Metrični sistem mer je merilo za prostornino. Merski sistemi in pretvornik (funti, čevlji, palci, milje)
Mednarodni sistem enot je struktura, ki temelji na uporabi mase v kilogramih in dolžine v metrih. Od njegovega začetka so obstajale različne njegove različice. Razlika med njima je bila v izbiri ključnih kazalnikov. Danes v njem uporabljajo merske enote številne države, elementi pa so enaki za vse države (izjema so ZDA, Liberija, Burma). Ta sistem se pogosto uporablja na različnih področjih - od vsakdanjega življenja do znanstvenih raziskav.
Posebnosti
Metrični sistem mer je urejen niz parametrov. To ga bistveno razlikuje od prej uporabljenih tradicionalnih metod za določanje določenih enot. Za določitev katere koli vrednosti metrični sistem mer uporablja samo en glavni indikator, katerega vrednost se lahko večkrat spreminja (doseženo z uporabo decimalnih prilog). Glavna prednost tega pristopa je lažja uporaba. Hkrati se odpravi ogromno različnih nepotrebnih enot (čevljev, milj, palcev in drugih).
Časovni parametri
V daljšem obdobju so številni znanstveniki poskušali predstaviti čas v metričnih enotah. Predlagano je bilo, da se dan razdeli na manjše elemente - milidneve, in kote - na 400 stopinj ali vzame celoten cikel revolucije kot 1000 militurnov. Sčasoma je bilo zaradi neprijetnosti pri uporabi to idejo treba opustiti. Danes se čas SI označuje s sekundami (sestavljenimi iz milisekund) in radiani.
Zgodovina nastanka
Sodobni metrični sistem naj bi izviral iz Francije. V obdobju od 1791 do 1795 so bili v tej državi sprejeti številni pomembni zakonodajni akti. Namenjeni so bili določanju statusa merilnika - ene desetmilijontke 1/4 poldnevnika od ekvatorja do severnega tečaja. 4. julija 1837 sprejel poseben dokument. Po njegovih besedah je bila obvezna uporaba elementov, ki so sestavljali metrični sistem ukrepov, uradno odobrena v vseh gospodarskih transakcijah, ki se izvajajo v Franciji. V prihodnosti se je sprejeta struktura začela širiti v sosednje evropske države. Zaradi svoje preprostosti in priročnosti je metrični sistem ukrepov postopoma nadomestil večino prejšnjih nacionalnih. Uporablja se lahko tudi v ZDA in Veliki Britaniji.
Osnovne količine
Za dolžino so ustanovitelji sistema, kot je navedeno zgoraj, vzeli meter. Gram je postal element mase - teža milijoninke m 3 vode pri njeni standardni gostoti. Za bolj priročno uporabo enot novega sistema so se ustvarjalci domislili načina, kako jih narediti bolj dostopne - z izdelavo kovinskih standardov. Ti modeli so izdelani s popolno zvestobo. Kje so standardi metričnega sistema, bomo razpravljali spodaj. Kasneje so ljudje pri uporabi teh modelov ugotovili, da je z njimi veliko lažje in bolj priročno primerjati želeno vrednost kot na primer s četrtino poldnevnika. Hkrati je pri določanju mase želenega telesa postalo očitno, da ga je veliko bolj priročno oceniti po standardu kot po ustrezni količini vode.
"Arhivski" vzorci
Z resolucijo Mednarodne komisije leta 1872 je bil kot standard za merjenje dolžine sprejet posebej izdelan meter. Hkrati so se člani komisije odločili, da za standard vzamejo poseben kilogram. Izdelan je bil iz zlitin platine in iridija. "Arhivski" meter in kilogram sta trajno shranjena v Parizu. Leta 1885, 20. maja, so predstavniki sedemnajstih držav podpisali posebno konvencijo. V njegovem sklopu je bil urejen postopek določanja in uporabe etalonov pri znanstvenoraziskovalnem delu in delu. To je zahtevalo posebne organizacije. Sem sodi zlasti Mednarodni urad za uteži in mere. V okviru novoustanovljene organizacije se je začel razvoj vzorcev mase in dolžine z naknadnim prenosom njihovih kopij v vse sodelujoče države.
Metrični sistem mer v Rusiji
Vse več držav uporablja sprejete modele. V danih okoliščinah Rusija ni mogla prezreti pojava novega sistema. Zato je bil z zakonom z dne 4. julija 1899 (avtor in razvijalec - D. I. Mendeleev) dovoljen za neobvezno uporabo. Postalo je obvezno šele po sprejetju ustreznega odloka iz leta 1917 s strani začasne vlade. Kasneje je bila njegova uporaba zapisana v odloku Sveta ljudskih komisarjev ZSSR z dne 21. julija 1925. V dvajsetem stoletju je večina držav prešla na meritve v mednarodnem sistemu enot SI. Končno različico je razvila in odobrila XI generalna konferenca leta 1960.
Razpad ZSSR je sovpadel s trenutkom hitrega razvoja računalniških in gospodinjskih aparatov, katerih glavna proizvodnja je koncentrirana v azijskih državah. Ogromne pošiljke blaga teh proizvajalcev so začele uvažati na ozemlje Ruske federacije. Istočasno azijske države niso razmišljale o morebitnih težavah in neprijetnostih pri upravljanju njihovega blaga s strani rusko govorečega prebivalstva in so svoje izdelke dobavljale z univerzalnimi (po njihovem mnenju) navodili v angleščini z uporabo ameriških parametrov. V vsakdanjem življenju so označevanje količin v metričnem sistemu začeli nadomeščati elementi, ki se uporabljajo v ZDA. Na primer, velikosti računalniških diskov, diagonale monitorjev in drugih komponent so navedene v palcih. Hkrati so bili sprva parametri teh komponent označeni strogo v skladu z metričnim sistemom (širina CD-ja in DVD-ja je na primer 120 mm).
Mednarodna uporaba
Trenutno je na planetu Zemlja najpogostejši metrični sistem ukrepov. Tabela mas, dolžin, razdalj in drugih parametrov olajša prevajanje enega indikatorja v drugega. Vsako leto je vse manj držav, ki iz določenih razlogov niso prešle na ta sistem. Države, ki še naprej uporabljajo svoje lastne parametre, vključujejo Združene države, Burmo in Liberijo. Amerika uporablja sistem SI v panogah znanstvene proizvodnje. Vsi drugi so uporabljali ameriške parametre. Združeno kraljestvo in Sveta Lucija še nista prešli na svetovni sistem SI. Vendar moram reči, da je proces v aktivni fazi. Zadnja izmed držav, ki je leta 2005 končno prešla na metrični sistem, je bila Irska. Antigva in Gvajana šele opravljata prehod, vendar je tempo zelo počasen. Zanimiva je situacija na Kitajskem, ki je uradno prešla na metrični sistem, hkrati pa se na njenem ozemlju nadaljuje uporaba starodavnih kitajskih enot.
Letalski parametri
Metrični sistem mer je priznan skoraj povsod. Toda v nekaterih panogah ni zaživel. Letalstvo še vedno uporablja sistem merjenja, ki temelji na enotah, kot so čevlji in milje. Uporaba tega sistema na tem področju se je razvila zgodovinsko. Stališče Mednarodne organizacije civilnega letalstva je nedvoumno - treba je narediti prehod na metrične vrednosti. Vendar se le nekaj držav drži teh priporočil v njihovi čisti obliki. Med njimi so Rusija, Kitajska in Švedska. Poleg tega je struktura civilnega letalstva Ruske federacije, da bi se izognila zmedi z mednarodnimi nadzornimi centri, leta 2011 delno sprejela sistem ukrepov, katerega osnovna enota je noga.
Leta 1795 je bil v Franciji sprejet zakon o novih merah in utežeh, ki je uvedel enotno dolžinsko enoto - meter, ki je enaka desetim milijoninkam četrtine loka poldnevnika, ki poteka skozi Pariz. Od tod tudi ime sistema - metrika.
Za standard merilnika je bila izbrana platinasta palica, dolga en meter in zelo čudne oblike. Zdaj je morala velikost vseh ravnil, dolgih en meter, ustrezati temu standardu.
Nameščene enote:
- liter kot merilo prostornine tekočih in zrnatih teles, enako 1000 kubičnih metrov. centimetrov in vsebuje 1 kg vode (pri 4 °C),
- gram kot enota za težo (teža čiste vode pri temperaturi 4 stopinje Celzija v prostornini kocke z robom 0,01 m),
- ar kot enota za površino (površina kvadrata s stranico 10 m),
- drugo kot časovna enota (1/86400 povprečnega sončnega dneva).
Kasneje je postala osnovna enota za maso kilogram. Prototip te enote je bila platinasta utež, ki so jo postavili pod steklene bučke in iz nje izčrpali zrak – da prah ne bi prišel noter in da se teža ne bi povečala!
Prototipa metra in kilograma še vedno hranita Nacionalni arhiv Francije in se imenujeta "Arhiv metrov" oziroma "Arhiv kilogramov".
Pred tem so bile različne mere, vendar je bila pomembna prednost metričnega sistema mer njegova decimalnost, saj so bile delne in večkratne enote po sprejetih pravilih oblikovane v skladu z decimalnim štetjem z uporabo decimalnih faktorjev, ki ustrezajo predponam deci. , - centi, - mili, - deka, - hekto- in kilo-.
Trenutno je metrični sistem ukrepov sprejet v Rusiji in v večini držav sveta. Obstajajo pa tudi drugi sistemi. Na primer, angleški sistem ukrepov, v katerem so stopalo, funt in sekunda vzete kot glavne enote.
Zanimivo je, da so v vseh državah poznane embalaže za različna živila in pijače. V Rusiji so na primer mleko in sokovi običajno pakirani v litrske vrečke. In veliki stekleni kozarci - v celoti trilitrski!
Ne pozabite: na profesionalnih risbah so dimenzije (dimenzije) izdelkov označene v milimetrih. Tudi če so to zelo veliki izdelki, kot so avtomobili!
Volkswagen Cady.
Citroen Berlingo.
Ferrari 360.
Univerzalna mera
Prvotni predlog je takrat izrazil profesor Univerze v Krakovu S. Pudlovsky. Njegova ideja je bila, da bi kot enotno mero vzeli dolžino nihala, ki v eni sekundi naredi polni zamah. Ta predlog je bil objavljen v knjigi "Univerzalna mera", ki jo je leta 1675 v Vilni izdal njegov študent T. Buratini. Predlagal je tudi poimenovanje meter dolžinska enota.
Nekoliko prej, leta 1673, je nizozemski znanstvenik H. Huygens objavil briljantno delo "Pendulum Clock", kjer je razvil teorijo nihanj in opisal konstrukcijo nihalnih ur. Na podlagi tega dela je Huygens predlagal svojo univerzalno mero za dolžino, ki jo je poimenoval urna noga, po velikosti pa je bila urna stopa enaka 1/3 dolžine drugega nihala. "Ta mera se ne more samo določiti povsod po svetu, ampak se lahko vedno obnovi za vse prihodnje dobe," je ponosno zapisal Huygens.
Vendar je obstajala ena okoliščina, ki je zmedla znanstvenike. Obdobje nihanja nihala z enako dolžino je bilo različno glede na geografsko širino, to pomeni, da merilo, strogo gledano, ni bilo univerzalno.
Huygensovo idejo je razširil francoski geodet Ch.Condamine, ki je predlagal, da bi merilni sistem temeljil na enoti za dolžino, ki ustreza dolžini nihala, ki enkrat na sekundo zaniha na ekvatorju.
