Początki wiedzy o elektryczności


28-06-2022 18:43:20

Artykuł ten otwiera serię krótkich popularnonaukowych opracowań, jakie będę publikował w Przeglądzie Technicznym na temat historii techniki. Gazeta Inżynierska, jak sam siebie określa PT, głównie koncentruje się na nowościach, jakie pojawiają się w technice. Słusznie, bo wiedza o tych nowościach pomaga w rozwijaniu polskiej techniki zgodnie z najnowszymi trendami. Jednak czasem warto spojrzeć na drogę, jaką technika przebyła, żeby w pełni docenić to, co obecnie mamy. I taką właśnie cel będą miały moje felietony, publikowane w parzystych numerach PT. Zachęcam do systematycznego czytania!

Zacznę od tego, jak powstała wiedza o elektryczności, czyli o czymś, co dzisiaj jest tak powszechnie używana, że trudno wręcz sobie wyobrazić, że kiedyś jej nie było. Zdarzające się niekiedy wyłączenia prądu traktujemy jako źródło wielkiej niewygody. A przecież od początku elektryfikacji na szeroką skalę minęło zaledwie sto lat!

Elektryczność kojarzy się nam głównie ze zmyślnymi urządzeniami przeznaczonymi do różnych celów  – przypisujemy jej bowiem dziś rolę służebną. Tymczasem przez wiele lat była ona tylko przedmiotem zaciekawienia, a także zabawy.

Prawdopodobnie pierwszym Przyrodnikiem, który badał zjawiska elektryczne był Tales z Miletu. Prawie dokładnie 500 lat przed narodzeniem Chrystusa badał on siły pojawiające się wokół potartego (naelektryzowanego) bursztynu. Ten kosztowny i rzadki (w Azji Mniejszej) klejnot po potarciu w zadziwiający sposób przyciągał do siebie różne drobne przedmioty – kłaczki wełny, nasiona roślin, suche drewniane wiórki itp. Tales to obserwował i opisywał, chociaż niewiele z tego rozumiał, bo ówczesna wiedza przyrodnicza nie wypracowała jeszcze potrzebnych pojęć. Ponadto większość istotnych zjawisk związanych z elektrycznością wymyka się (do dziś!) prostym metodom ludzkiego poznania, ponieważ człowiek nie ma żadnych receptorów pozwalających postrzegać elektryczność zmysłowo, a Tales nie dysponował oczywiście żadną aparaturą. Jednak skierował uwagę nauki na te zjawiska, w wyniku czego od greckiej nazwy bursztynu (Elektron) wzięła nazwę cała dziedzina wiedzy, zapoczątkowana przez te badania.

Elektrostatyka, którą odkryli Grecy, była potem przez wiele stuleci modnym tematem badań i pokazów przyrodników. Wytwarzali oni elektryczność przez pocieranie różnych przedmiotów, najpierw wyłącznie bursztynu, ale potem głównie szklanych kulw specjalnych maszynach wprawianych w ruch za pomocą koła napędowego. W urządzeniach tych powstawał ładunek elektryczny, który zbierał na swoim ciele eksperymentator. Żeby ładunek nie uciekł – stał on na izolującej od podłoża szklanej tacy lub był zawieszony poziomo nad podłogą za pomocą umocowanych pod sufitem jedwabnych pasów. Uzyskany ładunek eksperymentator mógł przekazać innym zaangażowanym w zabawę osobom, przy czym chwila przekazywania była związana z przeskokiem iskry (miniaturowego pioruna!), trzaskiem wyładowania i wstrząsem elektrycznym u osoby przyjmującej ładunek. Wymyślano różne formy tej zabawy – elektryczny uścisk dłoni, elektryczny pocałunek, elektryczny łańcuszek itp.

Osoba naładowana elektrycznością manifestowała różne niezwykłe efekty: jej włosy „stawały dęba” (odpychane przez jednoimienne ładunki całego ciała) a w ciemności mogłademonstrować bardzo efektowne iskry, gdy zbliżała dłoń do jakiegoś metalowego przedmiotu– słowem efekty były fascynujące, bo niezrozumiałe.

Zabawę psuł fakt, że zanim tymi ładunkami elektrycznymi można się było bawić – trzeba je było pracowicie wytworzyć, a wytworzone ładunki bardzo szybko uciekały. Dlatego bardzo istotnym czynnikiem postępu w badaniach nad elektrycznością było wynalezienie sposobu gromadzenia ładunków.

Kluczowe odkrycie dokonane zostało 11.10.1745 r. w Kamieniu Pomorskim. Odkrywca nazywał się Ewald Georg von Kleist.Udało mu się zgromadzić ładunek elektryczny w taki sposób, że wpuścił go do butelki z rtęcią, którą trzymał w ręce. Powstał w ten sposób kondensator. Ma ondwa elementy przewodzące (rtęć i ręka badacza, którą potem zastąpiła metalowa folia) rozdzielone izolatorem (szkło butelki).

Wynalazek ten twórcy nie przyniósł żadnych korzyści, bo autorstwo przypisano Pieterowi van Musschenbroekowi, profesorowi Uniwersytetu w Lejdzie. Na skutek tej pomyłki kondensator (w swojej pierwotnej postaci) do dzisiaj bywa nazywany „butelką lejdejską”, chociaż są liczne dowody, że doświadczenia w Lejdzie przeprowadzono rok później, niż w Kamieniu Pomorskim. O priorytet odkrywcy z Kamienia Pomorskiego upominał się już w 1746 r. Daniel Gralath, naukowiec działający w gdańskim Towarzystwie Fizyki Doświadczalnej (Societas Physicae Experimentalis), który pisał w tej sprawie listy do Akademii Francuskiej. A jednak w podręcznikach i encyklopediach do dziś jako odkrywca wskazywany jest  Musschenbroek. Wynika to z faktu, że był on znanym i uznanym fizykiem, a odkrywca z Kamienia Pomorskiego  badaniami przyrodniczymi zajmował się amatorsko, z zawodu był prawnikiem i w sferach naukowych miał małą siłę przebicia. Tak to bywa do dziś, że łatwiej o nagrodę Nobla w Oksfordzie niż w AGH!

Wynalazek kondensatora („butelki lejdejskiej”)spowodował, że o zjawiskach elektrycznych zaczęto pisać więcpojawiła się konieczność nazwania rzeczy, które wcześniej nie były nazwane, bo ich po prostu nie było. Natury zjawisk elektrycznych nie znano, ale wiedziano, że obiekt posiadający w sobie elektryczność może być źródłem wyładowań, którym towarzyszy błysk i trzask. Przypominało to (w miniaturze) wystrzał, więc na zasadzie analogii zaczęto mówić o ładunku elektrycznym, podobnym do prochowego ładunku pistoletu albo armaty. Z kolei gdy stwierdzono, że zestaw połączonych butelek lejdejskich może gromadzić większy ładunek i powodować większe efekty – poszukano analogii z zestawem armat, które też mają większe możliwości, niż każda z nich z osobna. No więc nazwano taki zestaw zasobników elektryczności baterią,  bo tak się nazywa zestaw armat. Warto wiedzieć o tych „wystrzałowych” źródłosłowach kupując baterie do latarki czy telefonu!

Ryszard Tadeusiewicz

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl