A wszystko zaczęło się od iskry, czyli historia elektryczności
, ostatnia aktualizacja 2012-01-25 10:46:14.0
Starożytni Grecy pocierali bursztyn, który nazywali elektronem, aż kopał prądem. Królowa Elżbieta Pierwsza była zdumiona, że elektryczność statyczna ma siłę podnieść pióra. W XVIII wieku naukowcy budowali dziwne machiny, służące do wytwarzania elektryczności. Przyjrzyjmy się jak wyglądały początki ujarzmiania przez człowieka tej niezwykłej siły przyrody.
Szklana sfera
Na początku XVIII wieku, po wielu latach oczekiwania, Isaac Newton przejął, z rąk zmarłego wroga Roberta Hooka, włądzę w Towarzystwie Królewskim w Londynie, po czym by podbudować swoją pozycję, obsadził towarzystwo własnymi ludźmi.
Szefem pokazów został 35-letni Francis Hauksbee, który na cotygodniowe spotkania przygotowywał coraz bardziej widowiskowe eksperymenty.
W listopadzie wymyślił obrotową szklaną sferę. Za pomocą pompy powietrznej udało mu się odessać ze niej powietrze, natomiast korba umożliwiała mu jej szybki obrót. Świece na sali zostały zgaszone, kiedy Francis umieścił dłoń na sferze, a w środku rozjarzyło się dziwne, efemeryczne światło, tańczące wokół jego dłoni. Nikt wcześniej czegoś takiego nie widział.
To niebieskie światełko uznawano za rzecz niebywałą, ale trzeba pamiętać, że w owych czasach, takie zjawiska były przypisywane wyłącznie Bogu. W tamtej epoce, nawet Isaac Newton pisał, że Wszechmogący stale angażuje się w sprawy świata. Zjawiska naturalne były interpretowane jako wola Boża, a ich kopiowanie wydawało się przekraczać racjonalne pojmowanie.
Hauksbee nie kontynuował swojego eksperymentu. Stracił zainteresowanie świecącą sferą i przez ostatnie lata życia przeprowadzał eksperymenty, testując teorie Isaaca Newtona. Nigdy nie dowiedział się, że zapoczątkował rewolucję elektryczną.
Dwa rodzaje substancji
Co istotne, jego odkrycie zbiegło się z narodzinami nowego ruchu w europie, zwanego Oświeceniem, w którym ludzie szukali logicznych odpowiedzi na wszelakie zjawiska. Ich spuścizną był m.in. rozwój nauki.
Jak na ironię, maszyną Hauksbeego zainteresowali się najpierw nie intelektualiści, a magicy i iluzjoniści, którzy zaczęli nazywać się "elektrykami". Jedna z opowieści mówi o kolacji austriackiego hrabiego, podczas której taki elektryk rozłożył na stole pióra, jedwabną chustką naładował szklaną pałeczkę, po czym podniósł pióra za jej pomocą. Potem sam naładował się machiną Hauksbeego i kopał prądem piszczących gości. Gwoździem programu był kieliszek koniaku. Magik naładował się i zapalił koniak iskrą z palca.
Anglia i Europa oszalały na punkcie elektryczności, a pokazy były coraz bardziej widowiskowe. "Elektrycy" zaczęli zadawać pytania, chcieli wiedzieć, jak urozmaicić występy i jak zapanować nad tą niesamowitą siłą. Zastanawiali się też, czy elektryczność może być przydatna.
Do jednego z pierwszych przełomów doszło w latach 20. XVIII wieku. Steven Gray, farbiarz jedwabiu z Canterbury, którego fascynowały iskry skaczące z tej tkaniny, zbudował drewnianą ramę. Zawiesił w niej dwie huśtawki na jedwabnych linach oraz zamontował maszynę Hauksbeego generującą elektryczność statyczną. Na oczach licznej widowni, poprosił ochotnika, by położył się na obu huśtawkach. Następnie położył przed sobą płatki złota, wytworzył elektryczność i naładował jego ciało. Płatki złota uniosły się do dłoni, a widzowie twierdzili, że z jego palców sypią się iskry.
Steven Gray, dzięki temu pokazowi zrozumiał coś bardzo ważnego. Mianowicie to, że elektryczność mogła się przemieszczać - z maszyny do chłopca i jego dłoni oraz to, że jedwabna lina ją zatrzymywała. Oznaczało to, że elektryczność może przepływać tylko przez niektóre substancje.
