З історії «металевого» електрики, відкритого Вольта

Беркінбліт М. Б., Глаголєва О. Г.

КолиВольта винайшов гальванічний елемент, перед ним постало питання: в чому причинавиникнення електричного струму - в зіткненні двох металів або ж узіткненні металів з рідинами?

Вольтаспробував взагалі прибрати рідини і поставив такий досвід. На чутливийелектроскоп містився мідний диск, покритий зверху тонким шаром ізолятора. Нанього клали такий же цинковий диск з ізолюючою ручкою і ці два диски намить з'єднували мідним дротом. Потім дріт прибирали і знімаливерхній диск. Електроскоп показував наявність заряду. Вольта пояснював цей досвідтак. Коли два різнорідних металу призвели до зіткнення, вони отрималирізнойменні заряди. Але ці заряди, притягаючи один одного, залишалися по різнібоку ізолятора. Коли верхній заряджений диск прибрали, заряди з нижнього дискапотрапили на пелюстки електроскопа. І ніякої рідини при цьому не було.

Отже,вся справа просто в зіткненні двох металів! Але з самими металами при цьомуабсолютно нічого не відбувалося, крім виникнення заряду. Значить, якстверджував Вольта, йому вдалося відкрити джерело електричного струму, якийможе працювати тільки від зіткнення металів, не змінюючи і не витрачаючи їх.

Булатільки одна В«маленька детальВ»: на жаль, цинковий електрод в гальванічнихелементах чомусь весь час окислявся і окис цинку переривала струм. Електродидоводилося чистити. Вольта весь час намагався зробити гальванічні елементикращої конструкції, але ніяк не міг позбутися появи окису. Тим не меншевін був упевнений, що в принципі завдання можна залагодити і він здійснив мрію - створиввічний двигун!

Післявідкриття закону збереження енергії фізики і електрохіміків піддають поглядиВольта різкій критиці. Не може йти електричний струм і виділятися тепло безвсяких витрат енергії! Не можуть виникати електричні явища тільки відторкання двох металів; у повітрі завжди є парі, які осідають на метали іокислюють їх. Вольта відкрив зовсім не В«металевеВ» електрику, а В«хімічнуВ»електрику, - так як в його елементах хімічна енергія переходить уелектричну, тому-то й окислюється цинк!

Подивіться,з якою чудовою точністю повторюється вся історія з Гальвані.

Гальванівідкрив насправді В«металевеВ» електрику, а думав, що відкривВ«Тварина електрикуВ», - говорив Вольта. В основі помилки Гальвані лежало те,що він не звернув уваги на найважливіший факт, який суперечив його теорії, -на необхідність наявності двох різних металів (точніше, увагу звернув, але ненадав фактом належного значення). Вольта відкрив В«хімічнеВ» електрику, адумав, що відкрив В«металевеВ» електрику, - пише В. Оствальд в своїйВ«Історії електрохіміїВ». Вольта не звернув увагу на найважливіший факт, якийсуперечив його теорії вічного двигуна, - окислення електродів, точніше, ненадав йому належного значення.

Аленайцікавіше полягало в тому, що правий був і Гальвані, і його критик Вольта, точнотак само, як правий був і Вольта, і його критик Оствальд.

НаНасправді Гальвані відкрив два різних явища - і В«тварина електрикуВ», іметалеве. Але сам він вважав, що відкрив тільки перше з них, а Вольтавважав, що існує тільки друге. Точно так само і Вольта відкрив два різнихявища - контактну різницю потенціалів, що виникає при зіткненні двохметалів, і хімічні джерела струму. Але сам Вольта вважав, що відкрив тількиперше явище, в той час як його критик Оствальд визнавав лише друге.(Труднощі розрізнити кілька явищ, що проявляються одночасно або всхожих в чомусь дослідах, - досить типова ситуація в науці, і ми з цим ще нераз зіткнемося.) Тільки подальший хід розвитку науки показав, у чому були правіі в чому помилялися Гальвані, Вольта і Оствальд.

Післятого, як Вольта винайшов гальванічний елемент і фізики отримали джерелопостійного струму, почався швидкий розвиток електродинаміки, стимульованецілим рядом практичних застосувань електричного струму. Це врешті-решт ідозволило з'ясувати правоту Гальвані.

