Historie VI. Magnetismus a elektřina Vladimír Štefl Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Počátky magnetismu slovo magnet - z řeckého magnés, spojitost se zeměpisným názvem Magnésiá, oblast v Řecku, naleziště minerálu magnetovec (magnetit), odvěká snaha k objasnění původu a povahy magnetických jevů, zejména v Číně, kompas, natáčení magnetů účinkem zemského magnetického pole, zeměpisná orientace, originální konstrukce, nebo realizace - jehla zmagnetovaná magnetitem, spojená s plovoucí slámkou či brčkem Pierre Pélerin de Maricourt 1240 - 1300 r. 1269 dopis Epistola Petri Peregrini de Maricourt…de Magnete, v první části popis vlastnosti magnetu, experimenty k určení jeho polarity, zavedl název severní a jižní pól magnetické střelky, zkoumal přitažlivé a odpudivé síly mezi nimi, vznik magnetu zmagnetováním železa, vlastnosti magnetických siločar na povrchu, průsečíky - póly magnetu, při rozdělení magnetu vznikají dva plnohodnotné magnety, experimenty s kulovým vybroušeným magnetem, objevil magnetické siločáry na povrchu druhá část pojednává o konstrukci buzoly a různých způsobech otáčivého uchycení střelky třetí část zachycuje návrhy na konstrukci magnetického perpetua mobile první experimentální fyzikální práce, později na něj navázal Gilbert Epistola_de_Magnete.jpg William Gilbert 1544 - 1603 anglický lékař, královny Alžběty, zájem o fyziku, chemii, spis Nová fyzika o magnetu, zmagnetovaných tělesech a o velkém magnetu Země ukázaná na mnoha argumentech a experimentech prováděl soustavná měření na magnetech kulového ,,terella“ – zemička, nebo elipsoidovitého tvaru z přírodního magnetovce, studoval magnetickou sílu pomocí zavěšené magnetky, určoval směry magnetického pole při povrchu magnetu a v jeho blízkosti na různých místech, dospěl k závěru, že Země je velký magnet William Gilbert současně s magnetickými silami se Gilbert zabýval i elektřinou, pojmy elektřina, elektrický zavedl právě on, vedle jantaru zelektrizoval i řadu dalších látek, jako křemen, safír, síru, vyslovil hypotézu zda elektřina a magnetismus spolu nesouvisí, odmítl představu elektrického resp. magnetického fluida, elektroskop (versorium) přínos: zakladatel nauky o magnetizmu, ověřil a uspořádal základní poznatky o magnetických silách, vysvětlil existenci zemského magnetického pole, zmapoval pole magnetického dipólu, magnetické výrony – projevy duše těles, důsledně uplatňoval experimentem zjištěná fakta a kritický rozum při jejich hodnocení, přestože příliš nepoužíval matematiku zemský magnetismus spojoval s astronomickými představami, magnetickými silami vysvětloval i interakci mezi nebeskými tělesy, v té době Galileo i Kepler hledali původ působících sil mezi Sluncem a planetami, Gilbert = Galileo magnetizmu René Descartes 1596 - 1650 Spis Principy filozofie 1644, část Teorie magnetismu, příkladné použití deduktivní metody, původ magnetismu magnetovce a Země je společný, primární je zemský magnetismu, nositelem jsou nevažitelné částečky, jemné ,,závitky“, proudící neustále nitrem Země od pólu k pólu, kde Zemi opouštějí a vracejí se vzduchem zpět, jsou dvojího druhu, pravotočivé a levotočivé, což odpovídá dvěma různým směrům pohybu, uvnitř Země jedním nebo druhým směrem probíhá kanálky, magnetovec, původně uvnitř Země, si tuto vlastnost zachoval, železo, produkt z magnetitu, železné rudy, má kanálky porušené, prudkými nárazy částeček dochází k restituování Výzkumy elektřiny Prokop Diviš (Václav Divíšek) 1698 - 1765 farář, zkoumal elektrické jevy, účinky slabých elektrických výbojů na tělesa, elektroléčba, sestrojil r. 1754 v Příměticích povětrnostní mašinu - obr. postavil o šest let dříve než B. Franklin uzemněný bleskosvod, shrnutí souboru poznatků včetně přesvědčení o elektrické povaze blesku - elektrické jiskře ve spisu Magia naturalis čili Traktát theoretický o atmosférické elektřině 1765, největší hustota náboje na místech s největším zakřivením - na hrotech hrot saje elektrický náboj Jan_Vilímek_-_Prokop_Diviš.jpg divis_hromosvod_0.jpg Prokop Diviš hromosvod, tyč - bidlo 15 m, 12 krabiček - 400 hrotů, ukotvení třemi řetězy, působnost zařízení, které mělo odsávat atmosférickou elektřinu, popsal slovy: ,,Sotva přístroj postaven, udeřil nad ním silný blesk se silným praskotem; mračna se roztrhla a zrovna nad tyčí bylo viděti světlé místo ve mracích …“ znám ve světě, r. 1750 předváděl pokusy ve Vídni před Marií Terézií, dopisování s Eulerem, r. 1756 soutěž petrohradské Akademie věd– ,,hledání skutečné příčiny elektrické síly a sestavení její úplné teorie“ Euler: ,,přemlouval jsem také pátera Diviše z Moravy, který proslul svými pokusy s hromem, k tomu, aby imperátorské akademii poslal o této látce pojednání…“ nezávisle na Divišovi Benjamin Franklin 1706-1790, vysvětlení kladné a záporné elektřiny - přebytek nebo nedostatek jemné substance - fluida, jehož množství je konstantní, zákon zachování elektrického náboje Počátky elektřiny první etapa výzkumů jevů elektrických a magnetických v novověku spadala do 18. století. italský profesor medicíny Luigi Galvani 1737 - 1798, fyziologie a medicína, preparování žáby, zjistil zkracování svalů při přiblížení kovových předmětů - teorie ,,živé - živočišné“ elektřiny - viz úvodní obr. Komentář o elektrických silách při pohybu svalů pokusy, velký zájem, opakovány, italský fyzik Alessandro Giuseppe Volta 1745 - 1827, hlubší pohled, fyzikální stránka jevu - zkracování svalů žáby závisí na používaných kovech při preparaci, zdrojem elektřiny není žába, vzniká při styku dvou různých kovů oddělených elektrolytem, sval žáby je pouze registračním přístrojem, el. článek Obsah obrázku oblečení, osoba, Lidská tvář, obraz Popis byl vytvořen automaticky Počátky elektřiny Volta sestrojil jednoduchý Voltův článek - galvanický článek, několik desítek na sebe daných kovových (stříbro, cín, měď, olovo) plíšků, mezi nimi papír napuštěný vodou - elektrolyt - tzv. vodič druhého druhu Charles Augustin Coulomb 1736 - 1806 první francouzský experimentální fyzik, inženýr, od r. 1781 se věnoval fyzikálním problémům, torze, kroucení vláken, konstrukce torzních vah, citlivého přístroje, pomocí kterého dospěl ke svému zákonu, zkoumal závislost elektrostatické síly na vzdálenosti respektive velikosti nábojů odvodil vzorec pro intenzitu elektrického pole u povrchu vodičů, náboje se rozloží pouze na vnějším povrchu dutých vodičů…stínění elektrického pole tzv. Faradayova klec Počátky elektřiny podobně postupoval Henry Cavendish 1731 - 1810 určení gravitační konstanty G-1798 William Hyde Wollaston 1766 - 1828 se zamýšlel nad souvislostí mezi elektřinou (statickou) a galvanizmem (jevy vyvolanými elektrickým proudem). přestože podstata elektrického proudu nebyla vyjasněna. Wollaston referoval že galvanické a elektrické jevy mají stejnou podstatu. Elektrostatické výboje dávají vysoké napětí, malý proud, galvanické články malé napětí a velkou proud (vyjádřeno dnešními slovy). Sjednotil elektrické a galvanické působení, zkoumal elektrochemické jevy, krystaly, polarizované světlo Magnetické působení elektrického proudu objev dánského fyzika Hanse Christiana Oersteda 1777 - 1851 působení elektrického proudu na magnetickou střelku 1819, Oersted zjistil, že při umístění vedle magnetické střelky přímočarého vodiče, jehož směr je shodný se směrem magnetického poledníku, při průchodu proudu vodičem se magnetická střelka vychýlí, jednotka intenzity magnetického pole – oersted Pokusy o vlivu působení elektřiny na magnetickou střelku 1821: ,,Galvanická elektřina, která prochází od severu k jihu nad volně zavěšenou magnetkou, ji odchyluje severním koncem na východ. Prochází-li elektřina týmž směrem pod magnetkou, odchyluje ji na západ.“ přítel Hanse Christiana Andersena 1805 - 1875 Magnetické působení elektrického proudu - existence souvislosti mezi magnetismem a elektřinou - elektrický proud může být zdrojem magnetického působení Obsah obrázku portrét, Lidská tvář, obraz, oblečení Popis byl vytvořen automaticky Magnetické působení elektrického proudu objev Oersteda vyvolal velký zájem, impuls pro nové výzkumy Dominique Francois Arago 1786-1853 ukázal působení vodiče, kterým proud na železné předměty, jsou zmagnetovány magnetické působení elektrického proudu - konstrukce přístrojů k měření proudu a napětí, mechanické silové účinky mezi magnety a proudy nebo proudovým smyčkami – tvorba elektromotorů a generátorů r. 1824 sestrojil citlivou buzolu pro měření vzdálenosti mezi geografickým a magnetickým pólem Země společně s Felixem Savartem 1791-1841 zformuloval zákon pro intenzitu magnetického pole uprostřed kruhové cívky André Ampér 1775 - 1836 univerzální francouzský vědec, zabýval se matematikou, fyzikou, chemií, geologií, filozofií…. Pokus o filozofii věd, aneb analytický výklad přirozené klasifikace všech lidských poznatků. Po roce 1820 magnetické účinky elektrického proudu, vzájemné silové působení vodičů protékaných proudem, Ampérův zákon, další experimenty Teorie elektromagnetických jevů odvozená výlučně z pokusů 1826 Definice pojmu elektrický proudu a jeho směr jako směr pohybu kladného elektrického náboje, obecné pravidlo pro směr vychýlení magnetky působením proudu, vynalezl cívku solenoid, elektromagnetický měřící přístroj - galvanometr, vybudoval budovu elektrodynamiky, jednotka elektrického proudu - ampér André Ampér ,,Oba vodiče jsou rozloženy vzájemně rovnoběžně, jeden vedle druhého v jedné horizontální rovině. Jeden z nich může uskutečňovat kmity kolem horizontální přímky, procházející přes konce ocelových ostří a v tomto svém pohybu zůstává rovnoběžný k nepohyblivému vodiči. Nad středem skleněné osy je umístěna protiváha, která zvětšuje pohyblivost kmitající části přístroje, zvyšující její těžiště.“ …,,A a B jsou konce nehybného vodiče…“ Ampér1.png André Ampér zkoumal podstatu magnetismu, magnetickými účinky vyložil existenci uzavřených proudových smyček protékajících v látkách v nitru Země, uprostřed Země protékají magnetické proudy, navenek magnetismus planet Merkuru atd… 225px-Ampere_Andre_1825.jpg Carl Friedrich Gauss 1777 - 1855 Gaussmagnet.png Gausstelegraf.jpg Gaussmagnetometer.jpg Jean Baptiste Biot 1774 - 1862 Félix Savart 1791 - 1841 stanovili zákon působení přímočarého vodiče s proudem jím procházejícím na magnetickou střelku, výsledky zobecnili do vztahu Biotův-Savartův zákon Zákon+oběhového+magnetického+napětí+.jpg Theodor von Grotthuss 1789 - 1822 německý přírodovědec, chemik, fyzik, studium v Lipsku, Paříži, člen Bavorské akademie věd, elektrolytické děje, první výklad elektrolýzy, mechanismus Grotthusse - přenos protonů v prostředí s vodíkovou vazbou, objasnění anomálie vodivosti vody, fotochemie, článek Teorie rozkladu kapalin elektrickými prostředky 1806 objasnil anomální elektrovodivost vody, schéma pohybu částic elektrolytem… 220px-Theodor_Grotthuß_01.jpg Georg Simon Ohm 1789 - 1854 německý matematik, prováděl pokusy s měřením proudu, prokázal, že velikost proudu je stejná podél celého obvodu a proud protéká v celém průřezu vodiče, definoval odpor vodiče jako fyzikální veličinu (nyní ji měříme v ohmech), používal galvanometr, zavedl nové veličiny v souvislosti s galvanickým článkem v obvodu – elektromotorické napětí, vnitřní odpor článku, stanovil velikost elektrického závisící na délce vodiče, jeho průřezu a počtu galvanických článků v obvodu, pozdější zpřesnění závěrů pokusů Ohma vedlo k formulaci Ohmova zákona 1826 jednotka elektrického odporu - ohm Wilhelm Eduard Weber 1804 - 1891 německý fyzik, pocházel z Wittenbergu, působil v Halle, Gottingenu, Lipsku, nalezl vztah pro sílu působící mezi dvěma pohybujícími se elektrickými náboji, pokoušel se spojit Coulombův a Ampérův zákon (rozměrová analýza), vytvořil teorii elementárních magnetických dipólů, upřesnění představ o elektrickém proudu, jeho závislosti na hustotě a rychlosti uspořádaného pohybu nábojů ve vodiči, zastával názor okamžitého šíření elektromagnetických sil na dálku, bez prostředníka, vyjádřil velikost náboje kondenzátoru v elektrické a magnetické soustavě jednotek, kde vystupuje konstanta rovná rychlosti světla, myšlenka souvislosti šíření světla s elektromagnetickými jevy, jednotka magnetického toku - weber 800px-Wilhelm_Eduard_Weber_IIa.jpg Gustav Robert Kirchhoff 1824 - 1887 německý fyzik, prováděl pokusy s elektrickými obvody, zkoumal vztahy mezi proudy v uzlech elektrické sítě a napětím podél proudových smyček, Kirchhoffovy zákony I. zákon - v každém uzlu elektrické sítě je součet proudů vstupujících do uzlu roven součtu proudů vystupujících z uzlu II. zákon - součet úbytků napětí podél uzavřené proudové smyčky musí být roven nule 800px-Gustav_Robert_Kirchhoff.jpg 800px-Stamps_of_Germany_(Berlin)_1974,_MiNr_465.jpg Humpry Davy 1778 - 1829 anglický fyzik, chemik, průkopník elektrochemie, r. 1809 objevil princip elektrické obloukové lampy - k pólům galvanické baterie připojil dvě uhlíkové tyčinky, přeskočila jiskra, začal protékat elektrický proud, teplota mezi uhlíky narůstala, vytvořil se jasný světelný oblouk, technické problémy-uhlíky uhořívaly, při zvětšení vzdálenosti uhasly… zdokonalení obloukové lampy spojujeme se jmény francouzských fyziků Bernard Léon Foucalt 1819-1868 Jules Duboscq 1817-1886 jednu tyčinku upevnili, druhá se k ní přibližovala pomocí mechanického hodinového strojku, tím regulovali vzdálenost uhlíků obloukové lampy byly zdrojem intenzivního bílého světla, promítací přístroje, maják… u nás František Křižík 1847-1941, lampa k osvětlení ulic… Arc_light_and_battery.jpg Michael Faraday 1791 - 1867 anglický samouk, neměl vyšší matematické vzdělání, asistent H. Davyho 1778-1829, po Oerstedových objevech přešel na výzkumy v oblasti elektřiny a magnetismu, cílem bylo přeměnit, obrátit magnetismus v elektřinu, klíčový experiment elektromagnetické indukce 1831 - dvě cívky navinuté na společném jádře ve tvaru válce, jednu z cívek připojil ke zdroji napětí, které střídavě přerušoval, pohyb magnetiky indikoval že v druhé cívce vznikaly střídavé impulsy elektrického proudu, později vsunoval tyčový magnet do cívky z měděného drátu, Lenzovo pravidlo - indukované napětí a proud působí vždy proti změně, kterou byly vyvolány Michael Faraday ,,Dal udělat (píše o sobě v třetí osobě) železný kruh sedm osmin palce tlustý o vnějším průměru šest palců. Navinul měděný drát A mnohokrát kolem jedné poloviny prstence; na druhou stranu navinul asi 60 stop dalšího drátu B. Spojil konce drátu B měděným drátem, který vedl nad magnetkou. Oba konce drátu A spojil s baterií: objevil se zřetelný účinek na magnetku – oscilovala a vrátila se do původní polohy. Po přerušení spojení s baterií se opět projevil účinek na magnetku.