САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИСТОРИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Р Е Ф Е Р А Т

Предмет: Концепции современного естествознания


Тема: «Электрические опыты» Бенджамина Франклина

Выполнила: студентка 2-го курса

исторического факультета кафедры

Нового времени Т.А.Худякова

Санкт-Петербург

2004
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение
Глава 1. Биография Бенджамина Франклина


Глава 2. Наблюдения за электричеством
Заключение.
Список использованной литературы

В В Е Д Е Н И Е

В течение длительного времени исследования в области электричества оставались как бы на втором плане по отношению к работам по магнетизму. Это объясняется, во-первых, большой практической значимостью такого устройства, как магнитный компас, а во-вторых, простотой демонстрации действия намагниченных тел и относительной сложностью воспроизведения электростатических эффектов. Большую роль для прогресса науки об электричестве сыграло изобретение во второй половине XVII в. электростатической машины (О. Герике). Однако систематические исследования в этой области начались лишь в XVIII в. В первой половине XVIII в. был обнаружен ряд важнейших фактов и явлений: электропроводность (С. Грей), существование двух видов электричества (III. Дюфэ), возможность накапливать заряд с помощью конденсатора —лейденской банки (Э. Клейст, П. Мушенбрек) и др. Особое значение имели исследования американского естествоиспытателя Б. Франклина.
Г л а в а п е р в а я

Бенджамин Франклин родился 17 января 1706 г. в Бостоне в многодетной семье владельца сальной мастерской, покинувшего Англию в надежде поправить материальное положение в Америке.

Трудовая жизнь Франклина началась очень рано — с десяти лет. Сначала он работает в мастерской отца, а затем в типографии старшего брата Джеймса, где мальчик получает не только возможность освоить профессию наборщика, но и доступ к книгам. В 1721 году Джеймс Франклин начал издавать газету «The New England Courant». После публикации в ней оппозиционной статьи Джеймс оказался за решеткой. В течение нескольких месяцев Франклин фактически управлял газетой. Его статьи, помещенные без подписи в ней, неожиданно привлекают внимание публики. Однако условия работы у Джеймса были кабальны, потому юноша принимает решение начать самостоятельную жизнь и тайно от родителей покидает город. Скитания приводят его в Филадельфию, с которой будет связана вся дальнейшая жизнь Франклина.

В 1727 г. он организует юношеский просветительный клуб, на базе которого было создано Филадельфийское философское общество - первое научно-исследовательское учреждение в Америке. С именем Франклина связано создание первой в Америке публичной библиотеки. В двадцать семь лет он стал популярнейшим писателем. Его «Бедный Ричард» выдержал бесчисленное количество изданий. «Я мог бы попытаться вызвать к себе добрые чувства, провозгласив, что я пишу эти выпуски не для чего иного, как для блага общества; но это было бы неискренне, и, кроме того, современники мои слишком умны для того, чтобы быть обманутыми таким образом... Истина же в том, что я крайне беден, и... издатель обещал мне значительную часть выручки...», – откровенно писал Франклин по поводу своей писательской деятельности. Постепенно Франклин становится одним из наиболее активных политических деятелей Америки. Выполняя сложные дипломатические поручения, он много сделал для победы бывшей английской колонии в борьбе за независимость. Кроме того, он был одним из авторов Декларации независимости. Умер Франклин 17 апреля 1790 г.
Г л а в а в т о р а я
Научная судьба Франклина весьма необычна. Он не был ученым ни по образованию, ни по роду деятельности. Собственно физическим исследованиям он посвятил всего семь лет жизни (примерно 1747–1754 гг.).

Причиной обращения Франклина к исследованиям по электричеству послужил случай. В 1743 г. Франклин присутствовал на демонстрации физических опытов с электричеством неким А. Спенсером, гастролировавшим в то время по городам английских колоний в Америке. Опыты так заинтересовали Франклина, что он купил все приборы Спенсера и вместе со своими друзьями по Филадельфийскому философскому обществу приступил к исследованиям. Следует отметить, что до встречи со Спенсером Франклин ничего не знал об электричестве.

Узнав, что в Филадельфии группа молодых людей увлеклась электрическими опытами, английский ботаник и купец, член Лондонского Королевского общества П. Коллинсон прислал Франклину специальную стеклянную трубку, дававшую при трении ее большой заряд. Между Франклином, Коллинсоном и другими членами Королевского общества завязалась переписка, сыгравшая исключительно важную роль в творческой судьбе ученого. В письмах Франклин описал все свои труды и теоретические рассуждения, составившие затем его труд «Опыты и наблюдения над электричеством».

Уже в первых письмах Коллинсону Франклин сообщил об оригинальных наблюдениях, в частности об обнаружении «способности заостренных предметов извлекать и испускать электрический огонь». Очень скоро у начинающего исследователя формируется качественная теория электрических явлений, получившая название «унитарной». Согласно этой теории, «положительное» и «отрицательное» электричество (эти термины вводит сам Франклин) объясняется на основании существования одной электрической материи — «электрического огня». Избыток ее в теле приводит к положительной электризации, недостаток — к отрицательной. Чуть позже Франклин устанавливает закон сохранения электрического заряда, дает на основании своей теории объяснение принципа действия лейденской банки.

Четкие представления Франклина о природе электричества позволили ему создать теорию, по которой и молния есть не что иное, как электрическая искра. В одном из своих трудов Франклин описал, как нужно поставить доказывающий это опыт. Француз Далибар, по описанию Франклина, провел в Марли опыт: металлический стержень, установленный на горе, приближали одним концом к заземленному стержню. Во время грозы 10 мая 1752 г. Далибар получил из грозового облака большую синюю электрическую искру, сопровождавшуюся резким треском и запахом озона. Уже через восемь дней Далибар показал этот опыт королю.

Однако, хотя Далибар первым получил «молнию с небес», ясно, что первооткрывателем был Франклин. В 1753 г. Франклин поставил и свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем, послужившим прямым доказательством электрической природы молний. Этот опыт произвел сенсацию и стимулировал развитие электрических исследований. В том же году аналогичные эксперименты провели М.В. Ломоносов и Г.В. Рихман. Рихман хотел количественно оценить явление электризации при разряде молнии. Неосторожно наклонившись слишком близко к стержню своей «громовой машины», Рихман был поражен молнией в голову.

Научный мир содрогнулся. И до того молнии убивали, особенно звонарей у колоколов на церковных башнях, а тут жертвой оказался ученый. По Ломоносову, «погиб Рихман славной смертью», печалился петербургский коллега Крафт («это был второй Плиний»), оплакивал учителя молодой Румовский («молнией поражен Орфей, Эскулап и Зороастр»). Со временем страсти утихли, а ученые стали принимать меры безопасности.

К.Г. Кратценштейну (1723...1795), который констатировал ужасную смерть Рихмана от разряда, вошедшего в висок и покинувшего тело через мизинец ноги («башмак разодравши, но даже не прожегши»), не суждено было утешиться до конца жизни. Он приехал в Петрополь служить механиком в Академии наук уже известным доктором медицины и философии, получив премию Академии Бордо за объяснение механизма подъема водяных паров в воздухе, будучи избранным в Академию Леопольдины за излечение электризацией паралича пальца у женщины. Рихмана он, по его мнению, не уберег, в отчаянии уехал из России, даже не продлив контракта с Академией Санкт-Петербурга, и осел в Копенгагене до конца своих дней.

О молнии и защите от нее всегда ходило множество диковинных рассказов и небылиц. Известно было, например, что кельтские воины, если гроза застигала их в поле, ложились на землю, зажигали факел и втыкали в землю острием вверх свои длинные мечи. Молния била в мечи и уходила в землю, не причиняя вреда воину.

Много позднее итальянец Вольта на опыте показал, что пламя свечи создает столб теплого воздуха, электропроводность которого повышена. Сам ученый построил эффектный электрометр со свечой, вдохновляясь, как он говорил, примером древнеегипетских жрецов. Когда надо было «выпросить бога», они разжигали огромный жертвенный костер, по столбу дыма из небес в землю била молния, якобы возвещавшая волю Юпитера, Зевса или Озириса. Впрочем, о древних громоотводах забылось, только монахи пытались отогнать громы и молнии охранными молитвами, а в народе далекими отзвуками прошлого жили странные рассказы о молниях, богах, грозах и жертвах небесного огня. И нет числа таким рассказам, как не было меры тайне, сопутствующей природе молнии.

