Электрическая стихия в мировозрении человека

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТИХИЯ В МИРОВОЗРЕННИИ ЧЕЛОВЕКА

(реферат)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................... 3

Электрические явления с древности и до Наших дней........ 4

Электричество в понимании современной физики......................................... 4

История исследования электрических явлений............................................... 5

Хронология важнейших открытий............................................................... 7

XVII век.......................................................................................................... 8

XVIII век....................................................................................................... 10

XIX век......................................................................................................... 23

Ментальные модели электрических явлений современного человека.................................................................................................... 33

Заключение................................................................................................. 37

Список использованной литературы.......................................... 39

ВВЕДЕНИЕ

Никакая деятельность невозможна без использования энергии. Производительность и, в конечном счете, прибыль в значительной степени зависит от стабильности подачи энергии. Наличие энергии одно из необходимых условий для решения практически любой задачи.

Получением, а правильнее сказать, преобразованием энергии лучшие умы человечества занимаются не одну сотню лет. Производство энергии предполагает ее получение в виде удобном для использования, а само получение – только преобразование из одного вида в другой.

Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности все это требует затрат энергии.

Наиболее универсальная форма энергии – электричество. Все известные на сегодняшний день источники энергии ( атомные, химические, солнечные, ветровые и д.р.) в конечном счете производят именно его. В подавляющем большинстве случаев электричество вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей коммунальными службами. Прекращение подачи электроэнергии парализует все виды деятельности.

Таким образом, мы настолько привыкли к электроэнергии, что пользуемся им не задумываясь от том, чем пользуемся. Но всеобъемлющего ответа на этот вопрос не могут дать и специалисты.

Задачей же данного реферата является представление истории исследования электрических явлений, и показать, как эти исследования влияли на понимание людьми природы электричества.

- Что такое электричество? - спросил профессор.
- Я знал, но забыл! - ответил студент.
- Какая потеря, - воскликнул профессор. -
Один человек во всем мире знал, и тот забыл!
Старый анекдот

Электрические явления с древности и до Наших дней

Электричество в понимании современной физики

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел.

Установлено, что электроны в проводнике движутся от отрицательного полюса (где избыток их) к положительному (где недостаток в них), однако и сейчас, как в прошлом веке, принято считать, что ток течет от плюса к минусу, т.е. в направлении, обратном движению электронов. Условное направление тока, кроме того, положено учеными в основу ряда правил, связанных с определением многих электрических явлений. В то же время такая условность никаких особых неудобств не создает, если твердо помнить, что на правление тока в проводниках противоположно направлению движения электронов. В тех же случаях, когда ток создается положительными электрическими зарядами, например в электролитах химических источников постоянного тока, ток «дырок» в полупроводниках, таких противоречий вообще нет, потому что направление движения положительных зарядов совпадает с направлением тока. Пока элемент или батарея действуют, во внешнем участке электрической цепи ток течет в одном и том же направлении. Такой ток называют постоянным.

Если полюсы элемента поменять местами, то изменится только направление движения электронов, но ток и в этом случае будет постоянным. А если полюсы источника тока менять местами очень быстро и к тому же ритмично, то в этом случае электроны во внешнем участке цепи тоже будут попеременно изменять направление своего движения. Сначала они потекут в одном направлении, затем, когда полюсы поменяют местами — в другом, обратном предыдущему, потом вновь в прямом, опять в обратном и т. д. В цепи будет течь уже не постоянный, а переменный ток.

При переменном токе электроны в проводнике как бы колеблются из стороны в сторону. Поэтому переменный ток называют также электрическими колебаниями. Переменный ток выгодно отличается от постоянного тем, что он легко поддается преобразованию. Так, например, при помощи трансформатора можно повысить напряжение переменного тока или, наоборот, понизить его. Переменный ток, кроме того, можно выпрямить, то есть преобразовать в постоянный ток.

Различают электрический ток проводимости, связанный с движением заряженных частиц относительно той или иной среды (т.е. внутри макроскопических тел) и конвекционный ток – движение макроскопических заряженных тел как целого (напр. заряженных капель дождя).

О наличии электротока в проводниках можно судить по тем действиям, которые он производит: нагреванию проводников, изменению их химического состава, созданию магнитного поля. Магнитное действие тока проявляется у всех без исключения проводников: в сверхпроводниках не происходит выделение теплоты, а химическое действие тока наблюдается преимущественно в электролитах.

Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц (т.е. положительно или отрицательно заряженных частиц, не связанных в единую электрически нейтральную систему) и силы, создающей и поддерживающей их упорядоченное движение. Обычно силой, вызывающей такое движение, является сила со стороны электрического поля внутри проводника, которое определяется электрическим напряжением на концах проводника. Если напряжение меняется во времени, то в проводнике устанавливается постоянный ток, если меняется – переменный.

