Физика — наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности материального мира. В основе своей физика — экспериментальна: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. И зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий.

Изначально выделавшись из философии, физика претендует на то, чтобы стать главной из естественных наук. Подчас остальные системы научной мысли, такие как химия и математика, служат лишь для более детального рассмотрения и прикладного объяснения единых физических законов.

Ни одна наука не внесла такого большого вклада в технический прогресс, как это сделала физика. Физическое понимание процессов, происходящих в природе, постоянно развивается. Большинство новых открытий вскоре получают применение в технике и промышленности.

Одним из величайших ученых, сыгравших решающую роль в развитии физики, был и остается Г.С. Ом.

2. Ом Г.С. как личность

Гео́рг Си́мон Ом (нем. Georg Simon Ohm; 16 марта 1789, Эрланген, — 6 июля 1854, Мюнхен) — знаменитый немецкий физик. Он вывел теоретически и подтвердил на опыте закон, выражающий связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением. Разработал труды по акустике, кристаллооптике, являлся членом Баварской АН (1845), членом-корреспондентом Берлинской АН, иностранным почетным членом Лондонского Королевского общества (1842).

Основное содержание

1. Биография

Отец Георга Симона - Иоганн Вольфганг Ом, был потомственным слесарем, много времени уделявшим вопросам самообразования. Он занимался по учебникам математики, посещал в Берлине школу технического рисования. В 1785 мастер Иоганн Ом возвратился в свой родной город Эрланген и получил разрешение на открытие собственного дела. А через год он женился на дочери эрлангенского кузнеца Марии Елизавете Беккин.

Из 7 рожденных ею детей в живых осталось только трое, а сама она в 1799 умерла при родах. Иоганн Ом так и не оправился до конца жизни от потери «лучшей и нежнейшей из матерей», как он о ней говорил. Тогда его сыну Георгу было 10, Мартину — 7, а дочери Барбаре — всего 5 лет.

Иоганн Ом уделял воспитанию оставшихся на его руках детей огромное внимание. Чтобы обеспечить семью, он ежедневно с утра до вечера занимался выполнением кузнечных и слесарных заказов, а каждую свободную минуту он посвящал детям. О том бесконечно многом, чем они обязаны отцу, впоследствии говорили оба сына слесаря Иоганна, ставшие профессорами: Георг — физиком, а Мартин — математиком. Даже на памятнике Ому в Мюнхене он изображен возле отца, крупного мужчины в рабочем фартуке, который, обняв за плечи восторженно внимающего ему сына, серьезно и нежно о чем-то рассказывает мальчику.

Школа, в которой начиналось обучение сыновей кузнеца Ома, была более чем скромной, хотя обучение было платным: ее владелец, он же единственный учитель (ему, правда, помогала дочь, обучавшая малышей читать), бывший чулочник, хотя и не имел педагогического образования, по-видимому, обладал, кроме прекрасного почерка и умения быстро решать арифметические задачи, также некоторыми врожденными талантами преподавателя, любознательностью и живостью ума. Он подготовил Георга к поступлению в городскую гимназию.

В этом учебном заведении основное внимание уделялось изучению латыни и греческого языка. Что касается математики и особенно физики, то лишь занятия, которые проводил вместе с сыновьями дома Иоганн Ом, позволили им продвинуться в изучении этих наук. Из довольно ограниченных средств семьи всегда выделялись деньги для покупки книг по математике (они преобладали), но также по истории, географии, философии, педагогике, равно как и руководства по обработке металлов. Когда Георг перевел с латыни (а в классе он по языкам шел первым) книгу Леонарда Эйлера «Интегральное исчисление», отец под диктовку сына не только переписал перевод, но и серьезно изучил этот труд.

Неудивительно, что у преклонявшегося перед наукой кузнеца появились знакомые (ставшие вскоре его друзьям), преподаватели университета. Они охотно занимались и с его одаренными сыновьями. Один из них, профессор математики К. Е. Лангсдорф, проэкзаменовал Георга по окончании гимназии. Вот итог этого экзамена: «В течение пятичасовой беседы я проверил его знания по всем важнейшим разделам элементарной математики: арифметике, геометрии, тригонометрии, статике и механике, а также выяснил его знания в области высшей геометрии и математического анализа. На все мои вопросы я получал быстрые и точные ответы. Почти убежден, что оба брата из этой семьи станут не менее знамениты, чем братья Бернулли - Иоганн и Якоб: обладая таким усердием и имея такой талант, они обогатят науку, если найдут соответствующие внимание и поддержку». А в 1805 Георг Ом сам стал студентом Эрлангенского университета.

При той подготовке, которая у него была, учиться в университете Георгу Ому было легко. Может быть, и по этой причине он с азартом окунулся в спорт (стал, в частности, лучшим бильярдистом и конькобежцем в университете), увлекся танцами. Отца такая перемена в сыне не могла не обеспокоить. К тому же, обеспечивать семью ему становилось все труднее. Назревал — в первый и единственный раз в их жизни — «конфликт отцов и детей», который завершился тем, что Георг, проучившись в университете всего полтора года, покинул родительский дом, чтобы в швейцарском городке Готтштадте занять место преподавателя математики в частной школе. Так началась педагогическая деятельность Георга Ома.

Швейцария очаровала Георга. Ее природа, ее люди, в том числе его коллеги и ученики, крохотный городок, в котором самым большим зданием был старинный замок, в котором располагалась школа, наконец, хорошая зарплата — все это вызывало у него чувство восхищения, которым наполнены его письма домой. Огорчало лишь отсутствие ответных писем от отца, который был так глубоко травмирован размолвкой с сыном, что почти год не только не писал ему, но даже и отказывался читать его письма: Иоганну Ому казалось, что рухнули все надежды, которые он связывал со своим даровитым сыном.

Но недаром говорят, что время — лучший целитель. Постепенно переписка восстановилась, и отец, как и прежде, старался поддерживать Георга вниманием и советами.

Но тон писем Георга Ома постепенно менялся. Однообразие жизни, отсутствие увлекательной перспективы работы и научного роста охлаждали первые юношеские восторги. Все чаще в его письмах прорывается тоска по дому и мечта продолжить учебу в университете.

Можно лишь догадываться, к чему бы это привело впоследствии, но приезд сына священника, который одновременно был и владельцем замка, и хозяином школы, вызвал большие перемены. Дело в том, что приехавший был математиком, и Георгу надлежало освободить для него преподавательское место и перебраться в Нейштадтскую школу.

Оторванность от дома и от университета все болезненнее переживалась молодым учителем математики. Но приходилось смиряться. Профессор Лангсдорф, по-прежнему принимавший в судьбе Ома большое участие, настоятельно советовал ему сосредоточить усилия на самообразовании. Георг штудировал оригинальные труды крупнейших математиков. И эти занятия оказались весьма плодотворными. Когда Ом в 1811 все же вернулся в Эрланген, то уже в том же году сумел закончить университет, защитить диссертацию и получить ученую степень доктора философии. Более того, ему тут же была предложена в университете должность приват-доцента кафедры математики.

Это было прекрасно, но всего через три семестра Георг Ом вынужден был по материальным соображениям искать другое место. Эти поиски были мучительными и долгое время безуспешными. Георг рассылал письма во многие научные и учебные учреждения, послал даже прошение в генерал-комиссариат Баварского королевства, но лишь в январе 1813 получил работу учителя математики и физики школы в Бамберге. Методика преподавания в этой школе (как и во многих других) была такова, что Ом счел своим долгом направить в Генеральный комиссариат по преподаванию свои критические соображения. Итогом этого явилось то, что в 1816 школа в Бамберге была попросту закрыта, а Ома перевели в местную подготовительную школу, где и контингент учеников, и условия работы преподавателей были гораздо хуже.

