané štandardy metra a kilogramu (36 a 43), ktoré boli vyrobené v roku 1889.

Normy meračov

Štandardom metra bola platino-irídiová tyč v tvare X s dĺžkou 1020 mm. Na neutrálnej rovine pri 0 °C boli aplikované tri ťahy na každú stranu, vzdialenosť medzi strednými ťahmi bola 1 meter (obr. 1.1). Normy boli očíslované a porovnané s archívnym metrom. Prototyp č. 6 sa ukázal byť najbližšie k archívnemu a bol schválený ako medzinárodný prototyp. Tak sa stal štandard merača umelé a zastúpené prerušovaná opatrenie.

K štandardu č. 6 boli pridané ďalšie štyri štandardy pre svedkov a Medzinárodný úrad ich ponechal. Zvyšné normy boli rozdelené žrebom medzi krajiny, ktoré podpísali dohovor. Rusko dostalo štandardy č. 11 a č. 28 a č. 28 bolo bližšie k medzinárodnému prototypu, takže sa stalo národným štandardom Ruska.

Výnosom Rady ľudových komisárov RSFSR z 11. septembra 1918 bol prototyp č.28 schválený ako štátny primárny etalón elektromera. V roku 1925 Rada ľudových komisárov ZSSR prijala rezolúciu, ktorou uznala Metrickú konvenciu z roku 1875 za platnú pre ZSSR.

V rokoch 1957-1958 na štandard č.6 bola aplikovaná stupnica s decimetrovými dielikmi, prvý decimeter sa delil na 10 centimetrov a prvý centimeter na 10 milimetrov. Po aplikácii ťahov bola táto norma opätovne certifikovaná Medzinárodným úradom pre váhy a miery.

Chyba pri prenose jednotky dĺžky zo štandardu na meracie prístroje bola 0,1 - 0,2 mikrónu, čo sa s vývojom technológie stáva zjavne nedostatočným, preto, aby sa znížila chyba prenosu a získal sa prirodzený nezničiteľný štandard, bol vytvorený nový štandard elektromera.

Už v roku 1829 navrhol francúzsky fyzik J. Babinet brať dĺžku určitej čiary v spektre ako jednotku dĺžky. K praktickej realizácii tejto myšlienky však došlo až vtedy, keď americký fyzik A. Michelson vynašiel interferometer. Spolu s chemikom Morley E. Babinetom J. publikoval prácu „O metóde využitia vlnovej dĺžky sodíkového svetla ako prirodzeného a praktického štandardu dĺžky“, potom prešiel na výskum izotopov: ortuť – zelené a kadmium – červené čiary .

V roku 1927 bolo prijaté, že 1 m sa rovná 1553164,13 vlnovým dĺžkam červenej čiary kadmia-114, táto hodnota bola prijatá ako štandard spolu so starým prototypom merača.

V budúcnosti sa pokračovalo v práci: v USA sa študovalo spektrum ortuti, v ZSSR - kadmium, v Spolkovej republike Nemecko a vo Francúzsku - kryptón.

V roku 1960 XI. Všeobecná konferencia pre váhy a miery prijala meter ako štandardnú jednotku dĺžky vyjadrenú vo vlnových dĺžkach svetla a konkrétne inertný plyn Kr-86. Štandard merača sa tak opäť stal prirodzeným.

Meter je dĺžka rovnajúca sa 1650763,73 vlnových dĺžok vo vákuu žiarenia zodpovedajúceho prechodu medzi hladinami 2p 10 a 5d 5 atómu kryptónu-86. Stará definícia elektromeru je zrušená, ale prototypy elektromera zostávajú a sú uložené v rovnakých podmienkach.

V súlade s týmto rozhodnutím bol v ZSSR ustanovený Štátny primárny štandard (GOST 8.020-75), ktorý zahŕňal tieto komponenty (obr. 1.2):

1) zdroj primárneho referenčného žiarenia kryptónu-86;

2) referenčný interferometer používaný na štúdium zdrojov primárneho referenčného žiarenia;

Presnosť reprodukcie a prenosu metra v svetelných jednotkách je 1∙10 -8 m.

V roku 1983 XVII. Generálna konferencia pre váhy a miery prijala novú definíciu merača: 1 meter je jednotka dĺžky rovnajúca sa dráhe, ktorú prejde svetlo vo vákuu za 1/299792458 sekundy, t.j. štandard merača zostáva prirodzené.

Zloženie štandardného merača:

1) zdroj primárneho referenčného žiarenia - vysokofrekvenčne stabilizovaný hélium-neónový laser;

2) referenčný interferometer používaný na štúdium zdrojov primárnych a sekundárnych referenčných meraní;

3) referenčný interferometer používaný na meranie dĺžky čiar a koncových mier (sekundárne štandardy).

Metrické, desatinná sústava mier, množina jednotiek fyzikálnych veličín, ktorá vychádza z jednotky dĺžky - meter. Spočiatku boli v metrickom systéme mier okrem metra jednotky: plocha - meter štvorcový, objem - meter kubický a hmotnosť - kilogram (hmotnosť 1 dm 3 vody pri 4 ° C), ako aj liter(pre kapacitu), ar(pre výmeru pozemku) a ton(1000 kg). Dôležitým rozlišovacím znakom metrického systému mier bol spôsob formovania viac jednotiek A čiastkové jednotky, ktoré sú v desatinných pomeroch; na vytvorenie názvov odvodených jednotiek boli prijaté predpony: kilo, hekto, zvuková doska, deci, centi A Milli.

Metrický systém mier bol vyvinutý vo Francúzsku počas Francúzskej revolúcie. Na návrh komisie veľkých francúzskych vedcov (J. Borda, J. Condorcet, P. Laplace, G. Monge a i.) bola odobratá desaťmiliónta časť 1/4 dĺžky parížskeho geografického poludníka. ako jednotka dĺžky - meter. Toto rozhodnutie bolo spôsobené túžbou založiť metrický systém mier na ľahko reprodukovateľnej „prirodzenej“ jednotke dĺžky spojenej s nejakým prakticky nezmeneným objektom prírody. Dekrét, ktorým sa vo Francúzsku zavádza metrický systém mier, bol prijatý 7. apríla 1795. V roku 1799 bol vyrobený a schválený platinový prototyp merača. Veľkosti, názvy a definície ostatných jednotiek metrického systému mier boli zvolené tak, aby nemal národný charakter a mohol byť akceptovaný všetkými krajinami. Metrický systém mier nadobudol skutočne medzinárodný charakter v roku 1875, keď 17 krajín vrátane Ruska podpísalo Metrická konvencia zabezpečiť medzinárodnú jednotu a zlepšiť metrický systém. Metrický systém opatrení bol schválený na používanie v Rusku (voliteľne) zákonom zo 4. júna 1899, ktorého návrh vypracoval D. I. Mendelejev a zaviedol ho ako záväzný dekrét Rady ľudových komisárov RSFSR zo septembra. 14, 1918, a pre ZSSR - dekrétom Rady ľudových komisárov ZSSR z 21. júla 1925.

Na základe metrického systému mier vzniklo množstvo súkromných meraní, ktoré pokrývali len určité úseky fyziky alebo technické odvetvia, sústavy jednotiek a individuálne mimosystémové jednotky. Rozvoj vedy a techniky, ako aj medzinárodné vzťahy viedli k vytvoreniu na základe metrického systému mier jednotného systému jednotiek pokrývajúceho všetky oblasti merania - Medzinárodná sústava jednotiek(SI), ktorý je už v mnohých krajinách akceptovaný ako povinný alebo preferovaný.

(15. II.1564 - 8. I.1642) - vynikajúci taliansky fyzik a astronóm, jeden zo zakladateľov exaktných prírodných vied, člen Academy dei Lincei (1611). R. v Pise. V roku 1581 vstúpil na univerzitu v Pise, kde študoval medicínu. Ale unesený geometriou a mechanikou, najmä prácami Archimeda a Euklida, opustil univerzitu s jej školskými prednáškami a vrátil sa do Florencie, kde štyri roky študoval matematiku sám.

Od roku 1589 - profesor na univerzite v Pise, v rokoch 1592-1610 - v Padove, neskôr - dvorný filozof vojvodu Cosima II de Medici.

Mal významný vplyv na rozvoj vedeckého myslenia. Z neho pochádza fyzika ako veda. Galileovi ľudstvo vďačí za dva princípy mechaniky, ktoré zohrali veľkú úlohu vo vývoji nielen mechaniky, ale celej fyziky. Ide o známy Galileov princíp relativity pre priamočiary a rovnomerný pohyb a princíp nemennosti gravitačného zrýchlenia. Na základe Galileovho princípu relativity prišiel I. Newton ku konceptu inerciálnej vzťažnej sústavy a druhý princíp, spojený s voľným pádom telies, ho priviedol ku konceptu zotrvačnej a ťažkej hmoty. A. Einstein rozšíril Galileov mechanický princíp relativity na všetky fyzikálne procesy, najmä na svetlo, a odvodil z neho dôsledky o povahe priestoru a času (v tomto prípade sú Galileiho transformácie nahradené transformáciami Lorentzovými). Zjednotenie druhého Galileovho princípu, ktorý Einstein interpretoval ako princíp ekvivalencie síl zotrvačnosti k silám gravitácie, s princípom relativity ho priviedlo k všeobecnej teórii relativity.

