Сказка об электрической лягушке и итальянском физике Алессандро Вольте, основоположнике учения об электричестве
Ник. Горькавый
В середине ХVIII века в городке Комо родился будущий знаменитый физик, химик и физиолог Алессандро Вольта.
Убедившись, что чашка с кислотой и парой электродов даёт ток, Вольта стал экспериментировать с цепью таких чашек, а потом придумал более удобную для опытов конструкцию. Он взял медную и цинковую пластинки, разделил их войлоком, смоченным серной кислотой, и получил простой элемент, вырабатывающий электрический ток. Положив несколько таких элементов друг на друга, Вольта создал конструкцию, которая получила название «вольтов столб» или «вольтова батарея» — первый в мире химический источник тока!
20 марта 1800 года Алессандро Вольта послал письмо президенту Лондонского королевского общества с таким заглавием: «Об электричестве, возбуждаемом простым соприкосновением различных проводящих веществ». В письме Вольта писал: «Имею удовольствие сообщить вам, синьор, а через ваше посредство и Королевскому обществу, о некоторых поразительных результатах, полученных мною. <…> Главный <…> — это создание прибора, который по своим действиям, то есть по сотрясению, испытываемому рукой, и т. п., сходен с лейденской банкой или со слабо заряженной электрической машиной, но который, однако, действует непрерывно, одним словом, даёт непрерывный поток электрического флюида».
Президент Королевского общества баронет Джозеф Бэнкс показал письмо своим друзьям — лондонскому врачу Энтони Карлейлю и инженеру Уильяму Никольсону. Те загорелись идеей Вольты и уже 30 апреля сложили по его описаниям столб из семнадцати пар пластинок и ткани, смоченной серной кислотой. «Сделаем какой-нибудь эксперимент с этим “вольтовым столбом”!» — предложил Энтони. Уильям в это время, чертыхаясь, отмывал под струёй воды обожжённый кислотой палец. Джозеф, спокойно покуривая трубку в удобном кресле, сразу же согласился.
Уильям взял стеклянную трубку с водой, заткнул её с двух сторон пробками, через которые пропустил латунные провода, и присоединил их к разным полюсам «вольтовой батареи». Одна латунная проволочка начала в воде темнеть и покрываться налётом, от другой побежали пузырьки неизвестного газа. «В состав воды входит водород!» — предположил Джозеф. «Ага, — мрачно ответил Уильям. — Я слышал, что он взрывается». «Надо проверить!» — добродушно сказал Джозеф из кресла. Уильям смешал образовавшийся газ с воздухом в равных количествах и поджёг, предварительно отвернувшись. Раздался громкий хлопок, и осколки стеклянной колбы засыпали сердитого экспериментатора.
Результатом этого эксперимента стало выступление Джозефа Бэнкса 26 июня 1800 года на собрании Лондонского королевского общества. Он обнародовал письмо Вольты, а Карлейль с Никольсоном продемонстрировали присутствующим опыт по разложению воды. Раньше для подобного эксперимента требовались электрические искры из лейденских банок, а сейчас процесс шёл непрерывно под действием «вольтова столба», изготовить который было чрезвычайно просто!
Сообщение Вольты опубликовали в трудах Королевского общества, и учёные всего мира узнали, что электрический ток можно получать не только с помощью гроз и трения, но и путём проведения несложных химических реакций.
В 1801 году Алессандро Вольту пригласили в Париж. Его путешествие по Европе стало триумфальным. В каждом городе, где он останавливался, Вольта делал доклад о своём открытии. Парижские академики ещё до его приезда воссоздали «вольтов столб» и повторили все эксперименты, описанные в сообщении. Один из докладов и демонстрация опытов прошли в присутствии императора Наполеона, который осыпал Вольту монаршими милостями, велел выбить медаль в его честь и учредить премию в восемьдесят тысяч экю. Впоследствии Вольта получил титул графа и сенатора Королевства Италия.
— Почему даже император заинтересовался опытами Вольты? — спросила Галатея.
— Наполеон увидел, как электричество приводит в движение лапку мёртвой лягушки, и решил, что оно сможет оживлять погибших на поле боя и вообще сделает человека бессмертным.
— Но электричество не может оживить человека! — возразил Андрей.
— По прошествии времени человечество узнало, что электрический ток может запустить остановившееся сердце, а кардиостимулятор позволяет больному сердцу работать дольше. Так что какая-то доля правды в ожиданиях Наполеона была, хотя, конечно, биологическое бессмертие слишком сложная штука, чтобы обеспечить его с помощью электрической батареи. Но с точки зрения физики работа Вольты была прорывом в будущее. Многочисленные академии мира стали выбирать его в свои члены, а лучшие университеты Европы приглашать на работу.
Новость о «вольтовом столбе» достигла и России. Осенью 1801 года на заседании Академии наук граф А. А. Мусин-Пушкин показал несколько любопытных экспериментов с батареей Вольты, состоящей из 150 элементов. Другой российский профессор физики Василий Владимирович Петров построил батарею из 2100 элементов и впервые получил электрическую дугу.