Но даже из этого печального опыта Ом извлек некоторую пользу. Он написал обширную заметку о методике преподавания. Это был его первый опубликованный труд. Он вышел в 1817. Работа была встречена сдержанно, чтобы не сказать враждебно. Некоторые даже писали, что идеи Ома означают «гибель всего математического учения». Но постепенно стали появляться и сторонники.

Ом старался энергично отстаивать свои идеи, посылал письма с экземплярами статьи не только в университеты и школы, но и в министерства и даже королям (Вюртенберга и Пруссии). На многие письма ему вовсе не отвечают или же приходят уклончивые или даже отрицательные ответы. Тем ярче воспринималась «нечаянная радость». Пришло приглашение занять место учителя физики и математики в иезуитской коллегии Кельна. 37-летний Ом немедленно направился в Кельн.

Хотя Георг Ом — уже далеко не юноша, но в его первых письмах из Кельна домой — юношеская восторженность. Он пишет о большой коллекции физических приборов, о благожелательном отношении коллег, об удобном расписании его уроков (всю первую половину дня он свободен, да и вся педагогическая нагрузка сравнительно невелика). Можно заняться наукой, и Ом пользуется этой драгоценной возможностью.

Первым делом Георг проводит обследование всего парка приборов. Здесь обнаруживается, что многие приборы требуют ремонта, а то и замены. Но Ом не зря был прилежным учеником своего отца, который остается его первым советчиком. Ом многое умеет. Не без гордости он пишет, например, отцу, что научился так шлифовать янтарь, что две отполированные пластинки даже трудно оторвать одну от другой.

Тщательность работы, стремление как можно детальнее продумывать постановку экспериментов и готовить для них аппаратуру стало основой будущих успехов. Ом, который прежде уделял основное внимание математике, решительно и воодушевленно переключился на физику. Ома увлекли проблемы, связанные с протеканием электрических токов по проводникам. Этот выбор отчасти определялся тем, что этими вопросами физики тогда занимались мало, и Ом надеялся, что у него не будет конкурентов.

Школьникам наших дней, изучающим закон Ома, может показаться, что это — один из простейших законов физики: сила тока в проводнике прямо пропорциональна падению напряжения в нем и обратно пропорциональна сопротивлению. Но попробуйте мысленно перенестись в двадцатые годы 19 века. Тогда электрические токи в проводниках были, правда, уже известны, уже существовали источники тока, в частности, батареи гальванических элементов, датский физик Ханс Кристиан Эрстед открыл даже, что электрический ток оказывает воздействие на стрелку компаса, но что собой представляет этот ток, как его измерять, от чего он зависит — об этом физики почти ничего не знали. Не было не только никаких измерительных приборов, но даже еще и необходимой терминологии.

Путь, по которому пошел Георг Ом, определялся ясным пониманием того, что первым делом нужно научиться количественно исследовать физическое явление. Для измерения тока уже раньше пытались использовать тот факт, что он вызывает нагревание проводника. Однако Г. Ом избрал для измерения тока не тепловое, а именно его магнитное действие, открытое Эрстедом. В приборе Ома ток, протекавший по проводнику, вызывал поворот магнитной стрелки, подвешенной на упругой расплющенной золотой проволочке. Экспериментатор, поворачивая микрометрический винт, к которому крепился верхний конец проволочки, добивался компенсации поворота, вызванного магнитным воздействием, и угол поворота этого винта и являлся мерилом тока.

Первоначально Ом использовал гальванические источники тока, но вскоре он обнаружил, что они создают ток, быстро убывающий со временем. Это обстоятельство даже явилось причиной неточностей в первой из публикаций Ома. Он нашел выход из этого положения, перейдя к использованию открытого Томасом Иоганном Зеебеком явления — возникновения тока в цепи из двух различных проводов, если спаи между ними имеют различные температуры. Ом в качестве источника тока использовал термоэлемент из висмута и из меди, один из спаев которых находился в кипящей воде, а другой — в тающем снеге.

Установка была смонтирована со всей возможной тщательностью и обеспечивала достаточную стабильность тока. Только после этого Ом устранил все первоначально имевшиеся источники неточностей и получил надежные результаты, касающиеся влияния на ток как геометрической формы проводников (их длины и сечения), так и их химического состава. В 1826 в «Журнале физики и химии» появилась обширная статья Георга Ома «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата мультипликатора Швейггера» (так Ом называл применявшийся им гальванометр), в которой излагались основные результаты его исследований.

Публикация результатов опытов Ома в первое время не вызвала почти никаких отзывов. Было, однако, одно поучительное обстоятельство. Узнав о работах Ома, сам великий Майкл Фарадей заинтересовался ими и выразил сожаление, что из-за незнания немецкого языка не может изучить их обстоятельнее. Что же касается немецких коллег Ома, то, когда, наконец, был опубликован пространный отзыв одного из них, его автор счел, что исследования Ома «не внушают серьезного уважения».

Тем не менее, хлопоты Ома о предоставлении ему годичного освобождения от учебных занятий ради возможности посвятить себя полностью научным исследованиям были в 1826 удовлетворены (правда, с сохранением лишь половинного оклада).

Георг Ом переезжает в Берлин, где живет и работает его брат Мартин, и ровно через год выходит обширная, содержащая 245 страниц, монография «Теоретическое исследование электрических цепей».

Ее автор вдохновлялся идеями теории теплопроводности французского математика и физика Ж. Б. Ж. Фурье, рассматривая электрический ток как течение некоего флюида, вызываемое перепадами «электроскопических сил», подобно тому, как поток тепла вызывается разностями температур. Ом руководствовался и аналогией между токами в проводниках и течением жидкостей по трубам.

Хотя Ом и пользовался терминологией, отличающейся от современной (хотя, например, введенная им в употребление величина «сопротивление» используется и поныне), но при надлежащем «переводе» нельзя не поразиться, как далеко продвинулся Ом в понимании законов электрического тока. Он понял даже, как описывать электрические цепи, в которых и проводники, и источники тока соединяются между собой как последовательно, так и параллельно.

Тем удивительнее, что современники не только не оценили должным образом его труда, но даже стали ожесточенно поносить его. Видимо, причиной этого были и господствовавшие тогда философские взгляды. Многие ученые придерживались того мнения, что истина должна постигаться умозрительным путем, что опыт не может (и даже не должен) занимать в науке лидирующего положения. Труды же Ома, по мнению его критиков — натурфилософов (в числе которых были и высокопоставленные) — пахли не «высшей гармонией», а потом. Об этом очень эмоционально писал позже русский физик Александр Столетов: "...физика особенно соблазняла натурфилософов. Какою благодарною темой для самых необузданных фантазий были явления электрические, с их полярною «любовью и ненавистью», с их таинственным отношением к процессам животного организма! Красивые и туманные дедукции стояли на первом плане: кропотливый труд экспериментатора, точный анализ математика были не в чести; они казались лишними и вредными при изучении природы...».

Противники Ома не только отрицали его заслуги, но и активно мешали ему работать. Все хлопоты о месте, где можно было бы работать, оставались тщетными. Даже выступать в печати со своими доводами Ому было не просто.

«Нет пророка в своем отечестве!» Георг Ом в полной мере испытал это. Понимая важность полученных им научных результатов, он тщетно хлопотал о предоставлении ему той должности, которой он по праву заслуживал. Хотя срок его командировки в Берлин истекал, он считал невозможным оставить этот научный центр. В конце концов, ему предложили работу в Военной школе Берлина, но почти с символической нагрузкой — 3 часа в неделю (и с соответствующей оплатой). Ом, которого поддерживал брат, принял и такое предложение. Он продолжал упорно работать. В 1829 в «Журнале физики и химии» вышла еще одна его работа. В ней фактически закладывались принципиальные основы работы электроизмерительных приборов. В частности, был предложен используемый и сегодня эталон электрического сопротивления.

В 1830-й году Георг Ом публикует труд под названием «Попытка создания приближенной теории униполярной проводимости». Эта работа вызвала интерес. О ней с похвалой отозвался сам Майкл Фарадей. Несмотря на это, пора должной оценки заслуг Ома еще только приближалась. На родине они все еще не находили признания. Ом решился на крайнюю меру: он написал прошение королю Баварии о предоставлении работы, но и это не возымело желаемого действия. Только в 1833, через 6 лет после выхода основного труда Ома, ему предложили место профессора физики во вновь организованной политехнической школе Нюрнберга. Ом немедленно перебрался в Нюрнберг. Вскоре его назначили инспектором по методике преподавания и поручили заведование кафедрой математики. В 1839 к этому добавились и обязанности ректора школы. Тогда же наметился и его переход на новую научную тематику: Ома привлекла акустика. В 1843 он показал, что простейшее слуховое ощущение вызывается гармоническими колебаниями, на которое ухо разлагает сложные звуки (акустический закон Ома).

Наметилось и международное признание. В 1841 работы Ома были переведены на английский язык, в 1847 — на итальянский, в 1860 — на французский. (Хотя перевода трудов Ома на русский язык не было, но именно работавшие в России Э. Х. Ленц и Б. С. Якоби первыми привлекли внимание широкой научной общественности к трудам Ома). В 1842 произошло событие, которое явилось первым важным знаком признания научных заслуг Георга Ома: он явился вторым немецким ученым, которого Лондонское Королевское общество наградило золотой медалью и избрало своим членом.

В Америке раньше других оценил важность работ Ома Дж. Генри. В Италии первым пропагандистом этих работ был Карло Маттеуччи (1811-68).

Наконец, через 20 лет ожидания, Георг Ом получил признание и на родине. В 1845 его избрали в Баварскую АН, а через четыре года пригласили в Мюнхен на должность экстраординарного профессора. Тогда же по королевскому указу он назначается хранителем государственного собрания физико-математических приборов и референтом по телеграфному ведомству при физико-техническом отделе Министерства государственной торговли. Одновременно он продолжает читать лекции по физике и по математике.

Шестидесятилетний профессор Георг Симон Ом не только справляется с этими многочисленными обязанностями, но и продолжает научные исследования и занимается конструированием и изготовлением демонстрационных приборов. Много внимания уделяет методике преподавания. В последние годы жизни начал работать над учебником физики, но успел закончить лишь первый том «Вклад в молекулярную физику».

Вся жизнь Георга Ома была отдана науке и поэтому семьи он не создал.

В 1852 исполнилось давнишнее желание Ома — он получил должность ординарного профессора. Но здоровье его уже пошатнулось. В 1854 он перенес серьезный сердечный приступ. 28 июня 1854 король Максимилиан издал указ об освобождении его от обязательного чтения лекций. Но до конца жизни Георга Ома оставалось всего 12 дней.

На здании кельнской коллегии установлена мемориальная доска. На ней надпись: «Георгу Симону Ому, известному физику, который в должности учителя старой кельнской гимназии открыл в 1826 г. основной закон электрического тока, 6 марта 1939 г. в день 150-летия со дня его рождения установлена эта памятная доска».

В честь Ома в 1881 была названа единица электрического сопротивления. О значении исследований Ома хорошо сказал профессор физики Мюнхенского университета Е. Ломмель при открытии памятника ученому в 1895 году: «Открытие Ома было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до него была окутана мраком. Георг Ом указал единственно правильный путь через непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние десятилетия, могли быть достигнуты только на основе открытия Ома. Лишь тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими, кто сумеет разгадать законы природы, Ом вырвал у природы так долго скрываемую ею тайну и передал ее в руки современников».

2. Достижения и открытия

а. Обзор достижений Ома Г.С.

Наиболее известные работы Ома касались вопросов о прохождении электрического тока и привели к знаменитому «закону Ома», связывающему сопротивление цепи электрического тока, напряжение и силу тока. В первой его учёной работе («Vorläufige Anzeige des Gesetzes, nach welchem Metalle die Contactelectricitätleiten», 1825) Ом опытно исследует эти явления, но, по несовершенству приборов, приходит к ошибочному результату. В последующей работе («Bestimmung des Gesetzes, nach welchem Metalle die Contactelektricitätleiten», 1826) Ом формулирует свой знаменитый закон и затем все свои работы по этому вопросу объединяет в книге: «Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet» (Б., 1827; переиздано Мозером в Лейпциге, 1887; переведено на языки английский в 1841 г., итальянский в 1847 г. и французский в 1860 г.), в которой даёт и теоретический вывод своего закона, исходя из теории, аналогичной теории теплопроводности Фурье. Несмотря на важность этих работ они прошли незамеченными и были встречены даже враждебно, и лишь когда Пулье во Франции снова пришёл (1831-37), опытным путём, к тем же результатам, закон Ома был принят учёным миром, и Лондонское королевское общество на заседании 30 ноября 1841 г. наградило Ома медалью Копли.

Открытие Ома, давшее впервые возможность количественно рассмотреть явления электрического тока, имело и имеет огромное значение для науки; все теоретические (Гельмгольц) и опытные (Бетц, Кольрауш, комиссия британской ассоциации) проверки показали полную его точность; закон Ома есть истинный закон природы.

Дальнейшие работы Ома по электричеству касались вопросов униполярной проводимости (1830) и нагревания проводов током (1829). В 1839 г. последовал ряд работ по акустике, приведших к результатам большой важности. В статье «Über die Definition des Tones nebst daran geknüpfter Theorie der Sirene und ähnlicher tonbildender Vorrichtungen» (1843) высказан закон (тоже называемый «законом Ома»), что человеческое ухо познаёт лишь простые гармонические колебания, и что всякий сложный тон разлагается ухом на составные (по закону Фурье) и познается лишь как сумма их. И этот закон не был принят современниками Ома, и лишь Гельмгольц, через восемь лет после смерти Ома, доказал его полную справедливость.

b. Подробное описание установления законов электрической цепи

В. В. Петров еще в начале XIX в. указал на связь между поперечным сечением проводника и величиной тока в нем. В 1821 г. X. Дэви установил, что проводимость проводника зависит от материала и температуры; он также пришел к выводу о зависимости проводимости от площади поперечного сечения проводника. Более глубоко эти явления были исследованы немецким физиком Георгом Симоном Омом (1789-1854) .

Первый этап исследований, начатых Г. С. Омом в 1821 г., когда он работал учителем математики и физики в одной из школ г. Кельна, относился к изучению проводимости различных проводников. Значение тока измерялось по магнитному действию: для этих целей он соорудил прибор, подобный крутильным весам Ш. Кулона, но вместо бузиновых шариков над проводником была подвешена магнитная стрелка. По углу кручения нити можно было судить о токе, действующем на стрелку. Располагая проводник в направлении магнитного меридиана, Г. С. Ом установил постоянство угла кручения нити, что подтверждало постоянство тока на различных участках цепи.

Затем Ом провел серию экспериментов по исследованию проводимости различных металлов, из которых изготовлялись проводники, исследовал также зависимость угла отклонения магнитной стрелки от площади поперечного сечения проводника. Он установил, что проволоки из одного и того же материала, различающиеся площадью поперечного сечения, имеют «...одинаковую проводимость, если их длины пропорциональны поперечным сечениям» (рис. 2.10).

Во время проведения опытов Г. С. Ом столкнулся с большими трудностями: электродвижущая сила гальванических элементов заметно снижалась в процессе их эксплуатации, механизм работы источников питания был неизвестен, общепринятых методов определения электропроводности проводников не существовало, в научную практику не были введены величины, характеризующие ток в цепи, не было приборов для измерения этих величин. Нужно было разработать не только методику проведения экспериментов, но и создать соответствующие приборы, обеспечить большую точность измерений. Все это потребовало от ученого незаурядного мастерства, упорства и находчивости. Ему пришлось отказаться от гальванических батарей и заменить их термоэлементом, изготовить несколько конструкций мультипликаторов.

studfiles.net

Георг Симон Ом

Георг Симон ОМ

Georg Simon Ohm, 1787–1854

В марте 1787 г. в немецком городе Эрлангене в семье потомственного слесаря родился мальчик, названный Георгом, которому было суждено прославить на века скромную династию Омов.

Мать Георга умерла, когда ему едва исполнилось 10 лет, поэтому воспитанием сына занимался отец – мастер кузнечного и слесарного дела, отличавшийся завидным стремлением к знаниям и сумевший воспитать эти качества у двух своих сыновей, которые позднее стали известными учеными. Благодаря отцу Георг умело пользовался слесарными инструментами, что очень пригодилось будущему молодому исследователю при изготовлении разнообразных приборов и устройств.

Отцу удалось пригласить нескольких профессоров Эрлангенского университета помочь его сыновьям овладеть основами математики, физики и философии. Это позволило Георгу блестяще окончить городскую гимназию.

Сохранилось любопытное свидетельство профессора математики Эрлангенского университета К. Лангсдорфа, экзаменовавшего в июне 1804 г. пятнадцатилетнего Георга: «В течение пятичасовой беседы я проверил его знания по всем разделам элементарной математики, арифметики, геометрии, тригонометрии, статики и механики, а также выяснил его знания в области высшей геометрии и математического анализа. На все мои вопросы я получил быстрые и точные ответы. Почти убежден, что оба брата из этой семьи станут не менее знаменитыми, чем братья Бернулли; обладая таким усердием и имея такой талант, они обогатят науку, если найдут соответствующее внимание и поддержку». Каким удивительным провидцем оказался профессор Лангсдорф!

Отзыв известного профессора означал зачисление Георга Ома в Эрлангенский университет. После окончания гимназии весной 1805 г. Георг становится студентом философского факультета и с увлечением продолжает занятия математикой, физикой и философией.

В университете Ом выделяется не только глубокими знаниями и природной одаренностью, но и своими спортивными успехами и артистизмом: он лучший конькобежец и бильярдист университета, а в плясках на студенческих вечеринках ему нет равных. И в этом он многим был обязан отцу, который приучал своих детей к спорту, совершал с ними дальние прогулки, увлекая красотой окружающей природы. Отец даже придумал простейшие измерительные инструменты, занимаясь с детьми землемерными расчетами: они определяли площади пашен, вычисляли и составляли схемы дорог и их протяженность.В течение трех семестров Ом успешно осваивает курс наук, но, понимая материальные трудности отца, решает начать работать, чтобы поддержать семью. Осенью 1806 г. Георг принимает приглашение на должность учителя математики в частной школе швейцарского городка Готтштадта. Начинающему педагогу едва исполнилось 17 лет!

Проводя занятия со школьниками, Георг продолжает совершенствовать свои знания по математике, физике, химии и философии, изучает труды корифеев науки – Эйлера и Лапласа.

Спустя пять лет, в 1811 г., Ом возвращается в Эрлангенский университет; самостоятельно приобретенные знания позволили ему успешно закончить учебу, защитить диссертацию, получить степень доктора философии.

Молодого доктора зачисляют на должность приват-доцента кафедры математики университета. Он увлекается педагогической деятельностью, но постоянная нехватка денег вынуждает его подыскивать более высокооплачиваемую работу. По рекомендации проректора университета в 1813 г. Ома принимают учителем математики и физики в школе города Вамберга (Бавария).

С юных лет Ом привык творчески относиться к любой работе. Вскоре он обращается к администрации школы с предложением реорганизовать систему преподавания математики и в 1817 г. публикует первую печатную работу с изложением новых методов обучения и развития у учащихся «способности к математическому мышлению». И хотя вначале его идеи не получили должного признания, через несколько лет они были высоко оценены, и Ом был удостоен почетной премии.

В поисках более интересного места работы Ом поступает в качестве учителя математики и физики в одну из известных школ г. Кельна, имевшую хорошую экспериментальную лабораторию. Здесь Ом оказался в своей стихии: все свободное время он проводит в лаборатории, ремонтируя старые и создавая новые приборы. Вот тут-то ему пригодился опыт «потомственного слесаря» и незаурядного конструктора-изобретателя.

В те годы, как и многие способные молодые ученые, Ом увлекается электротехническими и магнитными явлениями, ремонтирует электростатическую машину, изготавливает несколько электроприборов. В 1812 г. Ом писал отцу, что продолжает штудировать классические труды Лапласа, Лежандра, Лагранжа, Био и все свое время отдает «изучению недавно открытого явления электромагнетизма». Ом считал, что в то время наименее разработанной была проблема гальванического тока, и в этой области он «…меньше всего мог опасаться конкуренции».

Прежде всего нужно было разобраться в особенностях различных источников электрического тока, понять, какие физические величины характеризуют их интенсивность и надежность. Уже было известно, что проводники, соединяющие полюса источников тока, нагреваются в зависимости от площади пластин вольтова столба. Важно было выяснить, как влияют на температуру нагрева проводников их длина и вид металла, почему время разрядки батареи зависит от материала проводников. По-видимому, они различаются по способности проводить электричество.

Вначале Ом занялся определением электропроводности проволок из платинированной меди различной длины, имеющих одинаковое поперечное сечение. Как уже отмечалось, можно только сожалеть, что Ому, как и другим европейским физикам, не были известны исследования явлений в электрических цепях, опубликованные еще в 1802 г. на русском языке выдающимся физиком В.В. Петровым.

Но Ом, конечно, был знаком с открытием датского физика Г.Х. Эрстеда (1819 г.), доказавшим действие электрического тока на магнитную стрелку. Он также знал о создании простейшего индикатора электрического тока – мультипликатора: магнитная стрелка, помещенная на медной оси внутри рамки с током, отклонялась.

Но Ому нужен был прибор, позволявший измерять величину электрического тока. И только незаурядная эрудиция и мастерство изобретателя-конструктора позволили ему решить эту нелегкую задачу.

Ему были известны так называемые «крутильные весы», созданные еще в 1784 г. знаменитым французским ученым и инженером Ш.О. Кулоном (1736–1806), исследовавшим законы кручения металлических нитей для определения силы взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов и открывшим закон, носящий его имя.

Но Кулон наблюдал притяжение и отталкивание шариков, заряженных статическим электричеством. А как измерить величину электрического тока?Создание уникального электроизмерительного прибораТрудно представить, сколько бессонных ночей провел молодой ученый, чтобы реконструировать «весы» Кулона. Ему удалось найти настолько оригинальное техниче-ское решение, что позднее физики справедливо назвали установку Ома «первым прибором для электрических измерений». Главное усовершенствование заключалось в том, что вместо коромысла с бузиновым шариком Ом подвешивал на металлической нити магнитную стрелку над проводником, по которому протекал электрический ток и по углу отклонения этой стрелки определял относительную величину тока. Кроме того, он убедился в нестабильности источника тока – гальванического элемента, «возбуждающая сила» которого изменялась при его включении и выключении. Точность измерений также снижалась из-за того, что внутреннее сопротивление батарей было значительно больше сопротивления исследуемых проводников.