Galileo zaviedol zákon zotrvačnosti (1609), zákony voľného pádu, pohybu telesa po naklonenej rovine (1604 - 09) a telesa hodeného pod uhlom k horizontu, objavil zákon sčítania pohybov a zákon o stálosti periódy kmitov kyvadla (fenomén izochronizmu kmitov, 1583). Dynamika pochádza z Galilea.

V júli 1609 Galileo zostrojil svoj prvý ďalekohľad – optický systém pozostávajúci z konvexných a konkávnych šošoviek – a začal so systematickými astronomickými pozorovaniami. Išlo o druhé zrodenie ďalekohľadu, ktorý sa po takmer 20 rokoch nejasností stal mocným nástrojom vedeckého poznania. Preto možno Galilea považovať za vynálezcu prvého ďalekohľadu. Svoj ďalekohľad rýchlo zdokonalil a ako časom napísal, „zostrojil si zariadenie také úžasné, že s jeho pomocou sa predmety zdali takmer tisíckrát väčšie a viac ako tridsaťkrát bližšie, než keď ich pozorujeme obyčajným okom“. V pojednaní „The Starry Herald“, vydanom v Benátkach 12. marca 1610, opísal objavy uskutočnené pomocou ďalekohľadu: objavenie hôr na Mesiaci, štyroch satelitov Jupitera, dôkaz, že Mliečna dráha pozostáva z veľa hviezd.

Vytvorenie ďalekohľadu a astronomické objavy priniesli Galileovi veľkú popularitu. Čoskoro objaví fázy Venuše, škvrny na Slnku atď. Galileo zakladá výrobu ďalekohľadov. Zmenou vzdialenosti medzi šošovkami vzniká v roku 1610 -14 aj mikroskop. Vďaka systému Galileo sa šošovky a optické prístroje stali výkonnými nástrojmi vedeckého výskumu. Ako poznamenal S. I. Vavilov: „Práve od Galilea dostala optika najväčší stimul pre ďalší teoretický a technický rozvoj. Galileov optický výskum sa venuje aj náuke o farbe, otázkam povahy svetla a fyzikálnej optike. Galileo prišiel s myšlienkou konečnosti rýchlosti šírenia svetla a nastavením (1607) experimentu na jej určenie.

Astronomické objavy Galilea zohrali obrovskú úlohu vo vývoji vedeckého svetonázoru, jasne presvedčili o správnosti Kopernikovho učenia, omyle systému Aristotela a Ptolemaia, prispeli k víťazstvu a vytvoreniu heliocentrického systému svet. V roku 1632 vyšiel slávny Dialóg o dvoch hlavných systémoch sveta, v ktorom Galileo obhajoval heliocentrický systém Koperníka. Vydanie knihy rozzúrilo cirkevníkov, inkvizícia obvinila Galilea z kacírstva a po usporiadaní procesu ho prinútila verejne sa zriecť Kopernikovskej doktríny a zakázala Dialóg. Po procese v roku 1633 bol Galileo vyhlásený za „väzňa Svätej inkvizície“ a bol nútený žiť najskôr v Ríme a potom v Archertri pri Florencii. Galileo však svoju vedeckú činnosť nezastavil, až do choroby (v roku 1637 Galileo definitívne stratil zrak) dokončil prácu „Rozhovory a matematické dôkazy o dvoch nových odvetviach vedy“, ktorá zhrnula jeho fyzikálne výskumy.

Vynašiel termoskop, ktorý je prototypom teplomer, navrhnutý (1586) hydrostatická rovnováha na určenie mernej hmotnosti tuhých látok určil mernú hmotnosť vzduchu. Predložil myšlienku použitia kyvadla v hodinách. Fyzikálny výskum sa venuje aj hydrostatike, pevnosti materiálov a pod.

Blaise Pascal, koncept atmosférického tlaku

(19. VI.1623 - 19. VIII.1662) - francúzsky matematik, fyzik a filozof. R. v Clermont-Ferrand. Získal domáce vzdelanie. V roku 1631 sa s rodinou presťahoval do Paríža. E. Pascal a niektorí jeho priatelia - M. Mersenne, J. Roberval a ďalší - sa každý týždeň stretávali s matematikmi a fyzikmi. Tieto stretnutia sa nakoniec zmenili na vedecké. stretnutia. Na základe tohto kruhu vznikol Paríž. AN (1666). Od 16 rokov sa P. podieľal na práci krúžku. V tomto čase napísal svoju prvú prácu o kužeľosečkách, v ktorej vyslovil jednu z dôležitých teorém projektívnej geometrie: priesečníky protiľahlých strán šesťuholníka vpísaného do kužeľosečky ležia na jednej priamke (Pascalova veta) .

Fyzikálny výskum sa týka najmä hydrostatiky, kde v roku 1653 sformuloval jej základný zákon, podľa ktorého sa tlak na kvapalinu prenáša rovnomerne bez zmeny všetkými smermi – Pascalov zákon (túto vlastnosť kvapaliny poznali už jeho predchodcovia), stanovil princíp prevádzky hydraulického lisu. Znovu objavil hydrostatický paradox, ktorý sa vďaka nemu dostal do širokého povedomia. Potvrdená existencia atmosferický tlak, opakujúc v roku 1646 Torricelliho skúsenosť s vodou a vínom. Navrhol, že atmosférický tlak klesá s výškou (podľa jeho predstavy sa v roku 1647 uskutočnil experiment, ktorý svedčil o tom, že hladina ortuti v trubici na vrchole hory bola nižšia ako na úpätí), preukázal elasticitu vzduchu, dokázal, že vzduch má váhu, zistil, že hodnoty barometra závisia od vlhkosti vzduchu a teploty, a preto ho možno použiť na predpovedanie počasia.

V matematike venoval množstvo prác aritmetickým radom a binomickým koeficientom. V „Pojednaní o aritmetickom trojuholníku“ dal tzv. Pascalov trojuholník - tabuľka, v ktorej je koeficient. expanzie (a + b) n pre rôzne n sú usporiadané v tvare trojuholníka. Binomické šance. tvorili podľa ním vyvinutej metódy kompletnú matematiku. indukcia - to bol jeden z jeho najdôležitejších objavov. Novinkou bolo aj to, že binomické koeficienty. tu pôsobil ako počet kombinácií n prvkov podľa m a potom sa použil v problémoch teórie pravdepodobnosti. Dovtedy nikto z matematikov nepočítal s pravdepodobnosťou udalostí. Pascal a P. Fermanashli kľúčom k riešeniu takýchto problémov. V ich korešpondencii je vedecky opodstatnená teória pravdepodobnosti a kombinatorika, a preto sú Pascal a Fermat považovaní za zakladateľov novej oblasti matematiky – teórie pravdepodobnosti. Veľkou mierou prispel aj k rozvoju infinitezimálneho počtu. Pri štúdiu cykloidy navrhol všeobecné metódy na určenie kvadratúry a rozkladu ťažísk. krivky, objavil a aplikoval také metódy, ktoré ho oprávňujú považovať ho za jedného z tvorcov infinitezimálneho počtu. V Pojednaní o sínusoch štvrtiny kruhu pri výpočte integrálov goniometrických funkcií, najmä dotyčnice, zaviedol eliptické integrály, ktoré neskôr zohrali dôležitú úlohu v analýze a jej aplikáciách. Okrem toho dokázal množstvo teorémov týkajúcich sa zmeny premenných a integrácie po častiach. V Pascalovi existujú, aj keď v nerozvinutej podobe, predstavy o ekvivalencii diferenciálu ako hlavnej lineárnej časti prírastku k samotnému prírastku a o vlastnostiach ekvivalentných infinitezimálnych veličín.

V roku 1642 navrhol počítací stroj na dve aritmetické operácie. Princípy tohto stroja sa neskôr stali východiskovým bodom pri navrhovaní počítacích strojov.

Je po ňom pomenovaná jednotka tlaku, pascal.

Alessandro Volt, vynálezca voltaickej kolóny, elektroforu, elektromera

Alessandro Volta sa narodil 18. februára 1745 v malom talianskom mestečku Como, ktoré sa nachádza neďaleko jazera Como neďaleko Milána. Rozvinul raný záujem o štúdium elektrických javov. V roku 1769 publikoval prácu o Leidenskej banke, o dva roky neskôr - o elektrickom stroji. V roku 1774 sa Volta stal učiteľom fyziky na škole v Como, vynašiel elektrofor, potom eudiometer a ďalšie prístroje. V roku 1777 sa stal profesorom fyziky v Pavii. V roku 1783 vynájde elektroskop s kondenzátorom a od roku 1792 sa intenzívne venuje „živočíšnej elektrine“. Tieto štúdie ho priviedli k vynálezu prvého galvanického článku.

V roku 1800 zostrojil prvý generátor elektrického prúdu - voltaický stĺp. Tento vynález mu priniesol svetovú slávu. Bol zvolený za člena parížskych a iných akadémií, Napoleon z neho urobil grófa a senátora talianskeho kráľovstva. Ale vo vede po svojom veľkom objave Volta nič významné neurobil. V roku 1819 opustil profesúru a žil v rodnom meste Como, kde 5. marca 1827 zomrel (v rovnaký deň ako Laplace a v ten istý rok ako Fresnel).