Francoski astronom in matematik G. Mouton je prav tako podprl zamisel o drugem nihalu, vendar le kot krmilni aparat, G. Mouton pa je predlagal, da se načelo povezave merske enote z dimenzijami Zemlje postavi kot osnovo za univerzalni sistem mer, tj. vzeti del kot enoto dolžine dolžino poldnevnika. Ta znanstvenik je predlagal tudi razdelitev izmerjenega dela na desetine, stotinke in tisočinke, to je uporabo decimalnega načela.
metrika
Projekti za reformo sistemov ukrepov so se pojavili v različnih državah, vendar je to vprašanje zaradi zgoraj naštetih razlogov še posebej pereče v Franciji. Postopoma se je pojavila ideja o oblikovanju sistema ukrepov, ki izpolnjuje določene zahteve:
- sistem ukrepov naj bo enoten in skupen;
- merske enote morajo imeti strogo določene dimenzije;
- obstajati morajo etaloni merskih enot, nespremenjeni v času;
- za vsako količino naj bo samo ena enota;
– enote različnih količin naj bodo med seboj primerno povezane;
– enote morajo imeti delne in večkratne vrednosti.
8. maja 1790 je francoska nacionalna skupščina sprejela odlok o reformi sistema ukrepov in naročila Pariški akademiji znanosti, da opravi potrebno delo, ki ga vodijo zgornje zahteve.
Oblikovanih je bilo več komisij. Eden od njih, ki ga je vodil akademik Lagrange, je priporočal decimalno delitev večkratnikov in podmnožnikov enot.
Druga komisija, v kateri so bili znanstveniki Laplace, Monge, Borda in Condors, je predlagala sprejetje štiridesetmilijontinke zemeljskega poldnevnika kot dolžinske enote, čeprav je velika večina strokovnjakov, ki so poznali bistvo zadeve, menila, da bo izbira biti naklonjen drugemu nihalu.
Pri tem je bilo odločilno, da je bila izbrana stabilna osnova - velikost Zemlje, pravilnost in nespremenljivost njene oblike v obliki krogle.
Član komisije Ch.Borda, geodet in hidravlik, je predlagal, da bi dolžinsko enoto imenovali meter, leta 1792 je v Parizu določil dolžino drugega nihala.
26. marca 1791 je francoska narodna skupščina odobrila predlog pariške akademije in oblikovala je začasno komisijo za praktično izvajanje odloka o reformi ukrepov.
7. aprila 1795 je Nacionalni konvent Francije sprejel zakon o novih utežeh in merah. Sprejeto je bilo, da meter- ena desetmilijonka četrtine zemeljskega poldnevnika, ki poteka skozi Pariz. a ob tem je bilo posebej poudarjeno, da uvedena dolžinska enota po imenu in velikosti ne sovpada z nobeno od tedanjih francoskih dolžinskih enot. Zato je izključena morebitna nadaljnja trditev, da Francija »preriva« svoj sistem ukrepov kot mednarodnega.
Namesto začasnih komisij so imenovali komisarje, ki jim je bilo naloženo delo na poskusnem določanju dolžinskih in masnih enot. Med komisarji so bili znani znanstveniki Berthollet, Borda, Brisson, Coulomb, Delambre, Gaui, Lagrange, Laplace, Méchain, Monge in drugi.
Delambre in Méchain sta nadaljevala delo pri merjenju dolžine poldnevniškega loka med Dunkirkom in Barcelono, ki ustreza krogli 9° 40′ (kasneje je bil ta lok razširjen od Šetlandskih otokov do Alžirije).
Ta dela so bila zaključena do jeseni 1798. Standardi metra in kilograma so bili izdelani iz platine. Standardni meter je bila platinasta palica dolžine 1 meter in prereza 25 × 4 mm, tj. končna mera, in 22. junija 1799 sta bila prototipa metra in kilograma slovesno prenesena v francoski arhiv in od takrat se imenujeta arhivsko. Vendar je treba povedati, da tudi v Franciji metrični sistem ni bil vzpostavljen takoj, tradicija in vztrajnost razmišljanja sta imela velik učinek. Napoleonu, ki je postal francoski cesar, metrični sistem milo rečeno ni bil všeč. Verjel je: »Nič ni bolj v nasprotju z miselnostjo, spominom in razumom kot to, kar ponujajo ti znanstveniki. Blaginja sedanjih generacij je bila žrtvovana abstrakcijam in praznim upanjem, kajti da bi stari narod prisilili k sprejetju novih merskih enot in uteži, je treba predelati vsa administrativna pravila, vse industrijske izračune. Takšno delo prestraši um. Leta 1812 je bil z Napoleonovim dekretom metrični sistem v Franciji ukinjen in šele leta 1840 je bil znova obnovljen.
Postopoma so metrični sistem sprejele in uvedle Belgija, Nizozemska, Španija, Portugalska, Italija in številne republike Južne Amerike. Pobudniki uvedbe metričnega sistema v Rusiji so bili seveda znanstveniki, inženirji, raziskovalci, vendar so imeli pomembno vlogo krojači, šivilje in mlinarji - do takrat je pariška moda osvojila visoko družbo in tam so bili večinoma mojstri, ki prišel iz tujine delal z njihovimi števci . Iz njih so izšli še vedno obstoječi ozki trakovi oljne snovi - "centimetri", ki so še vedno v uporabi.
Na pariški razstavi leta 1867 je bil ustanovljen Mednarodni odbor za mere, uteži in kovance, ki je sestavil poročilo o prednostih metričnega sistema. Vendar je imelo poročilo, ki so ga leta 1869 sestavili akademiki O. V. Struve, G. I. Wild in B. S. Jacobi in ga v imenu Sanktpeterburške akademije znanosti poslali Pariški akademiji, odločilno vplivalo na celoten nadaljnji potek dogodkov. Poročilo je zagovarjalo potrebo po uvedbi mednarodnega sistema uteži in mer, ki temelji na metričnem sistemu.
Predlog je podprla Pariška akademija, francoska vlada pa se je obrnila na vse zainteresirane države s prošnjo, da pošljejo znanstvenike v Mednarodno metrično komisijo za reševanje praktičnih problemov. Do takrat se je izkazalo, da oblika Zemlje ni krogla, temveč tridimenzionalni sferoid (povprečni polmer ekvatorja je 6.378.245 metrov, razlika med največjim in najmanjšim polmerom je 213 metrov, razlika med povprečnim polmerom ekvatorja in polarno pol osjo je 21.382 metrov). Poleg tega so ponavljajoče se meritve loka pariškega poldnevnika dale vrednost metra nekoliko nižjo od vrednosti, ki sta jo pridobila Delambre in Méchain. Poleg tega vedno obstaja možnost, da se bodo z nastankom naprednejših merilnih instrumentov in pojavom novih merilnih metod rezultati meritev spremenili. Zato je komisija sprejela pomembno odločitev: »Novi prototip dolžinske mere naj bo po velikosti enak arhivskemu metru«, torej naj bo umetni standard.
Mednarodna komisija je sprejela tudi naslednje sklepe.
1) Novi prototip merilnika mora biti linijska mera, izdelan mora biti iz zlitine platine (90 %) in iridija (10 %) ter imeti presek v obliki črke X.
2) Da bi metričnemu sistemu dali mednarodni značaj in zagotovili enotnost mer, je treba pripraviti standarde in jih razdeliti med zadevne države.
3) En standard, ki je po vrednosti najbližji arhivskemu, je sprejet kot mednarodni.
4) Praktično delo pri izdelavi standardov zaupati francoski sekciji komisije, saj so arhivski prototipi v Parizu.
5) Imenujte stalni mednarodni odbor 12 članov, ki bo vodil delo.
6) Ustanovitev Mednarodnega urada za uteži in mere kot nevtralne znanstvene ustanove s sedežem v Franciji.
V skladu z odločitvijo komisije so bili sprejeti praktični ukrepi in leta 1875 je bila v Parizu sklicana mednarodna konferenca, na zadnjem zasedanju katere je bila 20. maja 1875 podpisana Metrska konvencija. Podpisalo ga je 17 držav: Avstro-Ogrska, Argentina, Belgija, Brazilija, Venezuela, Nemčija, Danska, Španija, Italija, Francija, Peru, Portugalska, Rusija, ZDA, Turčija, Švica, Švedska in Norveška (kot ena država). Še tri države (Velika Britanija, Nizozemska, Grčija), čeprav so sodelovale pri delu konference, niso podpisale konvencije zaradi nestrinjanja o funkcijah Mednarodnega urada.
Za Mednarodni urad za uteži in mere je bil dodeljen paviljon Bretel, ki se nahaja v parku Saint-Cloud v predmestju Pariza - Sevres, kmalu pa je bila v bližini tega paviljona zgrajena laboratorijska zgradba z opremo. Dejavnosti urada se izvajajo na račun sredstev, ki jih nakažejo države članice konvencije sorazmerno s številom prebivalstva. Na račun teh sredstev so v Angliji naročili standarde metra in kilograma (36 oziroma 43), ki so bili izdelani leta 1889.
Merilni standardi
Merilni standard je bila platinasto-iridijska palica v obliki črke X dolžine 1020 mm. Na nevtralni ravnini pri 0 °C so bili na vsaki strani naneseni trije udarci, razdalja med srednjimi potezami je bila 1 meter (slika 1.1). Standarde smo oštevilčili in primerjali z arhivskim merilnikom. Izkazalo se je, da je prototip št. 6 najbližji arhivskemu in je bil odobren kot mednarodni prototip. Tako je postal standard števca umetno in predstavljal črtkano ukrep.
Standardu št. 6 so bili dodani še štirje standardi prič, ki jih je obdržal Mednarodni urad. Preostale standarde so z žrebom razdelili med države podpisnice konvencije. Rusija je dobila standarda št. 11 in št. 28, št. 28 pa je bil bližje mednarodnemu prototipu, zato je postal nacionalni standard Rusije.
Z odlokom Sveta ljudskih komisarjev RSFSR z dne 11. septembra 1918 je bil prototip št. 28 odobren kot državni primarni standard števca. Leta 1925 je Svet ljudskih komisarjev ZSSR sprejel resolucijo o priznavanju metrične konvencije iz leta 1875 kot veljavne za ZSSR.
V letih 1957-1958 standardu št. 6 je bila uporabljena lestvica z decimetrskimi delitvami, prvi decimeter je bil razdeljen na 10 centimetrov, prvi centimeter pa na 10 milimetrov. Po risanju potez je ta standard ponovno certificiral Mednarodni urad za uteži in mere.
Napaka pri prenosu dolžinske enote od etalona do merilnih instrumentov je bila 0,1 - 0,2 mikrona, kar z razvojem tehnologije postane očitno premalo, zato je za zmanjšanje napake prenosa in pridobitev naravnega neuničljivega etalona potreben je bil ustvarjen nov standard števca.
Leta 1829 je francoski fizik J. Babinet predlagal, da se dolžina določene črte v spektru vzame kot enota dolžine. Vendar pa je do praktične izvedbe te ideje prišlo šele, ko je ameriški fizik A. Michelson izumil interferometer. Skupaj s kemikom Morleyjem E. Babinetom J. je objavil delo "O metodi uporabe valovne dolžine natrijeve svetlobe kot naravnega in praktičnega standarda dolžine", nato pa je prešel na raziskovanje izotopov: živega srebra - zelene in kadmija - rdeče črte. .
Leta 1927 je bilo sprejeto, da je 1 m enak 1553164,13 valovnih dolžin rdeče črte kadmija-114, ta vrednost je bila sprejeta kot standard skupaj s starim prototipom merilnika.
V prihodnosti se je delo nadaljevalo: v ZDA so preučevali spekter živega srebra, v ZSSR - kadmija, v Nemčiji in Franciji - kriptona.
Leta 1960 je XI Generalna konferenca za uteži in mere sprejela meter kot standardno enoto za dolžino, izraženo v valovnih dolžinah svetlobe, in še posebej inertnega plina Kr-86. Tako je standard števca spet postal naraven.
Merilnik– dolžina enaka 1650763,73 valovne dolžine v vakuumu sevanja, ki ustreza prehodu med nivojema 2p 10 in 5d 5 atoma kriptona-86. Stara definicija števca je preklicana, vendar prototipi števca ostanejo in so shranjeni v enakih pogojih.
V skladu s to odločitvijo je bil v ZSSR ustanovljen Državni primarni standard (GOST 8.020-75), ki je vključeval naslednje komponente (slika 1.2):
1) vir primarnega referenčnega sevanja kriptona-86;
2) referenčni interferometer, ki se uporablja za preučevanje virov primarnega referenčnega sevanja;
Natančnost reprodukcije in prenosa metra v svetlobnih enotah je 1∙10 -8 m.
Leta 1983 je XVII. Generalna konferenca za uteži in mere sprejela novo definicijo metra: 1 meter je enota za dolžino, ki je enaka poti, ki jo prepotuje svetloba v vakuumu v 1/299792458 sekunde, kar pomeni, da standard metra ostaja naravno.
Sestava standardnega merilnika:
1) vir primarnega referenčnega sevanja - visoko frekvenčno stabiliziran helij-neonski laser;
2) referenčni interferometer, ki se uporablja za preučevanje virov primarnih in sekundarnih referenčnih meritev;
3) referenčni interferometer, ki se uporablja za merjenje dolžine črte in končnih mer (sekundarni standardi).
metrika, decimalni sistem mer, niz enot fizikalnih veličin, ki temelji na dolžinski enoti - meter. Sprva so v metričnem sistemu ukrepov poleg metra obstajale enote: površina - kvadratni meter, prostornina - kubični meter in masa - kilogram (masa 1 dm 3 vode pri 4 ° C), pa tudi liter(za zmogljivost), ar(za površino zemljišča) in ton(1000 kg). Pomembna značilnost metričnega sistema mer je bil način oblikovanja več enot in podvečkratne enote, ki so v decimalnih razmerjih; predpone so bile sprejete za tvorbo imen izpeljanih enot: kilogram, hekto, zvočna plošča, deci, centi in Milli.
Metrični sistem mer je bil razvit v Franciji med francosko revolucijo. Na predlog komisije velikih francoskih znanstvenikov (J. Borda, J. Condorcet, P. Laplace, G. Monge in drugi) je bil vzet desetmilijonski del 1/4 dolžine pariškega geografskega poldnevnika. kot dolžinska enota - meter. Ta odločitev je bila posledica želje, da bi metrični sistem mer temeljil na zlahka ponovljivi "naravni" enoti dolžine, povezani z nekim praktično nespremenjenim predmetom narave. Odlok o uvedbi metričnega sistema mer v Franciji je bil sprejet 7. aprila 1795. Leta 1799 je bil izdelan in odobren platinasti prototip števca. Velikosti, imena in definicije drugih enot metričnega sistema mer so bile izbrane tako, da ni bil nacionalnega značaja in da bi ga lahko sprejele vse države. Metrični sistem mer je dobil resnično mednarodni značaj leta 1875, ko je 17 držav, vključno z Rusijo, podpisalo Metrična konvencija zagotoviti mednarodno enotnost in izboljšati metrični sistem. Metrični sistem mer je bil odobren za uporabo v Rusiji (izbirno) z zakonom z dne 4. junija 1899, katerega osnutek je razvil D. I. Mendelejev in uveden kot obvezni odlok Sveta ljudskih komisarjev RSFSR septembra 14, 1918, za ZSSR pa z odlokom Sveta ljudskih komisarjev ZSSR z dne 21. julija 1925.
Na podlagi metričnega sistema mer je nastala vrsta zasebnih mer, ki so zajemale le nekatera področja fizike ali tehnike, sistemi enot in posameznika izvensistemske enote. Razvoj znanosti in tehnologije ter mednarodni odnosi so privedli do oblikovanja na podlagi metričnega sistema mer enotnega sistema enot, ki pokriva vsa področja merjenja - Mednarodni sistem enot(SI), ki je že sprejeta kot obvezna ali prednostna v mnogih državah.
(15. II.1564 - 8. I.1642) - izjemen italijanski fizik in astronom, eden od ustanoviteljev natančnega naravoslovja, član Akademije dei Lincei (1611). R. v Pisi. Leta 1581 je vstopil na univerzo v Pisi, kjer je študiral medicino. Toda, ki sta ga prevzeli geometrija in mehanika, zlasti Arhimedova in Evklidova dela, je zapustil univerzo z njenimi sholastičnimi predavanji in se vrnil v Firence, kjer je štiri leta samostojno študiral matematiko.
Od leta 1589 - profesor na univerzi v Pisi, v letih 1592-1610 - v Padovi, pozneje - dvorni filozof vojvode Cosima II de Medici.
Imel je pomemben vpliv na razvoj znanstvene misli. Iz njega izvira fizika kot znanost. Galileju človeštvo dolguje dve načeli mehanike, ki sta imeli veliko vlogo pri razvoju ne samo mehanike, ampak celotne fizike. To sta znano Galilejevo načelo relativnosti za premočrtno in enakomerno gibanje ter načelo konstantnosti gravitacijskega pospeška. Na osnovi Galilejevega relativnostnega principa je I. Newton prišel do pojma vztrajnostnega referenčnega sistema, drugi princip, povezan s prostim padanjem teles, pa ga je pripeljal do koncepta vztrajnosti in težke mase. A. Einstein je razširil Galilejev mehanski princip relativnosti na vse fizikalne procese, zlasti na svetlobo, in iz njega izpeljal posledice o naravi prostora in časa (v tem primeru so Galilejeve transformacije nadomeščene z Lorentzovimi transformacijami). Poenotenje drugega Galilejevega principa, ki ga je Einstein interpretiral kot princip enakovrednosti vztrajnostnih sil gravitacijskim silam, z principom relativnosti ga je pripeljalo do splošne teorije relativnosti.
Galileo je vzpostavil vztrajnostni zakon (1609), zakone prostega pada, gibanja telesa vzdolž nagnjene ravnine (1604 - 09) in telesa, vrženega pod kotom na obzorje, odkril zakon seštevanja gibov in zakon o konstantnosti nihajne dobe nihala (pojav izohronizma nihanj, 1583). Dinamika izvira iz Galileja.
Julija 1609 je Galileo zgradil svoj prvi teleskop – optični sistem, sestavljen iz konveksne in konkavne leče – in začel s sistematičnimi astronomskimi opazovanji. To je bilo drugo rojstvo vohljade, ki je po skoraj 20 letih nejasnosti postala močno orodje znanstvenega spoznanja. Zato lahko Galileja štejemo za izumitelja prvega teleskopa. Hitro je izboljšal svojo vohljano in, kot je sčasoma zapisal, "si zgradil tako čudovito napravo, da so se z njeno pomočjo predmeti zdeli skoraj tisočkrat večji in več kot tridesetkrat bližje, kot če bi jih opazovali s preprostim očesom." V razpravi "Zvezdni glasnik", objavljeni v Benetkah 12. marca 1610, je opisal odkritja, ki jih je naredil s pomočjo teleskopa: odkritje gora na Luni, štirih Jupitrovih satelitov, dokaz, da Rimsko cesto sestavljajo veliko zvezd.
Ustvarjanje teleskopa in astronomska odkritja so Galileju prinesla široko popularnost. Kmalu odkrije faze Venere, pege na Soncu itd. Galileo vzpostavi proizvodnjo teleskopov. S spreminjanjem razdalje med lečami leta 1610 -14 ustvari tudi mikroskop. Zahvaljujoč Galileju so leče in optični instrumenti postali močno orodje za znanstveno raziskovanje. Kot je zapisal S. I. Vavilov, je "Galileo dobil največjo spodbudo za nadaljnji teoretični in tehnični razvoj optike." Galilejeve optične raziskave so posvečene tudi doktrini barve, vprašanjem narave svetlobe in fizični optiki. Galileo je prišel na idejo o končnosti hitrosti širjenja svetlobe in postavitvi (1607) poskusa za njeno določitev.
Astronomska odkritja Galileja so imela veliko vlogo pri razvoju znanstvenega pogleda na svet, jasno so prepričala o pravilnosti Kopernikovih naukov, o zmoti Aristotelovega in Ptolemajevega sistema, prispevala k zmagi in uveljavitvi heliocentričnega sistema svet. Leta 1632 je izšel znameniti Dialog o dveh glavnih sistemih sveta, v katerem je Galilei zagovarjal Kopernikov heliocentrični sistem. Objava knjige je razjezila cerkvene vernike, inkvizicija je Galileja obtožila krivoverstva in ga po dogovoru s procesom prisilila, da se je javno odpovedal Kopernikovemu nauku, Dialog pa prepovedala. Po procesu leta 1633 je bil Galileo razglašen za "ujetnika svete inkvizicije" in je bil prisiljen živeti najprej v Rimu, nato pa v Archertriju pri Firencah. Vendar pa Galileo ni prekinil svoje znanstvene dejavnosti, vse do bolezni (leta 1637 je Galileo dokončno izgubil vid) je dokončal delo "Pogovori in matematični dokazi o dveh novih vejah znanosti", ki je povzel njegove fizične raziskave.
Izumil termoskop, ki je prototip termometer, oblikovan (1586) hidrostatsko ravnotežje določiti specifično težo trdnih snovi, določiti specifično težo zraka. Predstavil je idejo o uporabi nihala v urah. Fizikalne raziskave se posvečajo tudi hidrostatiki, trdnosti materialov itd.
Blaise Pascal, koncept atmosferskega tlaka
(19. VI.1623 - 19. VIII.1662) - francoski matematik, fizik in filozof. R. v Clermont-Ferrandu. Domača vzgoja. Leta 1631 se je z družino preselil v Pariz. E. Pascal in nekateri njegovi prijatelji - M. Mersenne, J. Roberval in drugi - so se vsak teden srečevali z matematiki in fiziki. Ta srečanja so se sčasoma spremenila v znanstvena. srečanja. Pariz je nastal na podlagi tega kroga. AN (1666). P. je od 16. leta sodeloval pri delu krožka. V tem času je napisal svoje prvo delo o stožcih, v katerem je navedel enega od pomembnih izrekov projektivne geometrije: presečišča nasprotnih strani šesterokotnika, včrtanega v stožnici, ležijo na eni premici (Pascalov izrek) .
Fizikalne raziskave se nanašajo predvsem na hidrostatiko, kjer je leta 1653 oblikoval njen osnovni zakon, po katerem se pritisk na tekočino prenaša enakomerno brez sprememb v vse smeri - Pascalov zakon (to lastnost tekočine so poznali že njegovi predhodniki), je uveljavil princip delovanja hidravlične stiskalnice. Ponovno je odkril hidrostatični paradoks, ki je po njegovi zaslugi postal splošno znan. Potrjen obstoj zračni tlak, ki je leta 1646 ponovil Torricellijevo izkušnjo z vodo in vinom. Predlagal je, da atmosferski tlak pada z višino (po njegovi zamisli je bil leta 1647 izveden poskus, ki je pokazal, da je nivo živega srebra v cevi na vrhu gore nižji kot pri vznožju), dokazal elastičnost zrak, dokazal, da ima zrak težo, odkril, da so odčitki barometra odvisni od zračne vlage in temperature, zato ga lahko uporabimo za napovedovanje vremena.
