Популярная история – от электричества до телевидения - Кучин Владимир

Популярная история – от электричества до телевидения
Владимир Кучин


«Популярная история – от электричества до телевидения» охватывает период от древних времен до 1965 года и посвящена хронологическому изложению этапов развития нашей цивилизации в направлении: Электричество – Магнетизм – Телеграф – Телефон – Радио – Телевидение. Автор напоминает читателю имена ученых-первопроходцев и изобретателей, представляет интересные иллюстрации и схемы, при этом автор не перегружает читателя теорией и формулами, и сообщает много интересной и полезной информации.





Популярная история – от электричества до телевидения

3-я полная редакция

Владимир Кучин



© Владимир Кучин, 2015



Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero.ru




Предисловие


21 век – время стремительного развития средств телекоммуникации – можно смело утверждать – несколько миллиардов людей всех возрастов и национальностей на всех континентах каждодневно используют разнообразные телекоммуникационные средства. Чем же примечателен 2015 год? 9 мая 2015 г. Россия торжественно отпраздновала 70-летие победы в Великой Отечественной войне, и в тени этого крупнейшего исторического события осталось 120-летие начала практических работ россиянина Александра Попова в области приема электромагнитных импульсов, возникающих при грозовых атмосферных разрядах. Автор сразу обозначит свою историческую позицию – великого радиоинженера Александра Попова мы не можем считать именно «изобретателем радио» – это было бы несправедливо к Генриху Герцу и его последователям, но в области дальнего радиотелеграфного приема у Попова в 1895 году был явный мировой приоритет.



«Популярная история – от Электричества до Телевидения» посвящена краткому хронологическому изложению этапов развития нашей цивилизации в направлении: Электричество – Магнетизм – Телеграф – Телефон – Радио – Телевидение. Автор сообщит читателю имена ученых-первопроходцев и изобретателей и коротко расскажет, об их открытиях и изобретениях, представит некоторые интересные иллюстрации, и даже некоторые схемы, при этом автор обещает не перегружать читателя теорией и формулами, и сообщить ему много интересной и полезной информации.



На обложке рисунок Айны Стенберг, 1925 г.




Глава 1. 2637 г. до н. э. – 1000 г.

Первые шаги человечества в изучении электричества и магнетизма





1.1. Электричество


Электрические явления знакомы человеку с более древних времен, чем магнитные. Вместе с этим очевидно, что люди не объединяли магнитные и электрические явления, не догадывались об их близкой физической природе. Из электрических явлений, которые были известны человеку как разные явления, можно отметить следующие:

молния – грозное природное явление, приписываемое проявлению божественной силы – у греков это верховное божество Зевс – Zevs (греч. – написано латинским шрифтом) – дата начала культа Зевса-громовержца может быть определена как 15—14 века до н. э.

электрошоковое действие отдельных видов рыб – предположительно египтяне знали о них в 24 век до н. э.

электрические свойства янтаря – накопление статического электрического заряда при натирании мехом – были обнаружены много ранее 7 века до н. э.



Происхождение слова электричество (а позднее и электрон) очевидно греческое т. к. elektron – это янтарь – на древнегреческом языке. В русский язык слово янтарь скорее всего пришло из литовского от gintaras (лит.), учтем при этом большую добычу янтаря на литовском побережье Балтийского моря, откуда солнечный камень и привозили в Русь.

Впрочем, месторождения янтаря есть по всей Европе – в том числе и в Северной Греции, этот природный материал – окаменевшая смола – использовался с древних времен как материал ювелирный. При трении о сухую кожу на янтаре накапливается электрический заряд, который может притягивать легкие предметы – перья, волосы и т. д. Это свойство янтаря долгое время считалось уникальным и только ему присущим.

Аристотель пишет, что Фалес Милетский проверил притягательные свойства янтаря, когда натер его кусок кошачьей шерстью и притянул пучок перьев. Проверить это сведение об опыте, проведенном в 7 веке до н. э., невозможно – будем доверять Аристотелю.

Римляне приписывали янтарю – амбре – (ambra – итал.) лечебные свойства, об этом упоминает Плиний (1 век), связано ли это с накоплением заряда от трения – неизвестно.

На этом сообщения об электричестве в описываемом периоде истории заканчиваются.




1.2. Магнетизм


Явление магнетизма – взаимного притяжения природных материалов – камней из магнитного железняка («магнит» – слово греческое magnyz– читается как «магниз») и самородного железа – известно человеку с древних времен. Сведения о приоритете китайцев в этой области науки не очень достоверны, но мы обязаны о них упомянуть [1]:

не ранее 2637 года до н. э. – китайский император Хуан-ди (2697—2597 годы до н. э.) использовал компас (?) в бою, чтобы найти направление, по которому он должен преследовать своих врагов.

1110 год до н. э. – китайский министр Тахеон Кун использовал компас при плавании из Кочина, Китай, в Тонкин; два года спустя китайские суда по компасу вышли в Индийский океан.

1022 год до н. э. – на китайских колесницах было установлено устройство с плавающей магнитной стрелкой в форме фигурки божества, которое протянутой рукой всегда указывало на юг.



Происхождение слова магнит греческое и в Европе первые описания магнитов встречаются у греческих авторов, их труды мы знаем в изложении европейских авторов средних веков. Внимание заслуживает 20-томный трактат [2] итальянского ученого и алхимика Джамбаттиста делла Порта (1540—1615) – в седьмом томе своего трактата он ссылается на греческого писателя Никандра (жил во 2 веке до н. э.) и римского писателя Плиния (жил в 23—79 гг. – погиб при извержении Везувия) и приводит легенду о греческом пастухе, который застрял в своих подкованных сандалиях на каменистом поле у города Магнез, и тем самым первым нашел магнитный железняк. Дата этого происшествия неопределенна, но известно, что легендарный Магнез, сын Зевса, правитель Магнеза – герой из греческой мифологии – жил в 10—12 вв. до н. э., следовательно, не ранее этого времени был открыт магнит – т. е. в Китае он был известен на 1500 лет раньше.



В 7 в. до н. э. магнит и его магнетизм (свойство притягивать железо) были в Греции общеизвестны, об этом можно судить по трактату «О душе» Аристотеля [3], в котором есть упоминание о философе Фалесе Милетском (жившем в 624—548 г. до н. э.):



«По-видимому, и Фалес, по тому, что о нем рассказывают, считал душу способной приводить в движение, ибо утверждал, что магнит имеет душу, так как движет железо.»


Свою версию происхождения слова магнит дает российская энциклопедия [4]:



«Магнитная железная руда находится почти везде, в России в особенности на Урале (гора Благодать); древние находили ее в Лидии у города Магнезии (Гераклеи), почему и назвали ее гераклейским камнем (Платон), лидийским камнем (Софокл).»


С года смерти Плиния (79 г.) в научных достижениях естествоиспытателей (вернее в сведениях о них) имеется 1000-летний провал, и только с 11 века появились новые сообщения о работах по изучению магнетизма и применения его на практике.




1.3. «Багдадская батарейка»


Для полноты картины о начальных сведениях по электричеству и магнетизму упомянем об одной археологической находке – т. н. «багдадской батарейке». Эту «батарейку» при раскопках в районе Багдада в 1936 г. нашел австрийский археолог Вильгельм Кёниг, в 1940 г. в Вене он опубликовал книгу о своей работе «Im verlorenen Paradies : 9 Jahre Irak». Артефакт, который нашел Кёниг, при большой фантазии можно принять за гальванический элемент – проводившиеся опыты с макетом «багдадской батарейки» закончились получением от нее напряжения 0,8—2,0 В. Дата изготовления «багдадской батарейки» условно относится к 3 веку до н. э. Скептики считают, что представленный Кёнигом артефакт имеет другое назначение – например, это сосуд для хранения свитков рукописей (к слову – традиционно по всем интересным археологическим находкам высказываются скептики, например, «золото Трои», которое нашел Шлиман, они считают «новоделом», сделанным «в Одессе на Малой Арнаутской» и т. д.). Артефакт Кёнига представлен в Техническом музее в Вене [5].






Рис. 1 фото электрического элемента [5]




Глава 2. 1000 г. – 1599 г.

Новые исследования электричества и магнетизма





2.1. Магнетизм


В области магнетизма внимание ученых в 10—15 веках в первую очередь было приковано к двум областям знания:

компасу, как навигационному прибору, использующему намагниченную стрелку;

Земле, как большому магниту, по поверхности которого можно перемещаться с использованием компаса.

Компас предположительно был завезен в Европу из Китая, но имеются сторонники версии о независимом создании компаса в Европе – установить доподлинно этот вопрос невозможно, как неизвестны имена создателей китайского и европейского компасов.

Неаполитанцы считали, что компас изобретен их земляком Флавием Джиои и поставили ему памятник, но исследователи первенство Неаполя не признавали:



«В одной рукописи ХI века сообщают, как о вещи давно известной, что китайцы употребляют магнитную стрелку для указания направления на море в при путешествиях на суше. Китайские императоры во время переездов через пустынные азиатские степи издавна имели магнитные стрелки в своих паланкинах. Первые известия об употреблении компаса у арабов относятся к 1242 г. Араб Байлак рассказывает, что в темные ночи сирийские мореплаватели кладут обыкновенно на воду крест из лучинок, а сверху магнит, который своими концами указывает направление. Арабы, впрочем, знали компас еще раньше, судя по одной цитате в сочинениях Альберта Великого, которая заимствована из древней арабской книги и положительно указывает на знание свойств магнитной стрелки. Подобное же указание встречается в одном французском стихотворении Гюйо (1181), где магнитная стрелка, с ясным намеком на ее употребление моряками, называется маринетте. Из всего сказанного очевидна неосновательность притязаний итальянца Флавия Джиои или Джири из Амальфи, которому обыкновенно приписывают изобретение компаса в 1302 г. и которому по этому случаю поставлен в Неаполе бронзовый памятник.» [11].





1200 г. Неккам


В 1200 г. первым из европейцев в своем энциклопедическом трактате «De naturis rerum» («О природе вещей») компас описал английский монах Александр Неккам (1157—1217 гг.). Неккам рассказывает о «плавающей» конструкции компаса, он точно описывает явления притяжения и отталкивания и предлагает теорию магнитной силы. [6].



За описанием Неккама последовали описания ряда авторов:

1204 г. – Жак де Витри (1165—1240 гг.);

1205 г. – Гийо де Провинс (1184—1210 гг.);

более подробное описание дал в 1220—44 гг. Винсент де Бове (1190—1264 гг.).




1269 г. Марикурт


В 1269 г. этапную работу по теории компаса «Epistola de Magnete» написал крестоносец из Пикардии Пьер де Марикурт (умер после 1269 г.). В письменном трактате Пьер де Марикурт изложил эмпирическую теорию по геомагнетизму, и представил изображения «плавающего» и «сухого» компасов (рис. 2) и описание их работы. Кроме того Марикурт предложил первый «вечный» двигатель, в котором магнитная стрелка под действием земного притяжения должна была сдвигать зубчатое колесико, размещенное на внешней окружности компаса. В 14 веке было известно около 30 версий рукописных копий трактата Марикурта, на основе одной из этих версий книга Марикурта «Epistola de Magnete» была напечатана в Аугсбурге только в 1558 г. Пикардиец Марикурт опередил время на 300 лет, но был забыт, т. к. «новое» объяснение принципа работы компаса в магнитном поле Земли в 1600 г. от своего имени представил англичанин Вильгельм Гильберт (1544—1603 гг.), который, безусловно, знал о работе Марикурта. Еще через 400 лет справедливость научного первенства Марикурта была признана, и с 2005 г. Европейский геофизический союз в знак особых заслуг Пьера де Марикурта ежегодно одного ученого естествоиспытателя награждает медалью имени Петра Перегриноса (это латинское имя Пьера де Марикурта).






Рис 2. реконструкция «плавающего» – а и «сухого» – б компасов Марикурта, [7]



С 1269 года по 1600 год новых оригинальных научно-технических работ по магнетизму мы не знаем. В тоже время развитие техники компаса и связанной с ним магнитной картографии шло бурно. Новые земли были открыты с использованием компаса, самые известные его пользователи мореплаватели итальянец Колумб и португалец Васко да Гама нашли путь в Америку и Индию. В практическом применении пользователи столкнулись с двумя явлениями, которые ухудшали точность компаса:

магнитное склонение – отклонение стрелки прибора от истинного направления на север;

магнитное наклонение – отклонение стрелки прибора от истинного горизонта.




1492 г. Колумб


Считается, что в 1492 г. Колумб (1451—1506 гг.) при плавании через океан в Америку точное направление на север определял по Полярной звезде, и обнаружил что магнитное склонение, которое считалось величиной постоянной, меняется в разных географических координатах. Его открытие привело к необходимости создания карт магнитных склонений – вероятно первую такую карту составил испанец Алонсо де Санта Крус в 1530 г.




1544 г. Гартман


Авторство обнаружения магнитного наклонения, возможно, принадлежит немецкому ученому Георгу Гартману (1489—1564 гг.) [8]. В 1544 г. в письме, которое 4 марта Гартман отправил из Нюрнберга герцогу Альбрехту Прусскому с голубем (!), он написал об обнаружении магнитного наклонения около 0,9 градуса. Письмо Гартмана находилось в Королевском архиве Кенигсберга, но в 1590 г. итальянские физики выразили свой скептицизм относительно открытия Гартмана, высказав версию о влиянии на магнитную стрелку железной оконной решетки.




1576 г. Норман


В 1576 г. выдающийся эксперимент по измерению магнитного наклонения в Лондоне провел английский производитель компасов Роберт Норман. В 1581 г. он опубликовал подробный научный памфлет «The newe attractive:…» – «Новое наблюдение:» [9]. Норман в своем памфлете приводит подробное описание применяемых в компасе магнитов, рассказывает о своем измерении магнитного наклонения в Лондоне. Он пишет «я обнаружил в Сити Лондона наклонение около 71 градуса 50 минут», и приводит поясняющие схемы и условный внешний вид изготовленного для замеров прибора (рис. 3) – стрелка прибора на рисунке показывает реальное магнитное наклонение в Лондоне. В знак признания научных заслуг Нормана один из кратеров на Луне назван его именем.






Рис 3. измеритель наклонения Нормана и схема поясняющая его работу по [9].




2.2. Электричество


Исследований, которые открыли бы новые явления в области электричества с 1000 по 1599 гг. не было. Упоминавшийся мной большой труд итальянца Джамбаттиста делла Порта [2] содержит описательные разделы, относящиеся к электричеству – но это изложение достижений предшественников и описание известных физических эффектов.




Глава 3. 1600 г. – 1699 г.

Первые теории и законы для электричества и магнетизма





1600 г.



Читать бесплатно другие книги:

Настоящее издание представляет собой начало романа «Крот» – бестселлера Виктора Мережко, автора знаменитых киносценариев...
«Крот» – книга, которая производит не меньшее впечатление, чем знаменитый фильм «Бригада». 90-е годы, полный беспредел в...
Культовую питерскую группу «Король и Шут» безоговорочно называют классикой отечественного панк-рока. Кто они, почему и к...
«…– Жаль, что все так трагично, столько напрасных жертв на той войне. Все так нелепо, – сказал дворник. – Хотя что с наш...
Философская притча о смысле жизни… В ресторане встречаются выпускники Литинститута. В результате взрыва здание рушится, ...
Название в некотором смысле говорит само за себя. Мистика и реальность. «Мастер» и «Маргарита». И между ними – любовь. А...