Эрстед что открыл кратко

Обновлено: 05.07.2024

Внешне электричество и магнетизм проявляют себя совершенно по-разному, но на самом деле они теснейшим образом связаны между собой. Заслуга окончательного слияния двух этих понятий принадлежит Джеймсу Кларку Максвеллу, разрабатывавшему единую теорию электромагнитных волн с 1850-х годов и до самой его безвременной кончины в 1879 году. Однако появлению уравнений Максвелла предшествовала целая череда открытий первой половины XIX века, начало которой положил датский физик Ханс Кристиан Эрстед.

Эрстеду были свойственны два качества, которые принято считать помехой для успешной карьеры исследователя, а именно, страстное увлечение философией и сильное желание донести науку до понимания масс. В начале своей стажировки в Париже, например, он серьезно подмочил свою научную репутацию, яростно защищая взгляды немецких философов-обскурантистов. На этом фоне и его доводы в пользу наличия связи между электричеством и магнетизмом были восприняты, по крайней мере, современниками, как очередное мистическое пустозвонство. Эрстед утверждал, например, что магнетизм возникает в результате неизбежного конфликта между положительным и отрицательным аспектом электричества.

Чем бы ученый ни руководствовался, но в 1820 году в Копенгагенском университете состоялась его лекция с демонстрацией, на которой он использовал только что изобретенную электрическую батарею в качестве источника тока. На этой лекции Эрстед продемонстрировал, что под воздействием поднесенного на близкое расстояние проводника магнитная стрелка компаса отклоняется. Это было первое наглядное и неоспоримое подтверждение существования прямой связи между электричеством и магнетизмом. Открытие Эрстеда буквально вдохновило целый ряд ученых, прежде всего Ампера (см. Закон Ампера), а также Био и Савара (см. Закон Био—Савара), на проведение новых экспериментов с целью определения математических закономерностей выявленной связи и, в конечном итоге, проложило дорогу к теории электромагнетизма Максвелла.

Датский физик. Родился в Рудкебинге в семье аптекаря. Начальное образование состояло преимущественно в изучении немецкого в приемной семье, в которой он какое-то время воспитывался, после чего Эрстед с одиннадцатилетнего возраста стал помогать отцу в аптеке, где на практике освоил аптечное дело. После переезда семьи в Копенгаген поступил в местный университет, в 1797 году получил диплом фармацевта, а еще через два года защитил докторскую диссертацию. Продолжил свое образование, переезжая из города в город и стажируясь в ведущих европейских лабораториях, где и познакомился с последними исследованиями электрических и магнитных явлений. После нескольких лет чтения публичных научно-популярных лекций в 1806 году получил преподавательскую должность в родном университете. В 1820 году Эрстед сделал своё уникальное открытие, наглядно демонстрирующее связь между электричеством и магнетизмом. С 1829 года работал директором Копенгагенского политехнического института.

Ганс Кристиан Эрстед (1777-1851) — датский физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике. Открыл (1820) магнитное действие электрического тока.

Ганс Христиан Эрстед родился 14 августа 1777 года на датском острове Лангеланд в городке Рюдкобинг в семье бедного аптекаря. Семья постоянно испытывала нужду, так что начальное образование братьям Ганса Христиану и Андерсу, пришлось получать где придется городской парикмахер учил их немецкому языку, его жена — датскому, пастор маленькой церквушки научил их правилам грамматики, познакомил с историей и литературой, землемер научил сложению и вычитанию, а заезжий студент впервые рассказал им удивительные вещи о свойствах минералов, посеял любопытство и приучил любить аромат тайны.

Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской аптеки. Здесь медицина надолго пленила его, потеснив химию, историю, литературу, и еще более укрепила в нем уверенность в его научном предназначении. Он решает поступать в Копенгагенский университет, но по прежнему одержим сомнениями: что изучать? Он берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию.

Ганс Эрстед был счастлив в университетских стенах Ученый писал позднее, что, для того чтобы юноша был абсолютно свободен, он должен наслаждаться в великом царстве мысли и воображения, где есть борьба, где есть свобода высказывания, где побежденному дано право восстать и бороться снова. Он жил, упиваясь трудностями и своими первыми небольшими победами, обретением новых истин и устранением предыдущих ошибок.

Девятнадцатый век заявил о себе новым образом жизни и мыслей, новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы. Все это захватывает Ганса. Он стремится попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные и философские вопросы — в Германию, Францию, другие европейские страны. Дания, конечно, была в этом смысле европейской провинцией Эрстед не хотел и не мог там оставаться.

В двадцать лет Ганс Эрстед получил диплом фармацевта, а в двадцать два года — степень доктора философии. Блестяще защитив диссертацию, Ганс едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию. Там Эрстед слушал лекции о возможностях исследований физических явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией. Ему нравились лекции блиставших с трибун философов, но он никогда не смог бы согласиться с ними в отказе от экспериментального исследования физических явлений.

