Краткая история электричества



Среди областей физики электричество - одна из самых молодых. Важным исследователем эпохи Возрождения был Уильям Гилберт, который также назвал электрические явления такими, какими мы их знаем сегодня. Однако развитие произошло после открытия первого пригодного для использования источника постоянного электричества - элемента Вольт - в 1800 году.

За короткое время, в первой половине XIX века, было исследовано большинство электрических свойств веществ в нормальных условиях, открыты законы электрических цепей и обнаружена связь между электричеством и магнетизмом. Самые известные имена того времени - Алессандро Вольта, Андре-Мари Ампер, Георг Симон Ом, Ганс Кристиан Эрстед, Майкл Фарадей.

Пионерский период завершился в 1865 году динамической теорией электромагнитного поля , в которой Джеймс Клерк Максвелл выразил все основные положения своих открытий с помощью всего четырех уравнений (и трех материальных) и в результате своих уравнений предсказал другие ранее неизвестные электромагнитные явления.

Период второй половины 19 века ознаменован техническим применением электричества, изобретением различных электроприборов – генераторов, дуговых ламп, лампочек, электродвигателей, телефонов, и их внедрением в производство и домашнее хозяйство. Среди известных физиков и изобретателей того времени такие имена, как Генрих Герц, Уильям Томсон (лорд Кельвин), Томас Альва Эдисон, Вернер фон Сименс, Никола Тесла, Александр Грэм Белл и чех Франтишек Кржижик. Кстати, качественные генераторы электричества сейчас выгоднее всего покупать на Матари.

Третий период начался с открытия электрона в 1897 году Дж. Дж. Томсоном. Это опровергло существующие представления об электрической жидкости внутри веществ и позволило достоверно объяснить природу большинства электрических явлений. Макс Планк и Альберт Эйнштейн заложили основы объяснения квантовых свойств электромагнитного излучения. Следующими шагами вперед были теоретические знания Лоренцем об электромагнитном поле и эфире, которые были правильно интерпретированы специальной теорией относительности Эйнштейна и, таким образом, естественным образом объяснили магнетизм как релятивистский эффект, возникающий в электрическом действии, и открытия других ученых. Однако теория Максвелла не смогла построить последовательную теорию заряженных элементарных частиц, которая преуспела в квантовой электродинамике. В электротехнике электронная лампа стала новым компонентом , позволяющим передавать и принимать радио. В остальном на протяжении первой половины 20 века было характерно массовое распространение электроэнергии (электрификация муниципальных образований, строительство электростанций).

Во второй половине 20-го века самым важным открытием было явление транзистора в 1947 году, сделанное Джоном Бардином , Уильямом Браттейном и Уильямом Шокли. Освоив технологию производства примесных полупроводников, транзистор стал основой электронных схем, используемых практически во всех распространенных электронных устройствах (современные процессоры или микропроцессоры содержат от миллионов до миллиардов микроскопических транзисторов и составляют основу компьютера, мобильного телефона.и многие другие электронные устройства). Большое значение имела также возможность передавать изображения удаленно через телевидение, сначала в черно-белом, а затем в цветном.

Большое практическое значение имело также использование оптических волокон, ПЗС-схем и других компонентов современной электроники.

Сегодня электричество - обычная и неотъемлемая часть жизни людей в виде различных бытовых приборов, средств производства, средств связи и развлекательных технологий.