Электричество – совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием электрически заряженных тел или частиц. Взаимодействие электрических зарядов осуществляется с помощью электромагнитного поля (в случае неподвижных электрических зарядов – электростатического поля). Движущееся заряды (электрический ток) наряду с электрическим возбуждают и магнитное поле, т.е. порождают электромагнитное поле, посредством которого осуществляется электромагнитное взаимодействие (учение о магнетизме, т.о., является составной частью общего учения об электричестве). Электромагнитные явления описываются классической электродинамикой, в основе которой лежат уравнения Максвелла.

Законы классической теории электричества охватывают огромную совокупность электромагнитных процессов. Среди 4 типов взаимодействий (электромагнитных, гравитационных, сильных и слабых), существующих в природе, электромагнитные занимают первое место по широте и разнообразию проявлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных частиц противоположных знаков, взаимодействия между которыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравитационных и слабых, а с другой – являются дальнодействующими в отличие от сильных взаимодействий. Строение атомных оболочек, сцепление атомов в молекулы (хим. силы) и образование конденсированного вещества определяются электромагнитным взаимодействием.

История исследования электрических явлений

Человечество сталкивалось с электрическими явлениями с момента своего появления. Наиболее ярко выраженным и практически единственным хорошо знакомым человечеству с древнейших времен из них является молния. Она приносила несчастья, пожары и одновременно дарила огонь. Люди даже теперь восхищаются её красотой и мощью.

Естественно, до сравнительно недавнего времени люди ничего не знали о электрической природе молнии и объясняли её, как и все непонятные явления действием высших, божественных сил. Значение, которое придавали молнии люди древности можно понять, например, по тому, что у древних греков владельцем молнии считался Зевс-громовержец, главный бог.

Несмотря на это именно древних греков можно назвать первооткрывателями электрических явлений. Они уже в то время знали, что существует особый минерал - железная руда (магнитный железняк), способный притягивать железные предметы. 3алежи этого минерала находились возле города Магнезия. В те времена в его люди находили на берегу моря камешки, притягивавшие легкие железные предметы. По имени этого города их назвали Магнитами (оттуда пришло к нам слово магнит).

Древние греки знали также свойство натертого янтаря притягивать мелкие предметы. Само слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон», что по-русски значит "янтарь". Открытие электрических явлений приписывают мудрейшему из мыслителей древней Греции Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад. Однако существует легенда, гласящая, что впервые это свойство янтаря при прядении шерсти янтарным веретеном заметила дочь Фалеса и обратила на это внимание своего отца. Греческий философ занялся его изучением. Камешки янтаря не притягивали, как магниты, железных предметов, но обладали не менее любопытным свойством: если их натирали шерстяной тряпочкой, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки дерева, травы.

Древние не исследовали ни электрических, ни магнитных явлений. Однако они попытались дать объяснение этим явлениям.

Самое первое объяснение свойств магнита притягивать железо заключалось в том, что магниту приписывалась «душа», которая заставляла магнит притягивать железо или притягиваться к железу.

При этом магнит представляли подобно живому существу. Живое существо, например собака, видит кусок мяса и стремится к нему приблизиться. Подобно этому магнит как бы видит железо и стремится к нему притянуться.

Но в древности начала развиваться и материалистическая философия. Философы-материалисты Древней Греции отвергали существование духов и пытались объяснить все явления природы естественными законами.

Они учили, что все тела состоят из мелких материальных неделимых частиц - атомов. По их мнению, кроме атомов и пустоты, в которой атомы движутся, ничего не существует. Все явления природы объясняются движением атомов. Само слово «атом» греческого происхождения. Оно означает «неделимый».

Философы, верившие в существование атомов, из которых состоит природа, получили название атомистов. Одним из родоначальников этой философии был древнегреческий философ Демокрит (460 - 370 до н.э.). Философы-атомисты пытались дать объяснение электрическим и магнитным явлениям без обращения к специальным «душам» и «духам».

Чтобы познакомится с тем как эти философы пытались объяснить действие магнита, лучше всего обратиться к поэме Тита Лукреция Кара "О природе вещей". В этой поэме в художественной форме излагается учение атомистов. Объяснение магнита естественным путем длинное и не такое простое, но его смысл в следующем –из магнита вытекают потоки мельчайших частиц, в результате чего вокруг магнита образуются пустоты, куда и устремляется железо. Это была первая попытка толкования явления исходя из самой природы.

Но настоящее развитие учения об электричестве началось в XVII веке. Хронология важнейших открытий в этой области приведена ниже.

Хронология важнейших открытий