Усовершенствованный Омом измерительный прибор представлял собой стеклянный цилиндр (см. рисунок), имевший по окружности «градусную» (измерительную) шкалу. Через центральное отверстие пропускалась серебряная нить, прикрепленная сверху к микрометрической головке q, которую можно поворачивать в ходе эксперимента. Внизу к нити прикреплялась магнитная стрелка tt. При прохождении тока по проводнику под стрелкой нить закручивалась, и стрелка отклонялась на определенный угол. Вращая верхнюю измерительную головку, Ом возвращал магнитную стрелку в исходное положение и точно фиксировал угол ее отклонения. Во избежание ошибки он установил небольшую линзу l, чтобы лучше видеть «визирную линию».

В начальных экспериментах, когда источником тока служила гальваническая батарея, о недостатках которой уже было сказано, результаты измерений оказались неточными. Первая статья Ома по исследованию проводимости различных металлов и зависимости угла отклонения магнитной стрелки от площади поперечного сечения проводника была опубликована в «Журнале физики и химии» в 1825 г. под названием «Предварительное сообщение о законе, по которому металлы проводят контактное электричество».

И хотя Ом установил важный факт, что проволоки одного и того же материала, различающиеся площадью поперечного сечения, имеют «…одинаковую проводимость, если их длины пропорциональны их поперечным сечениям», предложенная им формула оказалась неверной. Кстати, Ом сам понимал неточность своих экспериментов, не случайно назвав свою статью «предварительным сообщением». Нужно признать, что допущенные Омом ошибки позднее стали одной из причин недоверия к его последующим публикациям. Но Ом не был бы Омом, если бы «опустил руки» от первых неудач, наоборот, он решил продолжить свои исследования.

Мы сознательно подробно описываем творческие поиски Ома, чтобы подчеркнуть, особенно для начинающих исследователей новых явлений, во-первых, насколько нелегок путь к познанию истины, во-вторых, необходимость умения анализировать причины неудач и изыскивать способы преодоления неизбежных трудностей в процессе исследований.

В первую очередь Ом решил избавиться от главной причины ошибок – гальванической батареи, «возбуждающая сила» которой заметно убывает со временем. Он заменил батарею термоэлементом, воспользовавшись открытием профессора Берлинского университета Т. И. Зеебеком в 1821 г. явления «термоЭДС» – возникновения электрического тока в замкнутой цепи при охлаждении или нагревании спая двух разнородных металлов, например, медной и висмутовой пластин. Этот элемент отличался заметно большей стабильностью, а его внутреннее сопротивление было значительно меньше, чем в гальванической батарее.

Термоэлемент состоял из пары металлов медь – висмут. Висмутовая полоса термоэлемента изгибалась в виде вытянутой буквы «П», а к ее концам привинчивалась медная полоса1. Две медные шины своими концами опускались в чашечки с ртутью, к которым подводились защищенные концы исследуемых проводников.

Результаты многочисленных измерений Ом изложил в статье «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата и мультипликатора Швейггера», опубликованной в уже упоминавшемся «Журнале физики и химии» в 1826 г.

Многократно повторяя эксперименты с проводниками различной длины и толщины, Ом составил подробные таблицы и установил ранее неизвестный закон о пропорциональности силы тока и «возбуждающей силой» (напряжения). Кроме того, он доказал, что по этому закону «…можно рассчитывать электрические цепи независимо от материала проводника».

Но особенно важное наблюдение Ома заключалось в следующем: изменяя длину замыкающей цепи проволоки, он доказал, что, выражаясь современной терминологией, сила тока в цепи с постоянным источником ЭДС обратно пропорциональна сопротивлению цепи. Так звучит уже знакомая нам формула закона Ома, впервые опубликованная им в 1827 г.

Экспериментам Ома, казалось, не будет конца, это подтверждает его неустанное стремление проникнуть в глубину физических процессов в электрических цепях. Он исследует силу тока по его магнитному действию (отклонению магнитной стрелки) и по его химическому действию (в частности, по объему газов при электролизе воды) и доказывает их эквивалентность.

Но, увы, и на этот раз «ученый мир» не оценил открытия Ома. Как писал один из биографов ученого, «выражение, найденное Омом, было настолько простым, что именно своей простотой вызывало недоверие»; не были, конечно, забыты и первые неудачные публикации молодого ученого. Кроме того, проверить результаты исследований Ома было очень трудно: его уникальная экспериментальная установка отличалась необычной для того времени чувствительностью, а для проведения самих опытов требовались и незаурядные способности экспериментатора, и завидное мастерство, и настойчивость в преодолении трудностей.

Маститые ученые крупнейших европейских университетов не очень доверяли малоизвестному учителю гимназии, а такие выдающиеся физики-экспериментаторы, как, например, Фарадей и Генри, не владевшие немецким языком, узнали об открытии Ома с опозданием, о чем весьма сожалели.Ом чувствует необходимость теоретически осмыслить и обобщить полученные им результаты. С этой целью в августе 1826 г. он с трудом добивается разрешения предоставить ему годичную командировку в Берлин, где бы он мог целиком посвятить себя «научным поискам».

Понимая силу и роль теории в развитии науки, Ом с головой уходит в работу. В свое время огромное впечатление на него произвела книга французского ученого Ж.-Б. Фурье (1768–1830) «Аналитическая теория тепла», изданная в 1822 г. и получившая высокую оценку физиков и математиков.

В теории Фурье тепловой поток между двумя телами или двумя точками одного и того же тела объясняется разностью температур этих тел или точек. Ому пришла в голову гениальная мысль о возможности аналогии между «тепловым потоком» и электрическим током в проводнике, вызванным разностью «электроскопических сил». Теоретические обобщения Ом проводил в фундаментальном труде «Теоретические исследования электрических цепей», вышедшем в мае 1827 г.Он впервые в западноевропейской литературе ввел термин «сопротивление», который, как уже отмечалось, за четверть века до него применил В. В. Петров.

Величина V, названная Омом «электроскопической», характеризующая состояние цепи в данной точке, по утверждению физиков, «…дала начало введенному позднее в теорию электричества понятию потенциала». В своем труде Ом впервые широко применяет математические методы анализа электрических цепей, используя дифференциальные и интегральные исчисления, теорию рядов. Его сочинение по праву считается первой теоретической работой в области электричества.

Представьте себе, что вода — некое подобие электрического тока, образуемого направленным движением электронов в проводнике, а напряжение — аналог давления (напора) воды. Сопротивление — это та сила противодействия среды их движению, которую электронам или воде приходится преодолевать, в результате чего производится работа и выделяется теплота. Именно такая модель представлялась в 1820-е годы Георгу Ому, когда он занялся исследованием природы происходящего в электрических цепях.

В водопроводной трубе всё обстоит так, что чем выше давление воды, тем относительно большая доля энергии расходуется на преодоление сопротивления в трубах, поскольку в них усиливается турбулентность потока. Из этого исходил Ом, приступая к опытам по измерению зависимости силы тока от напряжения. И очень скоро выяснилось, что ничего подобного в электрических проводниках не происходит: сопротивление вещества электрическому току вовсе не зависит от приложенного напряжения. В этом, по сути, и заключается закон Ома, который (для отдельного участка цепи) записывается очень просто:

U = IR

где U — напряжение, приложенное к участку цепи, I — сила тока, а R — электрическое сопротивление участка цепи.Сегодня мы понимаем, что электрическая проводимость обусловлена движением свободных электронов, а сопротивление — столкновением этих электронов с атомами кристаллической решетки (см. Электронная теория проводимости). При каждом таком столкновении часть энергии свободного электрона передается атому, который, в результате, начинает колебаться более интенсивно, и в результате мы наблюдаем нагревание проводника под действием электрического тока. Повышение напряжения в цепи никак не сказывается на доле тепловых потерь такого рода, и соотношение напряжения и электрического тока остается постоянным.

Однако, когда Георг Ом экспериментально открыл свой закон, атомная теория строения вещества находилась в зачаточном состоянии, а до открытия электрона оставалось несколько десятилетий. Таким образом, для него формула U = IR была чисто экспериментальным результатом. Сегодня мы имеем достаточно стройную и, одновременно, сложную теорию электропроводности и понимаем, что закон Ома в его первозданном виде — всего лишь грубое приближение. Однако это не мешает нам с успехом использовать его для расчета самых сложных электрических цепей, использующихся в промышленности и быту. Единица электрического сопротивления системы СИ называется Ом в честь этого выдающегося ученого.

Подчеркивая трудности, которые ему пришлось преодолеть, Ом писал, что его «теория гальванического электричества» послужит началом к новым исследованиям, если только ценность первых полученных результатов в какой-то мере оправдает те жертвы, которых они ему стоили.

Однако и на этот раз надежды Ома не оправдались. В те годы в Германии господствовала натурфилософия, объяснявшая достижения естествознания на основе объективного идеализма и отрицавшая математические методы анализа экспериментальных данных. Против натурфилософов выступали такие видные немецкие ученые, как Р. Майер и А. Гумбольдт, считавшие, что эти лжеученые «задержали развитие естествознания в Германии на десятилетия». Вполне понятно, такой выдающийся ученый-экспериментатор, как Ом, подрывавший основы натурфилософии, не мог ожидать поддержки от чиновников и лжеученых. Запоздалое признаниеМечта Ома стать профессором Берлинского университета не сбылась. Только в 1833 г. он получил должность профессора физики в политехнической школе г. Нюрнберга.

Впервые после выхода в свет сочинения Ома его открытие было экспериментально подтверждено в 1831 г. одним из его единомышленников, немецким профессором Фехнером.

Среди зарубежных ученых, признавших закон Ома и применявших его в своих исследованиях, были петербургские ученые Э.Х. Ленц и Б.С. Якоби. Ленц – еще в 1832 г. при изучении электромагнитной индукции, а Якоби дал восторженный отзыв об этом законе в 1835 г. в трактате «О применении электромагнетизма для приведения в движение машин». Справедливость закона Ома академики Ленц и Якоби подтвердили в 1838 г. в своей совместной работе «О законах электромагнитов».

Естественно, что и Ленц, и Якоби читали труды Ома в оригинале. На английский язык его работа была переведена только в 1841 г., на итальянский – в 1847, на французский – только в 1860 (!).

В связи с этим произошел удивительный казус. Французский ученый Пулье, знавший о работах Ома из некоторых теоретических публикаций в немецкой печати, решил проверить экспериментально выводы ученого и, конечно, их подтвердил. Французские физики присвоили его закону имя Пулье. Естественно, что вскоре Пулье «безоговорочно признал приоритет Ома».

Перевод книги Ома на английский язык и блестящие отзывы о нем Ленца и Якоби способствовали официальному признанию его заслуг. В мае 1842 г. Лондонское Королевское общество наградило Ома высшей наградой – Золотой медалью Копли и избрало своим членом. Пропагандистом идей Ома в Англии стал известный создатель «мостика Уитстона» – Ч. Уитстон, а знаменитый американский физик Дж. Генри писал: «Когда я первый раз прочел теорию Ома, она мне показалась молнией, вдруг осветившей комнату, погруженную во мрак». Одна из работ известного немецкого физика Г. Кирхгофа, опубликованная им в 1849 г., носила название «О выводе закона Ома»; Кирхгоф положил этот закон в основу своих исследований.

Почти двадцать лет ожидал Ом признания у себя на родине: лишь в 1845 г. он был избран действительным членом Баварской академии наук, а в 1847 г., когда ему уже исполнилось 60 лет, его пригласили на должность экстраординарного профессора Мюнхенского университета. В том же году король Баварии назначил Ома хранителем государственного Собрания физико-математических приборов. Одновременно ученый продолжал читать лекции по физике и математике.

Кроме исследований в области электрических цепей, Ом занимался проблемами акустики, поляризации света, создавал оригинальные демонстрационные приборы. В ответ на просьбы коллег Ом написал очень содержательный и хорошо иллюстрированный учебник по физике, однако второй том своего капитального труда завершить не успел (рукопись его, по распоряжению короля Баварии, была выкуплена у сестры Ома и хранится в Баварской государственной библиотеке).

Только в 1852 г. за два года до смерти Ом получил должность ординарного профессора, а год спустя был награжден орденом «за выдающиеся достижения в области науки». К сожалению, многолетнее напряжение физических и духовных сил резко сказалось на здоровье ученого. Всю жизнь он посвятил науке, ему даже не удалось создать собственной семьи. Но до последних дней жизни Ом оставался оптимистом, энергичным, жизнерадостным и остроумным человеком, добрым по отношению к людям, особенно к своим ученикам.Как писал один из биографов, Ом обычно «без горечи сносил свое стесненное положение, когда его работы не были признаны, и не зазнавался после того, как его труды получили международное признание».

Тяжелый сердечный приступ весной 1854 г. заставил ученого слечь в постель. Почувствовав себя немного лучше, он вновь начал читать лекции, но в июле 1854 г. сердце Ома остановилось. Он был похоронен на старом кладбище г. Мюнхена, и только спустя 40 лет ему был установлен памятник.

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Имя Ома увековечено не только открытым им законом. В 1881 г. на Электротехническом съезде в Париже было утверждено название единицы сопротивления «Ом». Далеко не всем известно, что одному из кратеров на обратной стороне Луны присвоено имя Ома, наряду с именами таких великих физиков, как Планк, Лоренц, Ландау, Курчатов.Список литературы

1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993.Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волжский государственный инженерно-педагогический университет» РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Электротехника»

На тему: Георг Симон ОМ

Выполнил: Варганов Ю. А.

Группа АСЗ-07-1 Проверил: Кривенкова Е.Н.Нижний Новгород

2011 г.

www.coolreferat.com

Реферат - Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Ян Шнейберг

Каждый школьник хорошо знает фундаментальный закон электрической цепи, открытый выдающимся немецким ученым Георгом Омом. Простое на первый взгляд соотношение между электрическим током, напряжением и сопротивлением, установленное Омом, потребовало от него не только глубоких знаний, но и огромного многолетнего труда, завидного мастерства экспериментатора и удивительной настойчивости в достижении цели. Многие крупные ученые с недоверием отнеслись к открытию неизвестного школьного учителя физики и математики.

На протяжении более четверти века после создания первого источника электрического тока – вольтова столба (1799 г.) – многие физики ошибочно считали, что проводник является «чисто пассивной частью электрической цепи».

К сожалению, западноевропейские физики не были знакомы с работой русского физика Василия Петрова «Известия о гальвани-вольтовских опытах…», в которой был впервые использован термин «сопротивление» и доказано, что величина электрического тока зависит от площади поперечного сечения проводника. Как утверждал английский журнал Science Progress, своими исследованиями Петров «предвосхитил закон Ома». Заметим также, что ученый не имел никаких электроизмерительных приборов и о величине тока судил по интенсивности процесса электролиза в разных жидкостях.