Вжев 1800 р. було відкрито теплове дію струму, В 1803 р. вийшла книга Петрова про вольтової дузі. У 1820 р. Ерстед відкрив дію електричного струму намагнітну стрілку, зв'язавши розділи науки про електрику і магнетизм, якідо цього розвивалися окремо. І протягом року (ось ще доказ, щопрактичні використання не запізнювалися!) слідують чудові розробкицього відкриття.

Ампервисуває ідею електромагнітного телеграфу, Барлоу і Фарадей виготовляють першийпримітивні моделі електромоторів, а Швейгер винаходить гальванометр - приладдля вимірювання постійного струму. Нарешті з'явився об'єктивний спосіб вимірятималі струми, які до цього реєструвалися тільки за допомогою жаб'ячоїлапки.

ГальванометрШвейгера був оснований на дії котушки зі струмом на магнітну стрілку, але вінбув чутливий і до магнітного поля Землі, що дуже заважало точним вимірам.

В1821 Ампер запропонував зміцнювати на одній осі дві магнітні стрілки так, щоїх протилежні полюси були розташовані один над іншим, це дозволилопозбавитися від впливу магнітного поля Землі. Швейгер спочатку ізолював дротивоском або сургучем, але через кілька років у зв'язку із створенням телеграфуз'явилися дроти з шовкової ізоляцією. В руках фізиків виявився доситьнадійний і чутливий вимірювальний прилад.

В1826-1827 рр.. німецький фізик Г. Ом відкрив закон, який носить його ім'я. Дляелектробіологіі особливо важливо було те, що Ом ввів поняття В«сила струмуВ», В«опірВ»,яких так не вистачало Гальвані і Вольта.

В1825 флорентійський фізик Л. нобілі створив високочутливий гальванометр,і в 1827 р. за допомогою цього приладу йому вперше вдалося зареєструватирізниця потенціалів між різними точками тіла жаби. Але, як ми вжеговорили, просто поставити досвід ще недостатньо, треба ще його правильнозрозуміти.

нобілібув послідовником Вольта, і тому пояснював виникнення зареєстрованихпотенціалів тим, що одні ділянки тканин тепліше, ніж інші, так як швидкістьвипаровування рідини з різних точок не може бути строго однаковою. Так нобіліпроходить повз важливого откритія.Авторітет Вольта завадив йому не менше, ніжавторитет Джильберта завадив Гальвані.

Починаючиз 1837 р. інший італійський вчений, К. Маттеучі використовує гальванометр дляоб'єктивної перевірки дослідів Гальвані і його послідовників.

Першвсе, Маттеучі виявив, що між інтактним (цілим) і пошкодженим ділянкамим'язи є різниця потенціалів; при цьому розріз м'язи завжди відіграє рольнегативного полюса. Струм, поточний до ушкодженого місця, назвали струмомпошкодження. Цей результат Маттеучі давав пояснення двом першим дослідамГальвані, адже і Гальвані припускав, що між інтактним і пошкодженимділянками м'язи тече електричний флюїд. Правда, Маттеучі змігзареєструвати тільки струм пошкодження м'яза, а не нерва (не вистачало чутливостіприладу). Але якщо вважати аналогічною ситуацію і для пошкодженого нерва, тоясно, що місце розрізу нерва служило джерелом струму, який в першому досвідізбуджував м'яз жаби, а в другому - її нерв.

Маттеучівиявив, що під час збудження пошкодженої м'язи струм пошкодженнячомусь убуває. Це дуже здивувало експериментатора. Здавалося б, що припорушенні все повинно посилюватися, а не спадати!

Нарешті,Маттеучі зробив широко відомою третім досвід Гальвані. Маттеучі безпосередньопоказав, що при порушенні неушкодженою м'язи між її частинами йдеелектричний струм, який може порушити лежачий на ній нерв. Роботи Маттеучіносили принциповий характер: до них, поки єдиним вимірювальнимприладом служила сама лапка жаби, не було впевненості в тому, що процесизбудження пов'язані з електричними явищами.

Післяробіт Маттеучі це можна було вважати доведеним. Нагадаємо, що все цевідбувалося в 1837 р. Це був рік сторіччя з дня народження Гальвані і рік йогопосмертного торжества. Була доведена правильність пояснення їм своїх останніхдослідів. Вже в 1841 р. з'являється повне зібрання творів Гальвані. Гальванізнову стає знаменитий і тепер уже назавжди.

Список літератури

Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту .electrolibrary.info