Gray podzielił świat na dwa jej rodzaje. Nazwał je izolatorami i przewodnikami. Izolatorami, zatrzymującymi elektryczność, były jedwab, włosy, szkło i żywica. Przewodnikami, umożliwiającymi przepływ elektryczności, byli ludzie i metale. Ten podział obowiązuje do dziś.
Weźmy na przykład słupy energetyczne. Działają na zasadzie stosowanej przez Gray'a blisko 300 lat temu. Przewody są przewodnikami, a ceramiczno-szklane obiekty między drutem a słupem - izolatorami, które zapobiegają wyciekom elektryczności do gruntu. Są jak jedwabne sznury w eksperymencie Gray'a.
Eksperyment Gray'a zadziwiał, ale miał jednak poważną wadę - wygenerowanej elektryczności nie można było utrzymać. Zaczęto więc szukać sposobu na jej przechowywanie.
Rewolucyjny błąd ludzki
Udało się to po drugiej stronie kanału La Manche, w kontynentalnej Europie. To właśnie tam pewien profesor skonstruował wynalazek, który do dziś uważany jest za największe odkrycie XVIII wieku.
Profesorem tym był Pieter Van Musschenbroek, który w przeciwieństwie do Hauksbeego i Gray'a był uczonym. Próbował odkryć sposób magazynowania elektryczności przed pokazami. Jego założenie było proste. Pomyślał, że skoro elektryczność płynie jak woda, da się ją również przechowywać jak wodę. Jak na ironię, odkrycia dokonał nie dzięki procesowi naukowemu, a z powodu ludzkiego błędu.
Musschenbroek zabrał się za budowę stosownego pojemnika i do problemu podszedł wprost. Wziął szklany słój, wlał do niego trochę wody i włożył do niej przewodzący drut, podłączony do maszyny Hauksbeego. Słój postawił na izolatorze, by zachował ładunek w środku. Następnie spróbował poprzez drut, przesłać ładunek z generatora do wody.
-----
Dowiedz się więcej z programu "Historia elektryczności" prezentowanego w środy od 18 stycznia do 1 lutego o godzinie 20:00 na kanale Viasat History
Na początku XVIII wieku, po wielu latach oczekiwania, Isaac Newton przejął, z rąk zmarłego wroga Roberta Hooka, włądzę w Towarzystwie Królewskim w Londynie, po czym by podbudować swoją pozycję, obsadził towarzystwo własnymi ludźmi.
Szefem pokazów został 35-letni Francis Hauksbee, który na cotygodniowe spotkania przygotowywał coraz bardziej widowiskowe eksperymenty.
W listopadzie wymyślił obrotową szklaną sferę. Za pomocą pompy powietrznej udało mu się odessać ze niej powietrze, natomiast korba umożliwiała mu jej szybki obrót. Świece na sali zostały zgaszone, kiedy Francis umieścił dłoń na sferze, a w środku rozjarzyło się dziwne, efemeryczne światło, tańczące wokół jego dłoni. Nikt wcześniej czegoś takiego nie widział.
To niebieskie światełko uznawano za rzecz niebywałą, ale trzeba pamiętać, że w owych czasach, takie zjawiska były przypisywane wyłącznie Bogu. W tamtej epoce, nawet Isaac Newton pisał, że Wszechmogący stale angażuje się w sprawy świata. Zjawiska naturalne były interpretowane jako wola Boża, a ich kopiowanie wydawało się przekraczać racjonalne pojmowanie.
Hauksbee nie kontynuował swojego eksperymentu. Stracił zainteresowanie świecącą sferą i przez ostatnie lata życia przeprowadzał eksperymenty, testując teorie Isaaca Newtona. Nigdy nie dowiedział się, że zapoczątkował rewolucję elektryczną.
Dwa rodzaje substancji
Co istotne, jego odkrycie zbiegło się z narodzinami nowego ruchu w europie, zwanego Oświeceniem, w którym ludzie szukali logicznych odpowiedzi na wszelakie zjawiska. Ich spuścizną był m.in. rozwój nauki.
Jak na ironię, maszyną Hauksbeego zainteresowali się najpierw nie intelektualiści, a magicy i iluzjoniści, którzy zaczęli nazywać się "elektrykami". Jedna z opowieści mówi o kolacji austriackiego hrabiego, podczas której taki elektryk rozłożył na stole pióra, jedwabną chustką naładował szklaną pałeczkę, po czym podniósł pióra za jej pomocą. Potem sam naładował się machiną Hauksbeego i kopał prądem piszczących gości. Gwoździem programu był kieliszek koniaku. Magik naładował się i zapalił koniak iskrą z palca.
Anglia i Europa oszalały na punkcie elektryczności, a pokazy były coraz bardziej widowiskowe. "Elektrycy" zaczęli zadawać pytania, chcieli wiedzieć, jak urozmaicić występy i jak zapanować nad tą niesamowitą siłą. Zastanawiali się też, czy elektryczność może być przydatna.
Do jednego z pierwszych przełomów doszło w latach 20. XVIII wieku. Steven Gray, farbiarz jedwabiu z Canterbury, którego fascynowały iskry skaczące z tej tkaniny, zbudował drewnianą ramę. Zawiesił w niej dwie huśtawki na jedwabnych linach oraz zamontował maszynę Hauksbeego generującą elektryczność statyczną. Na oczach licznej widowni, poprosił ochotnika, by położył się na obu huśtawkach. Następnie położył przed sobą płatki złota, wytworzył elektryczność i naładował jego ciało. Płatki złota uniosły się do dłoni, a widzowie twierdzili, że z jego palców sypią się iskry.
Steven Gray, dzięki temu pokazowi zrozumiał coś bardzo ważnego. Mianowicie to, że elektryczność mogła się przemieszczać - z maszyny do chłopca i jego dłoni oraz to, że jedwabna lina ją zatrzymywała. Oznaczało to, że elektryczność może przepływać tylko przez niektóre substancje.
Gray podzielił świat na dwa jej rodzaje. Nazwał je izolatorami i przewodnikami. Izolatorami, zatrzymującymi elektryczność, były jedwab, włosy, szkło i żywica. Przewodnikami, umożliwiającymi przepływ elektryczności, byli ludzie i metale. Ten podział obowiązuje do dziś.
Weźmy na przykład słupy energetyczne. Działają na zasadzie stosowanej przez Gray'a blisko 300 lat temu. Przewody są przewodnikami, a ceramiczno-szklane obiekty między drutem a słupem - izolatorami, które zapobiegają wyciekom elektryczności do gruntu. Są jak jedwabne sznury w eksperymencie Gray'a.
Eksperyment Gray'a zadziwiał, ale miał jednak poważną wadę - wygenerowanej elektryczności nie można było utrzymać. Zaczęto więc szukać sposobu na jej przechowywanie.
Rewolucyjny błąd ludzki
Udało się to po drugiej stronie kanału La Manche, w kontynentalnej Europie. To właśnie tam pewien profesor skonstruował wynalazek, który do dziś uważany jest za największe odkrycie XVIII wieku.
Profesorem tym był Pieter Van Musschenbroek, który w przeciwieństwie do Hauksbeego i Gray'a był uczonym. Próbował odkryć sposób magazynowania elektryczności przed pokazami. Jego założenie było proste. Pomyślał, że skoro elektryczność płynie jak woda, da się ją również przechowywać jak wodę. Jak na ironię, odkrycia dokonał nie dzięki procesowi naukowemu, a z powodu ludzkiego błędu.
Musschenbroek zabrał się za budowę stosownego pojemnika i do problemu podszedł wprost. Wziął szklany słój, wlał do niego trochę wody i włożył do niej przewodzący drut, podłączony do maszyny Hauksbeego. Słój postawił na izolatorze, by zachował ładunek w środku. Następnie spróbował poprzez drut, przesłać ładunek z generatora do wody.
-----
Dowiedz się więcej z programu "Historia elektryczności" prezentowanego w środy od 18 stycznia do 1 lutego o godzinie 20:00 na kanale Viasat History
Pewnego dnia zapomniał postawić słój na izolatorze. Uruchomił generator, trzymając słój w ręku, a drugą ręką dotknął pokrywki. Prąd kopnął go tak silnie, że prawie go przewrócił. W swoich notatkach napisał: "Wymyśliłem straszny eksperyment, lecz odradzam powtarzanie go, gdyż sam nie chciałbym doświadczyć go po raz drugi za wszystkie skarby Francji".