“ Tímto experimentem Faraday zároveň objevil princip transformátoru. elektromagnetickou indukci nazval volta-elektrickou indukcí, neboť se domníval, že jde o vytvoření galvanické elektřiny (elektrického proudu) z voltaické elektřiny (baterie). Michael Faraday spisy - Experimentální výzkumy o elektřině - vycházely dvě desetiletí, výsledky experimentů, bez matematických vzorců, princip interakce na krátké vzdálenosti, stav elektricky nabuzený - elektrotonický stav, pozorován ve vodiči pouze v případě změn, vodič se přibližuje či vzdaluje od magnetu, elektrotonický stav se zesiluje nebo zeslabuje, zákony elektrolýzy 1833, představa o interakci předávané spojitě od jedné elektrody k druhé přes každou částici… michael-faraday-iron-filings-experiment-1850s-2BDYDTJ.jpg Michael Faraday O fyzikální povaze magnetických siločar 1852 úvahy zda siločáry jsou hmotné objekty, s čím souvisí stav prostoru zaplněný polem:,,Bude-li vysvětlení nutně vyžadovat hmotu, záleží na tom, co pod pojmem hmota rozumíme. Omezíme-li se na vážitelné a gravitující substance, hmota není pro fyzikální magnetické siločáry o nic víc podstatná než pro světelné paprsky nebo teplo“ hypotéza o elektromagnetické podstatě světla - vlnění, ,,kloním se k názoru, že…,,vibrační teorii lze aplikovat na všechny jevy, jako je tomu v případě zvuku a snad i světla. Podle analogie soudím, že bude možno aplikovat tuto teorii také na jevy elektrické indukce.“ Elektrické a magnetické pole se mohou šířit v podobě příčných vln, nikoliv podélných jako zvuk Faraday - geometricko-fyzikální model k výkladu elmag. jevů, s pojmy ,,siločáry a silové trubice“, postuloval princip ,,působení na blízko“ – elektrické a magnetické objekty působí jen ve své bezprostřední blízkosti, působení se přenáší od místa k místu elmag. polem Michael Faraday nové vysvětlování elektrických a magnetických jevů, zavedení pojmu pole, chápané jako prostor, ve kterém se projevují silové účinky elektrických nábojů a magnetů, jednalo se o fyzikální realitu, kontinuální stav těsně spojený se všemi ostatními tělesy, Faraday uvedl: ,,Při tomto pohledu na magnet je prostředí nebo prostor kolem něho tak podstatné jako magnet sám, neboť je součástí skutečného a úplného magnetického systému.“ Prostor kolem elektrického náboje a magnetu si představoval prostoupený elektrickými a magnetickými siločarami, nejprve jako pomocný pojem a teprve od r. 1852 jim přisuzoval fyzikální realitu. V jeho struktuře to byly silové trubice, které mají tendenci se rozšiřovat bočním směrem, zkracovat v podélném směru. Inspirací k zavedení pojmu siločar byly známé pokusy s pilinovými obrazci, znázorňující magnetické pole proudovodičů a magnetů. Zavrhl newtonovskou koncepci ,,působení na dálku“ (,,actio in distans“), tedy představu, že k silovému působení proudů, nábojů, magnetů dochází okamžitě. Michael Faraday K čemu je dobrá elektromagnetická indukce? Později J. C. Maxwell napsal: Obsah obrázku skica, umění, Autoportrét, Lidská tvář Popis byl vytvořen automaticky Faraday - zakladatel elektrochemie Výzkumy o elektrolýze, v letech 1833-34 objevil dva kvantitativní vztahy, nazývané nyní první a druhý Faradayův zákon elektrolýzy, první zákon Faraday formuloval: ,,Chemické působení elektrického proudu je přímo úměrné absolutnímu množství prošlé elektřiny.“ Soudobá formulace: ,,Množství látky vyloučené na kterékoliv elektrodě je přímo úměrné elektrickému náboji, který prošel elektrolytem.