V matematiki je vrsto del posvetil aritmetičnim vrstam in binomskim koeficientom. V "Traktatu o aritmetičnem trikotniku" je podal t.i. Pascalov trikotnik – tabela, v kateri je koeficient. razširitve (a + b) n za različne n so razporejene v obliki trikotnika. Binomske kvote. v skladu z metodo, ki jo je razvil, oblikoval popolno matematiko. indukcija – to je bilo eno njegovih najpomembnejših odkritij. Novost so bili tudi binomski koeficienti. tukaj deloval kot število kombinacij n elementov z m in nato uporabljen v problemih teorije verjetnosti. Do takrat nihče od matematikov ni izračunal verjetnosti dogodkov. Pascal in P. Fermanashli ključ do reševanja tovrstnih problemov. V njuni korespondenci sta teorija verjetnosti in kombinatorika znanstveno utemeljeni, zato veljata Pascal in Fermat za utemeljitelja novega področja matematike – teorije verjetnosti. Veliko je prispeval tudi k razvoju infinitezimalnega računa. Pri preučevanju cikloide je predlagal splošne metode za določanje kvadratur in razkrojev težišč. krivulje, odkril in uporabil takšne metode, ki dajejo razlog, da ga štejemo za enega od ustvarjalcev infinitezimalnega računa. V Traktatu o sinusih četrtine kroga je pri računanju integralov trigonometričnih funkcij, zlasti tangente, uvedel eliptične integrale, ki so pozneje igrali pomembno vlogo v analizi in njenih aplikacijah. Poleg tega je dokazal številne izreke o spremembi spremenljivk in integraciji po delih. V Pascalu obstajajo, čeprav v nerazviti obliki, ideje o enakovrednosti diferenciala kot glavnega linearnega dela prirastka samemu prirastku in o lastnostih ekvivalentnih infinitezimalnih količin.
Že leta 1642 je zasnoval računski stroj za dve aritmetični operaciji. Načela, na katerih temelji ta stroj, so pozneje postala izhodišče pri načrtovanju računskih strojev.
Po njem je poimenovana enota za tlak pascal.
Alessandro Volt, izumitelj Voltovega stebra, elektroforja, elektrometra
Alessandro Volta se je rodil 18. februarja 1745 v majhnem italijanskem mestu Como, ki se nahaja v bližini jezera Como, nedaleč od Milana. Zgodaj se je začel zanimati za preučevanje električnih pojavov. Leta 1769 je objavil delo o banki Leiden, dve leti pozneje - o električnem stroju. Leta 1774 je Volta postal učitelj fizike na šoli v Comu, izumil je elektrofor, nato evdiometer in druge instrumente. Leta 1777 je postal profesor fizike v Paviji. Leta 1783 izumi elektroskop s kondenzatorjem, od leta 1792 pa se intenzivno ukvarja z »živalsko elektriko«. Te študije so ga pripeljale do izuma prvega galvanskega člena.
Leta 1800 je zgradil prvi generator električnega toka - voltin steber. Ta izum mu je prinesel svetovno slavo. Izvoljen je bil za člana pariške in drugih akademij, Napoleon ga je postavil za grofa in senatorja italijanskega kraljestva. Toda v znanosti Volta po svojem velikem odkritju ni naredil nič pomembnega. Leta 1819 je zapustil profesuro in živel v rojstnem mestu Como, kjer je umrl 5. marca 1827 (na isti dan kot Laplace in istega leta kot Fresnel).
Voltin steber
Ko je leta 1792 začel delati na "živalski elektriki", je Volta ponovil in razvil Galvanijeve poskuse ter v celoti sprejel njegovo stališče. Toda že v enem od prvih pisem, poslanih iz Milana 3. aprila 1792, poudarja, da so mišice žabe zelo občutljive na elektriko, »neverjetno se odzivajo na elektriko«, povsem neulovljivo celo za Bennettov elektroskop, najobčutljivejši vseh (iz dveh trakov najtanjše pločevine zlata ali srebra). Tu se začne Voltova kasnejša izjava, da "razrezana žaba predstavlja tako rekoč živalski elektrometer, neprimerno občutljivejši od katerega koli drugega najbolj občutljivega elektrometra."
Volta je na podlagi dolgega niza poskusov prišel do zaključka, da vzrok za krčenje mišic ni "živalska elektrika", temveč stik različnih kovin. »Prvi vzrok tega električnega toka,« piše Volta, »karkoli že je, so kovine same, ker so različne. Prav oni so v pravem pomenu besede aktivatorji in gibalci, medtem ko so živalski organi, sami živci, le pasivni. Naelektrenje ob dotiku draži živce živali, razgiba mišice, povzroči občutek kislega okusa na konici jezika, ki je med jeklenim papirjem in srebrno žlico, ko prideta v stik srebro in kositer. Tako Volta meni, da so vzroki "galvanizma" fizični, fiziološka dejanja pa ena od manifestacij tega fizičnega procesa. Če na kratko formuliramo Voltovo misel v sodobnem jeziku, potem se zvrsti v naslednje: Galvani je odkril fiziološki učinek električnega toka.
Seveda je med Galvanijem in Volto izbruhnila polemika. Galvani je, da bi dokazal svoj primer, poskušal popolnoma izključiti fizične vzroke. Volta je, nasprotno, popolnoma izključil fiziološke predmete in zamenjal žabji krak s svojim elektrometrom. 10. februarja 1794 piše:
»Kaj menite o tako imenovani živalski elektriki? Kar se mene tiče, sem že dolgo prepričan, da vsa dejanja izvirajo iz stika kovin z mokrim telesom ali s samo vodo. Zaradi tega stika se električna tekočina poganja v to mokro telo ali v vodo iz samih kovin, več iz ene, manj iz druge (največ iz cinka, najmanj iz srebra). Ko je vzpostavljena neprekinjena komunikacija med ustreznimi vodniki, ta tekočina naredi stalen cikel.
naprave Volta
To je prvi opis zaprtega kroga električnega toka. Če se veriga pretrga in se na mestu preloma kot povezovalni člen vstavi živi žabji živec, ki je sposoben preživetja, potem se »mišice, ki jih nadzorujejo taki živci, začnejo krčiti takoj, ko se tokokrog prevodnikov sklene in se pojavi električni tok«. Kot lahko vidite, Volta že uporablja tak izraz kot "zaprt krog električnega toka." Pokaže, da lahko prisotnost toka v zaprtem tokokrogu zaznamo tudi z občutki okusa, če konico jezika vstavimo v tokokrog. »In ti občutki in gibi so tem močnejši, čim bolj narazen sta naneseni kovini v vrsti, v kateri sta postavljeni tukaj: cink, kositrna folija, navaden kositer v ploščah, svinec, železo, medenina in različne kakovosti brona, bakra. , platina, zlato, srebro, živo srebro, grafit. Takšna je ta znamenita "serija Volta" v svojem prvem osnutku.
Volta je prevodnike razdelil v dva razreda. Prvemu je pripisal kovine, drugemu tekoče prevodnike. Če naredite zaprt krog iz različnih kovin, potem ne bo toka - to je posledica Voltinega zakona za kontaktne napetosti. Če je "vodnik drugega razreda v sredini in je v stiku z dvema vodnikoma prvega razreda iz dveh različnih kovin, potem zaradi tega nastane električni tok v eno ali drugo smer."
Povsem naravno je, da je imel Volta čast ustvariti prvi generator električnega toka, tako imenovani voltov steber (sam Volta ga je imenoval "električni organ"), ki je imel velik vpliv ne le na razvoj znanosti, elektrike, ampak tudi na celotno zgodovino človeške civilizacije. Voltov steber je naznanil prihod nove dobe – dobe elektrike.
Elektrofor Volta
Zmagoslavje Voltinega stebra je zagotovilo brezpogojno zmago Volte nad Galvanijem. Zgodovina je ravnala modro, ko je izbrala zmagovalca v tem sporu, v katerem sta imeli prav obe strani, vsaka s svojega zornega kota. »Živalska elektrika« res obstaja in elektrofiziologija, katere oče je bil Galvani, danes zavzema pomembno mesto v znanosti in praksi. Toda v času Galvanija elektrofiziološki pojavi še niso bili zreli za znanstveno analizo in dejstvo, da je Volta Galvanijevo odkritje usmeril na novo pot, je bilo zelo pomembno za mlado znanost o elektriki. Volta je s tem, ko je življenje, najkompleksnejši pojav narave, izključil iz znanosti o elektriki, s tem ko je fiziološkim dejanjem dal le pasivno vlogo reagenta, zagotovil hiter in ploden razvoj te znanosti. To je njegova nesmrtna zasluga v zgodovini znanosti in človeštva.
Heinrich Rudolf Hertz, izumitelj "Hertz vibratorja"
HEINRICH RUDOLF HERZ(1857-1894) se je rodil 22. februarja v Hamburgu, v družini pravnika, ki je kasneje postal senator. Hertz je dobro študiral in bil neprekosljiv študent v hitri pameti. Rad je imel vse predmete, rad je pisal poezijo in delal na stružnici. Na žalost je Hertza vse življenje oviralo slabo zdravje.
Leta 1875 je Hertz po končani gimnaziji vstopil v dresdensko in nato v münchensko višjo tehnično šolo. Stvari so šle dobro, dokler so se preučevali predmeti splošne narave. Toda takoj, ko se je začela specializacija, si je Hertz premislil. Noče biti ozek specialist, željan je znanstvenega dela in vstopi na univerzo v Berlinu. Hertz je imel srečo: Helmholtz se je izkazal za njegovega neposrednega mentorja. Čeprav je bil slavni fizik privrženec teorije delovanja na dolge razdalje, je kot pravi znanstvenik brezpogojno priznal, da se Faraday-Maxwellove ideje o delovanju na kratke razdalje in fizičnem polju odlično ujemajo z eksperimentom.
Ko je bil na Univerzi v Berlinu, je Hertz z veliko željo iskal študij v fizičnih laboratorijih. Toda v laboratorijih so smeli delati samo tisti študenti, ki so se ukvarjali z reševanjem tekmovalnih nalog. Helmholtz je Hertzu predlagal problem s področja elektrodinamike: ali ima električni tok kinetično energijo?Helmholtz je želel usmeriti Hertzove sile na področje elektrodinamike, saj se mu je zdelo najbolj zmedeno.
Hertz je vzet za rešitev naloge, izračunane za 9 mesecev. Sam izdeluje naprave in jih odpravlja. Pri delu na prvem problemu so se takoj pokazale lastnosti raziskovalca, ki so bile lastne Hertzu: vztrajnost, redka marljivost in umetnost eksperimentatorja. Težava je bila rešena v 3 mesecih. Rezultat je bil po pričakovanjih negativen. (Zdaj nam je jasno, da ima električni tok, ki je usmerjeno gibanje električnih nabojev (elektronov, ionov), kinetično energijo. Da bi Hertz to zaznal, je bilo potrebno povečati natančnost svojega eksperimenta za tisočkrat.) Dobljeni rezultat je sovpadal s stališčem Helmholtza, čeprav je bil zmoten, ni se motil glede sposobnosti mladega Hertza. "Videl sem, da imam opravka s študentom povsem nenavadnega talenta," je kasneje ugotavljal. Hertzovo delo je prejelo nagrado.