— Её-то и наблюдал Бенджамин Франклин в своём доме во время грозы! — воскликнула Галатея.
— Да, — ответила Дзинтара, — только прежде это была неуправляемая грозовая, а теперь — полностью укрощённая искусственная дуга.
— Приручённый домашний дракон! — согласилась Галатея.
— В 1808 году такую же мощную вольтову батарею построил британец Хэмфри Дэви, чтобы наблюдать за электрической дугой. С помощью «вольтова столба» Дэви методом электролиза открыл новые металлы — натрий и калий. За эти выдающиеся достижения его возвели в ранг баронета. Вслед за ним исследователи по всему миру стали создавать «вольтовы столбы», и новые открытия в области электричества посыпались как из рога изобилия.
Биограф Вольты, его современник французский физик Франсуа Араго, писал: «…этот столб из разнородных металлов, разделённых небольшим количеством жидкости, составляет снаряд, чуднее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины».
Оглядываясь назад, можно назвать ХVIII век веком электрофорных машин, заряженных лейденских банок и шаров. Человек научился создавать и хранить электрические заряды, «высекать» электрические искры и вызывать электрические удары. Это был век электростатики. В 1785 году французский физик Шарль Кулон открыл закон о силе взаимодействия двух заряженных шаров. Он сформулировал его как «Фундаментальный закон электричества. Отталкивающая сила двух маленьких шариков, наэлектризованных электричеством одного рода, обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами двух шариков». Сегодня закон Кулона звучит так: «Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».
Создание Алессандро Вольтой первой электрической батареи на рубеже ХVIII—ХIХ веков дало толчок электродинамике. Наука получила в своё распоряжение постоянный источник электрического тока, благодаря чему XIX век стал началом электрической эры в истории человечества.
— Значит, Вольта загнал «электрического дракона», как джинна, в бутылку, вернее, в «вольтов столб», и заставил его работать на людей, — подвела итог Галатея.
— И нашёл прекрасный способ изучения этого дракона, — добавил Андрей.
А Дзинтара заключила:
— Наука ещё раз доказала, что природа может хранить свои тайны даже в таких, казалось бы, малозначимых объектах, как мёртвые лягушки. Начавшееся с лёгкого движения лягушачьей лапки электричество проникло во все сферы человеческого бытия, вытеснило паровые машины с заводов и железнодорожных путей, а сейчас теснит автомобили с бензиновыми двигателями.
— Мама, — спросила Галатея. — Но тайну землетрясений Вольта так и не разгадал?
— Нет, не разгадал, — вздохнула Дзинтара. — Клятву, которую дал юный Алессандро, выполнить пока не под силу никому. Мы уже понимаем, откуда землетрясения черпают свою силу, но до сих пор не можем предсказать, когда и где случится следующее. Из-за нашего незнания разрушительная сила подземных толчков и сопутствующих им цунами ежегодно уносит человеческие жизни по всему миру.
По выражению лица Галатеи стало понятно, что она собирается немедленно заняться разгадкой тайны, не решённой самим Алессандро Вольтой.
***
Алессандро Вольта (1745—1827) — итальянский физик, химик и физиолог, один из основоположников учения об электричестве. Его именем названа единица измерения электрического напряжения — вольт.
Хэмфри Дэви (1778—1829) — английский химик и физик, один из основателей электрохимии. Обнаружил несколько новых химических элементов.
Эдмунд Галлей (1656—1742) — английский астроном, рассчитавший орбиты 24 комет и верно предсказавший возвращение в 1758 году яркой кометы, которую впоследствии назвали его именем.
Луиджи Гальвани (1737—1798) — итальянский физик и физиолог. Исследователь электрических импульсов в биологических системах.
Лукреций (около 99—55 годов до нашей эры) — римский поэт и философ, последователь материализма и атомизма.
Аполлос Аполлосович Мусин-Пушкин (1760—1805) — русский аристократ, химик, физик и минералог. Известен своими электрическими опытами и новым способом получения платины.
Василий Владимирович Петров (1761—1834) — русский физик и электротехник. В 1802 году создал мощную вольтову батарею в 1700 вольт, открыл явление электрической дуги и показал, что её можно использовать для освещения, а также сварки и плавки металлов.
Энрико Ферми (1901—1954) — итальянский физик, один из создателей ядерного реактора. Лауреат Нобелевской премии по физике 1938 года.
Комментарии к статье
* Электрофорная машина — устройство для накопления электрического заряда, использующее трение между двумя вращающимися дисками.
Статьи по теме
- Сказка о трёх богатырях, которые сразились с «электрическим драконом»
- Сказка о Сен-Викторе и Беккереле, открывших таинственное излучение
- Сказка о музыканте Уильяме Гершеле, который расширил космос вдвое
Читайте в любое время