“ druhý zákon Faraday vyslovil: ,,Jestliže dvěma různými elektrolyty projde týž elektrický náboj, potom je poměr množství látek vyloučených na příslušných elektrodách roven poměru chemických ekvivalentů“ Faradayovy zákony - výsledk obsáhlého experimentálního výzkumu, platí velmi přesně, pro různé velikosti proudů. -Faraday_s_electrolysis_experiment,_1833.jpg articlenxdAlverifiction-law.jpg Michael Faraday - význam Farady se řídil ideou jednoty přírody, všeobecného spojení věcí a jevů, takto byl předchůdcem objevu zákona zachování energie. Naznačil, že elektrický proud může mít účinky ponderomotorické (pohybové), tedy způsobuje pohyb proudovodičů a magnetů… možná hypotéza sestrojení elektromotoru, určitý předchůdce elektrického motoru sestrojil anglický matematik a fyzik Peter Barlow 1776-1862 r. 1822, (Barlowo kolečko) 778px-Barlow's_wheel.jpg Michael Faraday význam BBVA-OpenMind-Michael-Faraday-2jpg-1.jpg James Clerk Maxwell 1831 - 1879 ,,žádná fyzikální teorie neovlivnila lidstvo tolik jako Maxwellova teorie elektromagnetického pole“ - patentování existence elektromagnetických vln, životopis, nová koncepce elektrodynamiky vytvořena skotským fyzikem z Edinburgu, tvorba elektrických a magnetických jevů, Faradayovy myšlenky doplnil a vyjádřil matematicky, s využitím matematického aparátu, který již vytvořili Laplace, Lagrange, Poisson, Gauss, Ostrogradskij, Weber O Faradayových siločarách 1856 O fyzikálních siločarách 1861 Dynamická teorie elektromagnetického pole 1861 Teorie tepla 1871 Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 Hmota a pohyb 1876 James_Clerk_Maxwell's_birthplace_at_14_India_Street.jpg James Clerk Maxwell - přínos James Clerk Maxwell oprostil se od mechanického modelu elektro-magnetismu, zavedl dynamickou teorii elektromagnetického pole, uvedl: ,,Upřednostnil jsem tudíž hledat jiné vysvětlení, předpokládat, že vznikají působením, jež přechází do okolního prostředí stejně jako do excitovaných těles, a snažit se vysvětlit působení mezi vzdálenými objekty bez předpokladu existence sil bezprostředně působících na dálku. Teorie, kterou navrhuji, by tudíž mohla být nazývána teorií elektromagnetického pole, neboť se týká prostoru v okolí elektrických nebo magnetických těles, a mohla být nazývána teorií dynamickou, neboť předpokládá, že v uvedeném prostoru se hmota pohybuje, čímž pozorované elektromagnetické jevy vznikají… James Clerk Maxwell zavedl dvacet fyzikálních veličin, popisujících stav a dynamiku elektromagnetických soustav, dvacet rovnic je svazuje … James Clerk Maxwell James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 Maxwell1873.png Obsah kapitol… Měření veličin Popis jevů Elementární matematická teorie elektřiny Obecné věty Mechanické působení mezi elektrizovanými tělesy Body a linie rovnováhy Tvary ekvipotenciálních povrchů a přímky toku Jednoduché případy elektrizace Sférické harmonie Povrchy druhého stupně se společnými ohnisky James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 soustava rovnic propracovanější, zavedl zápis pomocí kvaternionů James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 James Clerk Maxwell Pojednání o elektřině a magnetismu 1873 James Clerk Maxwell James Clerk Maxwell Současný tvar rovnic James Clerk Maxwell pojem energie pole Maxwell vyložil: ,, pokud však hovořím o energii pole, přeji si být chápán doslova. Veškerá energie je totožná s energií mechanickou, ať existuje ve formě pohybu, pružnosti, nebo kterékoliv jiné podobě. Energie v elektromagnetických jevech je mechanická energie. Jedinou otázkou je, kde tato energie sídlí? Podle starých teorií sídlí v nabitých tělesech, vodivých obvodech a magnetech, v podobě neurčité veličiny zvané potenciální energie, či ve schopnosti vyvolávat jistá působení na dálku. Podle naší teorie sídlí v elektromagnetickém poli, v prostoru obklopujícím nabitá a zmagnetovaná tělesa, stejně jako v tělesech samých.“ ze slov veškerá energie je totožná s energií mechanickou plyne nezavrhnutí možného vysvětlení elektromagnetických jevů pomocí specifických pohybů a napětí elastického éteru, i když tuto představu dále Maxwell nerozpracovával... James Clerk Maxwell dotvoření elektrodynamiky dielektrika, polarizované dielektrikum - množina rozptýlených v izolující prostředí částic, elektrický náboj rozdělen určitým způsobem, jakékoliv změny stavu polarizace musí být doprovázeny změnami rozdělení elektrického náboje v každé částici, tj. reálným elektrickým proudem, ohraničeným objemem částice - změna stavu polarizace je doprovázena posuvným proudem předpokládal tzv. frikční molekuly, které vložil mezi víry… ,,jestliže potřebujeme, aby se v mechanizmu otáčely dvě kola v stejném smyslu, vložíme mezi ně kolo, které zasahuje do obou“ Ampérův zákon Maxwell rozšířil na oblast nestacionárních elmag. polí, k vodivému proudu, vyvolanému pohybem elektrických nábojů ve vodičích přidal posuvný proud, časovou derivaci indukčního elektrického toku, který může existovat v dielektriku James Clerk Maxwell podstatná část - elektromagnetická teorie světla, kde ukázal, že rozruchy elektromagnetického pole se ve vakuu mohou šířit v podobě transverzálních (příčných) vln, viz rovnice, stanovil hodnotu rychlosti světla, srovnal ji s hodnotami získanými experimentálními metodami, uvedl: ,,Shoda výsledků zřejmě prokazuje, že světlo a magnetismus jsou projevy téže substance a že světlo je elektromagnetický rozruch šířící se polem dle zákonů elektromagnetismu.“ vytvořil elektromagnetickou teorii světla, sjednotil elektřinu a magnetismus s optikou, předpověděl existenci elektromagnetických vln Heinrich Rudolf Hertz 1857 - 1894 pomocí generátoru a rezonátoru experimentálně dokázal, že kmitající náboj vytváří vyvolává v prostoru vlny cm, dm délky, skládající se ze dvou složek – elektrické a magnetické, jednotka frekvence - hertz Autograph_of_Heinrich_Hertz.png Hertz_first_oscillator.png Hertz_radio_wave_experiments_-_parabolic_antennas.png Heinrich Rudolf Hertz objev vysokofrekvenčních elektromagnetických vln, experimentálně, popsal O elektrodynamických vlnách ve vzduchu a jejich odrazu, na Maxwellovu teorii se neodvolával, byly experimentálním faktem, pokus - Hertzův vibrátor, dvě kuličky, mezi kterými přeskakovala jiskra, rezonátor (do kruhu stočený drát, přerušený krátkým jiskřištěm, byl umístěný několik desítek metrů od vibrátoru, při dopadu elmag. vlny o metrových délkách pozoroval indukované jiskření, zkoumal vlastnosti, rychlost šíření, odraz, lom, vlnovou délku, správnost Maxwellovy teorie Heinrich_Rudolf_Hertz.jpg 800px-Hertz_transmitter_and_receiver_-_English.svg.png Hertz_micrometer_resonator.png Rozvoj teorie elektromagnetického pole přenos energie elmag. vlnami, anglický fyzik John Henry Poynting 1852-1914, obecná teorie přenosu energie, její hustoty v prostoru a toku jejího proudění, Nikolaj Aleksejevič Umov 1846-1915 roztáčení mlýnku při dopadu světelných paprsků William Crookes 1832-1919, přesný výklad jevu – otáčení vyvoláno částečky plynů kondenzovaných na lopatkách mlýnku, teplem se uvolňují, odlétají, reakční silou roztáčejí mlýnek, záleží na stupni vakua tlak světla změřil pomocí torzních vah Petr Nikolajevič Lebeděv 1866-1912 220px-Radiometer_9965_Nevit.gif Rozvoj technických aplikací Obsah obrázku Lidská tvář, muž, osoba, Lidské vousy Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku Lidská tvář, osoba, portrét, muž Popis byl vytvořen automaticky A. G. Bell F. Křižík Rozvoj technických aplikací rozvoj radiotechniky, přenosu rádiových signálů, Guglielmo Marconi 1874-1937, italský vynálezce, podnikatel, prováděl pokusy, v prosinci 1901 transatlantický přenos signálu z Cornwallu signál na dlouhých vlnách 2 000 m – tři tečky do Nového Foundlandu, vzdálenost 3 540 km, zakřivení Země, Nobelova cena r. 1909 … Marconi's_first_radio_transmitter.jpg 1024px-Marconi_at_newfoundland.jpg