Идея о молниеотводе появилась у Франклина вместе с гипотезой об электрическом происхождении молнии еще в 1748 г. В работе «Взгляды и предположения касательно свойств и действий электрической субстанции, вытекающие из опытов и наблюдений, проведенных в Филадельфии в 1749 г.» он описал возможную конструкцию молниеотвода: «… не могут ли сведения об этой силе заостренных предметов принести пользу человечеству в деле спасения домов, храмов, кораблей и т. п. от удара молний, побудив нас устанавливать на самых высоких местах этих зданий вертикальные железные прутки, заостренные, как иглы, и позолоченные для защиты от ржавления, а от их оснований опускать вниз проволоку снаружи здания до земли или вдоль одного из винтов корабля по борту до воды? Не отведут ли острия электрический огонь из тучи тихо, быть может, еще до того, как она приблизится на ударное расстояние, и тем самым не спасут ли они нас от самого внезапного и ужасного зла!». Неудивительно, что после предложения Франклина поставить железные палки для защиты от молнии, Европа и Америка разделились на два лагеря: ярых приверженцев громоотвода и столь же ярых его противников. В Париже одно время считались модными шляпки с громоотводом. В то же время парижский домовладелец де Визери, поставивший на своем доме на Сен-Опера громоотвод, подвергся яростным нападкам соседей, которые в конце концов подали на него в суд. Это было в 1780 г. Процесс длился четыре года. Защитником громоотвода на процессе выступал никому еще не известный адвокат Максимилиан Робеспьер. На стороне противников громоотвода экспертом выступал Жан-Поль Марат. В конце концов де Визери был оправдан... Но французы еще долго противились громоотводу. Может быть, это продолжалось бы и дальше, если бы не один курьезный случай.

В Филадельфии (США) в 1782 г. было установлено 400 громоотводов (всего в Филадельфии было в то время 1300 домов). Крыши всех общественных зданий, за исключением, разумеется, гостиницы французского посольства, были увенчаны металлическими штырями громоотводов. Во время грозы 27 марта 1782 г. именно в дом-исключение ударила молния. Гостиница была частично разрушена, а живший в ней французский офицер убит. После этого случая, вызвавшего широкий общественный резонанс, даже Франция официально признала громоотвод.

Возможно, лишь после этих очень громких процессов и событий электрическая природа молнии стала общепризнанной. Ни у кого не оставалось сомнений в том, что молния – это электрическое явление. Связь молнии с электричеством была прочно доказана. Примерно в это же время ученые стали понемногу подходить к восприятию идеи о том, что молния каким-то образом связана и с магнетизмом. Однако перебросить такой мостик было чрезвычайно сложно главным образом из-за недостатка систематических сведений, касающихся магнита.
Список использованной литературы

1. 
   Американские просветители. Избранные произведения в двух томах. М.: Мысль, 1968-69.
   
2. 
   Владимиров В. Н. Франклин. М., 1934.
   
3. 
   Ефимов А.В. Ученый, дипломат, патриот// Огонек, 1956, № 3.
   
4. 
   Капица П. Научная деятельность Вениамина Франклина//Вестник АН СССР, 1956, № 2.
   
5. 
   Кузнецов И.В. Вениамин Франклин – выдающийся американский ученый и общественный деятель// Коммунист, 1956, № 1.
   
6. 
   Радовский М. И. Вениамин Франклин. М. - Л.: Гос. энергетическое изд-во, 1941
   
7. 
   Радовский М.И. Вениамин Франклин и его связи с Россией. М.-Л.: изд-во АН СССР, 1958.
   
8. 
   Радовский М.И. Новые материалы о Вениамине Франклине// Новое время, 1956, № 10.
   
9. 
   Радовский М.И. Русско-американские научные связи в 18-19 вв. (Франклин и современные ему русские ученые)// Вестник истории мировой культуры, 1957, № 2.
   
10. 
    Франклин Б. Опыты и наблюдения над электричеством. Пер. В.А. Алексеева. М., изд-во АН СССР, 1956.
    
11. 
    Van Doren Carl. Benjamin Franklin’s autobiographical writings. NY, the Viking Press, 1945.