Ом был одним из первых исследователей, занявшихся установлением количественных закономерностей в электрических цепях. Это оказалось далеко не легкой задачей. Не было известно, какие величины нужно измерять, понятия о напряжении и сопротивлении проводников не были общепринятыми, а многим физикам вообще неведомы. Свойства первых источников электрического тока также не были достаточно изучены, не существовало и приборов для измерения электрических величин. Ряд ученых (Х. Дэви, А. Беккерель и др.) предпринимали попытки найти соотношения между величинами, характеризующими процессы в электрических цепях, но только Г. Ому удалось установить основной закон электрической цепи.

Сын слесаря становится доктором философии

В течение трех семестров Ом успешно осваивает курс наук, но, понимая материальные трудности отца, решает начать работать, чтобы поддержать семью. Осенью 1806 г. Георг принимает приглашение на должность учителя математики в частной школе швейцарского городка Готтштадта. Начинающему педагогу едва исполнилось 17 лет!

Но Кулон наблюдал притяжение и отталкивание шариков, заряженных статическим электричеством. А как измерить величину электрического тока?

Создание уникального электроизмерительного прибора

Трудно представить, сколько бессонных ночей провел молодой ученый, чтобы реконструировать «весы» Кулона. Ему удалось найти настолько оригинальное техниче-ское решение, что позднее физики справедливо назвали установку Ома «первым прибором для электрических измерений». Главное усовершенствование заключалось в том, что вместо коромысла с бузиновым шариком Ом подвешивал на металлической нити магнитную стрелку над проводником, по которому протекал электрический ток и по углу отклонения этой стрелки определял относительную величину тока. Кроме того, он убедился в нестабильности источника тока – гальванического элемента, «возбуждающая сила» которого изменялась при его включении и выключении. Точность измерений также снижалась из-за того, что внутреннее сопротивление батарей было значительно больше сопротивления исследуемых проводников.

Термоэлемент состоял из пары металлов медь – висмут. Висмутовая полоса термоэлемента abb’a’ изгибалась в виде вытянутой буквы «П», а к ее концам привинчивалась медная полоса1. Две медные шины k своими концами dd’ опускались в чашечки с ртутью mm’, к которым подводились защищенные концы исследуемых проводников.

Ом чувствует необходимость теоретически осмыслить и обобщить полученные им результаты. С этой целью в августе 1826 г. он с трудом добивается разрешения предоставить ему годичную командировку в Берлин, где бы он мог целиком посвятить себя «научным поискам».

По аналогии с формулой, выведенной Фурье для теплового потока, Ом находит формулу для электрического тока.

Очевидно, что эта формула соответствует современной записи закона Ома.

Он впервые в западноевропейской литературе ввел термин «сопротивление», который, как уже отмечалось, за четверть века до него применил В. В. Петров.

Поразительны энциклопедические знания, образность мышления и научная интуиция Ома. Стремясь к более доступному изложению открытого им закона, он кроме тепловой аналогии удивительно эффектно использовал и гидравлическую (течение воды в трубах). Если представить себе две ступенчато расположенные трубы одинакового или разного диаметров, соединенные короткой наклонной трубкой, то скорость течения воды в горизонтальных трубах будет зависеть от разности уровней расположения труб и их диаметров. Разность уровней можно уподобить разности «электроскопических сил», а диаметр сечения трубы – сопротивлению проводника.

Ом полагал, что чем больше «уклон» трубы, тем больше скорость течения воды, и даже строил специальные диаграммы, показывая «уклоны» как «причину тока».

Запоздалое признание

Мечта Ома стать профессором Берлинского университета не сбылась. Только в 1833 г. он получил должность профессора физики в политехнической школе г. Нюрнберга.

Как писал один из биографов, Ом обычно «без горечи сносил свое стесненное положение, когда его работы не были признаны, и не зазнавался после того, как его труды получили международное признание».

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Список литературы

1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993.

4. Шнейберг Я.А. Титаны электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 2004.

www.ronl.ru

Ом Георг Симон

(16 марта 1787 г.7 июля 1854)

Знаменитый немецкий физик-экспериментатор, открывший известный закон, который сейчас носит его имя.

Трудно себе представить, что закон Ома, давно вошедший во всем мире в школьный курс, почти двадцать лет не признавался наукой, а имя его создателя оставалось неизвестным. А ведь современниками Георга Ома были крупнейшие ученые начала XIX века Фурье, Ампер, Фарадей, Лаплас...

История знает примеры, когда научные открытия гениальных одиночек намного опережали свое время. Такая судьба выпала и на долю Георга Ома. Он открыл закон, ставший основой современной теоретической и практической электротехники, дал научные определения таким понятиям, как сила тока, ЭДС, напряжение, сопротивление. Эталон сопротивления, предложенный Омом, позволил упорядочить проведение экспериментов. Ом первым применил в электротехнике математические методы, благодаря чему стал возможен важный для науки переход от качественных наблюдений к количественным измерениям...

Георг Симон Ом родился 16 марта 1787 года в провинциальном немецком городке Эрлангене. Его отец зарабатывал на жизнь слесарным ремеслом, а все свободное время отдавал науке, к которой всегда тянулась его душа. Он самостоятельно изучал физику, химию, высшую математику. Жажду к знаниям скромный слесарь сумел привить и своим сыновьям. Георг, ставший профессором физики, и его брат Мартин, профессор математики, считали, что всем достигнутым в жизни они обязаны отцу, передавшему детям свою настойчивость в работе, целеустремленность и веру в успех.

В 1805 году Георг Ом поступил на философский факультет Эрлангенского университета, где начал изучать физику, математику и философию. К сожалению, соблазны вольной студенческой жизни не миновали его, и вскоре Георг стал уделять занятиям гораздо меньше времени, чем того хотелось бы отцу. Да и платить за обучение становилось все тяжелее. Отучившись всего три семестра, Георг оставил университет и уехал в Швейцарию, в небольшой городок Готтштадт, где ему предложили место учителя математики в частной школе. Но отец не оставил надежды увидеть своего младшего сына ученым. В письмах к нему он старался убедить Георга, что важно не только научиться преподавать знания другим, но и найти в себе силы продолжить образование, постигнуть нелегкое искусство учить себя самого.

Наставления отца возымели действие. В 1811 году Георг возвращается в Эрланген и за один год заканчивает университет, защищает диссертацию, получает степень доктора философии.

В 1824 году Ом заинтересовался электротехникой. В то время в этой области науки было множество нерешенных проблем ? не разработана методика экспериментов, не найдены закономерности, связывающие основные величины. Да и не было прибора, позволяющего с достаточной точностью проводить измерения. За изготовление такого прибора и взялся Ом. Он сконструировал его на базе крутильных весов Кулона: магнитную стрелку подвесил на проволоке над проводником, расположенным в направлении магнитного меридиана. Чем больший ток протекал по проводнику, тем сильнее отклонялась стрелка. В качестве источника тока Ом использовал элемент Вольта ? медную и цинковую пластины, помещенные в раствор соляной кислоты. Открытие своего закона Ому далось не просто, во-первых, из-за несовершенства имеющихся в его арсенале измерительных приборов и, во-вторых, из-за препятствий, чинимых высокопоставленными чиновниками, курирующих образование Германии.

В 1826 году за публикацию небольшой статьи, в которой выводился ныне всем известный закон, кёльнский школьный учитель Георг Ом был уволен по личному указанию министра просвещения.

Высокопоставленный чиновник придерживался убеждения, что внесение математики в классическую физику ? недопустимая ересь. Всем инспекторам он приказал бдительно следить за чистотой натурфилософии и считать в ней главным именно умозрительный подход к явлениям природы.

Примечательно, что в Германии к министерскому окрику прислушались не только учителя, но и учёные. Георг Ом не был богат и знаменит. Не был он обласкан дружбой и признанием коллег, относившихся к безродному профессору с большим предубеждением практически всю его жизнь. Признание пришло к немецкому ученому из далекой России. Русские ученые Э.Х. Ленц и Б.С. Якоби уже в 1832 году применили закон Ома в работе о количественном исследовании электромагнитной индукции. В Германию закон Ома вернулся более, чем с десятилетним опозданием. Министерство просвещения упорно не пропускало в учебники мысль о том, что познать законы электричества без математики невозможно. Сама работа Ома откровенно высмеивалась за «болезненную фантазию, принижающую математикой достоинства природы».

Обиделся ли учёный на министерство в 1826 году? Отнюдь. Он проработал в немецких школах не один год, преподавал математику и физику, и на собственном опыте убедился, что там царит «беспросветная казёнщина». Согласно его наблюдениям, обскурантизм в школьном преподавании занял место логики на 99 %.

?«Но даже один процент вселяет надежду на продвижение логики вперед, ? говорил он друзьям. ? Что ж, подождем!» Действительно, Ом на несколько лет отошел от научной деятельности, занимался самообразованием, но зато потом, когда наступил просвет, выпустил ряд блестящих трудов по электричеству, акустике, кристаллооптике, в которых широко применялись математические формулы. В 1839 году, через 13 лет после изгнания из школы, Ом стал членом-корреспондентом Берлинской академии наук.

?В 1842 году, через 16 лет после открытия закона, работы Ома были переведены на английский язык и Лондонское Королевское общество избрало его своим членом, наградив ученого золотой медалью. Тем не менее еще долгие годы не прекращались попытки опровергнуть закон Ома. Даже в 1852 году французский физик М. Депре писал, что «закон Ома никак не представляет собой точного выражения фактов». Но большинство ученых всего мира к тому времени уже пользовались в своих работах открытиями Ома.

?Вспоминания о трудностях открытия закона Ома и его приближенный характер, физики предлагают в шутку уточнить его формулировку следующим образом: «Если использовать тщательно отобранные и безупречно подготовленные исходные материалы, то при наличии некоторого навыка из них можно сконструировать электрическую цепь, для которой измерения отношения напряжения к силе тока дают значения, которые после введения соответствующих

поправок, оказываются равными постоянной величине, называемой сопротивлением».

?Почти через три десятилетия после смерти Георг Симон Ом удостоился высшего признания своих научных заслуг: в 1881 году на электротехническом конгрессе в Париже его имя было присвоено единице измерения сопротивления. Это было сделано по предложению русского ученого А.Г. Столетова.

Ом занялся исследованиями электричества. Он начал свои экспериментальные исследования с определения относительных величин проводимости различных проводников. Применив метод, который стал теперь классическим, он подключал последовательно между двумя точками цепи тонкие проводники из различных материалов одинакового диаметра и изменял их длину так, чтобы получалась определенная величина тока. Ом занялся исследованиями электричества. Он начал свои экспериментальные исследования с определения относительных величин проводимости различных проводников. Применив метод, который стал теперь классическим, он подключал последовательно между двумя точками цепи тонкие проводники из различных материалов одинакового диаметра и изменял их длину так, чтобы получалась определенная величина тока.

Проводник — это просто пассивная составная часть электрической цепи. Такое мнение превалировало вплоть до сороковых годов девятнадцатого столетия. Так зачем зря тратить время на его исследование?

Уже в своих первых опытах Ом заметил, что магнитное действие тока при замыкании цепи произвольной проволокой уменьшается со временем...

Это снижение практически не прекращалось с течением времени, и ясно было, что заниматься поиском закона электрических цепей при таком положении дел бессмысленно. Нужно было или использовать другой тип генератора электрической энергии из уже имеющихся, или создавать новый, или разрабатывать схему, в которой изменение ЭДС не сказывалось бы на результатах опыта. Ом пошел по первому пути».

После опубликования первой статьи Ома Поггендорф посоветовал ему отказаться от химических элементов и воспользоваться лучше термопарой медь — висмут, незадолго до этого введенной Зеебеком. Ом прислушался к этому совету и повторил свои опыты, собрав установку с термоэлектрической батареей, во внешнюю цепь которой включались последовательно восемь медных проволок одинакового диаметра, но разной длины. Силу тока он измерял с помощью своего рода крутильных весов, образуемых магнитной стрелкой, подвешенной на металлической нити. Когда ток, параллельный стрелке, отклонял ее, Ом закручивал нить, на которой она была подвешена, пока стрелка не оказывалась в своем обычном положении; сила тока считалась пропорциональной углу, на который закручивалась нить.

...Кроме того, Ом установил, что постоянная в не зависит ни от возбуждающей силы, ни от длины включенной проволоки. Этот факт дает основание утверждать, что величина в характеризует неизменяемую часть цепи. А так как сложение в знаменателе полученной формулы возможно только для величин одинаковых наименований, то, следовательно, постоянная в, заключает Ом, должна характеризовать проводимость неизменяемой части цепи.В 1827 году в Берлине он опубликовал свой главный труд «Гальваническая цепь, разработанная математически».

Ом вдохновлялся в своих исследованиях работой «Аналитическая теория тепла» (1822) Жана Батиста Фурье (1768—1830). Ученый понял, что механизм «теплового потока», о котором говорит Фурье, можно уподобить электрическому току в проводнике. И подобно тому, как в теории Фурье тепловой поток между двумя телами или между двумя точками одного и того же тела объясняется разницей температур, точно так же Ом объясняет разницей «электроскопических сил» в двух точках проводника возникновение электрического тока между ними.

Ом вводит понятия и точные определения электродвижущей силы, или «электроскопической силы», по выражению самого ученого, электропроводности и силы тока. Выразив выведенный им закон в дифференциальной форме, приводимой современными авторами, Ом записывает его и в конечных величинах для частных случаев конкретных электрических цепей, из которых особенно важна термоэлектрическая цепь. Исходя из этого, он формулирует известные законы изменения электрического напряжения вдоль цепи.

www.coolreferat.com

Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Ян Шнейберг

Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Сын слесаря становится доктором философии

Создание уникального электроизмерительного прибора

По аналогии с формулой, выведенной Фурье для теплового потока, Ом находит формулу для электрического тока.

Очевидно, что эта формула соответствует современной записи закона Ома.

Запоздалое признание

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Список литературы

1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993.

4. Шнейберг Я.А. Титаны электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 2004.

www.referatmix.ru

Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Ян Шнейберг

Сын слесаря становится доктором философии

Создание уникального электроизмерительного прибора

По аналогии с формулой, выведенной Фурье для теплового потока, Ом находит формулу для электрического тока.

Очевидно, что эта формула соответствует современной записи закона Ома.

Запоздалое признание

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Список литературы

1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993.

4. Шнейберг Я.А. Титаны электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 2004.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.connect.ru/

Дата добавления: 21.02.2007

www.km.ru

Доклад - Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Георг Ом. Нелегкий путь к славе

Ян Шнейберг

Сын слесаря становится доктором философии

Создание уникального электроизмерительного прибора

По аналогии с формулой, выведенной Фурье для теплового потока, Ом находит формулу для электрического тока.

Очевидно, что эта формула соответствует современной записи закона Ома.

Запоздалое признание

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Список литературы

1. Лебедев В. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993.

4. Шнейберг Я.А. Титаны электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 2004.

www.ronl.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..