Введение

Ты, конечно, обращал внимание на то, что одежда, содержащая синтетические волокна, часто неприятно прилипает к телу. Чистые сухие волосы притягиваются к расческе и не хотят ложиться так, как хотелось бы. Когда в темной комнате снимаешь свитер или гладишь сухой рукой кошку, можно увидеть даже вспышки света и услышать треск. Иногда можно почувствовать укол в руке или заметить искры, когда, походив по ковру, дотронешься до человека или водопроводного крана, или когда, выходя из машины, закрываешь дверцу. Во всех этих случаях мы имеем дело с электрическими явлениями.

Первым электрические явления описал в VI веке до н. э. древнегреческий философ Фалес Милетский, который считается первым ученым в мировой истории. Он обратил внимание на то, что потертый шерстью янтарь притягивает к себе пушинки, волоски и другие легкие предметы.

По прошествии более двух тысяч лет описанное Фалесом явление начал исследовать английский естествоиспытатель, придворный врач королевы Елизаветы I Уильям Гильберт. Он нашел множество веществ, которые, если их потереть, так же, как янтарь, притягивают к себе другие тела. Гильберт считал возникающую при трении тел притягивающую силу особой природной силой и назвал ее электрической силой. Тело, которое действует на другие тела электрической силой, он называл наэлектризованным телом. Слово электричество произошло от греческого слова ηλεκτρον – электрон – янтарь. Ведь тело из янтаря было первым, у которого заметили электрические явления.

С опытов Гильберта началось научное исследование электрических и магнитных явлений. Для проведения опытов Гильберт сконструировал и первый электроскоп. Прошло еще более ста лет, прежде чем французский ученый Шарль Франсуа Дюфе в 1733 году пришел к выводу, что для объяснения электрических явлений надо предположить, что электричество бывает двух видов: «стеклянное» электричество и «смоляное» электричество (янтарь – это ископае­мая смола). Он открыл, что тела с одинаковыми видами электрического заряда отталкиваются, а тела с разными видами электрического заряда притягиваются.

По предложению американского ученого Бенджамина Франклина, электрические заряды разных видов стали называть положительными и отрицательными. Франклин исследовал сходство между электрическими искрами и молнией и доказал, что у них одинаковая природа. На основании опытов он пришел к выводу, что и электрические искры, и молния притягиваются к остриям. В 1750 году по его предложению в Филадельфии на вершине одной из высоких башен был установлен железный стержень с длинным острием, который при помощи проволоки соединялся с землей. Молния ударяла в железный стержень. Таким образом, Франклин изобрел стержневой молниеотвод.

Франклин развил далее теорию электричества Дюфе и положил своими трудами начало электростатике. Электростатика – это часть физики, которая изучает неизменное во времени взаимодействие неподвижных электрически заряженных тел. Согласно теории Франклина, оба вида электрических зарядов – это избыток или недостаток одного и того же вида электричества.

«Тела, подвергаемые трению, притягивают к себе электрический огонь. Они отнимают его у трущего тела. В то же время тела согласны отдавать полученный огонь любому другому телу, у которого огня меньше. Тела, у которых электрического огня по сравнению с обычным состоянием излишек, заряжены положительно. Тела, у которых электрического огня недостаточно, заряжены отрицательно. Тела, у которых по сравнению с нормальным состоянием нет ни недостатка, ни избытка электрического огня, электрически нейт­ральны. При соединении наэлектризованных тел электрический огонь всегда движется от тела, где его больше, к телу, где его меньше. Если тело заряжено положительно, излишний электрический огонь собирается на поверхности тела и образует вокруг него особую электрическую атмосферу…»

Представление об окружающей заряженное тело «электрической атмосферы» аналогично представлению об электрическом поле, при помощи которого стали объяснять взаимодействие заряженных тел только сто лет спустя. Из теории Франклина следует, что электрический огонь может переходить только от положительно заряженного тела к отрицательно заряженному телу. Этот вывод спустя годы стал основанием для определения условного направления электрического тока.

В 1751 году Франклин опубликовал результаты своих работ в книге «Experiments and Observations on Electricity» («Опыты и наблюдения над электричеством»), что принесло ему международное признание.

В последнее десятилетие XVIII века был открыт закон взаимодействия электрически заряженных тел. По этому закону можно вычислить величину силы, с которой одно наэлектризованное тело действует на другое наэлектризованное тело. Но еще не было получено ответа на вопрос, как наэлектризованные тела действуют друг на друга. Ответ был получен в середине XIX века, когда была создана теория, по которой посредником при взаимодействии наэлектризованных тел является окружающее эти тела электрическое поле. Понятие электрического поля ввел в употребление английский физик Майкл Фарадей. Примерно на полстолетие позже, на пороге XX века, был открыт электрон – частица вещества, которая и обусловливает все электрические явления.