Voltický stĺp

Volta začal pracovať na „živočíšnej elektrine“ v roku 1792, opakoval a rozvíjal Galvaniho experimenty, pričom plne akceptoval jeho názor. Ale už v jednom z prvých listov odoslaných z Milána 3. apríla 1792 upozorňuje, že svaly žaby sú veľmi citlivé na elektrinu, „úžasne reagujú na elektrinu“, úplne nepolapiteľné aj pre Bennettov elektroskop, najcitlivejší zo všetkých (vyrobené z dvoch pásikov najtenšieho plátu zlata alebo striebra). Tu je začiatok nasledujúceho Voltovho výroku, že „preparovaná žaba predstavuje takpovediac zvierací elektrometer, neporovnateľne citlivejší ako ktorýkoľvek iný najcitlivejší elektrometer“.

Volta ako výsledok dlhej série experimentov dospel k záveru, že príčinou svalovej kontrakcie nie je „živočíšna elektrina“, ale kontakt odlišných kovov. „Pôvodnou príčinou tohto elektrického prúdu,“ píše Volta, „nech už to môže byť čokoľvek, sú samotné kovy, pretože sú odlišné. Práve oni sú v pravom zmysle slova aktivátormi a hýbateľmi, kým zvierací orgán, samotné nervy sú len pasívne. Elektrifikácia pri kontakte dráždi nervy zvieraťa, uvádza svaly do pohybu, spôsobuje pocit kyslej chuti na špičke jazyka umiestnenom medzi oceľovým papierom a striebornou lyžičkou pri kontakte striebra a cínu. Volta teda považuje príčiny „galvanizmu“ za fyzické a fyziologické činy za jeden z prejavov tohto fyzikálneho procesu. Ak stručne sformulujeme Voltovu myšlienku moderným jazykom, potom sa zhrnie na nasledovné: Galvani objavil fyziologický účinok elektrického prúdu.

Prirodzene, medzi Galvanim a Voltom sa rozpútala kontroverzia. Galvani, aby dokázal svoj prípad, sa snažil úplne vylúčiť fyzické príčiny. Volta, naopak, úplne vylúčil fyziologické predmety a nahradil žabie stehno elektromerom. 10. februára 1794 píše:

„Čo si myslíte o takzvanej živočíšnej elektrine? Pokiaľ ide o mňa, dlho som bol presvedčený, že všetky akcie vznikajú pôvodne pri kontakte kovov s nejakým vlhkým telesom alebo so samotnou vodou. Vďaka tomuto kontaktu sa elektrická kvapalina vháňa do tohto vlhkého telesa alebo do vody zo samotných kovov, z jedného viac, z druhého menej (najviac zo zinku, najmenej zo striebra). Keď je medzi zodpovedajúcimi vodičmi nadviazaná nepretržitá komunikácia, táto tekutina vytvára konštantný cyklus.

Volta zariadenia

Toto je prvý popis uzavretého okruhu elektrického prúdu. Ak sa reťaz preruší a v mieste prerušenia sa ako spojovací článok vloží životaschopný žabí nerv, potom „svaly ovládané takýmito nervami sa začnú sťahovať, len čo sa uzavrie okruh vodičov a objaví sa elektrický prúd“. Ako vidíte, Volta už používa taký výraz ako "uzavretý okruh elektrického prúdu." Ukazuje, že prítomnosť prúdu v uzavretom okruhu možno zistiť aj chuťovými vnemami, ak sa do okruhu zasunie špička jazyka. „A tieto pocity a pohyby sú tým silnejšie, čím ďalej sú od seba nanesené dva kovy v rade, v ktorom sú tu umiestnené: zinok, alobal, obyčajný cín v doskách, olovo, železo, mosadz a rôzne kvality bronzu, medi. , platina, zlato, striebro, ortuť, grafit. Taká je táto slávna „séria Volta“ vo svojom prvom návrhu.

Volta rozdelila vodiče do dvoch tried. Prvému pripísal kovy, druhému tekuté vodiče. Ak vytvoríte uzavretý okruh rôznych kovov, nebude existovať žiadny prúd - to je dôsledok Voltovho zákona pre kontaktné napätie. Ak "vodič druhej triedy je v strede a je v kontakte s dvoma vodičmi prvej triedy z dvoch rôznych kovov, potom v dôsledku toho vzniká elektrický prúd v jednom alebo druhom smere."

Je celkom prirodzené, že práve Volta mal tú česť vytvoriť prvý generátor elektrického prúdu, takzvaný voltaický stĺp (Volta ho sám nazýval „elektrický orgán“), ktorý mal obrovský vplyv nielen na rozvoj vedy. elektriny, ale aj celej histórie ľudskej civilizácie. Voltaický stĺp ohlasoval príchod novej éry – éry elektriny.

Elektrofor Volta

Triumf voltaickej kolóny zabezpečil bezpodmienečné víťazstvo Voltu nad Galvanim. História pri výbere víťaza v tomto spore, v ktorom mali pravdu obe strany, každá zo svojho uhla pohľadu, konala múdro. „Zvieracia elektrina“ skutočne existuje a elektrofyziológia, ktorej otcom bol Galvani, dnes zaujíma dôležité miesto vo vede a praxi. Ale v čase Galvaniho elektrofyziologické javy ešte neboli zrelé na vedeckú analýzu a skutočnosť, že Volta obrátil Galvaniho objav na novú cestu, bola pre mladú vedu o elektrine veľmi dôležitá. Volta vylúčením života, najzložitejšieho fenoménu prírody, z vedy o elektrine, tým, že fyziologickým činnostiam prisúdila iba pasívnu úlohu činidla, zabezpečila rýchly a plodný rozvoj tejto vedy. To je jeho nesmrteľná zásluha v dejinách vedy a ľudstva.

Heinrich Rudolf Hertz, vynálezca "Hertz vibrátora"

HEINRICH RUDOLF HERZ(1857-1894) sa narodil 22. februára v Hamburgu v rodine právnika, ktorý sa neskôr stal senátorom. Hertz sa dobre učil a bol neprekonateľným študentom s rýchlym vtipom. Miloval všetky predmety, rád písal poéziu a pracoval na sústruhu. Bohužiaľ, Hertz bol po celý život brzdený zlým zdravotným stavom.

V roku 1875, po absolvovaní gymnázia, Hertz vstúpil do Drážďan a potom na Mníchovskú vyššiu technickú školu. Veci išli dobre, pokiaľ sa študovali predmety všeobecného charakteru. Ale hneď ako začala špecializácia, Hertz zmenil názor. Nechce byť úzkym špecialistom, túži po vedeckej práci a vstupuje na Berlínsku univerzitu. Hertz mal šťastie: Helmholtz sa ukázal byť jeho priamym mentorom. Slávny fyzik bol síce prívržencom teórie pôsobenia na diaľku, ale ako skutočný vedec bezpodmienečne uznal, že Faraday-Maxwellove myšlienky o pôsobení na krátke vzdialenosti a fyzikálnom poli dávajú vynikajúcu zhodu s experimentom.

Raz na univerzite v Berlíne sa Hertz s veľkou túžbou snažil študovať vo fyzikálnych laboratóriách. V laboratóriách však mohli pracovať len tí študenti, ktorí sa zaoberali riešením súťažných problémov. Helmholtz navrhol Hertzovi problém z oblasti elektrodynamiky: má elektrický prúd kinetickú energiu?Helmholtz chcel nasmerovať Hertzove sily do oblasti elektrodynamiky, pretože to považoval za najviac mätúce.

Na vyriešenie úlohy sa berie Hertz, vypočítaný na 9 mesiacov. Sám vyrába zariadenia a ladí ich. Pri práci na prvom probléme sa okamžite odhalili črty výskumníka, ktoré sú Hertzovi vlastné: vytrvalosť, vzácna pracovitosť a umenie experimentátora. Problém bol vyriešený za 3 mesiace. Výsledok bol podľa očakávania negatívny. (Teraz je nám jasné, že elektrický prúd, čo je usmernený pohyb elektrických nábojov (elektrónov, iónov), má kinetickú energiu. Aby to Hertz zistil, bolo potrebné zvýšiť presnosť jeho experimentu o tisíckrát.) Získaný výsledok sa zhodoval s názorom Helmholtza, hoci bol chybný, nemýlil sa v schopnostiach mladého Hertza. „Videl som, že mám do činenia so študentom s úplne nezvyčajným talentom,“ poznamenal neskôr. Hertzova práca bola ocenená cenou.

Po návrate z letných prázdnin v roku 1879 získal Hertz povolenie pracovať na inej téme:<0б индукции во вращающихся телах«, взятой в качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он предполагал завершить ее за 2-3 месяца, защитить и получить поскорее звание доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Зашита прошла успешно, и ему присудили степень доктора с «отличием» - явление исключительно редкое, тем более для студента.

V rokoch 1883 až 1885 viedol Hertz oddelenie teoretickej fyziky v provinčnom meste Kiel, kde nebolo žiadne fyzikálne laboratórium. Hertz sa tu rozhodol zaoberať teoretickými otázkami. Opravuje systém rovníc elektrodynamiky jedného z najjasnejších predstaviteľov Neumannovho pôsobenia na veľké vzdialenosti. Výsledkom tejto práce bolo, že Hertz napísal svoj vlastný systém rovníc, z ktorých sa dali ľahko získať Maxwellove rovnice. Hertz je sklamaný, pretože sa snažil dokázať univerzálnosť elektrodynamických teórií predstaviteľov diaľkového pôsobenia, a nie Maxwellovej teórie. „Tento záver nemožno považovať za presný dôkaz Maxwellovho systému ako jediného možného,“ vyvodzuje pre seba v podstate upokojujúci záver.