Po vrnitvi s poletnih počitnic leta 1879 je Hertz dobil dovoljenje za delo na drugi temi:<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.
Od leta 1883 do 1885 je Hertz vodil oddelek za teoretično fiziko v provincialnem mestu Kiel, kjer sploh ni bilo fizičnega laboratorija. Hertz se je tu odločil ukvarjati s teoretičnimi vprašanji. Popravlja sistem enačb elektrodinamike enega najsvetlejših predstavnikov Neumannovega delovanja na dolge razdalje. Kot rezultat tega dela je Hertz napisal svoj lasten sistem enačb, iz katerega so bile zlahka pridobljene Maxwellove enačbe. Hertz je razočaran, ker je poskušal dokazati univerzalnost elektrodinamičnih teorij predstavnikov delovanja na dolge razdalje in ne Maxwellove teorije. »Tega zaključka ni mogoče šteti za natančen dokaz Maxwellovega sistema kot edinega možnega,« potegne zase v bistvu pomirjujoč zaključek.
Leta 1885 je Hertz sprejel povabilo tehnične šole v Karlsruheju, kjer so bili izvedeni njegovi slavni poskusi širjenja električne sile. Že leta 1879 je Berlinska akademija znanosti postavila nalogo: "Eksperimentalno pokazati obstoj neke povezave med elektrodinamičnimi silami in dielektrično polarizacijo dielektrikov." Hertzovi preliminarni izračuni so pokazali, da bi bil pričakovani učinek tudi v najbolj ugodnih razmerah zelo majhen. Zato je očitno opustil to delo jeseni 1879. Vendar ni nehal razmišljati o možnih načinih za rešitev in prišel do zaključka, da so za to potrebna visokofrekvenčna električna nihanja.
Hertz je natančno proučil vse, kar je bilo do takrat znanega o električnih nihanjih, tako teoretično kot eksperimentalno. Ko je našel par indukcijskih tuljav v učilnici fizike tehnične šole in z njimi izvedel demonstracije predavanj, je Hertz odkril, da jih je mogoče uporabiti za pridobivanje hitrih električnih nihanj s periodo 10 -8 C. Kot rezultat poskusov je Hertz je ustvaril ne le visokofrekvenčni generator (vir visokofrekvenčnih nihanj), temveč tudi resonator - sprejemnik teh nihanj.
Generator Hertz je bil sestavljen iz indukcijske tuljave in nanjo pritrjenih žic, ki so tvorile razelektritveno režo, resonator - iz pravokotne žice in dveh kroglic na njenih koncih, ki prav tako tvorijo izpustno režo. Kot rezultat poskusov je Hertz odkril, da če v generatorju nastanejo visokofrekvenčna nihanja (v njegovi razelektritvi preskoči iskra), potem v razelektritvi resonatorja, tudi 3 m stran od generatorja, , preskočile bodo tudi majhne iskrice. Tako je bila iskra v drugem krogu ustvarjena brez neposrednega stika s prvim krogom. Kakšen je mehanizem njegovega prenosa? Ali gre za električno indukcijo po Helmholtzovi teoriji ali za elektromagnetno valovanje po Maxwellovi teoriji? (Frekvenca nihanja generatorja sovpada z lastno frekvenco resonatorja).
Po številnih poskusih z različnimi medsebojnimi položaji generatorja in sprejemnika Hertz pride do zaključka, da obstajajo elektromagnetni valovi, ki se širijo s končno hitrostjo. Ali se bodo obnašali kot svetloba? In Hertz opravi temeljit preizkus te predpostavke. Po preučevanju zakonov odboja in loma, po ugotovitvi polarizacije in merjenju hitrosti elektromagnetnega valovanja je dokazal njihovo popolno analogijo s svetlobnimi valovi. Vse to je bilo navedeno v delu "O žarkih električne sile", objavljenem decembra 1888. To leto velja za leto odkritja elektromagnetnih valov in eksperimentalne potrditve Maxwellove teorije. Leta 1889 je Hertz na kongresu nemških naravoslovcev dejal: »Vsi ti poskusi so načeloma zelo preprosti, vendar imajo za seboj najpomembnejše posledice. Uničijo vsako teorijo, ki trdi, da električne sile v trenutku preskočijo prostor. Pomenijo briljantno zmago Maxwellove teorije. Kako malo verjeten se je njen pogled na bistvo svetlobe zdel prej, tako težko je zdaj ne deliti tega pogleda.
Hertzovo trdo delo ni ostalo nekaznovano zaradi njegovega že tako šibkega zdravja. Najprej so odpovedale oči, nato ušesa, zobje in nos. Kmalu se je začela splošna zastrupitev krvi, od katere je slavni znanstvenik Heinrich Hertz umrl že pri 37 letih.
Hertz je dokončal ogromno delo, ki ga je začel Faraday. Če je Maxwell Faradayeve ideje pretvoril v matematične podobe, je Hertz te podobe spremenil v vidne in slišne elektromagnetne valove, ki so postali njegov večni spomenik. G. Hertza se spomnimo, ko poslušamo radio, gledamo televizijo, ko se razveselimo novic TASS o novih izstrelitvah vesoljskih plovil, s katerimi se stabilna povezava vzdržuje s pomočjo radijskih valov. In ni naključje, da so bile prve besede, ki jih je ruski fizik A. S. Popov prenesel prek prve brezžične povezave: "Heinrich Hertz."
"Zelo hitra električna nihanja"
Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894
Med letoma 1886 in 1888 je Hertz v kotu svoje fizikalne pisarne na Politehnični šoli Karlsruhe (Berlin) raziskoval oddajanje in sprejem elektromagnetnih valov. Za te namene je izumil in zasnoval svoj slavni oddajnik elektromagnetnih valov, kasneje imenovan "Hertzov vibrator". Vibrator je bil sestavljen iz dveh bakrenih palic z medeninastimi kroglicami na koncih in po eno veliko cinkovo kroglo ali kvadratno ploščo, ki je imela vlogo kondenzatorja. Med kroglicami je bila vrzel - iskrišče. Konci sekundarnega navitja Ruhmkorffove tuljave, pretvornika nizkonapetostnega enosmernega toka v visokonapetostni izmenični tok, so bili pritrjeni na bakrene palice. Ob impulzih izmeničnega toka so med kroglicami preskakovale iskre in v okolico so se oddajali elektromagnetni valovi. S premikanjem kroglic ali plošč vzdolž palic smo uravnavali induktivnost in kapacitivnost vezja, ki določata valovno dolžino. Da bi zajel oddane valove, je Hertz izumil najpreprostejši resonator - žični odprti obroč ali pravokoten odprt okvir z enakimi medeninastimi kroglicami na koncih, kot jih ima "oddajnik", in nastavljivo iskrišče.
Hertz vibrator
Predstavljen je pojem Hertzov vibrator, podana je delovna shema Hertzovega vibratorja, obravnavan je prehod iz zaprtega kroga v električni dipol.
Z uporabo vibratorja, resonatorja in odbojnih kovinskih zaslonov je Hertz dokazal obstoj elektromagnetnih valov, ki jih je napovedal Maxwell in se širijo v prostem prostoru. Dokazal je njihovo istovetnost s svetlobnimi valovi (podobnost pojavov odboja, loma, interference in polarizacije) in lahko izmeril njihovo dolžino.
Zahvaljujoč svojim poskusom je Hertz prišel do naslednjih zaključkov: 1 - Maxwellovi valovi so "sinhroni" (veljavnost Maxwellove teorije, da je hitrost širjenja radijskih valov enaka hitrosti svetlobe); 2 - mogoč je prenos energije električnega in magnetnega polja brez žic.
Leta 1887 je po končanih poskusih izšel prvi Hertzov članek »O zelo hitrih električnih nihanjih«, leta 1888 pa še temeljnejše delo »O elektrodinamičnih valovih v zraku in njihovem odboju«.
Hertz je verjel, da njegova odkritja niso nič bolj praktična od Maxwellovih: »To je popolnoma neuporabno. To je samo eksperiment, ki dokazuje, da je imel maestro Maxwell prav. Imamo le skrivnostne elektromagnetne valove, ki jih ne moremo videti z očmi, vendar so tam." "In kaj je naslednje?" ga je vprašal eden od študentov. Hertz je skomignil z rameni, bil je skromen človek, brez pretenzij in ambicij: "Menda – nič."
Toda tudi na teoretični ravni so znanstveniki Hertzove dosežke takoj označili za začetek nove "električne dobe".
Heinrich Hertz je umrl pri 37 letih v Bonnu zaradi zastrupitve krvi. Po Hertzovi smrti leta 1894 je Sir Oliver Lodge pripomnil: »Hertz je naredil tisto, kar uglednim angleškim fizikom ni uspelo. Poleg potrditve resničnosti Maxwellovih teoremov je to storil z odvračajočo skromnostjo."
Edward Eugene Desair Branly, izumitelj "Branlyjevega merilnika"
Ime Edwarda Branlyja v svetu ni posebej znano, v Franciji pa velja za enega najpomembnejših zaslug za izum radiotelegrafije.
Leta 1890 se je Edouard Branly, profesor fizike na Katoliški univerzi v Parizu, začel resno zanimati za možnost uporabe elektrike v terapiji. Dopoldne je hodil v pariške bolnišnice, kjer je izvajal medicinske postopke z električnim in indukcijskim tokom, popoldne pa je v svojem fizikalnem laboratoriju preučeval obnašanje kovinskih vodnikov in galvanometrov, izpostavljenih električnim nabojem.
Naprava, ki je zaslovela Branleyja, je bila "steklena cev, ohlapno napolnjena s kovinskimi opilki" oz "Branlyjev senzor". Ko je bil senzor vključen v električni krog, ki je vseboval baterijo in galvanometer, je deloval kot izolator. Če pa se je na neki razdalji od vezja pojavila električna iskra, je senzor začel prevajati tok. Ko smo cev rahlo stresli, je senzor ponovno postal izolator. Odziv senzorja Branley na iskro smo opazovali v laboratorijskih prostorih (do 20 m). Pojav je leta 1890 opisal Branley.
Mimogrede, podobna metoda spreminjanja odpornosti žagovine, samo premoga, s prehodom električnega toka, je bila do nedavnega široko uporabljena (in se še vedno uporablja v nekaterih hišah) v telefonskih mikrofonih (tako imenovani "premog" mikrofoni).
Po mnenju zgodovinarjev Branley nikoli ni razmišljal o možnosti signalizacije. Zanimale so ga predvsem vzporednice med medicino in fiziko in skušal je medicinskemu svetu ponuditi interpretacijo živčne prevodnosti po vzoru cevk, napolnjenih s kovinskimi opilki.
Prvič je povezavo med prevodnostjo Branleyjevega senzorja in elektromagnetnim valovanjem javno pokazal britanski fizik Oliver Lodge.
Lavoisier Antoine Laurent, izumitelj kalorimetra
Antoine Laurent Lavoisier se je rodil 26. avgusta 1743 v Parizu v družini odvetnika. Začetno izobrazbo je prejel na kolidžu Mazarin, leta 1864 pa je diplomiral na pravni fakulteti Univerze v Parizu. Že med študijem na univerzi je Lavoisier poleg sodne prakse temeljito študiral naravoslovje in eksaktne vede pod vodstvom najboljših pariških profesorjev tistega časa.
Leta 1765 je Lavoisier predstavil delo na temo, ki jo je postavila Pariška akademija znanosti - "O najboljšem načinu za osvetlitev ulic velikega mesta." Pri izvedbi tega dela je vplivala Lavoisierjeva izjemna vztrajnost pri zasledovanju zastavljenega cilja in natančnost v raziskavah, vrline, ki so zaščitni znak vseh njegovih del. Lavoisier je na primer, da bi povečal občutljivost svojega vida na subtilne spremembe jakosti svetlobe, preživel šest tednov v temni sobi. To Lavoisierjevo delo je Akademija nagradila z zlato medaljo.
V obdobju 1763-1767. Lavoisier opravi številne ekskurzije s slavnim geologom in mineralogom Guettardom, ki mu pomaga pri sestavljanju mineraloške karte Francije. Že ta prva Lavoisierjeva dela so mu odprla vrata pariške akademije. 18. maja 1768 je bil izvoljen v akademijo kot adjunkt za kemijo, 1778 je postal njen redni član, od 1785 pa je bil njen ravnatelj.
Leta 1769 se je Lavoisier pridružil Farming Company - organizaciji štiridesetih velikih financerjev, v zameno za takojšnje plačilo določenega zneska v zakladnico, ki je prejela pravico do pobiranja državnih posrednih davkov (na sol, tobak itd.). Lavoisier si je kot kmet nakopal ogromno bogastvo, katerega del je porabil za znanstveno raziskovanje; vendar je bilo sodelovanje v Farming Company eden od razlogov, zakaj je bil Lavoisier leta 1794 obsojen na smrt.
Leta 1775 je Lavoisier postal direktor Urada za smodnik in solito. Zahvaljujoč Lavoisierjevi energiji se je proizvodnja smodnika v Franciji do leta 1788 več kot podvojila. Lavoisier organizira odprave za iskanje nahajališč soli, izvaja raziskave o čiščenju in analizi solite; tehnike čiščenja s solitrom, ki sta jih razvila Lavoisier in Baume, so prišle do našega časa. Lavoisier je vodil smodniški posel do leta 1791. Živel je v smodniškem Arsenalu; tukaj je bil tudi odličen kemijski laboratorij, ki ga je ustvaril na lastne stroške, iz katerega so izšla skoraj vsa kemijska dela, ki so ovekovečila njegovo ime. Lavoisierjev laboratorij je bil v tistem času eno glavnih znanstvenih središč v Parizu.
V zgodnjih 1770-ih. Lavoisier začne sistematično eksperimentalno delo na preučevanju procesov zgorevanja, zaradi česar pride do zaključka, da je flogistonska teorija nevzdržna. Po prejetju kisika leta 1774 (po K. V. Scheeleju in J. Priestleyju) in zavedanju pomena tega odkritja Lavoisier ustvari kisikovo teorijo zgorevanja, ki jo je predstavil leta 1777. Leta 1775-1777. Lavoisier dokazuje kompleksno sestavo zraka, ki je po njegovem mnenju sestavljena iz "čistega zraka" (kisika) in "zadušljivega zraka" (dušika). Leta 1781 je skupaj z matematikom in kemikom J. B. Meunierjem dokazal tudi kompleksno sestavo vode in ugotovil, da je sestavljena iz kisika in »gorljivega zraka« (vodika). Leta 1785 so sintetizirali tudi vodo iz vodika in kisika.
Nauk o kisiku kot glavnem povzročitelju zgorevanja je bil sprva sprejet zelo sovražno. Slavni francoski kemik Maquier se posmehuje novi teoriji; v Berlinu, kjer so še posebej počastili spomin na ustvarjalca flogistonske teorije G. Stahla, so Lavoisierjeva dela celo zažgali. Lavoisier pa je, ne da bi se sprva zapravljal za prerekanje s pogledom, katerega neuspeh je čutil, korak za korakom vztrajno in potrpežljivo postavljal temelje svoje teorije. Šele po natančnem preučevanju dejstev in končni razjasnitvi svojega stališča Lavoisier leta 1783 odkrito kritizira doktrino flogistona in pokaže njeno negotovost. Ugotovitev sestave vode je bila odločilen udarec teoriji o flogistonu; njegovi podporniki so začeli prehajati na stran Lavoisierjevih naukov.
Na podlagi lastnosti kisikovih spojin je Lavoisier prvi razvrstil "preprosta telesa", ki so bila takrat znana v kemijski praksi. Lavoisierjev koncept elementarnih teles je bil povsem empiričen: za elementarna je Lavoisier upošteval tista telesa, ki jih ni mogoče razstaviti na enostavnejše sestavne dele.
Osnova njegove klasifikacije kemikalij, skupaj s konceptom preprostih teles, so bili pojmi "oksid", "kislina" in "sol". Oksid je po Lavoisierju spojina kovine s kisikom; kislina - spojina nekovinskega telesa (na primer premog, žveplo, fosfor) s kisikom. Organske kisline - ocetno, oksalno, vinsko itd. - je Lavoisier obravnaval kot spojine s kisikom različnih "radikalov". Sol nastane z združitvijo kisline z bazo. Ta klasifikacija je bila, kot so kmalu pokazale nadaljnje študije, ozka in zato nepravilna: nekatere kisline, kot so cianovodikova kislina, vodikov sulfid in njim ustrezne soli, niso ustrezale tem definicijam; Lavoisier je klorovodikovo kislino štel za spojino kisika s še neznanim radikalom, klor pa za spojino kisika s klorovodikovo kislino. Kljub temu je bila to prva klasifikacija, ki je z veliko preprostostjo omogočila pregled cele vrste teles, ki so bila takrat znana v kemiji. Lavoisierju je dala priložnost, da napove kompleksno sestavo teles, kot so apno, barit, jedke alkalije, borova kislina itd., ki so pred njim veljala za osnovna telesa.
V povezavi z zavrnitvijo teorije o flogistonu je bilo treba ustvariti novo kemijsko nomenklaturo, ki temelji na klasifikaciji, ki jo je dal Lavoisier. Lavoisier v letih 1786-1787 razvije osnovna načela nove nomenklature. skupaj s C. L. Bertholletom, L. B. Gitonom de Morvom in A. F. Fourcroixom. Nova nomenklatura je kemijskemu jeziku prinesla večjo preprostost in jasnost ter ga očistila zapletenih in zmedenih izrazov, ki jih je zapustila alkimija. Od leta 1790 je Lavoisier sodeloval tudi pri razvoju racionalnega sistema mer in uteži – metrike.
Predmet Lavoisierjevega preučevanja so bili tudi toplotni pojavi, tesno povezani s procesom zgorevanja. Lavoisier je skupaj z Laplaceom, bodočim ustvarjalcem nebesne mehanike, dal povod za kalorimetrijo. Ustvarjajo ledeni kalorimeter, s pomočjo katerega se merijo toplotne kapacitete številnih teles in toplota, ki se sprošča pri različnih kemičnih pretvorbah. Lavoisier in Laplace sta leta 1780 postavila osnovno načelo termokemije, ki sta ga oblikovala v naslednji obliki: "Vse toplotne spremembe, ki jih doživi kateri koli materialni sistem in spremenijo svoje stanje, se zgodijo v obratnem vrstnem redu, ko se sistem ponovno vrne v prvotno stanje."
Leta 1789 je Lavoisier izdal učbenik "Elementary Course of Chemistry", ki je v celoti temeljil na kisikovi teoriji zgorevanja in novi nomenklaturi, ki je postal prvi učbenik nove kemije. Ker se je francoska revolucija začela istega leta, se revolucija v kemiji z deli Lavoisiera običajno imenuje "kemijska revolucija".
Kreator kemijske revolucije Lavoisier pa je postal žrtev socialne revolucije. Konec novembra 1793 so nekdanje udeležence odkupnine aretirali in jim sodili na revolucionarnem sodišču. Niti peticija "Svetovalnega urada za umetnost in obrt", niti dobro znane storitve Franciji, niti znanstvena slava niso rešili Lavoisierja pred smrtjo. "Republika ne potrebuje znanstvenikov," je dejal predsednik Coffinal Tribunala v odgovoru na peticijo biroja. Lavoisier je bil obtožen sodelovanja "v zaroti s sovražniki Francije proti francoskemu ljudstvu, da bi narodu ukradel ogromne zneske, potrebne za vojno z despoti," in obsojen na smrt. "Dovolj je bilo, da je krvnik odsekal to glavo," je slavni matematik Lagrange dejal o usmrtitvi Lavoisierja, "vendar ne bo dovolj za stoletje, da bi dal še eno enako ..." Leta 1796 je Lavoisier je bil posmrtno rehabilitiran.
Od leta 1771 je bil Lavoisier poročen s hčerko svojega kolega kmeta Polza. V ženi se je našel dejavnega pomočnika pri znanstvenem delu. Vodila je njegove laboratorijske dnevnike, zanj prevajala znanstvene članke iz angleščine, risala in gravirala risbe za njegov učbenik. Po Lavoisierjevi smrti se je njegova žena leta 1805 ponovno poročila s slavnim fizikom Rumfoordom. Umrla je leta 1836 v starosti 79 let.
Pierre Simon Laplace, izumitelj kalorimetra, barometrične formule
Francoski astronom, matematik in fizik Pierre Simon de Laplace se je rodil v Beaumont-en-Auge v Normandiji. Študiral je v benediktinski šoli, iz katere pa je izšel kot prepričan ateist. Leta 1766 je Laplace prispel v Pariz, kjer mu je J. d'Alembert pet let kasneje pomagal dobiti mesto profesorja na vojaški šoli. Aktivno je sodeloval pri reorganizaciji visokošolskega sistema v Franciji, pri ustanovitvi normalnih in politehničnih šol. Leta 1790 je bil Laplace imenovan za predsednika Zbornice za uteži in mere, ki je vodil uvedbo novega metričnega sistema mer. Od leta 1795 je bil član vodstva Urada za zemljepisne dolžine. Član Pariške akademije znanosti (1785, sodelavec od 1773), član Francoske akademije (1816).
Laplaceova znanstvena dediščina sodi na področje nebesne mehanike, matematike in matematične fizike, temeljna dela Laplacea so o diferencialnih enačbah, zlasti o integraciji po "kaskadni" metodi parcialnih diferencialnih enačb. Sferične funkcije, ki jih je uvedel Laplace, imajo različne aplikacije. V algebri je Laplace prišel do pomembnega izreka o predstavitvi determinant z vsoto zmnožkov komplementarnih minorjev. Da bi razvil matematično teorijo verjetnosti, ki jo je ustvaril, je Laplace uvedel tako imenovane generativne funkcije in široko uporabljal transformacijo, ki nosi njegovo ime (Laplaceova transformacija). Teorija verjetnosti je bila osnova za preučevanje vseh vrst statističnih zakonitosti, zlasti na področju naravoslovja. Pred njim so prve korake na tem področju naredili B. Pascal, P. Fermat, J. Bernoulli in drugi, Laplace pa je njihove zaključke povezal v sistem, izboljšal dokazne metode in jih naredil manj okorne; dokazal izrek, ki nosi njegovo ime (Laplaceov izrek), razvil teorijo napak in metodo najmanjših kvadratov, ki omogoča iskanje najverjetnejših vrednosti izmerjenih količin in stopnjo zanesljivosti teh izračunov. Laplaceovo klasično delo Analitična teorija verjetnosti je bilo v času njegovega življenja objavljeno trikrat – leta 1812, 1814 in 1820; kot uvod v najnovejše izdaje je bilo objavljeno delo Esej o filozofiji teorije verjetnosti (1814), v katerem so glavne določbe in pomen teorije verjetnosti razložene v priljubljeni obliki.
Skupaj z A. Lavoisierjem v letih 1779-1784. Laplace se je ukvarjal s fiziko, zlasti z vprašanjem latentne toplote taljenja teles in dela z njimi, ki so jih ustvarili. ledeni kalorimeter. Prvi so s teleskopom merili linearno raztezanje teles; proučeval zgorevanje vodika v kisiku. Laplace je aktivno nasprotoval zmotni hipotezi o flogistonu. Kasneje se je vrnil k fiziki in matematiki. Objavil je vrsto del o teoriji kapilarnosti in postavil zakon, ki nosi njegovo ime (Laplaceov zakon). Leta 1809 se je Laplace lotil vprašanj akustike; izpeljal formulo za hitrost zvoka v zraku. Laplace pripada barometrična formula izračunati spreminjanje gostote zraka z višino nad zemeljsko površino ob upoštevanju vpliva zračne vlage in spremembe težnega pospeška. Ukvarjal se je tudi z geodezijo.
Laplace je razvil metode nebesne mehanike in dokončal skoraj vse, kar njegovim predhodnikom ni uspelo pojasniti gibanja teles sončnega sistema na podlagi Newtonovega zakona univerzalne gravitacije; uspelo mu je dokazati, da zakon univerzalne gravitacije v celoti razloži gibanje teh planetov, če njihove medsebojne motnje predstavimo v obliki serij. Dokazal je tudi, da so te motnje periodične. Leta 1780 je Laplace predlagal novo metodo za izračun tirnic nebesnih teles. Laplaceove raziskave so dokazale stabilnost sončnega sistema za zelo dolgo časa. Nadalje je Laplace prišel do zaključka, da Saturnov obroč ne more biti neprekinjen, saj. v tem primeru bi bil nestabilen in je napovedal odkritje močne sploščenosti Saturna v bližini polov. Leta 1789 je Laplace obravnaval teorijo gibanja Jupitrovih satelitov pod vplivom medsebojnih motenj in privlačnosti Sonca. Dosegel je popolno soglasje med teorijo in opazovanji ter ugotovil številne zakonitosti teh gibanj. Eden glavnih dosežkov Laplacea je bilo odkritje vzroka pospeševanja gibanja lune. Leta 1787 je pokazal, da je povprečna hitrost gibanja Lune odvisna od ekscentričnosti Zemljine orbite in da se ta spreminja pod vplivom privlačnosti planetov. Laplace je dokazal, da ta motnja ni sekularna, ampak dolgoročna in da se bo kasneje Luna začela premikati počasi. Iz neenakosti v gibanju Lune je Laplace določil količino kompresije Zemlje na polih. Prav tako ima v lasti razvoj dinamične teorije plimovanja. Nebesna mehanika se veliko zahvaljuje delom Laplacea, ki jih je povzel v svojem klasičnem delu Treatise on Celestial Mechanics (zv. 1-5, 1798-1825).
Laplaceova kozmogonična hipoteza je imela velik filozofski pomen. Navedel ga je v dodatku k svoji knjigi An Exposition of the System of the World (zv. 1-2, 1796).
V filozofskih pogledih se je Laplace pridružil francoskim materialistom; Znan je Laplaceov odgovor Napoleonu I., da v svoji teoriji o nastanku sončnega sistema ni potreboval hipoteze o obstoju Boga. Omejenost Laplaceovega mehanističnega materializma se je pokazala v poskusu razlage celotnega sveta, vključno s fiziološkimi, duševnimi in družbenimi pojavi, v smislu mehanističnega determinizma. Laplace je svoje razumevanje determinizma obravnaval kot metodološko načelo za gradnjo vsake znanosti. Laplace je videl primer končne oblike znanstvenega spoznanja v nebesni mehaniki. Laplaceov determinizem je postal domače ime za mehanicistično metodologijo klasične fizike. Laplaceov materialistični svetovni nazor, ki se je jasno odražal v njegovih znanstvenih delih, je v nasprotju z njegovo politično nestabilnostjo. Ob vsakem političnem preobratu je Laplace prestopil na stran zmagovalcev: sprva je bil republikanec, po prihodu Napoleona na oblast minister za notranje zadeve; nato je bil imenovan za člana in podpredsednika senata, pod Napoleonom je prejel naziv grofa cesarstva, leta 1814 pa je dal svoj glas za odstavitev Napoleona; po obnovi so Bourboni prejeli peerage in naziv markiza.
Oliver Joseph Lodge, izumitelj kohererja
Med Lodgejevimi glavnimi dosežki na področju radia je njegova izboljšava pretvornika radijskih valov Branley.
Lodge Coherer, prvič predstavljen občinstvu na Kraljevi ustanovi leta 1894, je omogočal sprejem in snemanje signalov Morsejeve abecede, ki so jih prenašali radijski valovi, s snemalno napravo. To je omogočilo, da je izum kmalu postal standardna naprava za brezžične telegrafe. (Senzor je prenehal uporabljati šele deset let kasneje, ko so razvili magnetne, elektrolitske in kristalne senzorje).
Nič manj pomembna niso Lodgeova druga dela s področja elektromagnetnega valovanja. Leta 1894 je Lodge na straneh London Electrician, ko je razpravljal o pomenu Hertzovih odkritij, opisal svoje poskuse z elektromagnetnimi valovi. Komentiral je pojav resonance ali uglaševanja, ki ga je odkril:
... nekatera vezja so sama po sebi »vibrirajoča ... Vibracije, ki so nastale v njih, lahko vzdržujejo dolgo časa, v drugih vezjih pa tresljaji hitro zamrejo. Dušeni sprejemnik se bo odzval na valove katere koli frekvence, v nasprotju s sprejemnikom s fiksno frekvenco, ki se odziva samo na valove na lastni frekvenci.
Lodge je ugotovil, da Hertzov vibrator "seva zelo močno", toda "zaradi sevanja energije (v vesolje) njegova nihanja hitro upadajo, zato mora biti uglašen tako, da se ujema s sprejemnikom, da lahko odda iskro."
16. avgusta 1898 je Lodge prejel patent št. 609.154, ki je predlagal "uporabo nastavljive teletuljave ali antenskega vezja v brezžičnih oddajnikih ali sprejemnikih ali oboje." Ta »sintonični« patent je bil v zgodovini radia velikega pomena, saj je orisal principe uglaševanja želene postaje. 19. marca 1912 je ta patent pridobilo podjetje Marconi.
Pozneje je Marconi o Lodgeu rekel tole:
On (Lodge) je eden naših največjih fizikov in mislecev, še posebej pomembno pa je njegovo delo na radijskem področju. Že od prvih dni, po eksperimentalni potrditvi Maxwellove teorije o obstoju elektromagnetnega sevanja in njegovem širjenju skozi vesolje, je zelo malo ljudi imelo jasno razumevanje o rešitvi te ene najbolj skritih skrivnosti narave. Sir Oliver Lodge je imel to razumevanje v veliko večji meri kot kateri koli drug od njegovih sodobnikov.
Zakaj Lodge ni izumil radia? Sam je to dejstvo pojasnil takole:
Bil sem preveč zaposlen z delom, da bi se lotil razvoja telegrafa ali katere koli druge veje tehnike. Nisem imel dovolj razumevanja, da bi čutil, kako izjemno bi bilo to za mornarico, trgovino, civilne in vojaške komunikacije.
Za njegov prispevek k razvoju znanosti je leta 1902 kralj Edvard VII. Lodge povzdignil v viteza.
Nadaljnja usoda Sir Oliverja je zanimiva in skrivnostna.
Po letu 1910 se je začel zanimati za spiritualizem in postal oster zagovornik ideje o komunikaciji z mrtvimi. Zanimala ga je povezava med znanostjo in vero, telepatija, manifestacije skrivnostnega in neznanega. Po njegovem mnenju bi najlažji način za komunikacijo z Marsom premikanje velikanskih geometrijskih likov po puščavi Sahara. Pri osemdesetih je Lodge napovedal, da bo po smrti poskušal stopiti v stik s svetom živih. Angleškemu društvu za psihične raziskave je predal zapečaten dokument, ki je po njegovih besedah vseboval besedilo sporočila, ki ga bo posredoval z onega sveta.
Luigi Galvani, izumitelj galvanometra
Luigi Galvani se je rodil v Bologni 9. septembra 1737. Najprej je študiral teologijo, nato pa medicino, fiziologijo in anatomijo. Leta 1762 je bil že učitelj medicine na univerzi v Bologni.
Leta 1791 je bilo Galvanijevo slavno odkritje opisano v njegovi Razpravi o silah elektrike v mišičnem gibanju. Sami pojavi, ki jih je odkril Galvani, so se dolgo časa v učbenikih in znanstvenih člankih imenovali "galvanizem". Ta izraz je še vedno ohranjen v imenu nekaterih naprav in postopkov. Galvani sam svoje odkritje opisuje takole:
»Žabo sem razrezal in razkosal ... in jo v mislih povsem drugega položil na mizo, na kateri je bil električni stroj ..., popolnoma odklopljen od vodnika slednjega in na precej veliki razdalji. od njega. Ko se je eden od mojih pomočnikov s konico skalpela po naključju zelo rahlo dotaknil notranjih femoralnih živcev te žabe, so se takoj vse mišice okončin začele krčiti tako močno, da se je zdelo, da so padle v hude tonične konvulzije. izmed njih, ki so nam pomagali pri poskusih z elektriko, je opazil, kako se mu je zdelo, da mu je to uspelo, ko se je iz vodnika stroja izvlekla iskra ... Presenečen nad novim pojavom, me je takoj opozoril nanj, čeprav sem bil načrtoval nekaj povsem drugega in bil zatopljen v svoje misli. Takrat sta se v meni vnela neverjetna vnema in strastna želja raziskati ta pojav in na dan prinesti, kaj se skriva v njem.
Ta klasično natančen opis je bil večkrat ponovljen v zgodovinskih delih in je povzročil številne komentarje. Galvani iskreno piše, da pojava ni opazil on, ampak njegova dva pomočnika. Domneva se, da je bila "še ena prisotna oseba", ki je nakazala, da pride do krčenja mišic, ko v avtu preskoči iskra, njegova žena Lucia. Galvani se je ukvarjal s svojimi mislimi in takrat je nekdo začel vrteti ročaj stroja, nekdo se je zdravila »narahlo« dotaknil s skalpelom, nekdo je opazil, da pride do krčenja mišic, ko preskoči iskra. Tako se je v verigi nesreč (verjetno se vsi akterji med seboj ne strinjajo) rodilo veliko odkritje. Galvani je bil odvrnjen od svojih misli, »sam se je s konico skalpela začel dotikati enega ali drugega femoralnega živca, medtem ko je eden od prisotnih izvabil iskro, pojav se je zgodil na povsem enak način.«
Kot vidite, je bil pojav zelo kompleksen, v poštev so prišle tri komponente: električni stroj, skalpel, preparat žabjega kraka. Kaj je pomembno? Kaj se zgodi, če ena od komponent manjka? Kakšna je vloga iskre, skalpela, žabe? Na vsa ta vprašanja je skušal dobiti odgovor Galvani. Postavil je številne poskuse, tudi na ulici med nevihto. »In tako, ko včasih opazimo, da so razrezane žabe, ki so bile obešene na železno rešetko, ki je obdajala balkon naše hiše, s pomočjo bakrenih kavljev, zataknjenih v hrbtenjačo, padle v običajne popadke ne samo v nevihti, ampak včasih tudi na mirnem in jasnem nebu, sem se odločil, da so ta zmanjšanja posledica sprememb atmosferske elektrike, ki se zgodijo čez dan. Galvani nadaljuje z opisom, kako je zaman čakal na te reze. »Končno sem bil utrujen od jalovega čakanja, začel sem bakrene kljuke, zapičene v hrbtenjačo, pritiskati na železno rešetko« in tu sem našel želene kontrakcije, ki so se zgodile brez sprememb »stanja atmosfere in elektrike«.