Но обнаружить магнитные действия тока было нелегко. Их пытался обнаружить русский физик Петров, соединяя полюсы своей батареи железными и стальными пластинками. Он не обнаружил никакого намагничивания пластинок после нескольких часов пропускания через них тока. Имеются сведения и о других наблюдениях, однако с полной достоверностью известно, что магнитные действия тока наблюдал и описал Эрстед.

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились источник тока, провод, замыкающий его зажимы, и компас. В то время, когда Ганс Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась обратно. Это было первое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма, того, что так долго искали многие ученые.

После открытия почести посыпались на Эрстеда как из рога изобилия. Он был избран членом многих авторитетнейших научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской академии. Англичане присудили ему медаль за научные заслуги, а из Франции он получил премию в три тысячи золотых франков, некогда назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества.

В 1821 году Ганс Эрстед одним из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822—1823 годах независимо от Жана Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Эрстед экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр. Ученый проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет воздуха

Ганс Эрстед скончался 9 марта 1851 года. Хоронили его ночью. Толпа из двухсот тысяч человек, освещая путь факелами, провожала его в последний путь. Звучали траурные мелодии, специально сочиненные в его память. Ученые, правительственные чиновники, члены королевской семьи, дипломаты, студенты, простые датчане ощущали его смерть как личную потерю. За многое они были благодарны ему. И не в последнюю очередь за то, что он подарил миру новые тайны.

Будущий исследователь родился в маленьком городке Рудкебинге, расположенном на датском острове Лангеланн. Отец Ханса работал аптекарем, так что семью Эрстед нельзя было назвать обеспеченной. Начальное образование мальчика было несистемным — городской парикмахер учил Ханса и его брата немецкому; жена парикмахера — датскому; пастор познакомил их с правилами грамматики, историей и литературой; землемер научил сложению и вычитанию.

Блестящая защита диссертации по медицине помогла получить степень доктора философии. После этого он начал работать управляющим в аптеке, но стремился к преподаванию. В университет его все же устроили, но три года ученому пришлось читать лекции бесплатно, чтобы доказать свою профессиональную состоятельность. Старания окупились — начальство обратило внимание на Ханса и отправило его в заграничную командировку для повышения научной квалификации. В 1806 году Эрстеду удалось стать профессором физики — он не только преподавал физику и химию студентам-медикам и фармацевтам, но еще и проводил экзамены для кандидатов по философии. Во многом именно с личностью этого ученого связано то, что физику признали полноправной дисциплиной в Копенгагенском университете.

Наука помнит

Конечно, этим список достижений Эрстеда не ограничивается — он построил первый термоэлемент, исследовал свойства жидкостей и газов, а также проводил акустические опыты.

Ханс Кристиан Эрстед (дат. Hans Christian Ørsted, 1777-1851) – великий датский физик, прославившийся на ниве исследования явлений электромагнетизма. Ему удалось правильно объяснить возникновение электродвижущей силы при условии разных температур на концах спаянных проводников, что породило возникновение понятия термоэлектричество.

Ханс Кристиан Эрстед (Hans Christian Ørsted)

Детство и юность

Ханс Кристиан Эрстед родился 14 августа 1777 года в городе Рюдкобинг, расположенном на датском острове Лангеланд. Его отец работал обыкновенным аптекарем и звезд с неба не хватал, поэтому семья жила небогато. Родители не могли позволить дать своим детям хорошее образование, поэтому Хансу вместе с братом приходилось получать отрывочные знания, которые им преподавали добросердечные соседи – местный пастор, парикмахер, студент и даже землемер. В результате у будущего физика сложились обобщенные представления о немецком и датском языке, литературе, истории, геологии и других науках.

Чтобы прокормить семью, Ханс с 12 лет стал помогать отцу в аптеке. В этот период жизни он всерьез увлекся медициной и осознал свою тягу к науке. Для подготовки к поступлению в университет, Эрстед выезжает в Копенгаген, где в течение года усиленно штудирует литературу, необходимую для сдачи экзамена. Вскоре в столицу переехал и брат для изучения юриспруденции.

Первые шаги в науке

В то же время его не покидало желание преподавать в университете, поэтому Ханс подрядится читать лекции на протяжении нескольких недель без всякой оплаты. В 1806 году в жизни ученого случилось знаменательное событие – к степени доктора философии добавилось звание профессора физики. Теперь он мог на законных основаниях преподавать физику, химию и философию.

Дания в то время находилась на периферии научного мира, и чтобы пополнить запас знаний Эрстед добивается командировки в Германию и Францию, где ученый с интересом слушал лекции своих коллег. В это время он приходит к многозначному выводу о связи всего со всем. Пытливый ум Эрстеда взбудоражили мысли немецкого философа Иоганна Фихте о возможности изучения физических явлений, используя для этого поэзию и даже мифологию. Также огромное влияние на мировоззрение Ханса оказал философ Фридрих Вильгельм Шеллинг с его идеей взаимосвязи и взаимообусловленности.

Опыты в области электромагнетизма

В феврале 1820 года во время чтения лекции студентам ученый показывал нагревание проволоки с помощью электричества. Поблизости от нее случайно находился компас. Один из студентов подсказал профессору, что его стрелка реагирует на замыкание/размыкание электрической цепи, поворачиваясь в разные стороны. Ханс сразу заявил, что в присутствии аудитории произошло великое открытие, которого ждали два десятилетия с момента создания первого источника электротока Вольтой.

