Όλα ξεκίνησαν κάπως έτσι - Πρωτοπόροι
Διαβάστε περισσότερα +
Πρώιμη Ζωή: Ενώ ήταν αρκετά νέος, η οικογένεια του Coulomb μετακόμισε στο Παρίσι, όπου έλαβε οδηγίες για τις τέχνες και τις επιστήμες στο College Mazarin. Ο Coulomb και ο πατέρας του μετακόμισαν στο Montpellier αφού ο πατέρας του υπέστη οικονομική αποτυχία. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο Coulomb υπέβαλε μερικά από τα πρώτα του έργα στην Εταιρεία Επιστημών σε εκείνη την πόλη. Επέστρεψε στο Παρίσι για φροντιστήρια και πέρασε τις απαραίτητες εξετάσεις για την είσοδό του στην Ecole du Genie στην πόλη Mezieres το 1760. Επαγγελματική σταδιοδρομία και πρώιμη έρευνα Μετά την αποφοίτησή του το 1761, ανέλαβε τη θέση του υπολοχαγού στον γαλλικό στρατό ως στρατιωτικός μηχανικός. Το πρώτο του μεγάλο έργο ήταν η ενίσχυση των οχυρώσεων στο νησί Μαρτινίκα στις γαλλικές Δυτικές Ινδίες. Η υγεία του υπέστη προβλήματα κατά τη διάρκεια των τριών ετών που πέρασε σε αυτό το έργο που θα τον επηρέαζαν για το υπόλοιπο της ζωής του. Σε ένα έγγραφο του 1773, ο Coulomb εφάρμοσε τις μαθηματικές του ικανότητες σε μια σειρά κατασκευαστικών προβλημάτων χρησιμοποιώντας τον μεταβλητό λογισμό. Μερικές από τις τεχνικές για τις οποίες έγραψε, συμπεριλαμβανομένης της θεωρίας της συρόμενης σφήνας της μηχανικής του εδάφους, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα. Πέντε χρόνια αργότερα, υπέβαλε ένα έγγραφο στην Ακαδημία των Επιστημών, αναφέροντας την έρευνα που είχε κάνει στη μαγνητική πυξίδα χρησιμοποιώντας μια ζυγαριά, μια συσκευή που χρησιμοποιεί τη δύναμη που παράγεται από τη συστροφή ενός λεπτού νήματος για τη μέτρηση άλλων δυνάμεων. Για αυτό το έργο μοιράστηκε το Grand Prix της Academie des Sciences το 1777. Αντίστροφος τετραγωνικός νόμος για ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα Το 1779, Ο Coulomb ξεκίνησε τις εργασίες για την κατασκευή ενός φρουρίου στο Rochefort. Αλλά βρήκε επίσης χρόνο να πειραματιστεί με τη μηχανική, γράφοντας τη «Θεωρία των απλών μηχανών», για την οποία τιμήθηκε με το Grand Prix. Στη συνέχεια έστρεψε την προσοχή του σε έρευνες σχετικά με τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό, υποβάλλοντας κατά μέσο όρο ένα χαρτί ετησίως για επτά χρόνια από το 1785. Ήταν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου που έδειξε, χρησιμοποιώντας το προηγουμένως τελειοποιημένο ισοζύγιο βασανισμού, ότι η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ φορτισμένων σωμάτων μεταβάλλεται αντιστρόφως ως το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους, και είναι ανάλογη με το φορτίο του καθενός, είναι ελκτική δύναμη για αντίθετα φορτία και απωστική δύναμη για φορτία του ίδιου είδους. Έδειξε επίσης, ότι οι μη αγωγοί μεταδίδουν την ηλεκτρική ενέργεια σε κάποιο βαθμό. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1780 έως την πρώτη δεκαετία του 1800, Ο Coulomb συνέχισε να ασχολείται με τη δημόσια ζωή καθώς η ταραγμένη πολιτική εκείνων των εποχών το επέτρεπε. Έκανε αναφορά για έργα καναλιών και λιμανιών στη Βρετάνη το 1784, και τοποθετήθηκε υπεύθυνος για τα σιντριβάνια του βασιλιά το ίδιο έτος. Έπαιξε επίσης ρόλο στην εξασφάλιση της παροχής νερού στο Παρίσι. Εν μέσω της γαλλικής επανάστασης, αποσύρθηκε από το Corps du Genie και συνέχισε την έρευνά του από ένα σπίτι στο Blois. Το 1790, ο πρώτος του γιος γεννήθηκε από την Louise Francoise LeProust Desormeaux, την οποία θα παντρευόταν το 1802 μετά τη γέννηση του δεύτερου γιου του ζευγαριού. Από εκείνη την εποχή μέχρι το 1806, ήταν, ως γενικός επιθεωρητής δημόσιας εκπαίδευσης, καθοριστικός παράγοντας για τη δημιουργία λυκείων σε όλη τη χώρα. Ο Coulomb, με κακή υγεία στα τελευταία του χρόνια, πέθανε το 1806.
Επιστημονικά επιτεύγματα: Ο Coulomb διακρίθηκε στην ιστορία της μηχανικής και του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Το 1779, δημοσίευσε μια σημαντική έρευνα για τους νόμους της τριβής (Théorie des machines simples, en ayant égard au frottement de leurs parties et à la roideur des cordages), την οποία ακολούθησε 20 χρόνια αργότερα σ’ ένα υπόμνημα για το ιξώδες. Το 1784, εμφανίστηκαν οι Recherches théoriques et expérimentales sur la force de torsion et sur l'élasticité des fils de metal (Histoire de l'Académie Royale des Sciences, 229-269, 1784). Αυτά τα απομνημονεύματα περιείχαν μια περιγραφή διαφορετικών μορφών της ισορροπίας στρέψης του. Χρησιμοποίησε το όργανο με μεγάλη επιτυχία για την πειραματική διερεύνηση της κατανομής του φορτίου στις επιφάνειες και των νόμων της ηλεκτρικής και μαγνητικής δύναμης. Το 1785, Ο Coulomb παρουσίασε τις τρεις εκθέσεις του σχετικά με την ηλεκτρική ενέργεια και τον μαγνητισμό: - Premier Mémoire sur l'Electricité et le Magnétisme, Histoire de l'Académie Royale des Sciences, 569-577, 1785. Σε αυτή τη δημοσίευση ο Coulomb περιγράφει «Πώς να κατασκευάσετε και να χρησιμοποιήσετε μια ηλεκτρική ισορροπία (ισοζύγιο στρέψης) με βάση την ιδιότητα των μεταλλικών συρμάτων να έχουν δύναμη στρέψης-αντίδρασης ανάλογη της γωνίας στρέψης ». Ο Coulomb επίσης καθόρισε πειραματικά τον νόμο των δυνάμεων που «δύο σώματα ηλεκτρίζουν το ίδιο είδος ηλεκτρικής ενέργειας που ασκούν το ένα στο άλλο». - Sécond Mémoire sur l'Electricité et le Magnétisme, Histoire de l'Académie Royale des Sciences, 578-611, 1785. Σε αυτήν την έκδοση ο Coulomb πραγματοποιεί τον «προσδιορισμό σύμφωνα με τον οποίο οι νόμοι και τα μαγνητικά και ηλεκτρικά υγρά δρουν, είτε απωστικά είτε ελκτικά» - Troisième Mémoire sur l'Electricité et le Magnétisme, Histoire de l'Académie Royale des Sciences, 612-638, 1785.« Για την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που ένα απομονωμένο σώμα χάνει σε μια ορισμένη χρονική περίοδο, είτε με την επαφή με λιγότερο υγρό αέρα , είτε στα στηρίγματα, περισσότερο ή λιγότερο». Ο Coulomb εξήγησε τους νόμους της έλξης και της άπωσης μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων και μαγνητικών πόλων, αν και δεν βρήκε καμία σχέση μεταξύ των δύο φαινομένων. Πίστευε ότι η έλξη και η άπωση οφείλονταν σε διαφορετικά είδη υγρών. Η μονάδα μέτρησης του SI, Coulomb και ο νόμος του Coulomb έχουν πάρει το όνομά του.
Διαβάστε περισσότερα +
Μετά από σπουδές στο Βασιλικό Κολλέγιο Χημείας του Λονδίνου, ο Crookes έγινε επιστάτης του μετεωρολογικού τμήματος στο Αστεροσκοπείο Radcliffe της Οξφόρδης το 1854, και το επόμενο έτος κέρδισε μια θέση στο Κολέγιο Επιστημών στο Τσέστερ του Τσέσαϊρ. Έχοντας κληρονομήσει μια μεγάλη περιουσία από τον πατέρα του, αφιερώθηκε από το 1856 εξ ολοκλήρου σε επιστημονικά έργα διαφόρων ειδών στο ιδιωτικό του εργαστήριο στο Λονδίνο. Οι έρευνες του για τις ηλεκτρικές απορρίψεις μέσω ενός σπάνιου αερίου τον οδήγησαν να παρατηρήσει το σκοτεινό χώρο γύρω από την κάθοδο, που τώρα ονομάζεται σκοτεινός χώρος Crookes. Απέδειξε ότι οι καθόδιες ακτίνες ταξιδεύουν σε ευθείες γραμμές και παράγουν φώσφορο και θερμότητα όταν χτυπούν ορισμένα υλικά. Εφηύρε πολλές συσκευές για να μελετήσει τη συμπεριφορά των καθοδικών ακτίνων, αλλά η θεωρία του για την ακτινοβόλο ύλη, ή μια τέταρτη κατάσταση της ύλης, αποδείχθηκε λανθασμένη από πολλές απόψεις. Με την εισαγωγή της ανάλυσης φάσματος από τους R.W. Bunsen και G.R. Kirchhoff, ο Crookes εφάρμοσε τη νέα τεχνική στη μελέτη των ενώσεων σεληνίου. Το 1861 ανακάλυψε θάλλιο σε κάποια σεληνιφόρα κοιτάσματα. Συνέχισε τις εργασίες σε αυτό το νέο στοιχείο, το απομόνωσε, μελέτησε τις ιδιότητές του και το 1873 καθόρισε το ατομικό του βάρος. Κατά τη διάρκεια των μελετών του για το θάλλιο, ο Crookes ανακάλυψε την αρχή του ραδιομέτρου Crookes, μιας συσκευής που μετατρέπει την ακτινοβολία του φωτός σε περιστροφική κίνηση. Η αρχή αυτού του ραδιομέτρου έχει βρει πολλές εφαρμογές στην ανάπτυξη ευαίσθητων οργάνων μέτρησης. Ο Crookes έγινε ιππότης το 1897.
Διαβάστε περισσότερα +
Το 1802 έγινε καθηγητής χημείας στο Ri. Συνέχισε για να καθιερώσει τη φήμη του Ri για τις άριστες διαλέξεις, αλλά και για την επιστημονική έρευνα. Χρησιμοποίησε τη νέα ηλεκτρική μπαταρία για να απομονώσει το νάτριο και το κάλιο και διατύπωσε μια συνεκτική θεωρία της ηλεκτροχημικής δράσης ενώ ήταν στο Ri. Έφυγε το 1812 μετά το γάμο του με την Jane Apreece, μια πλούσια κληρονόμο.
Περιόδευσε στην Ευρωπαϊκή Ήπειρο μεταξύ 1813 και 1815 (παίρνοντας τον Michael Faraday ως βοηθό του) και κατά την επιστροφή του στην Αγγλία εφηύρε μια μορφή λαμπτήρα ασφαλείας των ανθρακωρύχων. Στη δεκαετία του 1820 συμβούλευσε το Ναυαρχείο για την προστασία του βυθού του πλοίου και τη βελτίωση του οπτικού γυαλιού. Έγινε Πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, αλλά δεν ήταν επιτυχής και μετά την παραίτησή του λόγω ασθενείας περιόδευσε και πάλι στην Ευρωπαϊκή Ήπειρο, πεθαίνοντας στη Γενεύη.
Διαβάστε περισσότερα +
Το επόμενο έτος, δηλαδή το 1911, ο Debye έγινε καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, όπου παρέμεινε για δύο χρόνια. Επέστρεψε στις Κάτω Χώρες το 1912 όταν διορίστηκε Καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης και το 1914 μετακόμισε στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν, για να αναλάβει το Θεωρητικό Τμήμα του Φυσικού Ινστιτούτου. Αργότερα, έγινε Διευθυντής ολόκληρου του Ινστιτούτου και έδωσε διαλέξεις για την πειραματική φυσική μέχρι το 1920.
Το 1915 ο καθηγητής Debye έγινε συντάκτης του Physikalische Zeitschrift και συνέχισε να ενεργεί με αυτή την ιδιότητα μέχρι το 1940.
Ο Debye επέστρεψε στη Ζυρίχη το 1920, ως καθηγητής φυσικής και διευθυντής του Eidgenössische Technische Hochschule. Το 1927 κατείχε την ίδια θέση στη Λειψία και από το 1934 έως το 1939 ήταν Διευθυντής του Ινστιτούτου Max Planck του Ινστιτούτου Φυσικής του Kaiser Wilhelm στο Βερολίνο-Dahlem και Καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου.
Αυτός ο διορισμός τερμάτισε τη δουλειά του στην Ευρώπη και το 1940 έγινε καθηγητής χημείας και διευθυντής του τμήματος χημείας του Πανεπιστημίου Cornell, Ιθάκη, Νέα Υόρκη, παίρνοντας αμερικανική υπηκοότητα το 1946.
Το 1952 η Debye παραιτήθηκε από τη θέση του Επικεφαλής του Τμήματος Χημείας στο Πανεπιστήμιο Cornell και διορίστηκε αργότερα ως Ομότιμος Καθηγητής Χημείας στο Πανεπιστήμιο Cornell.
Ο καθηγητής Debye ήταν "παντρεμένος" με τη Φυσική και τη Χημεία και η αφοσίωσή του στο έργο του απέσπασε πολλές διακρίσεις, και του απονεμήθηκαν τίτλοι όπως του Επίτιμα Διδάκτορα από τα ακόλουθα πανεπιστήμια και έμπειρα ιδρύματα: Βρυξέλλες και Λιέγη. Οξφόρδη, Σόφια, Μάιντς: Technische Hochschule, Άαχεν: Eidgenösissche Technische Hochschule, Ελβετία και στις Ηνωμένες Πολιτείες: Χάρβαρντ. Τίμιος σταυρός: Πολυτεχνείο Μπρούκλιν, Boston College: Κολέγιο Πρόβιντενς. Κατέχει το μετάλλιο Rumford της Βασιλικής Εταιρείαςτου Λονδίνου, και τα μετάλλια Franklin και Faraday, το μετάλλιο Lorentz της Βασιλικής Ολλανδικής Ακαδημίας, το μετάλλιο Max Planck (1950) που απονέμεται από τη Φυσική Εταιρεία Δυτικής Γερμανίας, το μετάλλιο Willard Gibbs «Chicago ( 1949), το μετάλλιο Nichols (1961), το βραβείο Kendall (Μαϊάμι, 1957), και το μετάλλιο Priestley της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας (1963) και διορίστηκε Kommandeur des Ordens Leopold II το 1956.
Ο Debye ήταν Επισκέπτης Λέκτορας σε πολλά πανεπιστήμια - Columbia, California, Paris, Liège, Oxford, Cambridge, Harvard, Michigan, South California - και έχει συνδεθεί με επιστημονικές ακαδημίες σε πολλές χώρες: Ουάσιγκτον, Νέα Υόρκη, Βοστώνη και Φιλαδέλφεια Ηνωμένες πολιτείες Αμερικής; Ολλανδία; Μεγάλη Βρετανία (το Βασιλικό Ινστιτούτο της Μεγάλης Βρετανίας και η Βασιλική Εταιρεία, Λονδίνο). Δανία, Βερολίνο, Γκέτινγκεν και Μόναχο (Γερμανία). Βρυξέλλες και Λιέγη (Βέλγιο). Royal Irish Academy, Δουβλίνο. η Παπική Ακαδημία, Ρώμη. η Ινδική Ακαδημία, η Μπανγκαλόρ και το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστημών (Ινδία) · η Real Sociedad Española de Fisica y Quimica and Academia de Ciencias, Μαδρίτη (Ισπανία) · και τις Ακαδημίες Επιστημών της ΕΣΣΔ, της Ουγγαρίας και της Αργεντινής.
Ο καθηγητής Debye ήταν παντρεμένος με τη Mathilde Alberer και είχε έναν γιο Peter Paul Rupprecht (γεν. 1916) και μια κόρη Mathilde Maria (γ. 1921).
Διαβάστε περισσότερα +
Γεννημένος το 1848, έτος της ουγγρικής επανάστασης, ο Eötvös ήταν γιος του βαρόνου József Eötvös de Vásárosnamény (1813-1871), γνωστού ποιητή, συγγραφέα και φιλελεύθερου πολιτικού, ο οποίος ήταν υπουργός τότε και έπαιζε ένα σημαντικό μέρος στην ουγγρική πνευματική και πολιτική ζωή του 19ου αιώνα. Η μητέρα του ήταν η Ούγγρη ευγενής κυρία Agnes Rosty de Barkócz (1825-1913), μέλος της επιφανούς ευγενούς οικογένειας Rosty de Barkócz που καταγόταν αρχικά από την κομητεία Vas, και μέσω αυτού, κατέβηκε από την αρχαία μεσαιωνική ουγγρική ευγενή οικογένεια Perneszy, η οποία πέθανε τον 18ο αιώνα. Θείος του Λοράντ ήταν ο Pál Rosty de Barkócz (1830-1874) ήταν Ούγγρος ευγενής, φωτογράφος, εξερευνητής, ο οποίος επισκέφθηκε το Τέξας, το Νέο Μεξικό, το Μεξικό, την Κούβα και τη Βενεζουέλα μεταξύ 1857 και 1859.
Ο Loránd Eötvös σπούδασε για πρώτη φορά νομικά, αλλά σύντομα στράφηκε στη φυσική και πήγε στο εξωτερικό για να σπουδάσει στη Χαϊδελβέργη και το Königsberg. Αφού απέκτησε το διδακτορικό του, έγινε καθηγητής πανεπιστημίου στη Βουδαπέστη και διαδραμάτισε ηγετικό ρόλο στην ουγγρική επιστήμη για σχεδόν μισό αιώνα. Κέρδισε τη διεθνή αναγνώριση αρχικά με το καινοτόμο έργο του για τα τριχοειδή, στη συνέχεια με τις εκλεπτυσμένες πειραματικές μεθόδους και τις εκτεταμένες μελέτες πεδίου στη βαρύτητα.
Ο Eötvös μνημονεύεται σήμερα για το πειραματικό του έργο σχετικά με τη βαρύτητα, ιδίως τη μελέτη του για την ισοδυναμία της βαρυτικής και αδρανειακής μάζας (τη λεγόμενη αρχή της αδύναμης ισοδυναμίας) και τη μελέτη της βαρυτικής κλίσης στην επιφάνεια της Γης. Η αρχή της αδύναμης ισοδυναμίας διαδραματίζει εξέχοντα ρόλο στη θεωρία της σχετικότητας και το πείραμα Eötvös αναφέρθηκε από τον Albert Einstein στο έγγραφο του 1916 "The Foundation of the General Theory of Relativity". Οι μετρήσεις της βαρυτικής κλίσης είναι σημαντικές στην εφαρμοσμένη γεωφυσική, όπως η θέση των κοιτασμάτων πετρελαίου. Η μονάδα CGS για βαρυτική κλίση ονομάζεται eotvos προς τιμήν του.
Από το 1886 μέχρι το θάνατό του, ο Λοράντ Έτβας έκανε έρευνα και δίδαξε στο Πανεπιστήμιο της Βουδαπέστης, το οποίο το 1950 μετονομάστηκε σε αυτόν (Πανεπιστήμιο Eötvös Loránd).
Ο Eötvös είναι θαμμένος στο νεκροταφείο Kerepesi στη Βουδαπέστη της Ουγγαρίας.
Ισορροπία στρέψης
Μια παραλλαγή της προηγούμενης εφεύρεσης, το ισοζύγιο στρέψης, το εκκρεμές Eötvös, σχεδιασμένο από τον Ούγγρο βαρόνο Loránd Eötvös, είναι ένα ευαίσθητο όργανο για τη μέτρηση της πυκνότητας των υποκείμενων στρωμάτων βράχου. Η συσκευή δεν μετρά μόνο την κατεύθυνση της δύναμης της βαρύτητας, αλλά την αλλαγή της έκτασης της δύναμης της βαρύτητας στο οριζόντιο επίπεδο. Καθορίζει την κατανομή των μαζών στον φλοιό της Γης. Το ισοζύγιο στρέψης Eötvös, ένα σημαντικό όργανο γεωδαισίας και γεωφυσικής σε ολόκληρο τον κόσμο, μελετά τις φυσικές ιδιότητες της Γης. Χρησιμοποιείται για την εξερεύνηση ορυχείων, καθώς και για την αναζήτηση ορυκτών, όπως πετρέλαιο, άνθρακα και μεταλλεύματα. Το εκκρεμές Eötvö δεν κατοχυρώθηκε ποτέ με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, αλλά μετά την επίδειξη της ακρίβειάς του και τις πολυάριθμες επισκέψεις στην Ουγγαρία από το εξωτερικό, πολλά όργανα εξήχθησαν παγκοσμίως, και τα πλουσιότερα κοιτάσματα πετρελαίου στις Ηνωμένες Πολιτείες ανακαλύφθηκαν με τη χρήση του. Το εκκρεμές Eötvös χρησιμοποιήθηκε για να αποδείξει την ισοδυναμία της αδρανειακής μάζας και της βαρυτικής μάζας με ακρίβεια, ως απάντηση στην προσφορά ενός βραβείου. Αυτή η ισοδυναμία χρησιμοποιήθηκε αργότερα από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν για τη διατύπωση της θεωρίας της γενικής σχετικότητας.
Έτσι περιγράφει την ισορροπία του ο Eötvös:
Ήταν ένα απλό, ευθύγραμμο ραβδί που χρησιμοποίησα ως όργανο, ειδικά φορτωμένο και στα δύο άκρα, κλεισμένο σε ένα μεταλλικό περίβλημα για να το προστατεύω από τον αέρα και τις αλλαγές θερμοκρασίας. Πάνω σε αυτό το ραβδί, κάθε μάζα, κοντά ή μακριά, ασκεί κατευθυντική δύναμη. Αλλά το σύρμα στο οποίο κρέμεται αντιστέκεται και ενώ αντιστέκεται στρίβει, με τον βαθμό αυτής της συστροφής να μας δείχνει το ακριβές μέγεθος των δυνάμεων που ασκούνται στο ραβδί. Αυτό είναι ένα ισοζύγιο Coulomb, και αυτό είναι το μόνο που υπάρχει σε αυτό. Είναι απλό, όπως το φλάουτο του Άμλετ, πρέπει μόνο να ξέρεις πώς να παίζεις πάνω του, και όπως ο μουσικός που μπορεί να σε ενθουσιάσει με υπέροχες παραλλαγές, έτσι και ο φυσικός μπορεί, με αυτή την ισορροπία, με όχι λιγότερη απόλαυση να καθορίσει τις καλύτερες παραλλαγές της βαρύτητας. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να κοιτάμε σε τέτοιο βάθος του φλοιού της Γης, που ούτε τα μάτια μας, ούτε τα μακρύτερα τρυπάνια μας θα μπορούσαν να φτάσουν.
Διαβάστε περισσότερα +
Ο Faraday, ο οποίος έγινε ένας από τους μεγαλύτερους επιστήμονες του 19ου αιώνα, ξεκίνησε την καριέρα του ως χημικός. Έγραψε ένα εγχειρίδιο πρακτικής χημείας που αποκαλύπτει την ικανότητά του στις τεχνικές πτυχές της τέχνης του, ανακάλυψε μια σειρά από νέες οργανικές ενώσεις, μεταξύ των οποίων βενζόλιο, και ήταν ο πρώτος που υγροποίησε ένα «μόνιμο» αέριο (δηλαδή, ένα που πιστεύεται ότι ήταν ανίκανο για υγροποίηση). Η κύρια συμβολή του, ωστόσο, ήταν στον τομέα του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Ήταν ο πρώτος που παρήγαγε ηλεκτρικό ρεύμα από μαγνητικό πεδίο, εφηύρε τον πρώτο ηλεκτρικό κινητήρα και δυναμό, απέδειξε τη σχέση μεταξύ ηλεκτρισμού και χημικών δεσμών, ανακάλυψε την επίδραση του μαγνητισμού στο φως και ανακάλυψε και ονομάστηκε διαμαγνητισμός, η περίεργη συμπεριφορά ορισμένων ουσιών σε ισχυρά μαγνητικά πεδία. Παρείχε το πειραματικό και ένα μεγάλο μέρος της θεωρητικής θεμελίωσης πάνω στο οποίο στηρ'ιχθηκε ο James Clerk Maxwell για την κλασσική θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.
Ο Faraday πέτυχε την πρώιμη φήμη του ως χημικός. Η φήμη του ως αναλυτικού χημικού οδήγησε στο να κληθεί ως ειδικός μάρτυρας σε νομικές δίκες και στη δημιουργία πελατείας των οποίων οι αμοιβές βοήθησαν στην υποστήριξη του Βασιλικού Ιδρύματος. Το 1820 παρήγαγε τις πρώτες γνωστές ενώσεις άνθρακα και χλωρίου, C2Cl6 και C2Cl4. Αυτές οι ενώσεις παρήχθησαν υποκαθιστώντας το χλώριο με υδρογόνο σε «αέρια που εκλύουν» (αιθυλένιο), τις πρώτες αντιδράσεις υποκατάστασης που προκλήθηκαν. (Τέτοιες αντιδράσεις αργότερα θα χρησίμευαν για να αμφισβητήσουν την κυρίαρχη θεωρία του χημικού συνδυασμού που προτάθηκε από τον Jöns Jacob Berzelius.) Το 1825, ως αποτέλεσμα έρευνας για φωτιστικά αέρια, ο Faraday απομόνωσε και περιέγραψε το βενζόλιο. Στη δεκαετία του 1820 διεξήγαγε επίσης έρευνες για κράματα χάλυβα, βοηθώντας να τεθούν οι βάσεις για την επιστημονική μεταλλουργία και τη μεταλλογραφία. Ολοκληρώνοντας μια εργασία από τη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου για τη βελτίωση της ποιότητας του οπτικού γυαλιού για τα τηλεσκόπια, παρήγαγε ένα ποτήρι πολύ υψηλού δείκτη διάθλασης που θα τον οδηγούσε το 1845 στην ανακάλυψη του διαμαγνητισμού. Το 1821 παντρεύτηκε τη Σάρα Μπάρναρντ, εγκαταστάθηκε μόνιμα στο Βασιλικό Ινστιτούτο και ξεκίνησε τη σειρά ερευνών για τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό που επρόκειτο να φέρουν επανάσταση στη φυσική.
Το 1820 ο Hans Christian Ørsted είχε ανακοινώσει την ανακάλυψή του ότι, η ροή ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός σύρματος παρήγαγε ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το σύρμα. Ο André-Marie Ampère έδειξε ότι η μαγνητική δύναμη προφανώς ήταν κυκλική, παράγοντας ουσιαστικά έναν κύλινδρο μαγνητισμού γύρω από το σύρμα. Δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ τέτοια κυκλική δύναμη, και ο Φαραντέι ήταν ο πρώτος που κατάλαβε τι υπονοούσε. Εάν ένας μαγνητικός πόλος μπορούσε να απομονωθεί, θα έπρεπε να κινείται συνεχώς σε έναν κύκλο γύρω από ένα καλώδιο που μεταφέρει ρεύμα. Η εφευρετικότητα και η εργαστηριακή ικανότητα του Faraday του επέτρεψαν να κατασκευάσει μια συσκευή που επιβεβαίωσε αυτό το συμπέρασμα. Αυτή η συσκευή, η οποία μετέτρεψε την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική, ήταν ο πρώτος ηλεκτρικός κινητήρας.
Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε τον Faraday να σκεφτεί τη φύση της ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αντίθεση με τους συγχρόνους του, δεν ήταν πεπεισμένος ότι ο ηλεκτρισμός ήταν ένα υλικό ρευστό που περνούσε από σύρματα όπως το νερό μέσω ενός σωλήνα. Αντ 'αυτού, το θεώρησε ως μια δόνηση ή δύναμη που μεταδόθηκε κατά κάποιο τρόπο ως αποτέλεσμα των εντάσεων που δημιουργήθηκαν στον αγωγό. Ένα από τα πρώτα του πειράματα μετά την ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής περιστροφής ήταν να περάσει μια ακτίνα πολωμένου φωτός μέσω ενός διαλύματος στο οποίο πραγματοποιούνταν η ηλεκτροχημική αποσύνθεση προκειμένου να ανιχνευθούν τα διαμοριακά στελέχη που θεωρούσε ότι πρέπει να παράγονται από τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Κατά τη δεκαετία του 1820 επανερχόταν σε αυτήν την ιδέα, αλλά πάντα χωρίς αποτέλεσμα.
Την άνοιξη του 1831, ο Faraday άρχισε να συνεργάζεται με τον Charles (αργότερα Sir Charles) Wheatstone για τη θεωρία του ήχου, ένα άλλο δονητικό φαινόμενο. Ήταν ιδιαίτερα γοητευμένος από τα σχέδια (γνωστά ως φιγούρες Chladni) που σχηματίστηκαν σε ελαφριά σκόνη απλωμένη σε σιδερένιες πλάκες όταν αυτές οι πλάκες τέθηκαν σε δόνηση από ένα τόξο βιολιού. Εδώ αποδείχθηκε η ικανότητα μιας δυναμικής αιτίας να δημιουργεί ένα στατικό αποτέλεσμα, κάτι που ήταν πεπεισμένο ότι συνέβη σε ένα καλώδιο που μεταφέρει ρεύμα. Του έκανε ακόμη μεγαλύτερη εντύπωση το γεγονός ότι τέτοια μοτίβα θα μπορούσαν να προκληθούν σε ένα πιάτο υποκλίνοντας ένα άλλο κοντά. Μια τέτοια ακουστική επαγωγή είναι προφανώς αυτό που κρύβεται πίσω από το πιο διάσημο πείραμά του. Στις 29 Αυγούστου 1831, ο Φαραντέι τύλιξε ένα παχύ σιδερένιο δαχτυλίδι στη μία πλευρά με μονωμένο σύρμα που ήταν συνδεδεμένο με μια μπαταρία. Στη συνέχεια, έδεσε την αντίθετη πλευρά με σύρμα συνδεδεμένο σε γαλβανόμετρο. Αυτό που περίμενε ήταν ότι θα δημιουργηθεί ένα "κύμα" όταν το κύκλωμα της μπαταρίας είναι κλειστό και ότι το κύμα θα εμφανιστεί ως εκτροπή του γαλβανόμετρου στο δεύτερο κύκλωμα. Έκλεισε το πρωτεύον κύκλωμα και, προς ευχαρίστηση και ικανοποίηση, είδε τη βελόνα του γαλβανόμετρου να πηδά. Ένα ρεύμα είχε προκληθεί στο δευτερεύον πηνίο κατά ένα στο πρωτεύον. Όταν άνοιξε το κύκλωμα, ωστόσο, έμεινε έκπληκτος όταν είδε το γαλβανόμετρο να πηδά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Κάπως έτσι, η απενεργοποίηση του ρεύματος δημιούργησε επίσης ένα επαγόμενο ρεύμα, ίσο και αντίθετο με το αρχικό ρεύμα, στο δευτερεύον κύκλωμα. Αυτό το φαινόμενο οδήγησε τον Φαραντέι να προτείνει την «ηλεκτροτονική» κατάσταση των σωματιδίων στο σύρμα, την οποία θεωρούσε ως κατάσταση έντασης. Ένα ρεύμα λοιπόν φάνηκε να είναι η δημιουργία μιας τέτοιας κατάστασης έντασης ή η κατάρρευση μιας τέτοιας κατάστασης. Αν και δεν μπορούσε να βρει πειραματικά στοιχεία για την ηλεκτροτονική κατάσταση, ποτέ δεν εγκατέλειψε εντελώς την ιδέα και διαμόρφωσε το μεγαλύτερο μέρος της μετέπειτα δουλειάς του.
Το φθινόπωρο του 1831, ο Faraday προσπάθησε να προσδιορίσει πώς παράγεται ένα επαγόμενο ρεύμα. Το αρχικό του πείραμα αφορούσε έναν ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη που δημιουργήθηκε από την περιέλιξη του πρωτεύοντος πηνίου. Προσπάθησε τώρα να δημιουργήσει ένα ρεύμα χρησιμοποιώντας έναν μόνιμο μαγνήτη. Ανακάλυψε ότι όταν ένας μόνιμος μαγνήτης μετακινήθηκε μέσα και έξω από ένα πηνίο σύρματος, προκλήθηκε ένα ρεύμα στο πηνίο. Οι μαγνήτες, ήξερε, ότι ήταν περιτριγυρισμένοι από δυνάμεις που θα μπορούσαν να γίνουν ορατές από την απλή σκοπιμότητα του πασπαλίσματος σιδερένιων ρινισμάτων σε μια κάρτα που κρατήθηκε πάνω τους. Ο Φαραντέι είδε τις "γραμμές δύναμης" να αποκαλύπτονται ως γραμμές τάσης στο μέσο, δηλαδή τον αέρα, που περιβάλλει τον μαγνήτη και σύντομα ανακάλυψε τον νόμο που καθορίζει την παραγωγή ηλεκτρικών ρευμάτων από μαγνήτες: το μέγεθος ενός ρεύματος εξαρτάται από τον αριθμό γραμμών δύναμης που κόβει ο αγωγός σε μονάδα χρόνου. Συνειδητοποίησε αμέσως ότι ένα συνεχές ρεύμα θα μπορούσε να παραχθεί περιστρέφοντας έναν χάλκινο δίσκο μεταξύ των πόλων ενός ισχυρού μαγνήτη και αφαιρώντας καλώδια από το χείλος και το κέντρο του δίσκου. Το εξωτερικό του δίσκου θα έκοβε περισσότερες γραμμές από ότι το εσωτερικό, και έτσι θα δημιουργούνταν ένα συνεχές ρεύμα στο κύκλωμα που θα συνδέει το χείλος με το κέντρο. Αυτό ήταν το πρώτο δυναμό. Ήταν επίσης, ο άμεσος πρόγονος των ηλεκτροκινητήρων, γιατί ήταν απαραίτητο μόνο να αντιστρέψουμε την κατάσταση, να τροφοδοτήσουμε ένα ηλεκτρικό ρεύμα στο δίσκο, να τον κάνουμε να περιστραφεί.
Διαβάστε περισσότερα +
Το 1831, ο Gauss άρχισε να εφαρμόζει τη σχετική θεωρία των μαθηματικών στον πραγματικό κόσμο. Ο 54χρονος μαθηματικός βοήθησε τον 27χρονο φυσικό Wilhelm Weber να πάρει μια θέση Φυσικού στο Göttingen και στη συνέχεια συνεργάστηκε μαζί του για ηλεκτρισμό και μαγνητισμό.
Το μαγνητικό πεδίο και οι μονάδες SI.
Το 1832, με τη βοήθεια του Βέμπερ, ο Γκάους πραγματοποίησε πειράματα των οποίων τα αποτελέσματα του επέτρεψαν να ορίσει το μαγνητικό πεδίο της γης χρησιμοποιώντας μονάδες χιλιοστών, γραμμαρίων και δευτερολέπτων. Με άλλα λόγια έδειξε ότι το μαγνητικό πεδίο της γης μπορεί να οριστεί χρησιμοποιώντας καθαρά μηχανικές διαστάσεις - μάζα, μήκος και χρόνο.
Η εργασία έδωσε ισχυρή ώθηση για τη χρήση μονάδων SI.
Ο Τηλέγραφος
Το 1833, οι Gauss και Weber εφηύραν ένα από τα πρώτα τηλεγραφικά συστήματα στον κόσμο. Επινόησαν επίσης, έναν δυαδικό κώδικα αλφαβήτου, επιτρέποντας την επικοινωνία μεταξύ του κτηρίου φυσικής του Βέμπερ και του αστρονομικού παρατηρητηρίου του Γκάους περίπου 2,5 χιλιόμετρα μεταξύ τους. Μέχρι το 1835, οι τηλεγραφικές τους γραμμές είχαν εγκατασταθεί δίπλα στον πρώτο σιδηρόδρομο της Γερμανίας.
Οι νόμοι κυκλώματος του Kirchoff.
Το 1833, οι Gauss και Weber ανακάλυψαν πώς κατανέμονται η τάση και το ρεύμα στους κλάδους των ηλεκτρικών κυκλωμάτων: η τάση διέπεται από το νόμο της διατήρησης της ενέργειας και το ρεύμα από το νόμο της διατήρησης του φορτίου. Ο Γκούσταβ Κίρχοφ ξαναβρήκε τους νόμους το 1845 και τώρα φέρουν το όνομά του.
Ο νόμος του Gauss & ο νόμος του Gauss για τον μαγνητισμό.
Ο Gauss χρησιμοποίησε το φοβερό μαθηματικό οπλοστάσιό του για να αναλύσει τη συμπεριφορά των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Χρησιμοποιώντας το θεώρημα της απόκλισης, το οποίο ανακάλυψε ανεξάρτητα από τον Joseph-Louis Lagrange, διατύπωσε δύο νόμους το 1835:
Ο νόμος του Gauss, ο οποίος συνδέει ένα ηλεκτρικό πεδίο με την κατανομή των ηλεκτρικών φορτίων που το προκαλούν,
Ο νόμος του Gauss για τον μαγνητισμό, ο οποίος δηλώνει ότι τα μαγνητικά μονόπολα δεν υπάρχουν.
Ο νόμος του Gauss (για ηλεκτρικά πεδία και φορτία) και ο νόμος του Gauss για τον μαγνητισμό.
Γραμμένοι μαθηματικά, αυτοί οι νόμοι σχηματίζουν δύο από τις τέσσερις εξισώσεις που απαιτούνται για να συνδυάσουν το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο σε ένα ενιαίο, ενοποιημένο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Η ενοποίηση επιτεύχθηκε από τον James Clerk Maxwell το 1864.
Διαβάστε περισσότερα +
Το 1600 ο Γκίλμπερτ δημοσίευσε το De magnete (Στον μαγνήτη, στα μαγνητικά σώματα και σχετικά με αυτόν τον μεγάλο μαγνήτη, η γη: μια νέα φυσιολογία), στα λατινικά. Το πρώτο μεγάλο επιστημονικό έργο που δημιουργήθηκε στην Αγγλία, αντικατοπτρίζει μια νέα στάση απέναντι στην επιστημονική έρευνα. Σε αντίθεση με τους περισσότερους μεσαιωνικούς στοχαστές, ο Γκίλμπερτ ήταν πρόθυμος να βασιστεί στην αίσθηση της εμπειρίας και στις δικές του παρατηρήσεις και πειράματα και όχι στην έγκυρη γνώμη ή την επαγωγική φιλοσοφία των άλλων. Στην πραγματεία όχι μόνο συνέλεξε και αναθεώρησε κριτικά παλαιότερες γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά των μαγνητών και των ηλεκτρισμένων σωμάτων, αλλά περιέγραψε τις δικές του έρευνες, τις οποίες διεξήγαγε για 17 χρόνια.
Στην ηλεκτροστατική, ο Γκίλμπερτ επινόησε τη λέξη «ηλεκτρισμός», επέκτεινε σημαντικά τον αριθμό των γνωστών υλικών που παρουσιάζουν ηλεκτρική έλξη και πρότεινε ότι η στατική ηλεκτρική έλξη οφείλεται σε μια λεπτή ηλεκτρική εκροή που εκπέμπεται από ηλεκτρισμένα σώματα. Το μεγαλύτερο μέρος του έργου, ωστόσο, είναι αφιερωμένο στον μαγνητισμό. Παρόλο που η πυξίδα ήταν γνωστή στην Ευρώπη για τουλάχιστον 4 αιώνες, η μελέτη του Gilbert ήταν η πρώτη σημαντική μελέτη για τη λεπτομερή συμπεριφορά των βελόνων πυξίδας, τη διαφορά τους από τον πραγματικό βορρά και την τάση του βόρειου πόλου της βελόνας να βυθίζεται. Από πειράματα που περιελάμβαναν έναν σφαιρικό λίθο, τον πιο ισχυρό μαγνήτη που υπήρχε τότε, ο Γκίλμπερτ κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η γη ήταν ένας τεράστιος μαγνήτης, με έναν βόρειο και νότιο μαγνητικό πόλο να συμπίπτει με τους περιστροφικούς πόλους. Η διακύμανση των ενδείξεων πυξίδας από τον αληθινό Βορρά, πίστευε, ότι οφειλόταν στις μάζες της ξηράς.
Ο Γκίλμπερτ έκανε επίσης εικασίες για τη φύση του μαγνητισμού , υποδεικνύοντας ότι τα μαγνητικά σώματα είχαν ένα είδος ψυχής που τραβούσε αυθόρμητα άλλα σώματα. Επισήμανε ότι η βαρύτητα μπορεί να είναι ένα είδος μαγνητισμού ή ήταν τουλάχιστον ανάλογη με αυτήν και ότι οι κινήσεις των πλανητών θα μπορούσαν κάλλιστα να εξηγηθούν λαμβάνοντας υπόψη την αμοιβαία επιρροή τους.
Οι μελέτες του Γκίλμπερτ ήταν τόσο πλήρεις και περιεκτικές που μέχρι το 1822 υποστηρίχθηκε ότι το De magnete περιείχε σχεδόν όλα όσα ήταν γνωστά για τον μαγνητισμό. Σήμερα η μονάδα μαγνητικής κίνησης ονομάζεται γκίλμπερτ.
Διαβάστε περισσότερα +
Σκωτσέζικης καταγωγής, ο Χένρι ήταν γιος ενός εργάτη στο Albany της Νέας Υόρκης. Ως μικρό παιδί, στάλθηκε να ζήσει με τη γιαγιά του σε ένα χωριό, περίπου 40 μίλια από το Όλμπανι. Εκεί δούλεψε σε ένα γενικό κατάστημα μετά τις ώρες του σχολείου και σε ηλικία δεκατριών ετών μαθητεύει σε ωρολογοποιό. Ως νέος ενδιαφέρθηκε για το θέατρο και του προσφέρθηκε δουλειά ως επαγγελματίας ηθοποιός, αλλά το 1819 κάποιοι φίλοι του, με καλή θέση στο Albany, τον έπεισαν να παρακολουθήσει την Ακαδημία του Albany, όπου παρέχονταν δωρεάν δίδακτρα. Το ενδιαφέρον του για την επιστήμη είχε ήδη προκαλέσει μια τυχαία συνάντηση με ένα δημοφιλές επιστημονικό βιβλίο, και μέχρι το 1823 η εκπαίδευσή του ήταν τόσο προχωρημένη που βοηθούσε στη διδασκαλία μαθημάτων επιστήμης. Μέχρι το 1826, μετά από μια θητεία ως δάσκαλος της περιοχής και ως ιδιωτικός δάσκαλος, διορίστηκε Καθηγητής Μαθηματικών και Φυσικής Φιλοσοφίας στην Ακαδημία. Εδώ, παρά το πρόγραμμα διδασκαλίας που τον απασχολούσε επτά ώρες την ημέρα, έκανε τα πιο σημαντικά επιστημονικά του πειράματα.
Ο Χένρι είχε ενδιαφερθεί για τον επίγειο μαγνητισμό, που ήταν τότε, όπως και σήμερα, ένα σημαντικό επιστημονικό θέμα. Αυτό τον οδήγησε να πειραματιστεί με τον ηλεκτρομαγνητισμό. Η μαθητεία του ως ωρολογοποιός τον ανέδειξε σε καλή θέση στην κατασκευή μπαταριών και άλλων συσκευών. Ο Oersted και άλλοι είχαν παρατηρήσει μαγνητικές επιδράσεις από ηλεκτρικά ρεύματα, αλλά ο Henry ήταν ο πρώτος που ανέλαβε μονωμένα καλώδια γύρω από έναν σιδερένιο πυρήνα για να αποκτήσει ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες. Πριν φύγει από το Albany, έφτιαξε ένα για το Γέιλ που θα σήκωνε 2.300 pounds, το μεγαλύτερο στον κόσμο εκείνη την εποχή. Πειραματιζόμενος με τέτοιους μαγνήτες, ο Χένρι παρατήρησε τη μεγάλη σπίθα που δημιουργήθηκε όταν σπάσει το κύκλωμα και συμπέρανε την ιδιότητα που είναι γνωστή ως αυτο-επαγωγή, το αδρανειακό χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Η αυτο-επαγωγή ενός κυκλώματος τείνει να αποτρέψει την αλλαγή του ρεύματος. αν ρέει ρεύμα, η αυτεπαγωγή τείνει να τη διατηρεί σε ροή ή εάν εφαρμόζεται μια ηλεκτροκινητική δύναμη η αυτο-επαγωγή τείνει να την εμποδίσει να συσσωρευτεί. Ο Χένρι διαπίστωσε ότι η αυτεπαγωγή επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη διαμόρφωση του κυκλώματος, ειδικά από την περιέλιξη του σύρματος. Ανακάλυψε επίσης τον τρόπο κατασκευής μη επαγωγικών περιελίξεων διπλώνοντας το σύρμα πίσω του.
Ενώ ο Henry έκανε αυτά τα πειράματα, ο Michael Faraday έκανε παρόμοια δουλειά στην Αγγλία. Ο Henry ήταν πάντα αργός στη δημοσίευση των αποτελεσμάτων του και αγνοούσε το έργο του Faraday. Σήμερα ο Faraday αναγνωρίζεται ως ο εξερευνητής της αμοιβαίας επαγωγής (η βάση των μετασχηματιστών), ενώ ο Ερρίκος πιστώνεται με την ανακάλυψη της αυτο-επαγωγής.
Το 1832, όταν ο Henry ήταν 35 ετών, ζητήθηκε η γνώμη του διακεκριμένου γεωλόγου του Yale, Benjamin Silliman, σχετικά με τον πιθανό διορισμό του Henry στο Princeton. Ο Σίλιμαν απάντησε: «Ως φυσικός φιλόσοφος δεν έχει ανώτερο στη χώρα μας. σίγουρα όχι μεταξύ των νέων». Ο Χένρι, πάντα σεμνός, είχε απαντήσει σε δοκιμαστικές ερωτήσεις,« Γνωρίζετε το γεγονός ότι δεν είμαι απόφοιτος οποιουδήποτε κολλεγίου και ότι είμαι κυρίως αυτοekπαιδευμένος»;
Ο αρχικός μισθός του Χένρι στο Πρίνστον ήταν 1.000 δολάρια ετησίως συν ένα σπίτι. Οι διαχειριστές παρείχαν επίσης 100 δολάρια "για την αγορά μιας νέας ηλεκτρικής μηχανής". Σε εκείνο το σημείο το Κολέγιο ήταν κοντά σε πτώχευση και ο Maclean προσπαθούσε να θεσπίσει μεταρρυθμίσεις και να δημιουργήσει τη σχολή. Ο Henry ήταν ένα αξιοσημείωτο απόκτημα και βρήκε το ελαφρύτερο πρόγραμμα διδασκαλίας και την πνευματική συντροφιά στο Princeton συμφέροθσα, ειδικά όταν ο κουνιάδος του Stephen Alexander εντάχθηκε στη σχολή για να διδάξει αστρονομία. Ο Ερρίκος συνεργάστηκε με τον Αλέξανδρο στην παρατήρηση των ηλιακών κηλίδων και συνέχισε τη δουλειά του σε μαγνήτες, δημιουργώντας για το Πρίνστον έναν ακόμη μεγαλύτερο μαγνήτη από αυτόν που είχε κατασκευάσει για το Γέιλ, έναν που θα μπορούσε να σηκώσει 3.500 λίβρες. 'Εβαλε επίσης δύο μακριά καλώδια, ένα μπροστά από το Nassau Hall και ένα πίσω, έτσι ώστε να ήταν σε θέση να στείλει ένα σήμα με επαγωγή μέσω του κτιρίου. Ένα άλλο καλώδιο από το εργαστήριό του στο Philosophical Hall στο σπίτι του στην πανεπιστημιούπολη χρησιμοποιήθηκε για να στείλει σήματα στη γυναίκα του. Αυτό το σύστημα σήματος χρησιμοποίησε έναν απομακρυσμένο ηλεκτρομαγνήτη για να κλείσει ένα διακόπτη για ένα ισχυρότερο τοπικό κύκλωμα και αποτέλεσε στην πραγματικότητα την εφεύρεση του μαγνητικού ρελέ. Μια παρόμοια διάταξη χρησιμοποιήθηκε από τον SFB Morse στην εφεύρεση του τηλεγράφου. Ο Μορς είχε συμβουλευτεί τον Χένρι και είχε χρησιμοποιήσει μία από τις επιστημονικές του εργασίες. Αργότερα, ο Χένρι κλήθηκε να καταθέσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που περιελάμβανε τον τηλεγράφο, Μορς εναντίον Ο 'Ρέιλι. Παρόλο που ο Henry είχε ενθαρρύνει και βοηθήσει τον Morse στο έργο του, η μαρτυρία του ότι η αρχή του τηλεγράφου ήταν γνωστή στον ίδιο και στον καθηγητή Wheatstone στην Αγγλία υπονόμευσε τον ισχυρισμό του Morse για πρωτοτυπία.
Εκτός από τη φυσική φιλοσοφία (φυσική), ο Henry δίδαξε χημεία, γεωλογία, ορυκτολογία, αστρονομία και αρχιτεκτονική - με τα λόγια του Frederick Seitz, Ph.D. '34, πρώην πρόεδρος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, ήταν "ένα πολύ μεγάλο πακέτο οικονομίας". Ένας αρκετά συγκρατημένος και ήσυχος άνθρωπος, ήταν ωστόσο ένας δημοφιλής δάσκαλος. Το Κολέγιο έδωσε στον Henry μια ευκαιρία, τότε ασυνήθιστη, να ταξιδέψει στο εξωτερικό με άδεια με πλήρη μισθό. Το 1837 γνώρισε τον Faraday, τον Wheatstone και άλλους Βρετανούς επιστήμονες, στους οποίους εξήγησε την ιδέα του για κυκλώματα «ποσότητας» και «έντασης» (χαμηλή και υψηλή σύνθετη αντίσταση, με σύγχρονους όρους). Επέστρεψε στο Πρίνστον με μια ποικιλία επιστημονικού εξοπλισμού που αγοράστηκε στο εξωτερικό.
Κατά τα υπόλοιπα χρόνια του στο Πρίνστον, ο Χένρι συνέχισε τις ηλεκτρικές του έρευνες, αλλά επίσης επεκτάθηκε στη μελέτη του φωσφορισμού, του ήχου, της τριχοειδούς δράσης και της βαλλιστικής. Το 1844 ήταν μέλος μιας επιτροπής για τη διερεύνηση της έκρηξης ενός όπλου κατά τη διάρκεια διαδήλωσης στο νέο USS Princeton. Γραμματείς του Κράτους και του Πολεμικού Ναυτικού και αρκετοί βουλευτές ήταν μεταξύ των θεατών που σκοτώθηκαν. Τα πειράματά του σε χύτευση όπλων σε αυτήν την επιτροπή τον οδήγησαν στο θέμα της μοριακής συνοχής της ύλης.
Το 1846, έχοντας λάβει από έναν Άγγλο, τον Τζέιμς Σμίθσον, ένα μεγάλο κληροδότημα για την ίδρυση ενός ιδρύματος «για την αύξηση και τη διάχυση της γνώσης μεταξύ των ανδρών», το Κογκρέσο των ΗΠΑ ίδρυσε το Smithsonian Institution. Διορίστηκε ένα διακεκριμένο συμβούλιο, με οδηγίες να βρεθεί ο καλύτερος δυνατός άντρας για να διευθύνει το νέο Ίδρυμα ως γραμματέας, και η πρόσκληση σύντομα επεκτάθηκε στον Henry ο οποίος ήταν απρόθυμος να αφήσει το Πρίνστον και την ευκαιρία να κάνει τις δικές του επιστημονικές έρευνες. «Αν πάω», είπε σε ένα φίλο του, «πιθανότατα θα ανταλλάξω μόνιμη φήμη με παροδική φήμη.» Αλλά τελικά δέχτηκε και έριξε την τεράστια ενέργεια και γνώση και εμπειρία του στην ανάπτυξη του Smithsonian, το οποίο έγινε η πρώτη μεγάλη κινητήρια δύναμη στην οργάνωση και την κατεύθυνση της αμερικανικής επιστήμης.
Ο Χένρι ήταν ένα από τα αρχικά μέλη της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών και υπηρέτησε ως ο δεύτερος πρόεδρός της. Ήταν επίσης διαχειριστής του Πρίνστον και πρόεδρος της Αμερικανικής Ένωσης για την Πρόοδο της Επιστήμης. Όταν πέθανε το 1878 στην κηδεία του παρευρέθηκε ο πρόεδρος των Ηνωμένων Πολιτειών με το υπουργικό του συμβούλιο, ο ανώτερος δικαστής και οι βοηθοί δικαστές του Ανωτάτου Δικαστηρίου, πολλά μέλη και των δύο βουλών του Κογκρέσου, καθώς και πολλοί επιστήμονες και άλλες επιφανείς προσωπικότητες.
Το 1872, ο John C. Green, ιδρυτής της Σχολής Επιστημών στο Πρίνστον, δώρισε μια θέση Φυσικής προς τιμήν του Ερρίκου (από τότε κρατούνταν από τους CF Brackett, WF Magie, EP Adams, HD Smyth και JA Wheeler). Σχεδόν έναν αιώνα αργότερα, όταν αφιερώθηκε το κύριο κτίριο φυσικής, το Jadwin Hall, το 1970, το Τμήμα Φυσικής εκδήλωσε τη συνεχή εκτίμησή του για τον Henry, δηλώνοντας ότι όλες οι εργαστηριακές εγκαταστάσεις που στεγάζονται στο Jadwin και Palmer Halls και το Εργαστήριο Στοιχειωδών Σωματιδίων πρέπει να είναι συλλογικά. γνωστό ως Εργαστήρια Joseph Henry. Ορισμένος από τον εργαστηριακό εξοπλισμό του Henry εκτίθεται στο λόμπι του Jadwin Hall. Το σπίτι του στην πανεπιστημιούπολη, χτισμένο σύμφωνα με το σχέδιό του, ονομάζεται Joseph Henry House. Στην Ουάσινγκτον το άγαλμά του βρίσκεται μπροστά από το παλιό κτίριο Smithsonian.
Διαβάστε περισσότερα +
Γεννημένος το 1857 στο Αμβούργο, ο Heinrich Hertz σπούδασε αρχικά μηχανική και στη συνέχεια φυσική στις πολυτεχνικές σχολές της Δρέσδης και του Μονάχου πριν μετακομίσει στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου το 1878. Εδώ ο Hermann Helmholtz είχε αναπτύξει τη δική του εκδοχή της θεωρίας του Maxwell και προσπάθησε να σχεδιάσει πειράματα που θα ευνοούσαν αυτήν τη θεωρία παρά του Βέμπερ. Σύντομα ο Hertz διακρίθηκε λύνοντας ένα πρόβλημα βραβείου δείχνοντας ότι εάν τα ρεύματα αγωγής συνοδεύονται από μαζική μεταφορά, η μάζα είναι εξαιρετικά μικρή. Με το βλέμμα στραμμένο στον Hertz, ο Helmholtz διατύπωσε στη συνέχεια ένα άλλο πρόβλημα βραβείου ζητώντας την ανίχνευση των επιπτώσεων του λεγόμενου ρεύματος μετατόπισης που θα έπρεπε να υπάρχουν σύμφωνα με τη θεωρία του Maxwell. Ωστόσο, Ο Hertz εκτίμησε ότι οι πιθανότητες επιτυχούς έκβασης τέτοιων πειραμάτων ήταν ελάχιστες και αντ 'αυτού στράφηκε σε άλλα προβλήματα που αφορούν την ελαστικότητα και τη σκληρότητα, την εξάτμιση, τις παλίρροιες, ένα νέο δυναμόμετρο, τις πλωτές πλάκες και τις καθοδικές ακτίνες, τα οποία λανθασμένα πίστευε, εξαιτίας ενός τα πειράματά του, ότι ήταν ηλεκτρικά ουδέτερα (έκτοτε εξηγήθηκαν ως ακτίνα ηλεκτρονίων). Απασχολούμενος από το 1880 ως βοηθός του Helmholtz, ο Hertz έγραψε έντεκα έγγραφα για αυτά τα θέματα.
Το 1883 διορίστηκε καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο Kiel και το επόμενο έτος έδωσε μια δημόσια σειρά διαλέξεων, σύγχρονες ιδέες για τη σύσταση της ύλης, οι οποίες προέβλεψαν μερικές από τις μεταγενέστερες ιδέες του σχετικά με τη φυσική φιλοσοφία και τη φύση του ηλεκτρομαγνητισμού. Σύμφωνα με τον Albrecht Fölsing, ο οποίος δημοσίευσε τις σημειώσεις διαλέξεων του Hertz το 1999, αυτές οι διαλέξεις δείχνουν ότι μέχρι το 1884 ο Hertz είχε προσαρμόσει πλήρως μια Maxwellian άποψη και είχε σκεφτεί τον ταλαντωτή που χρησιμοποίησε αργότερα για την παραγωγή ηλεκτρικών κυμάτων. Ο Jed Buchwald, από την άλλη πλευρά, υποστήριξε ότι ο Hertz συνέχισε να τηρεί την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Helmholtz μέχρι να πραγματοποιήσει τα κρίσιμα πειράματά του. Αυτή η σχολή σκέψης αναρωτιέται αν ο εργαστηριακός εξοπλισμός του Hertz από το 1886 έως το 1888 οφείλει πολλά στα πειράματα σκέψης του, το 1884.
Ο Χερτς στράφηκε ξανά στην πειραματική εργασία αφού είχε ανελιχθεί σε καθηγητή στην πολυτεχνική σχολή στην Καρλσρούη, το 1885. Έχοντας κατά λάθος ανακαλύψει ότι θα μπορούσε να παράγει γρήγορες ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε καλώδια χωρητικά φορτωμένα από κενά σπινθήρων, επέστρεψε στο πρόβλημα που είχε θέσει ο Χέλμχολτς : ανίχνευση των επιπτώσεων του ρεύματος μετατόπισης. Μετά από δύο χρόνια εντατικών πειραματισμών, μπόρεσε να ανιχνεύσει και να παράγει ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Ο Χερτς άφησε στον Μαρκόνι να συνεχίσει τις τεχνολογικές δυνατότητες της ανακάλυψής του και αντίθετα στράφηκε σε θεωρητικές διευκρινίσεις της θεωρίας του Μάξγουελ για σώματα σε ηρεμία και σώματα σε κίνηση. Η πρώτη του εργασία σχετικά με αυτά τα θέματα προσφέρει μια σχεδόν αξιωματική παρουσίαση της θεωρίας του Μάξγουελ και περιέχει τις εξισώσεις του Μάξγουελ με τη μορφή που συνεχίζουν να παρουσιάζονται. Το δεύτερο έγγραφο, βασισμένο στην υπόθεση ότι ένα πλασματικό μέσο γεμίσματος χώρου που ονομάζεται «αιθέρας» σύρεται από κινούμενα σώματα, σύντομα κατέστη παρωχημένο από τις θεωρίες της σχετικότητας του Χέντρικ Λόρεντς και του Άλμπερτ Αϊνστάιν.
Οι θεωρητικές εργασίες δημοσιεύτηκαν αφού ο Hertz έγινε καθηγητής στη Βόννη, το 1889. Η αξιωματική παρουσίασή του δεν έκανε υποθέσεις σχετικά με τη φύση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και οι παρατηρήσεις του ότι η θεωρία του Maxwell δεν είναι άλλη από τις εξισώσεις του Maxwell οδήγησαν πολλούς φυσικοί να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι βρήκε τέτοιες ερωτήσεις είτε ασήμαντες είτε αντιεπιστημονικές. Ωστόσο, οι περισσότεροι σύγχρονοι μελετητές είναι της γνώμης ότι ο Hertz πίστευε ότι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο πρέπει τελικά να εξηγηθεί ως κατάσταση σε μηχανικό αιθέρα και ότι σκέφτηκε το τελευταίο του βιβλίο, Principles of Mechanics, ως βάση για μια τέτοια μείωση του ηλεκτρομαγνητισμού όπως καθώς και όλα τα άλλα φυσικά φαινόμενα στους νόμους της μηχανικής.
Το βιβλίο, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως το τελευταίο βασικό έργο της κλασικής μηχανιστικής παράδοσης, είναι ενδιαφέρον για φυσικούς, μαθηματικούς και φιλοσοφικούς λόγους. Στην εισαγωγή, ο Hertz εξηγεί τις φυσικές θεωρίες ως (νοητικές) εικόνες του κόσμου (προβλέποντας μεταγενέστερες ιδέες για μοντέλα) και θέτει τρεις προϋποθέσεις που είναι απαραίτητες για να κρίνουμε και να συγκρίνουμε τέτοιες εικόνες. Η δική του εικόνα δεν βασίστηκε στη δύναμη ως βασική έννοια αλλά βασίστηκε σε κρυμμένες μάζες (τον αιθέρα) για να παράγει τα αποτελέσματα που συνήθως αποδίδονται σε δυνάμεις. Παρουσιάστηκε σε διαφορετική γεωμετρική μορφή που έχει μιμηθεί σε μεταγενέστερες θεραπείες της μηχανικής.
Ο Hertz ξεκίνησε τη δουλειά του στη μηχανική το 1891. Το επόμενο καλοκαίρι προσβλήθηκε από μόλυνση της μύτης του. Η μόλυνση επιδεινώθηκε σταδιακά και τελικά οδήγησε στον πρόωρο θάνατό του το 1894, λίγο πριν τη δημοσίευση του τελευταίου του βιβλίου.