Galvani je poskus prenesel v sobo, žabo položil na železno ploščo, na katero je začel pritiskati kavelj, ki je potekal skozi hrbtenjačo, in takoj so se pojavile mišične kontrakcije. To je bilo odločilno odkritje.
Galvani je ugotovil, da se je pred njim odprlo nekaj novega, in se odločil skrbno raziskati pojav. Menil je, da je v takšnih primerih "lahko narediti napako z raziskovanjem in upoštevati, kaj želimo videti in najti videno in najdeno", v tem primeru vpliv atmosferske elektrike. Drogo je prenesel "v zaprto sobo, postavljeno na železno ploščo in jo začel pritiskati proti njej kavelj, ki je šel skozi hrbtenjačo. Hkrati so se "pojavili isti popadki, isti gibi." Torej ni električnega stroja, ni atmosferskih razelektritev in učinek je opazen, kot prej. »Seveda,« piše Galvani, »nas je takšen rezultat povzročil precejšnje presenečenje in začel v nas zbujati nekaj suma o elektriki, ki je inherentna v žival sama.” Da bi preveril veljavnost takšnega "suma", Galvani izvede vrsto poskusov, vključno s spektakularnim poskusom, ko se viseča noga, ki se dotakne srebrne plošče, skrči, nato pade, se spet skrči itd. Tako se zdi, da ta noga, - piše Galvani, - na veliko občudovanje tistih, ki jo gledajo, začne tekmovati z nekakšnim električnim nihalom.
Galvanijev sum se je sprevrgel v gotovost: žabji krak je zanj postal nosilec "živalske elektrike", kot nabit Leyden kozarec. "Po teh odkritjih in opazovanjih se mi je zdelo mogoče brez odlašanja sklepati, da je ta dvojna in nasprotna elektrika v samem živalskem pripravku." Pokazal je, da je pozitivna elektrika v živcu, negativna - v mišici.
Povsem naravno je, da je fiziolog Galvani prišel do zaključka o obstoju "živalske elektrike". Celotno okolje poskusov je vodilo do tega zaključka. Toda fizik, ki je sprva verjel v obstoj »živalske elektrike«, je kmalu prišel do nasprotnega zaključka o fizičnem vzroku pojava. Ta fizik je bil slavni Galvanijev rojak Alessandro Volta.
John Ambrose Fleming, izumitelj valometra
Angleški inženir John Fleming je pomembno prispeval k razvoju elektronike, fotometrije, električnih meritev in radiotelegrafije. Najbolj znan je po izumu radijskega detektorja (usmernika) z dvema elektrodama, ki ga je poimenoval termionska cev, znana tudi kot vakuumska dioda, kenotron, vakuumska cev in svetilka ali Flemingova dioda. Ta naprava, patentirana leta 1904, je bila prvi elektronski detektor radijskih valov za pretvorbo radijskih signalov AC v enosmerni tok. Flemingovo odkritje je bilo prvi korak v dobi tehnologije vakuumskih cevi. Obdobje, ki je trajalo skoraj do konca 20. stoletja.
Fleming je študiral na University College London in Cambridge pri velikem Maxwellu ter dolga leta delal kot svetovalec v londonskih podjetjih Edison in Marconi.
Bil je zelo priljubljen učitelj na Univerzi in prvi z nazivom profesor elektrotehnike. Bil je avtor več kot sto znanstvenih člankov in knjig, vključno s tako popularnimi, kot sta "Načela telegrafske komunikacije z električnimi valovi" (1906) in "Širjenje električnega toka v telefonskih in telegrafskih žicah" (1911), ki sta za dolga leta vodilne knjige na to temo. Leta 1881, ko je elektrika začela vzbujati splošno pozornost, se je Fleming pridružil podjetju Edison v Londonu kot elektroinženir, ki ga je opravljal skoraj deset let.
Naravno je bilo, da je Fleminga delo na področju elektrike in telefonije prej ali slej vodilo v nastajajočo radijsko tehniko. Več kot petindvajset let je bil znanstveni svetovalec podjetja Marconi in celo sodeloval pri nastanku prve čezatlantske postaje v Polduju.
Dolgo časa se spori niso umirili glede valovne dolžine, na kateri je potekal prvi čezatlantski prenos. Leta 1935 je Fleming v svojih spominih komentiral to dejstvo:
»Leta 1901 valovna dolžina elektromagnetnega sevanja ni bila izmerjena, ker do takrat še nisem izumil merilnik valov(izumljen oktobra 1904). Višina vzmetenja antene v prvi različici je bila 200 čevljev (61 m). Serijsko z anteno smo priključili transformatorsko tuljavo ali »jiggeroo« (transformator dušenega nihanja). Ocenjujem, da je morala biti prvotna valovna dolžina vsaj 3000 čevljev (915 m), pozneje pa je bila veliko daljša.
Takrat sem vedel, da se bo uklon, upogibanje valov okoli zemlje, povečeval z večanjem valovne dolžine, in po prvem uspehu sem nenehno nagovarjal Marconija, naj poveča valovno dolžino, kar se je tudi zgodilo, ko so se začeli komercialni prenosi. Spominjam se, da sem razvil posebne valometre za merjenje valov približno 20.000 čevljev (6096 m).«
Poldovo zmagoslavje je pripadalo Marconiju, Flemingu pa je slavo prinesla "majhna električna žarnica" - Flemingova dioda. Sam je ta izum opisal takole:
»Leta 1882 sem kot svetovalec londonskega podjetja Edison Electric Light Company za elektriko rešil številne probleme z žarnicami z žarilno nitko in začel preučevati fizikalne pojave, ki se v njih dogajajo, z vsemi tehničnimi sredstvi, ki so mi bila na voljo. Kot mnogi drugi sem opazil, da se žarilne nitke zlahka zlomijo ob majhnih udarcih, in ko so žarnice pregorele, so njihove steklene žarnice spremenile barvo. Ta sprememba stekla je bila tako znana, da so jo vsi jemali kot samoumevno. Zdelo se mi je malenkost posvetiti temu. Toda v znanosti je treba upoštevati vsako podrobnost. Majhne stvari danes, jutri lahko naredijo veliko razliko.
Ko sem se spraševal, zakaj bi žarnica žarnice z žarilno nitko potemnila, sem začel raziskovati to dejstvo in ugotovil, da ima veliko pregorelih žarnic stekleni trak, ki ni spremenil barve. Videti je bilo, kot da bi nekdo vzel dimljeno bučko in zbrisal premaz ter pustil čist ozek trak. Ugotovil sem, da so bile svetilke s temi nenavadnimi, ostro definiranimi praznimi območji drugje prekrite z odloženim ogljikom ali kovino. In čisti trak je bil zagotovo v obliki črke U, ki je ponavljal obliko ogljikovega filamenta, in le na strani bučke, ki je nasproti zgorelega filamenta.
Postalo mi je očitno, da nepretrgan del žarilne nitke deluje kot zaslon, pri čemer pušča tisti zelo značilni trak čistega stekla, in da naboji iz segrete žarilne nitke obstreljujejo stene žarnice z molekulami ogljika ali izparele kovine. Moji poskusi konec leta 1882 in v začetku leta 1883 so dokazali, da sem imel prav."
Edison je opazil tudi ta pojav, mimogrede imenovan "Edisonov učinek", vendar ni mogel razložiti njegove narave.
Oktobra 1884 se je William Preece ukvarjal z raziskavami "Edisonovega učinka". Odločil se je, da je to posledica oddajanja molekul ogljika iz žarilne nitke v ravnih črtah, s čimer je potrdil moje prvotno odkritje. Toda tudi Preece, tako kot Edison, ni sledil resnici. Pojava ni razložil in ga ni skušal uporabiti. "Edisonov učinek" je ostal skrivnost žarnice z žarilno nitko.
Leta 1888 je Fleming prejel nekaj posebnih ogljikovih žarnic z žarilno nitko, ki sta jih v Angliji izdelala Edison in Joseph Swan, ter nadaljeval z eksperimentiranjem. Na ogljikov filament je dal negativno napetost in opazil, da se je obstreljevanje nabitih delcev ustavilo.
Ko se je položaj kovinske plošče spremenil, se je spremenila tudi intenzivnost obstreljevanja. Ko so namesto plošče v bučko postavili kovinski valj, ki se nahaja okoli negativnega kontakta niti brez stika z njim, je galvanometer zabeležil največji tok.
Flemingu je postalo očitno, da kovinski valj "lovi" nabite delce, ki jih oddaja žarilna nitka. Po temeljitem preučevanju lastnosti učinka je ugotovil, da se lahko kombinacija žarilne nitke in plošče, imenovana anoda, uporablja kot usmernik izmeničnega toka, ne samo industrijskega, ampak tudi visokofrekvenčnega, ki se uporablja v radiu.
Flemingovo delo v podjetju Marconi mu je omogočilo, da se je temeljito seznanil s kapricioznim kohererjem, ki se uporablja kot zbiralnik valov. V iskanju boljšega senzorja je poskušal razviti kemične detektorje, vendar se mu je v nekem trenutku porodila misel: "Zakaj ne bi poskusil s svetilko?".
Fleming je svoj poskus opisal takole:
»Ura je bila okoli 17. ure, ko je bila naprava dokončana. Seveda sem ga zelo želel preizkusiti v akciji. V laboratoriju smo postavili ta dva tokokroga na določeni razdalji drug od drugega, glavni tokokrog pa sem nastavil na nihanje. Na svoje veselje sem videl tisto puščico galvanometer je pokazal stabilen konstanten tok. Spoznal sem, da smo v tej specifični vrsti električne svetilke dobili rešitev za problem usmerjanja visokofrekvenčnih tokov. "Manjkajoči del" v radiu je bil najden in to je bila električna svetilka!
Najprej je sestavil nihajni krog z dvema Leydenovim kozarcem v lesenem ohišju in z indukcijsko tuljavo. Nato drugo vezje, ki je vključevalo vakuumsko cev in galvanometer. Oba kroga sta bila uglašena na isto frekvenco.
Takoj sem ugotovil, da je treba kovinsko ploščo zamenjati s kovinskim valjem, ki prekriva celotno žarilno nitko, da bi »zbral« vse oddane elektrone.
Imel sem na voljo več žarnic z žarilno nitko s kovinskimi valji in začel sem jih uporabljati kot visokofrekvenčne usmernike za radiotelegrafijo.
To napravo sem poimenoval nihajna svetilka. Takoj je našla uporabo. Galvanometer zamenjal z navadnim telefonom. Zamenjava, ki bi jo bilo mogoče narediti takrat, glede na razvoj tehnologije, ko so bili komunikacijski sistemi spark vseprisotni. V tej obliki je mojo svetilko široko uporabljalo podjetje Marconi kot valovni senzor. 16. november 1904 sem prijavil patent v Veliki Britaniji.
Za izum vakuumske diode je Fleming prejel številna priznanja in nagrade. Marca 1929 je prejel viteški naziv za njegov "neprecenljiv prispevek k znanosti in industriji".