В 1820 году Ханс Кристиан Эрстед совершил свое главное открытие — теоретическое обоснование существования электромагнитных волн. Этому способствовал эксперимент с нагревом проволоки электричеством от Вольтова столба

Через несколько месяцев Эрстед повторил этот эксперимент, используя более мощные источники тока. В результате он смог сделать вывод, что магнитный эффект электричества обладает круговым движением вокруг него. Причина такого явления связана с наличием перпендикулярной силы, которая возникает между проволокой и магнитом. Обнаруженный факт никак не стыковался с утвердившимися со времен Ньютона представлениями о действии и противодействии.

Опыт Эрстеда со стрелкой демонстрируется в видео.

Кроме того, Ханс изучал влияние на стрелку проводников, выполненных из различных материалов. В качестве образцов использовалось золото, свинец, латунь, серебро и ряд других металлов. По итогам эксперимента удалось установить наличие магнитных свойств даже у тех материалов, в которых ранее они не отмечались. Получалось, что они приобретали их только после того, как через них был пропущен электрический ток.

Затем физик начал экранировать стрелку от провода другими материалами, обладающими разными свойствами – деревом, смолой, глиной, камнями и всегда стрелка продолжала отклоняться, т.е. экранирования не происходило. Эффект наблюдался даже помещения стрелки в резервуар с водой. Все это позволило сделать вывод, что подобной передачи действия сквозь различные материалы не было у обычного электричества. Открытие ученого позволило создать чувствительный и эффективный индикатор электротока, а в 1820 году немецкий физик Иоганн Швейггер сконструировал мультипликатор.

Мультипликатор Швейггера — первый в мире гальванометр. Был продемонстрирован в университете Галле 16 сентября 1820 года

Все свои эксперименты и их результаты Эрстед изложил в небольших мемуарах, занявших всего несколько страниц. Он направил их многим авторитетным ученым, настаивая на вихревом характере магнитных явлений. Благодаря этому открытию Ханс получил огромную известность, его приняли в свои ряды многие Академии наук. Все это позволило ученому создать на родине общество, поощрявшее научные разработки.

В 1822 году Эрстед независимо от Жана Батиста Фурье объяснил термоэлектрический эффект, который связан с возникновением электродвижущего потенциала в спаянных разнородных проводниках при условии изменения температуры. Сегодня является общепризнанным факт открытия термоэлектричества немецким ученым Томасом Иоганом Зеебеком, но не стоит забывать, что, проводя свои опыты, он изучал магнитное поле Земли и в этом видел природу описанного явления. Однако Ханс Эрстед выступил с отдельным докладом на заседании Французской академии наук и уверенно заявил, что в основе описанного коллегой явления лежит электричество. Поэтому датчанин предложил использовать более подходящий термин термоэлектричество, который и укоренился в науке.

Сегодня электромагнетизм нашел широкое применение в различных отраслях науки и производства. В промышленности это явление используется при создании магнитных линз, поездов на магнитной подушке, для записи информации и во многих других сферах.

Поезд на магнитной подушке (маглев, магнитоплан) использует электромагнетизм для левитации и обходится без колёс! Благодаря отсутствую трения между поездом и полотном, скорость магнитоплана может превышать 600 км/ч

Другие изобретения

Объясняя возникновение вихревых движений, возникающих в результате электрического конфликта, Эрстед пришел к убеждению, что они связаны с группой явлений, получивших название поляризация света. В сфере его интересов были жидкости и газы, чью упругость он изучал экспериментально. Ученому удалось сконструировать пьезометр – специальное устройство для измерения объема элементов, находящихся под воздействием гидростатического давления. Сегодня прибор используется для получения точных сведений об объемной упругости веществ, а также изучения фазовых переходов и других физико-химических процессов.

В то время пьезометр внешне был обычным сосудом, заполненным подвергавшейся изучению жидкостью, который погружался открытым концом в ртуть, расположенную на дне резервуара высокого давления. В процессе увеличения давления надо ртутью она начинала перемещаться в сосуд с изучаемой жидкостью. Величина подъема ртути, которая зависела от давления и степени сжимаемости жидкости определялась при рассмотрении в стеклянном пьезометре.

Ханс Эрстед проводил огромную просветительскую работу. Он стоял у истоков общества по распространению естествознания, с 1829 года в течение многих лет возглавлял политехническую школу в Копенгагене. В 1830 году ученый был избран почетным членом Петербургской академии наук.

Ханс Эрстед ушел из жизни 9 марта 1851 года. Похороны ученого проходили ночью. Попрощаться с ним пришло огромное число людей, среди которых были представители королевской семьи, коллеги, чиновники. В своей стране он стал национальным героем, чья личность была известна каждому датчанину. Многие воспринимали уход из жизни великого физика как личную потерю и благодарили его за то, что он смог приоткрыть некоторые тайны нашего мира.

Читайте также: