Г х эрстед что открыл
Ханс Кристиан Эрстед, 7 основных вкладов.
Ханс Кристиан Эрстед (1777 – 1851) был датским ученым, который наиболее известен тем, что установил окончательную связь между электричеством и магнетизмом. Открытие Эрстедом электромагнетизма оказало огромное влияние, приведя к гораздо более поздним работам в этой области и обеспечив основу для многочисленных технологических изобретений. Помимо своего вклада в физику, Эрстед также сделал некоторые новаторские работы в химии. Его наиболее значительные достижения в химии является изолирование элемента алюминия и химического соединения пиперина. Узнайте больше о достижениях Ганса Кристиана Эрстеда благодаря его 7 основным вкладам.
№1. Эрстед первым установил связь между электричеством и магнетизмом.
В 1800 году Алессандро Вольта изобрел Вольтов столб, первую электрическую батарею. В следующем году Эрстед начал исследовать природу электричества и проводить свои первые электрические эксперименты. В 1820 году, во время демонстрации в классе для своих студентов, Эрстед пропустил электрический ток через провод, который вызвал движение в игле магнитного компаса, расположенного рядом. Это ясно установило связь между магнетизмом и электричеством, что позволило Эрстеду первым определить силу электромагнетизма. Его открытие было опубликовано в июле 1820 года в брошюре под названием «Эксперименты по воздействию электрического тока на магнитную иглу». В ходе дальнейших экспериментов Эрстед также обнаружил, что электрический ток создает вокруг него круговой магнитный эффект.
№2. Его открытие электромагнетизма положило путь для многочисленных изобретений.
Открытие Эрстедом электромагнетизма положило начало ряду открытий, которые в конечном счете заложили основу нашего современного мира, основанного на технологиях. Вскоре после открытия Эрстеда французский физик Андре-Мари Ампер разработал единую математическую формулу для представления магнитных сил, существующих между токоведущими проводниками. Затем, более 40 лет спустя, шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл модифицировал это уравнение, чтобы оно также применялось к ситуациям, в которых ток не является постоянным. Электромагнетизм является основой для многочисленных устройств, включая электродвигатель, микрофон, электрический генератор, громкоговоритель и трансформаторы.
Ханс Кристиан Эрстед
№3. Закон Эрстеда лег в основу уравнений, управляющих электромагнетизмом.
Закон Эрстеда, названный в честь Ганса Эрстеда, — это закон электромагнетизма, который гласит, что когда постоянный электрический ток проходит через провод, он создает вокруг него магнитное поле. Закон Эрстеда — один из двух законов, связывающих электричество с магнетизмом, другой-закон индукции Фаррадея. Закон Эрстеда и закон Фаррадея позже стали частью уравнений, управляющих электромагнетизмом. Это четыре уравнения, упомянутые ранее, известные как уравнения Максвелла.
№4. Эрстед был первым, кто выделил химическое соединение пиперин.
Ганс Эрстед имел фармакологическое образование, а также проводил эксперименты в области химии. В 1819 году, за год до открытия электромагнетизма, Эрстед стал первым человеком, обнаружившим химическое соединение пиперин. Пиперин является естественным органическим соединением, которое отвечает за остроту черного перца и длинного перца. Эрстед выделил пиперин из плодов Piper nigrum, исходного растения как черного, так и белого перца.
№5. Эрстед был первым химиком, выделившим алюминий.
Алюминий — один из самых распространенных элементов на земле. Однако он всегда сочетается с другими элементами. Многие химики считали, что алюминий существует, как отдельный элемент, и предпринимали многочисленные попытки его обнаружить. Однако именно Ганс Эрстед стал первым человеком, который выделил алюминий в 1825 году. Он реагировал хлорид алюминия (AlCl3) с амальгамой калия (сплав калия и ртути). Затем он нагревал полученную смесь под пониженным давлением. Это заставило ртуть закипеть, оставив после себя нечистый образец алюминиевого металла. Выделение алюминия рассматривается как наиболее значительный вклад Эрстеда в химию.
№6. Ханс Кристиан Эрстед был первым современным мыслителем, назвавшим мысленный эксперимент.
Мысленный эксперимент — это акт рассуждения до практического результата гипотезы, когда физическое доказательство недоступно или недостижимо. Он включает в себя вопрос “что, если”, а затем рассуждение ответа через ряд логических шагов. Мысленные эксперименты были широко использованы Альбертом Эйнштейном на пути к открытию теории относительности. Ганс Эрстед был первым современным мыслителем, который ясно описал и назвал мысленный эксперимент. Более того, в 1812 году, он использовал латино-немецкий термин Gedankenexperiment; и в 1820 году он использовал немецкий термин Gedankenversuch для описания мысленного эксперимента.
№7. Он основал первый политехникум в Дании.
В 1824 году Эрстед основал Общество по распространению естественных наук, организацию, призванную сделать науку доступной для общественности. Общество по-прежнему остается активным и представило Х. К. Эрстед к медали За научные достижения. В 1829 году Эрстед также основал колледж передовых технологий в Копенгагене, Дания. Это был первый датский политехникум. Сегодня известный как технический университет Дании, он входит в число ведущих инженерных институтов Европы.
Главные награды и почести.
В 1820 году Британское Королевское общество наградило Эрстеда медалью Копли, величайшей наградой в науке того времени, за открытие электромагнетизма. В 1930 году, в память о вкладе Эрстеда в электромагнетизм и его влиянии на физику как дисциплину, единица вспомогательного магнитного поля H в системе единиц CGS была названа Эрстед (символ Oe). Он равен 1 Динаре на Максвелла.
Ханс Кристиан Эрстед
Hans Christian Oersted
Датский ученый. Физик. Исследователь явлений электромагнетизма. Открыл взаимодействие электрического поля и магнита. Ему удалось правильно объяснить возникновение электродвижущей силы при условии разных температур на концах спаянных проводников, что породило возникновение понятия термоэлектричество. Иностранный член Лондонского королевского общества. Иностранный почетный член Петербургской академии наук.
Чтобы прокормить семью, Ханс с двенадцати лет стал помогать отцу в аптеке. В этот период жизни всерьез увлекся медициной и осознал свою тягу к науке. Для подготовки к поступлению в университет переехал в Копенгаген, где в течение года усиленно штудировал литературу, необходимую для сдачи экзамена.
После поступления в университет, Эрстед с упоением изучает различные дисциплины, отдавая предпочтение разностороннему образованию. В этом изрядно преуспел, заслужив Золотую университетскую медаль за блестяще написанное эссе под названием «Границы поэзии и прозы». Такую же высокую оценку получил его труд, посвященный свойствам щелочей. В дальнейшем с успехом защитил диссертацию по медицине, за что удостоен звания фармацевта высшей категории. Это позволило ему получить работу временного управляющего в одной из аптек Копенгагена.
Дания в то время находилась на периферии научного мира, и чтобы пополнить запас знаний Эрстед добивается командировки в Германию и Францию, где с интересом слушал лекции своих коллег. В это время приходит к многозначному выводу о связи всего со всем. Пытливый ум ученого взбудоражили мысли немецкого философа Иоганна Фихте о возможности изучения физических явлений, используя для этого поэзию и даже мифологию. Также огромное влияние на мировоззрение оказал философ Фридрих Вильгельм Шеллинг с его идеей взаимосвязи и взаимообусловленности.
В 1813 году увидела свет работа Ханса Эрстеда «Исследования идентичности химических и электрических сил». В ней автор предположил существование связи между магнетизмом и электричеством. Утверждал наличие влияния тока на магнит и обосновал это довольно простым доводом. Если электричество способно порождать тепло, свет и звук, почему оно не может вызывать магнитные действия.
Во время чтения лекции студентам 15 февраля 1820 года 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.
Через несколько месяцев Эрстед повторил этот эксперимент, используя более мощные источники тока. В результате 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.
Кроме того, Ханс Эрстед 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 не отмечались. Получалось, что они приобретали их только после того, как через них пропущен электрический ток.
Все свои эксперименты и их результаты Эрстед изложил в небольших мемуарах, занявших всего несколько страниц. Направил их многим авторитетным ученым, настаивая на вихревом характере магнитных явлений. Благодаря этому открытию датский ученый получил огромную известность, его приняли в свои ряды многие Академии наук. Все это позволило ему создать на родине общество, поощрявшее научные разработки.
В 1822 году Ханс Эрстед независимо от Жана Батиста Фурье объяснил термоэлектрический эффект, который связан с возникновением электродвижущего потенциала в спаянных разнородных проводниках при условии изменения температуры. В последующем ученому удалось создать первый термоэлемент и сконструировать термоэлектрический генератор, выполненный с использованием шести термопар свинец-висмут. В процессе работы «горячие» спаи подвергались нагреву пламенем, а «холодные» охлаждались в резервуарах с водой.
Также Ханс Кристиан Эрстед всерьез интересовался проблемами акустики и намеревался доказать возможность возникновения электрических эффектов за счет воздуха. В 1825 году ему удалось получить чистый алюминий, однако сообщение об этом было опубликовано в малоизвестном издании, и пальма первенства в этом вопросе отошла к Фридриху Велеру.
Ханс Эрстед проводил огромную просветительскую работу. Ученый стоял у истоков общества по распространению естествознания, с 1829 года в течение многих лет возглавлял политехническую школу в Копенгагене. В 1830 году избран почетным членом Петербургской академии наук.
Ханс Кристиан Эрстед умер 9 марта 1851 года в возрасте семидесяти трех лет. Попрощаться с ним пришло огромное число людей, среди которых были представители королевской семьи, коллеги, чиновники. Его хоронили как национального героя.
В сказке «Два брата» Х. К. Андерсен писал про знаменитых братьев Ханса Кристиана и Андерса Эрстедов.
Ассоциация учителей физики (США) вручает специальную «медаль Эрстеда», которая присуждается учителю года.
Ханс Кристиан Эрстед — основоположник электромагнетизма
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
После поступления в университет, Ханс с упоением изучает различные дисциплины, отдавая предпочтение разностороннему образованию. В этом он изрядно преуспел, заслужив Золотую университетскую медаль за блестяще написанное эссе под названием «Границы поэзии и прозы». Такую же высокую оценку получил его труд, посвященный свойствам щелочей. В дальнейшем он с успехом защитил диссертацию по медицине, за что был удостоен звания фармацевта высшей категории. Это позволило ему получить работу временного управляющего в одной из аптек Копенгагена.
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.
Подобными переживаниями в это время «болел» еще один известный физик Иоганн Риттер. В одном из писем другу Эртеду он признался, что нашел взаимосвязь между максимальным наклоном эклиптики и совершением выдающихся открытий в сфере электричества. Автор предсказывал новую волну изобретений в 1819-1820 годах. Вообще, жизненное кредо Риттера было весьма схожим с принципами Эрстеда, который всегда страстно увлекался философией и все время стремился распространять научные открытия в широкие массы.
Опыты в области электромагнетизма
В 1813 году увидела свет работа Эрстеда «Исследования идентичности химических и электрических сил». В ней автор предположил существование связи между магнетизмом и электричеством. Он утверждал наличие влияния тока на магнит и обосновал это довольно простым доводом. Если электричество способно порождать тепло, свет и звук, почему оно не может вызывать магнитные действия. К слову, эта проблема также волновала других ученых – Араго, Ампера и Элиниуса, но только Эрстеду удалось получить столь однозначный ответ.
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
В последующем Эрстеду удалось создать первый термоэлемент и сконструировать термоэлектрический генератор, выполненный с использованием шести термопар свинец-висмут. В процессе работы «горячие» спаи подвергались нагреву пламенем, а «холодные» охлаждались в резервуарах с водой. Зеебек не принял выводы Ханса и до конца своих дней выступал против термоэлектричества, хотя датчанин никогда не присваивал себе открытие этого эффекта. Долгое время практического применения такие устройства не находили по причине откровенно невысокого КПД, который составлял при наличии электродов из чистых металлов менее 1%. Чтобы увеличить КПД впоследствии стали применять полупроводниковые материалы.
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.
Также Эрстед всерьез интересовался проблемами акустики и намеревался доказать возможность возникновения электрических эффектов за счет воздуха. В 1825 году ему удалось получить чистый алюминий, однако сообщение об этом было опубликовано в малоизвестном издании, и пальма первенства в этом вопросе отошла к Фридриху Велеру.
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.
Открытие Эрстеда
Электрический ток порождает магнитное поле.
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.
За преданность Эрстеда делу популяризации науки и публичную демонстрацию только что открытого явления Американская ассоциация учителей физики назвала премию, присуждаемую учителю года, «медалью Эрстеда».
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.