V roku 1885 Hertz prijal pozvanie z technickej školy v Karlsruhe, kde sa uskutočnili jeho slávne pokusy o šírení elektrickej sily. Už v roku 1879 si Berlínska akadémia vied stanovila úlohu: "Experimentálne ukázať existenciu nejakého spojenia medzi elektrodynamickými silami a dielektrickou polarizáciou dielektrika." Hertzove predbežné výpočty ukázali, že očakávaný efekt bude veľmi malý aj za najpriaznivejších podmienok. Preto zrejme na jeseň 1879 od tejto práce upustil. Neprestal však premýšľať o možných spôsoboch riešenia a dospel k záveru, že na to sú potrebné vysokofrekvenčné elektrické oscilácie.

Hertz starostlivo študoval všetko, čo bolo v tom čase známe o elektrických osciláciách, teoreticky aj experimentálne. Po nájdení páru indukčných cievok v učebni fyziky na technickej škole a vykonaní ukážok prednášok s nimi Hertz zistil, že ich možno použiť na získanie rýchlych elektrických oscilácií s periódou 10 -8 C. Výsledkom experimentov bolo, Hertz vytvoril nielen vysokofrekvenčný generátor (zdroj vysokofrekvenčných kmitov), ​​ale aj rezonátor - prijímač týchto kmitov.

Hertzov generátor pozostával z indukčnej cievky a k nej pripojených drôtov, ktoré tvoria výbojovú medzeru, rezonátora - z obdĺžnikového drôtu a dvoch guľôčok na jeho koncoch, ktoré tiež tvoria výbojovú medzeru. V dôsledku experimentov Hertz zistil, že ak sa v generátore vyskytujú vysokofrekvenčné oscilácie (preskočí iskra v jeho výbojovej medzere), potom vo výbojovej medzere rezonátora, dokonca aj 3 m od generátora. , preskočia aj malé iskry. Iskra v druhom okruhu teda vznikla bez akéhokoľvek priameho kontaktu s prvým okruhom. Aký je mechanizmus jeho prenosu?Alebo ide o elektrickú indukciu podľa Helmholtzovej teórie, alebo o elektromagnetické vlnenie podľa Maxwellovej teórie?(frekvencia kmitov generátora sa zhoduje s vlastnou frekvenciou rezonátora).

Po vykonaní početných experimentov s rôznymi vzájomnými polohami generátora a prijímača dospel Hertz k záveru, že existujú elektromagnetické vlny, ktoré sa šíria konečnou rýchlosťou. Budú sa správať ako svetlo A Hertz tento predpoklad dôkladne otestuje. Po štúdiu zákonov odrazu a lomu, po stanovení polarizácie a meraní rýchlosti elektromagnetických vĺn dokázal ich úplnú analógiu so svetelnými vlnami. Toto všetko bolo uvedené v práci „O lúčoch elektrickej sily“, publikovanej v decembri 1888. Tento rok je považovaný za rok objavu elektromagnetických vĺn a experimentálneho potvrdenia Maxwellovej teórie. V roku 1889 na kongrese nemeckých prírodovedcov Hertz povedal: „Všetky tieto experimenty sú v princípe veľmi jednoduché, napriek tomu majú najdôležitejšie dôsledky. Ničia akúkoľvek teóriu, ktorá tvrdí, že elektrické sily okamžite preskočia priestor. Znamenajú brilantné víťazstvo Maxwellovej teórie. Akokoľvek nepravdepodobné, ako sa jej pohľad na podstatu svetla zdal predtým, je teraz také ťažké nezdieľať tento názor.

Hertzova tvrdá práca nezostala nepotrestaná pre jeho už aj tak zlý zdravotný stav. Najprv zlyhali oči, potom bolia uši, zuby a nos. Čoskoro začala všeobecná otrava krvi, na ktorú zomrel už vo veku 37 rokov známy vedec Heinrich Hertz.

Hertz dokončil obrovskú prácu, ktorú začal Faraday. Ak Maxwell premenil Faradayove myšlienky na matematické obrazy, potom Hertz premenil tieto obrazy na viditeľné a počuteľné elektromagnetické vlny, ktoré sa stali jeho večným pomníkom. Na G. Hertza si spomíname, keď počúvame rádio, pozeráme televíziu, keď sa radujeme zo správy TASS o nových štartoch kozmických lodí, s ktorými je udržiavaná stabilná komunikácia pomocou rádiových vĺn. A nie je náhoda, že prvé slová, ktoré odovzdal ruský fyzik A. S. Popov cez prvé bezdrôtové spojenie, boli: „Heinrich Hertz“.

"Veľmi rýchle elektrické oscilácie"

Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894

V rokoch 1886 až 1888 Hertz v rohu svojej fyzikálnej kancelárie na Karlsruhe Polytechnic School (Berlín) skúmal emisiu a príjem elektromagnetických vĺn. Pre tieto účely vynašiel a skonštruoval svoj slávny vysielač elektromagnetických vĺn, neskôr nazývaný „Hertz vibrátor“. Vibrátor pozostával z dvoch medených tyčí s mosadznými guličkami namontovanými na koncoch a jednej veľkej zinkovej gule alebo štvorcovej platne, ktorá plnila úlohu kondenzátora. Medzi loptičkami bola medzera - iskrisko. Konce sekundárneho vinutia Ruhmkorffovej cievky, meniča nízkonapäťového jednosmerného prúdu na vysokonapäťový striedavý prúd, boli pripevnené k medeným tyčiam. S impulzmi striedavého prúdu medzi loptičkami preskakovali iskry a do okolitého priestoru sa šírili elektromagnetické vlny. Pohybom gúľ alebo dosiek po tyčiach sa regulovala indukčnosť a kapacita obvodu, ktoré určujú vlnovú dĺžku. Na zachytenie vyžarovaných vĺn Hertz vynašiel najjednoduchší rezonátor – drôtený otvorený krúžok alebo obdĺžnikový otvorený rám s rovnakými mosadznými guľôčkami na koncoch, aké má „vysielač“ a nastaviteľným iskriskom.

Hertzový vibrátor

Je predstavený koncept Hertzovho vibrátora, je uvedená pracovná schéma Hertzovho vibrátora, uvažuje sa o prechode z uzavretého okruhu na elektrický dipól.

Pomocou vibrátora, rezonátora a reflexných kovových obrazoviek Hertz dokázal existenciu elektromagnetických vĺn predpovedaných Maxwellom, šíriacich sa voľným priestorom. Dokázal ich totožnosť so svetelnými vlnami (podobnosť javov odrazu, lomu, interferencie a polarizácie) a dokázal zmerať ich dĺžku.

Hertz vďaka svojim experimentom dospel k nasledujúcim záverom: 1 - Maxwellove vlny sú "synchrónne" (platnosť Maxwellovej teórie, že rýchlosť šírenia rádiových vĺn sa rovná rýchlosti svetla); 2 - je možné prenášať energiu elektrického a magnetického poľa bez drôtov.

V roku 1887, po ukončení experimentov, vyšiel prvý Hertzov článok „O veľmi rýchlych elektrických osciláciách“ a v roku 1888 ešte zásadnejšia práca „O elektrodynamických vlnách vo vzduchu a ich odraze“.

Hertz veril, že jeho objavy nie sú o nič praktickejšie ako Maxwellove: „Je to absolútne zbytočné. Toto je len experiment, ktorý dokazuje, že Maestro Maxwell mal pravdu. Máme len tajomné elektromagnetické vlny, ktoré nevidíme očami, ale sú tam.“ "A čo ďalej?" spýtal sa ho jeden zo študentov. Hertz pokrčil plecami, bol to skromný človek, bez predsudkov a ambícií: "Asi - nič."

Ale aj na teoretickej úrovni vedci okamžite zaznamenali Hertzove úspechy ako začiatok novej „elektrickej éry“.

Heinrich Hertz zomrel vo veku 37 rokov v Bonne na otravu krvi. Po Hertzovej smrti v roku 1894 Sir Oliver Lodge poznamenal: „Hertz urobil to, čo významní anglickí fyzici nedokázali. Okrem toho, že potvrdil pravdivosť Maxwellových teorémov, urobil to s odrádzajúcou skromnosťou.“

Edward Eugene Desair Branly, vynálezca "Branlyho meracieho prístroja"

Meno Edwarda Branlyho nie je vo svete zvlášť známe, no vo Francúzsku je považovaný za jedného z najvýznamnejších prispievateľov k vynálezu rádiotelegrafie.

V roku 1890 sa Edouard Branly, profesor fyziky na Katolíckej univerzite v Paríži, začal vážne zaujímať o možnosť využitia elektriny v terapii. Dopoludnia chodil do parížskych nemocníc, kde vykonával lekárske procedúry s elektrickými a indukčnými prúdmi a popoludní študoval vo svojom fyzikálnom laboratóriu správanie kovových vodičov a galvanometrov pri vystavení elektrickým nábojom.

Zariadenie, ktoré Branleyho preslávilo, bola „sklenená trubica voľne naplnená kovovými pilinami“ resp "Snímač Branly". Keď bol snímač zapojený do elektrického obvodu obsahujúceho batériu a galvanometer, fungoval ako izolátor. Ak sa však v určitej vzdialenosti od obvodu objavila elektrická iskra, potom snímač začal viesť prúd. Keď sa trubica mierne potriasla, senzor sa opäť stal izolátorom. Odozva Branleyho senzora na iskru bola pozorovaná v priestoroch laboratória (do 20 m). Tento jav opísal Branley v roku 1890.

Mimochodom, podobná metóda zmeny odporu pilín, iba uhlia, s prechodom elektrického prúdu, bola donedávna hojne využívaná (a v niektorých domoch sa stále používa) v telefónnych mikrofónoch (tzv. "uhlie" mikrofóny).

Podľa historikov Branley nikdy neuvažoval o možnosti signalizácie. Zaujímal sa najmä o paralely medzi medicínou a fyzikou a snažil sa medicínskemu svetu ponúknuť interpretáciu nervového vedenia modelovaného pomocou trubíc naplnených kovovými pilinami.

Spojenie medzi vodivosťou Branleyho senzora a elektromagnetickými vlnami prvýkrát verejne demonštroval britský fyzik Oliver Lodge.

Lavoisier Antoine Laurent, vynálezca kalorimetra

Antoine Laurent Lavoisier sa narodil 26. augusta 1743 v Paríži v rodine právnika. Počiatočné vzdelanie získal na College of Mazarin av roku 1864 promoval na právnickej fakulte parížskej univerzity. Už počas štúdia na univerzite Lavoisier okrem právnej vedy dôkladne študoval prírodné a exaktné vedy pod vedením najlepších vtedajších parížskych profesorov.

V roku 1765 predstavil Lavoisier prácu na tému, ktorú stanovila Parížska akadémia vied – „Najlepšie osvetliť ulice veľkého mesta“. Pri výkone tohto diela ovplyvnila Lavoisierova mimoriadna vytrvalosť pri sledovaní zamýšľaného cieľa a presnosť vo výskume, cnosti, ktoré tvoria charakteristický znak všetkých jeho diel. Napríklad, aby zvýšil citlivosť svojho zraku na jemné zmeny intenzity svetla, strávil Lavoisier šesť týždňov v tmavej miestnosti. Toto dielo Lavoisiera akadémia ocenila zlatou medailou.

V období 1763-1767. Lavoisier robí množstvo exkurzií so slávnym geológom a mineralógom Guettardom, ktorému pomáha pri zostavovaní mineralogickej mapy Francúzska. Už tieto prvé Lavoisierove diela mu otvorili dvere parížskej akadémie. 18. mája 1768 bol zvolený do akadémie ako adjunkt v chémii, v roku 1778 sa stal riadnym členom akadémie a od roku 1785 bol jej riaditeľom.

V roku 1769 sa Lavoisier pripojil k Farming Company - organizácii štyridsiatich veľkých finančníkov, výmenou za okamžitú platbu určitej sumy do štátnej pokladnice, ktorá získala právo vyberať štátne nepriame dane (zo soli, tabaku atď.). Lavoisier ako farmár nahromadil obrovský majetok, z ktorého časť minul na vedecký výskum; účasť v Farming Company však bola jedným z dôvodov, prečo bol Lavoisier v roku 1794 odsúdený na smrť.

V roku 1775 sa Lavoisier stal riaditeľom Úradu strelného prachu a soli. Vďaka energii Lavoisier sa produkcia pušného prachu vo Francúzsku do roku 1788 viac ako zdvojnásobila. Lavoisier organizuje expedície na nájdenie ložísk ledku, vykonáva výskum čistenia a analýzy ledku; techniky čistenia liadku vyvinuté Lavoisierom a Baumom sa dostali až do našej doby. Lavoisier riadil obchod s strelným prachom až do roku 1791. Žil v Arsenale strelného prachu; tu sa nachádzalo aj vynikajúce chemické laboratórium, ktoré vytvoril na vlastné náklady a z ktorého vychádzali takmer všetky chemické dielne, ktoré zvečnili jeho meno. Lavoisierovo laboratórium bolo v tom čase jedným z hlavných vedeckých centier v Paríži.

Začiatkom 70. rokov 18. storočia. Lavoisier začína systematickú experimentálnu prácu na štúdiu procesov spaľovania, v dôsledku čoho prichádza k záveru, že teória flogistónu je neudržateľná. Po prijatí kyslíka v roku 1774 (po K.V. Scheele a J. Priestleym) a uvedomení si významu tohto objavu vytvoril Lavoisier kyslíkovú teóriu spaľovania, ktorú uviedol v roku 1777. V rokoch 1775-1777. Lavoisier dokazuje zložité zloženie vzduchu, pozostávajúce podľa jeho názoru z „čistého vzduchu“ (kyslík) a „dusného vzduchu“ (dusík). V roku 1781 spolu s matematikom a chemikom J. B. Meunierom tiež dokázal zložité zloženie vody, pričom zistil, že pozostáva z kyslíka a „horľavého vzduchu“ (vodík). V roku 1785 tiež syntetizovali vodu z vodíka a kyslíka.

Doktrína kyslíka ako hlavného činiteľa spaľovania sa spočiatku stretla s veľkým nepriateľstvom. Slávny francúzsky chemik Maquier sa novej teórii vysmieva; v Berlíne, kde si osobitne uctili pamiatku tvorcu flogistónovej teórie G. Stahla, boli diela Lavoisiera dokonca spálené. Lavoisier však bez toho, aby najprv strácal čas polemikami s nadhľadom, ktorého zlyhanie pociťoval, krok za krokom vytrvalo a trpezlivo kládol základy svojej teórie. Až po dôkladnom preštudovaní faktov a konečnom objasnení svojho pohľadu Lavoisier v roku 1783 otvorene kritizuje doktrínu flogistónu a ukazuje jej neistotu. Stanovenie zloženia vody bolo rozhodujúcou ranou pre teóriu flogistónu; jeho priaznivci začali prechádzať na stranu učenia Lavoisiera.

Na základe vlastností kyslíkatých zlúčenín Lavoisier ako prvý klasifikoval v chemickej praxi vtedy známe „jednoduché telesá“. Lavoisierov koncept elementárnych telies bol čisto empirický: elementárny Lavoisier považoval tie telesá, ktoré nebolo možné rozložiť na jednoduchšie zložky.

Základom jeho klasifikácie chemikálií spolu s konceptom jednoduchých telies boli pojmy „oxid“, „kyselina“ a „soľ“. Oxid je podľa Lavoisiera zlúčenina kovu s kyslíkom; kyselina - zlúčenina nekovového telesa (napríklad uhlie, síra, fosfor) s kyslíkom. Organické kyseliny - octová, šťaveľová, vínna atď. - Lavoisier považuje za zlúčeniny s kyslíkom rôznych "radikálov". Soľ vzniká spojením kyseliny so zásadou. Táto klasifikácia, ako čoskoro ukázali ďalšie štúdie, bola úzka, a preto nesprávna: niektoré kyseliny, ako napríklad kyselina kyanovodíková, sírovodík a im zodpovedajúce soli, nezodpovedali týmto definíciám; Lavoisier považoval kyselinu chlorovodíkovú za zlúčeninu kyslíka s doposiaľ neznámym radikálom a chlór za zlúčeninu kyslíka s kyselinou chlorovodíkovou. Bola to však prvá klasifikácia, ktorá umožnila s veľkou jednoduchosťou preskúmať celý rad telies v tom čase známych v chémii. Dala Lavoisierovi príležitosť predpovedať komplexné zloženie takých telies ako vápno, baryt, žieravé alkálie, kyselina boritá atď., Ktoré boli pred ním považované za elementárne telesá.

V súvislosti s odmietnutím flogistónovej teórie bolo potrebné vytvoriť novú chemickú nomenklatúru založenú na klasifikácii uvedenej Lavoisierom. Lavoisier rozvíja základné princípy novej nomenklatúry v rokoch 1786-1787. spolu s C. L. Bertholletom, L. B. Gitonom de Morvom a A. F. Fourcroixom. Nové názvoslovie vnieslo do chemického jazyka väčšiu jednoduchosť a jasnosť a očistilo ho od zložitých a mätúcich výrazov, ktoré odkázala alchýmia. Od roku 1790 sa Lavoisier podieľa aj na vývoji racionálneho systému mier a váh – metrického.

Predmetom Lavoisierovej štúdie boli aj tepelné javy úzko súvisiace so spaľovacím procesom. Spolu s Laplaceom, budúcim tvorcom nebeskej mechaniky, dal Lavoisier vzniknúť kalorimetrii. Tvoria ľadový kalorimeter, pomocou ktorej sa merajú tepelné kapacity mnohých telies a teplo uvoľnené pri rôznych chemických premenách. Lavoisier a Laplace v roku 1780 stanovili základný princíp termochémie, ktorý sformulovali v nasledujúcej forme: „Všetky tepelné zmeny, ktoré zažíva akýkoľvek materiálny systém, menia svoj stav, sa vyskytujú v opačnom poradí, keď sa systém opäť vracia do pôvodného stavu.

V roku 1789 vydal Lavoisier učebnicu „Elementary Course of Chemistry“, založenú výlučne na kyslíkovej teórii spaľovania a novej nomenklatúre, ktorá sa stala prvou učebnicou novej chémie. Keďže Francúzska revolúcia začala v tom istom roku, revolúcia v chémii vykonaná prácami Lavoisiera sa bežne nazýva „chemická revolúcia“.

Tvorca chemickej revolúcie Lavoisier sa však stal obeťou sociálnej revolúcie. Koncom novembra 1793 boli bývalí účastníci výkupného zatknutí a súdení revolučným tribunálom. Ani petícia „Poradného úradu pre umenie a remeslá“, ani známe služby Francúzsku, ani vedecká sláva nezachránili Lavoisiera pred smrťou. „Republika nepotrebuje vedcov,“ povedal predseda rakevného tribunálu v reakcii na petíciu úradu. Lavoisier bol obvinený z účasti na „sprisahaní s nepriateľmi Francúzska proti francúzskemu ľudu s cieľom ukradnúť národu obrovské sumy potrebné na vojnu s despotmi“ a odsúdený na smrť. „Stačilo, aby kat odrezal túto hlavu,“ povedal slávny matematik Lagrange o poprave Lavoisiera, „ale nebude stačiť za storočie dať ďalšiu rovnakú...“ V roku 1796 Lavoisier bol posmrtne rehabilitovaný.

Od roku 1771 bol Lavoisier ženatý s dcérou svojho kolegu farmára Polza. Vo svojej manželke sa našiel aktívnym pomocníkom vo svojej vedeckej práci. Vedla jeho laboratórne denníky, prekladala mu vedecké články z angličtiny, kreslila a ryla kresby do jeho učebnice. Po Lavoisierovej smrti sa jeho manželka v roku 1805 znovu vydala za slávneho fyzika Rumfoorda. Zomrela v roku 1836 vo veku 79 rokov.

Pierre Simon Laplace, vynálezca kalorimetra, barometrického vzorca

Francúzsky astronóm, matematik a fyzik Pierre Simon de Laplace sa narodil v Beaumont-en-Auge v Normandii. Študoval na benediktínskej škole, z ktorej však vyšiel ako zarytý ateista. V roku 1766 prišiel Laplace do Paríža, kde mu o päť rokov neskôr J. d'Alembert pomohol získať miesto profesora na vojenskej škole. Aktívne sa podieľal na reorganizácii systému vysokoškolského vzdelávania vo Francúzsku, na vytvorení normálnej a polytechnickej školy. V roku 1790 bol Laplace vymenovaný za predsedu Komory mier a váh, ktorý viedol zavedenie nového metrického systému mier. Od roku 1795 bol členom vedenia Úradu pre zemepisné dĺžky. Člen Parížskej akadémie vied (1785, spolupracovník od 1773), člen Francúzskej akadémie (1816).

Vedecké dedičstvo Laplacea patrí do oblasti nebeskej mechaniky, matematiky a matematickej fyziky, základné diela Laplacea sú o diferenciálnych rovniciach, najmä o integrácii "kaskádovou" metódou parciálnych diferenciálnych rovníc. Sférické funkcie zavedené Laplaceom majú rôzne aplikácie. V algebre prišiel Laplace s dôležitou vetou o reprezentácii determinantov súčtom súčinov komplementárnych minorít. Na rozvoj matematickej teórie pravdepodobnosti, ktorú vytvoril, Laplace zaviedol takzvané generujúce funkcie a široko používal transformáciu, ktorá nesie jeho meno (Laplaceova transformácia). Teória pravdepodobnosti bola základom pre štúdium všetkých druhov štatistických zákonitostí, najmä v oblasti prírodných vied. Pred ním prvé kroky v tejto oblasti podnikli B. Pascal, P. Fermat, J. Bernoulli a i. Laplace ich závery doviedol do systému, zlepšil metódy dokazovania, čím ich zmenšil na ťažkopádnosť; dokázal teorém, ktorý nesie jeho meno (Laplaceova veta), vyvinul teóriu chýb a metódu najmenších štvorcov, čo umožňuje nájsť najpravdepodobnejšie hodnoty meraných veličín a stupeň spoľahlivosti týchto výpočtov. Laplaceovo klasické dielo, Analytická teória pravdepodobnosti, vyšlo počas jeho života trikrát – v rokoch 1812, 1814 a 1820; ako úvod k najnovším vydaniam bola umiestnená práca Essay on the Philosophy of the Theory of Probability (1814), v ktorej sú populárnou formou vysvetlené hlavné ustanovenia a význam teórie pravdepodobnosti.

Spolu s A. Lavoisierom v rokoch 1779-1784. Laplace sa zaoberal fyzikou, najmä otázkou latentného tepla fúzie telies a práce s nimi vytvorenými. ľadový kalorimeter. Ako prví použili teleskop na meranie lineárnej expanzie telies; študoval spaľovanie vodíka v kyslíku. Laplace sa aktívne postavil proti chybnej flogistónovej hypotéze. Neskôr sa vrátil k fyzike a matematike. Publikoval množstvo prác o teórii vzlínavosti a ustanovil zákon, ktorý nesie jeho meno (Laplaceov zákon). V roku 1809 sa Laplace zaoberal otázkami akustiky; odvodil vzorec pre rýchlosť zvuku vo vzduchu. Laplace patrí barometrický vzorec vypočítať zmenu hustoty vzduchu s výškou nad zemským povrchom s prihliadnutím na vplyv vlhkosti vzduchu a zmenu tiažového zrýchlenia. Venoval sa aj geodézii.

Laplace vyvinul metódy nebeskej mechaniky a dokončil takmer všetko, čo jeho predchodcovia nedokázali vysvetliť pohyb telies slnečnej sústavy na základe Newtonovho zákona univerzálnej gravitácie; sa mu podarilo dokázať, že zákon univerzálnej gravitácie plne vysvetľuje pohyb týchto planét, ak ich vzájomné poruchy znázorníme vo forme sérií. Tiež dokázal, že tieto poruchy sú periodické. V roku 1780 Laplace navrhol novú metódu na výpočet obežných dráh nebeských telies. Laplaceov výskum dokázal stabilitu slnečnej sústavy na veľmi dlhú dobu. Ďalej Laplace dospel k záveru, že prstenec Saturna nemôže byť súvislý, pretože. v tomto prípade by bola nestabilná a predpovedala objavenie silnej sploštenosti Saturna v blízkosti pólov. V roku 1789 Laplace uvažoval o teórii pohybu Jupiterových satelitov pod vplyvom vzájomných porúch a príťažlivosti k Slnku. Získal úplnú zhodu medzi teóriou a pozorovaniami a stanovil množstvo zákonov týchto pohybov. Jedným z hlavných úspechov Laplacea bolo objavenie príčiny zrýchlenia pohybu Mesiaca. V roku 1787 ukázal, že priemerná rýchlosť pohybu Mesiaca závisí od excentricity zemskej obežnej dráhy a tá sa mení pod vplyvom príťažlivosti planét. Laplace dokázal, že táto porucha nie je sekulárna, ale dlhodobá, a že následne sa Mesiac začne pomaly pohybovať. Z nerovností v pohybe Mesiaca Laplace určil mieru stlačenia Zeme na póloch. Vlastní aj vývoj dynamickej teórie prílivu a odlivu. Nebeská mechanika za mnohé vďačí Laplaceovým dielam, ktoré zhrnul vo svojom klasickom diele Pojednanie o nebeskej mechanike (zv. 1-5, 1798-1825).

Laplaceova kozmogonická hypotéza mala veľký filozofický význam. Uvádza to v dodatku k svojej knihe Výklad systému sveta (zv. 1-2, 1796).

Vo filozofických názoroch sa Laplace pridal k francúzskym materialistom; Laplaceova odpoveď Napoleonovi I. je známa tým, že vo svojej teórii o vzniku slnečnej sústavy nepotreboval hypotézu existencie Boha. Obmedzenia Laplaceovho mechanistického materializmu sa prejavili snahou o vysvetlenie celého sveta vrátane fyziologických, mentálnych a sociálnych javov v zmysle mechanistického determinizmu. Laplace považoval svoje chápanie determinizmu za metodologický princíp konštrukcie akejkoľvek vedy. Laplace videl príklad konečnej podoby vedeckého poznania v nebeskej mechanike. Laplaceov determinizmus sa stal pojmom mechanistickej metodológie klasickej fyziky. Materialistický svetonázor Laplacea, ktorý sa zreteľne odrážal v jeho vedeckých prácach, kontrastuje s jeho politickou nestabilitou. S každým politickým otrasom Laplace prešiel na stranu víťazov: najprv bol republikánom, po nástupe Napoleona k moci bol ministrom vnútra; potom bol vymenovaný za člena a podpredsedu senátu, za Napoleona získal titul ríšskeho grófa a v roku 1814 dal svoj hlas za zosadenie Napoleona; po obnove dostali Bourbonovci šľachtický titul a titul markíza.

Oliver Joseph Lodge, vynálezca koherera

Medzi Lodgeove hlavné úspechy v kontexte rádia patrí jeho zdokonalenie Branleyho prevodníka rádiových vĺn.

Lodge Coherer, ktorý bol prvýkrát predstavený publiku v Royal Institution v roku 1894, umožňoval príjem a nahrávanie signálov Morseovej abecedy vysielaných rádiovými vlnami pomocou záznamového zariadenia. To umožnilo, aby sa vynález čoskoro stal štandardným zariadením pre bezdrôtové telegrafy. (Senzor sa prestal používať až o desať rokov neskôr, keď boli vyvinuté magnetické, elektrolytické a kryštalické senzory).

Nemenej dôležité sú aj ďalšie Lodgeove diela z oblasti elektromagnetických vĺn. V roku 1894 Lodge na stránkach londýnskeho elektrikára, ktorý diskutoval o význame Hertzových objavov, opísal svoje experimenty s elektromagnetickými vlnami. K fenoménu rezonancie alebo ladenia, ktorý objavil, sa vyjadril:

... niektoré obvody sú zo svojej podstaty "vibračné... Dokážu dlhodobo udržiavať vibrácie, ktoré v nich vznikli, zatiaľ čo v iných obvodoch vibrácie rýchlo odumierajú. Prijímač tlmeného typu bude reagovať na vlny akejkoľvek frekvencie, na rozdiel od prijímača s pevnou frekvenciou, ktorý reaguje iba na vlny na svojej vlastnej frekvencii.

Lodge zistil, že Hertzov vibrátor "vyžaruje veľmi silno", ale "kvôli vyžarovaniu energie (do vesmíru) sa jeho oscilácie rýchlo zmenšujú, takže musí byť naladený tak, aby zodpovedal prijímaču, aby mohol preniesť iskru."

16. augusta 1898 dostal Lodge patent č. 609 154, ktorý navrhoval „použitie laditeľnej cievky alebo anténneho obvodu v bezdrôtových vysielačoch alebo prijímačoch alebo v oboch“. Tento „syntonický“ patent mal v histórii rádia veľký význam, keďže načrtol princípy naladenia požadovanej stanice. 19. marca 1912 tento patent získala spoločnosť Marconi.

Následne Marconi povedal o Lodge toto:

Je (Lodge) jedným z našich najväčších fyzikov a mysliteľov, no významná je najmä jeho práca v oblasti rádia. Od prvých dní, po experimentálnom potvrdení Maxwellovej teórie o existencii elektromagnetického žiarenia a jeho šírení vesmírom, malo len veľmi málo ľudí jasnú predstavu o tejto jednej z najskrytejších záhad prírody. Sir Oliver Lodge mal toto pochopenie v oveľa väčšej miere ako ktorýkoľvek iný z jeho súčasníkov.

Prečo Lodge nevynašiel rádio? Sám túto skutočnosť vysvetlil takto:

Bol som príliš zaneprázdnený prácou, aby som sa pustil do vývoja telegrafu alebo akéhokoľvek iného odvetvia technológie. Nemal som dosť pochopenia, aby som cítil, aké výnimočné by to bolo pre námorníctvo, obchod, civilné a vojenské komunikácie.

Za svoj príspevok k rozvoju vedy v roku 1902 bol kráľ Edward VII.

Ďalší osud Sira Olivera je zaujímavý a tajomný.

Po roku 1910 sa začal zaujímať o spiritualizmus a stal sa tvrdým zástancom myšlienky komunikácie s mŕtvymi. Zaujímalo ho prepojenie vedy a náboženstva, telepatia, prejavy tajomného a neznámeho. Podľa jeho názoru by najjednoduchším spôsobom komunikácie s Marsom bolo presúvanie obrovských geometrických útvarov cez saharskú púšť. Vo veku osemdesiat rokov Lodge oznámil, že sa po smrti pokúsi kontaktovať svet živých. Anglickej spoločnosti pre psychický výskum odovzdal zapečatený dokument, ktorý, ako povedal, obsahoval text správy, ktorú odovzdá z druhého sveta.

Luigi Galvani, vynálezca galvanometra

Luigi Galvani sa narodil v Bologni 9. septembra 1737. Vyštudoval najprv teológiu a potom medicínu, fyziológiu a anatómiu. V roku 1762 už bol učiteľom medicíny na univerzite v Bologni.

V roku 1791 bol Galvaniho slávny objav opísaný v jeho Pojednaní o silách elektriny vo svalovom pohybe. Samotné javy, ktoré Galvani objavil, sa dlho v učebniciach a vedeckých článkoch nazývali "galvanizmus". Tento termín je dodnes zachovaný v názve niektorých aparátov a procesov. Sám Galvani svoj objav opisuje takto:

„Rozrezal som a rozrezal som žabu... a mysliac na niečo úplne iné som ju položil na stôl, na ktorom bol elektrický stroj..., s úplným odpojením od vodiča posledne menovaného a v dosť veľkej vzdialenosti. od neho. Keď sa jeden z mojich pomocníkov špičkou skalpela náhodou veľmi ľahko dotkol vnútorných stehenných nervov tejto žaby, okamžite sa všetky svaly končatín začali sťahovať natoľko, že sa zdalo, že upadli do silných tonických kŕčov. z nich, ktorí nám pomáhali pri pokusoch s elektrinou, si všimol, ako sa mu to zdalo, že sa to podarilo, keď sa z vodiča stroja vytrhla iskra... Prekvapený novým fenoménom ma naň okamžite upozornil, hoci som bol plánoval niečo úplne iné a bol pohltený mojimi myšlienkami. Potom ma zapálil neskutočný elán a vášnivá túžba tento fenomén preskúmať a vyniesť na svetlo, čo sa v ňom skrýva.

Tento klasicky presný opis bol opakovane reprodukovaný v historických dielach a vyvolal množstvo komentárov. Galvani úprimne píše, že to nebol on, kto si tento jav ako prvý všimol, ale jeho dvaja asistenti. Predpokladá sa, že „ďalšou prítomnou osobou“, ktorá naznačila, že pri preskočení iskry v aute dochádza k svalovej kontrakcii, bola jeho manželka Lucia. Galvani bol zaneprázdnený svojimi myšlienkami a v tom čase niekto začal otáčať rukoväťou stroja, niekto sa dotkol drogy „zľahka“ skalpelom, niekto si všimol, že svalová kontrakcia nastáva, keď preskočí iskra. V reťazci nehôd (je nepravdepodobné, že by sa všetci aktéri medzi sebou zhodli) sa teda zrodil veľký objav. Galvani bol vyrušený zo svojich myšlienok, „sám sa začal špičkou skalpela dotýkať jedného alebo druhého stehenného nervu, zatiaľ čo jeden z prítomných vytiahol iskru, tento jav sa odohral presne rovnakým spôsobom.

Ako vidíte, jav bol veľmi zložitý, do hry vstúpili tri komponenty: elektrický strojček, skalpel, preparácia žabieho chodidla. Čo je podstatné? Čo sa stane, ak jeden z komponentov chýba? Akú úlohu zohráva iskra, skalpel, žaba? Galvani sa pokúsil získať odpoveď na všetky tieto otázky. Usporiadal množstvo experimentov, a to aj na ulici počas búrky. „A tak, keď sme si občas všimli, že vypreparované žaby, ktoré boli pomocou medených hákov zapichnutých v mieche zavesené na železnom rošte, ktorý obklopoval balkón nášho domu, upadli do obvyklých kontrakcií nielen v búrke, ale niekedy aj na pokojnej a jasnej oblohe som usúdil, že tieto zníženia sú spôsobené zmenami, ktoré sa vyskytujú počas dňa v atmosférickej elektrine. Galvani ďalej opisuje, ako na tieto škrty čakal márne. „Konečne unavený z márneho čakania som začal tlačiť medené háčiky zapichnuté v mieche o železnú mriežku“ a tu som našiel želané kontrakcie, ku ktorým došlo bez akýchkoľvek zmien „stavu atmosféry a elektriny“.

Galvani preniesol experiment do miestnosti, položil žabu na železnú platňu, na ktorú začal tlačiť hák prevlečený miechou a okamžite sa objavili svalové kontrakcie. Toto bol rozhodujúci objav.

Galvani si uvedomil, že sa pred ním otvorilo niečo nové, a rozhodol sa tento jav dôkladne preskúmať. Mal pocit, že v takýchto prípadoch „je ľahké urobiť chybu s výskumom a zvážiť, čo chceme vidieť a nájsť vidieť a nájsť“, v tomto prípade vplyv atmosférickej elektriny. Drogu preniesol „do uzavretej miestnosti, umiestnenej ho na železnú dosku a začal ho tlačiť proti nemu hák prešiel cez miechu. V rovnakom čase sa objavili „rovnaké kontrakcie, rovnaké pohyby“. Neexistuje teda žiadny elektrický stroj, žiadne atmosférické výboje a efekt je pozorovaný ako predtým.“ „Samozrejme,“ píše Galvani, „takýto výsledok nás značne prekvapil a začal v nás vzbudzovať určité podozrenie na elektrinu, ktorá je súčasťou samotné zviera." Na overenie platnosti takéhoto „podozrenia“ Galvani vykonáva sériu experimentov vrátane veľkolepého experimentu, keď sa zavesená noha dotýkajúca sa striebornej dosky stiahne, stlačí, potom spadne, znova sa stiahne atď. Takže táto noha, - píše Galvani, - na značný obdiv tých, ktorí ju sledujú, sa zdá, že začína konkurovať nejakému elektrickému kyvadlu.

Galvaniho podozrenie sa zmenilo na istotu: žabie stehno sa preňho stalo nosičom „živočíšnej elektriny“, ako nabitá Leydenská nádoba. "Po týchto objavoch a pozorovaniach sa mi zdalo možné bez akéhokoľvek odkladu dospieť k záveru, že táto dvojitá a opačná elektrina je v samotnom prípravku zvieraťa." Ukázal, že pozitívna elektrina je v nervu, negatívna - vo svale.

Je celkom prirodzené, že fyziológ Galvani dospel k záveru o existencii „živočíšnej elektriny“. K tomuto záveru viedlo celé prostredie experimentov. No fyzik, ktorý spočiatku veril v existenciu „živočíšnej elektriny“, čoskoro dospel k opačnému záveru o fyzikálnej príčine javu. Týmto fyzikom bol Galvaniho slávny krajan Alessandro Volta.

John Ambrose Fleming, vynálezca vlnomeru

Anglický inžinier John Fleming významne prispel k rozvoju elektroniky, fotometrie, elektrických meraní a rádiotelegrafie. Preslávil sa najmä svojím vynálezom rádiového detektora (usmerňovača) s dvoma elektródami, ktorý nazval termionická trubica, tiež známa ako vákuová dióda, kenotron, vákuová trubica a lampa alebo Flemingova dióda. Toto zariadenie, patentované v roku 1904, bolo prvým elektronickým detektorom rádiových vĺn, ktorý konvertoval striedavé rádiové signály na jednosmerný prúd. Flemingov objav bol prvým krokom v ére technológie vákuových trubíc. Éra, ktorá trvala takmer do konca 20. storočia.

Fleming študoval na University College London a Cambridge pod vedením veľkého Maxwella a dlhé roky pracoval ako konzultant v londýnskych spoločnostiach Edison a Marconi.

Bol veľmi obľúbeným učiteľom na University College a ako prvý získal titul profesor elektrotechniky. Bol autorom viac ako stovky vedeckých článkov a kníh, vrátane takých populárnych ako „Princípy komunikácie pomocou elektrického vlnového telegrafu“ (1906) a „Šírenie elektrických prúdov v telefónnych a telegrafných drôtoch“ (1911), ktoré za mnoho rokov boli poprednými knihami na túto tému. V roku 1881, keď elektrina začala priťahovať všeobecnú pozornosť, Fleming vstúpil do Edison Company v Londýne ako elektrotechnik, kde pôsobil takmer desať rokov.

Bolo prirodzené, že Flemingova práca v oblasti elektriny a telefónie ho skôr či neskôr priviedla k rodiacemu sa rádiovému inžinierstvu. Viac ako dvadsaťpäť rokov pôsobil ako vedecký poradca spoločnosti Marconi a dokonca sa podieľal na vytvorení prvej transatlantickej stanice v Poldu.

Dlho neutíchli spory o vlnovej dĺžke, na ktorej sa uskutočnil prvý transatlantický prenos. V roku 1935 sa Fleming vo svojich memoároch vyjadril k tejto skutočnosti:

„V roku 1901 sa vlnová dĺžka elektromagnetického žiarenia nemerala, pretože som dovtedy ešte nevynašiel vlnomer(vynájdený v októbri 1904). Výška zavesenia antény v prvej verzii bola 200 stôp (61 m). Do série s anténou sme pripojili transformátorovú cievku alebo "jiggeroo" (transformátor s tlmenými osciláciami). Odhadujem, že pôvodná vlnová dĺžka musela byť aspoň 3000 stôp (915 m), no neskôr to bolo oveľa dlhšie.

Vedel som vtedy, že difrakcia, ohyb vĺn okolo zeme, sa bude zvyšovať so zvyšujúcou sa vlnovou dĺžkou, a po prvom úspechu som neustále nabádal Marconiho, aby vlnovú dĺžku zväčšoval, čo sa robilo, keď začali komerčné prenosy. Pamätám si, že som vyvinul špeciálne vlnomery na meranie vĺn s dĺžkou asi 20 000 stôp (6096 m).

Poldov triumf patril Marconimu a Flemingovu slávu priniesla „malá elektrická žiarovka“ – Flemingova dióda. Sám opísal tento vynález takto:

„V roku 1882 som ako poradca londýnskej Edison Electric Light Company pre elektrinu vyriešil početné problémy so žiarovkami a začal som študovať fyzikálne javy, ktoré sa v nich vyskytujú, všetkými technickými prostriedkami, ktoré som mal k dispozícii. Ako mnohí iní som si všimol, že vlákna sa pri malých nárazoch ľahko lámali a po vyhorení lámp zmenili ich sklenené žiarovky farbu. Táto zmena skla bola taká známa, že ju každý považoval za samozrejmosť. Zdalo sa mi to ako maličkosť venovať tomu pozornosť. Ale vo vede treba brať do úvahy každý detail. Malé veci dnes, zajtrajšok môže znamenať obrovský rozdiel.

Zaujímalo ma, prečo žiarovka žiarovky stmavne, začal som túto skutočnosť skúmať a zistil som, že veľa vyhorených lámp má pruh skla, ktorý nezmenil farbu. Vyzeralo to, akoby niekto bral údenú fľašu a utieral povlak, pričom zostal čistý úzky pásik. Zistil som, že lampy s týmito zvláštnymi, ostro ohraničenými prázdnymi plochami boli inde pokryté naneseným uhlíkom alebo kovom. A čistý pás mal určite tvar U, opakujúci tvar uhlíkového vlákna a práve na strane banky oproti spálenému vláknu.

Bolo mi zrejmé, že neprerušená časť vlákna fungovala ako clona, ​​zanechávajúc ten veľmi charakteristický pás čistého skla a že náboje zo zahriateho vlákna bombardovali steny lampy molekulami uhlíka alebo odpareného kovu. Moje experimenty koncom roku 1882 a začiatkom roku 1883 dokázali, že som mal pravdu."

Edison si tiež všimol tento jav, mimochodom, nazývaný "Edisonov efekt", ale nedokázal vysvetliť jeho podstatu.

V októbri 1884 sa William Preece zaoberal výskumom „Edisonovho efektu“. Rozhodol sa, že je to kvôli emisii molekúl uhlíka z vlákna v priamych líniách, čím potvrdil môj pôvodný objav. Ale Preece, rovnako ako Edison, tiež nesledoval pravdu. Fenomén nevysvetlil a nesnažil sa ho aplikovať. Tajomstvom žiarovky zostal „Edisonov efekt“.

V roku 1888 Fleming dostal niekoľko špeciálnych uhlíkových žiaroviek vyrobených v Anglicku Edisonom a Josephom Swanom a pokračoval v experimentoch. Aplikoval záporné napätie na uhlíkové vlákno a všimol si, že bombardovanie nabitých častíc prestalo.

Keď sa zmenila poloha kovovej platne, zmenila sa intenzita bombardovania. Keď bol do banky namiesto taniera umiestnený kovový valec, ktorý sa nachádzal okolo záporného kontaktu závitu bez kontaktu s ním, galvanometer zaznamenal najväčší prúd.

Flemingovi bolo zrejmé, že kovový valec „zachytáva“ nabité častice emitované vláknom. Po dôkladnom preštudovaní vlastností efektu zistil, že kombinácia vlákna a dosky, nazývaná anóda, sa dá použiť ako usmerňovač striedavých prúdov, nielen priemyselných, ale aj vysokofrekvenčných používaných v rádiu.

Flemingova práca v Marconi Company mu umožnila dôkladne sa zoznámiť s vrtošivým koherérom používaným ako snímač vĺn. Pri hľadaní lepšieho senzora sa pokúsil vyvinúť chemické detektory, ale niekedy mu napadlo: „Prečo neskúsiť lampu?

Fleming opísal svoj experiment takto:

„Bolo asi 17:00, keď bola aparatúra dokončená. Samozrejme, veľmi som to chcel otestovať v akcii. V laboratóriu sme nastavili tieto dva obvody v určitej vzdialenosti od seba a hlavný obvod som nastavil tak, aby osciloval. Na moje potešenie som videl tú šípku galvanometer vykazoval stabilný konštantný prúd. Uvedomil som si, že v tomto špecifickom type elektrickej lampy sme dostali riešenie problému usmerňovania vysokofrekvenčných prúdov. "Chýbajúca časť" v rádiu sa našla a bola to elektrická lampa!

Najprv zostavil oscilačný obvod s dvoma Leydenovými nádobami v drevenom obale a s indukčnou cievkou. Potom ďalší obvod, ktorý obsahoval vákuovú trubicu a galvanometer. Oba okruhy boli naladené na rovnakú frekvenciu.

Okamžite som si uvedomil, že kovová platňa musí byť nahradená kovovým valcom pokrývajúcim celé vlákno, aby sa „zhromaždili“ všetky emitované elektróny.

Mal som k dispozícii množstvo uhlíkových žiaroviek s kovovými valcami a začal som ich používať ako vysokofrekvenčné usmerňovače pre rádiotelegrafiu.

Toto zariadenie som nazval oscilačná lampa. Hneď našla využitie. Galvanometer nahradený bežným telefónom. Náhrada, ktorá sa v tom čase mohla uskutočniť, vzhľadom na vývoj technológií, keď boli systémy iskrovej komunikácie všadeprítomné. V tejto podobe bola moja lampa hojne využívaná firmou Marconi ako vlnový senzor. 16. novembra 1904 som požiadal o patent vo Veľkej Británii.

Za vynález vákuovej diódy získal Fleming mnoho vyznamenaní a ocenení. V marci 1929 bol pasovaný za rytiera za „neoceniteľný prínos pre vedu a priemysel“