W słoju zgromadziło się więcej elektryczności, niż gdziekolwiek wcześniej. Co dziwniejsze, słój utrzymywał ją przez godziny, a nawet dni. Aby uhonorować miasto, w którym Musschenbroek dokonał odkrycia, słój nazwano butelką lejdejską, a wieść o niej obiegła cały świat. Mówiono o niej od Japonii po Filadelfię.
Butelka lejdejska stała się sensacją, ale nikt do końca nie rozumiał, jak działa. Słój płynu elektrycznego kopał bardziej, gdy pozwoliło się ładunkowi wypłynąć do ziemi. Dlaczego przeciekający słój mocniej raził prądem? Dlaczego efekt był słabszy, gdy elektryczność nie uciekała?
Łowca piorunów
Przełom nastąpił po 10 latach w nieoczekiwanym miejscu. Dokonał go amerykański kolonista Benjamin Franklin, człowiek politycznie i filozoficznie skłócony z londyńskim rządem i brytyjskimi naukowcami, który za cel postawił sobie badanie piorunów.
Franklin wspierał wyzwolenie Ameryki i rozwój racjonalnej nauki, zwłaszcza elektryczności, gdyż zwalczała ignorancję oraz fałszywe wierzenia. Zapropnował on przeprowadzenie eksperymentu, który miał miejsce w niewielkiej wiosce Marly la Ville położonej na północ od Paryża.
W maju 1752 roku, George-Louis LeClerc znany we Francji jako Compte de Buffon i jego przyjaciel Thomas-Francois Dalibard wznieśli 12-metrowy, metalowy maszt, który stał przy domu Dlaibarda, w pustej butelce po winie i podtrzymywany był przez trzy drewniane belki.
Franklin wymyślił, by złapać piorun do szklanej butelki, która zadziałałaby tak samo jak butelka lejdejska. To potwierdziłoby, czym są pioruny. Francuzi musieli tylko zaczekać na burzę. Ta rozpętała się 23 maja. O godzinie 12:20 rozległ się grom, a piorun trafił w metalowy słup.
Asystent podbiegł do butelki, do jego palca przeskoczyła z głośnym hukiem iskra, i w powietrzu pojawił się zapach siarki. Iskra udowodniła, czym jest piorun - taką samą elektrycznością, jaką wytwarzał człowiek. Trudno przecenić wagę tej chwili. Człowiek zrozumiał przyrodę. Zapanował nad "gniewem Bożym". Eksperyment Franklina udowodnił, że pioruny są wyładowaniami elektrycznymi, które można ściągnąć na ziemię. Elektryczność była siłą natury, która czekała, by nad nią zapanować.
Przepływowy kopniak
Następnie Franklin spróbował ustalić, dlaczego butelka lejdejska iskrzy bardziej, gdy trzyma się ją w ręce. Dlaczego cała elektryczność po prostu nie ucieka? W oparciu o swoje doświadczenie biznesowe, zrozumiał coś, czego nie dostrzegł nikt wcześniej. Elektryczność, podobnie jak pieniądze, może być w nadmiarze, czyli na plusie, lub w debecie, czyli na minusie.
Sprowadził problem butelki lejdejskiej do zagadnienia księgowego. Franklin założył, że każde ciało ma otoczkę elektryczną, zawierającą właściwą sobie ilość elektryczności. Jeśli jest jej za dużo, jest "dodatnia". jeśli za mało, jest "ujemna".
Franklin założył też, że elektryczność to dodatni ładunek próbujący zneutralizować ładunek ujemny. Wierzył, że ta prosta teoria tłumaczy zagadkę butelki lejdejskiej. Po naładowaniu słoja, ładunek ujemny spływa po drucie do wody. Dopóki słój spoczywa na izolatorze, woda przechowuje ładunek ujemny. Jednak gdy podnosi się słoik, przez ciało wyciągane są z gruntu ładunki dodatnie, które pędzą, by zneutralizować ujemny ładunek w słoju.
Jednak dodatnie i ujemne ładunki nie mogą się spotkać, gdyż drogę blokuje im izolator - szkło. Z tego powodu ładunek rośnie po obu jego stronach. Po dotknięciu pokrywki drugą ręką, zamyka się obwód, umożliwiając spotkanie się ładunków ujemnych i dodatnich oraz wzajemną neutralizację. Przepływowi ładunków towarzyszy "kopniak" i nierzadko iskra. Współczesnym odpowiednikiem butelki lejdejskiej jest kondensator, podstawowy element elektroniki.
Drętwy elektryczne
Rozwiązanie zagadki butelki lejdejskiej i ustalenie natury piorunów było olbrzymim sukcesem Franklina, jednak handel, który był wtedy siłą napędową, odkrył jeszcze bardziej zaskakującą zagadkę. Poznanie nowego rodzaju elektryczności.
W XVIII i XIX wieku, znaczna część bogactw z całego świata przypływała do Londynu przez kanał La Manche. Przyprawy z Indii, cukier z Karaibów, zboże z Ameryki, herbata z Chin. Do Londynu docierały także nowe gatunki roślin i zwierząt z całego świata. Jedne z nich fascynowały elektryków. Były to drętwy, o których rybacy opowiadali legendy.
Podobno dotykiem potrafiły przewrócić dorosłego człowieka. Naukowcy szybko odkryli, że atak drętwy przypomina porażenie z butelki lejdejskiej. Czy drętwy mogły wytwarzać elektryczność? Z poczatku uznano porażenia przez drętwę za bajki. Mówiono, że chodzi o ugryzienie, a o braku elektryczności świadczy brak iskry. Była to jednak dziwna zagadka. Tajemnicę drętw rowiązał jeden z najdziwniejszych geniuszy w historii Anglii, Henry Cavendish.
Jego rodzina była niezwykle bogata, jednak Henry Cavendish zrezygnował z jej bogactwa i zamieszkał w Londynie, niedaleko ukochanego Towarzystwa Królewskiego, gdzie w spokoju mógł eksperymentować. Zaintrygowała go opowieść o drętwach.
Przyjaciel napisał do niego: "Doświadczyłem porażenia przez drętwę. To z pewnością elektryczność, ale jak to możliwe?" Aby ustalić, jak żywa istota może wytwarzać elektryczność, postanowił stworzyć sztuczną rybę. Wykorzystał do tego dwie butelki lejdejskie, ukształtowane jak drętwa i zakopał je w piasku. Po dotknięciu piasku, butelka raziła ładunkiem. Ten model przekonał go, że prawdziwe drętwy wytwarzały elektryczność. Pozostał jeden problem.
Zarówno prawdziwa, jak i sztuczna ryba raziły prądem, jednak drętwy nie iskrzyły. Cavendish zastanawiał się, dlaczego rybia elektryczność jest inna od tej znanej. Wiosną 1773 doznał olśnienia.
Genialną odpowiedzią było rozróżnienie ilości i natężenia elektryczności. Drętwy wytwarzały elektryczność o małym natężeniu. Pojawiły się dwa innowacyjne, naukowe pojęcia. To, co Cavendish nazwał "ilością elektryczności", nazywamy ładunkiem. "Natężenie" definiujemy jako różnicę potencjałów lub napięcie.
Butelki lejdejskie miały wysokie napięcie i mały ładunek, a ryba - małe napięcie i duży ładunek. Drętwy rażą ofiarę napięciem 240 woltów. Butelki lejdejskie miały napięcie dziesięciokrotnie większe. Cavendish udowodnił, że drętwy generują elektryczność, ale nie wiedział, czy tą samą, co generatory.
Zastanawiał się, czy elektryczny atak drętwy jest tym samym porażeniem, co z generatora, czy to zupełnie odmienna, zwierzęca elektryczność, która istnieje tylko w organizmach żywych. Przez wiele dziesięcioleci toczyła się na ten temat zaciekła debata, która doprowadziła do nowego odkrycia. Ustalono, że wyładowanie elektryczne nie musi być chwilową iskrą, lecz może przebiegać w sposób płynny. Tak właśnie wynaleziono prąd elektryczny, który wprowadził nas w epokę współczesną.
Elektryczność zmieniła świat. Kilkaset lat temu była tajemniczą i magiczną siłą. Seria dziwnych i wspaniałych eksperymentów pomogła ją ujarzmić i zaprząc do pracy. Zrewolucjonizowała łączność, zasila oraz oświetla nasz świat i nie wyobrażamy sobie teraz życia bez niej.
-----
Dowiedz się więcej z programu "Historia elektryczności" prezentowanego w środy od 18 stycznia do 1 lutego o godzinie 20:00 na kanale Viasat History
W słoju zgromadziło się więcej elektryczności, niż gdziekolwiek wcześniej. Co dziwniejsze, słój utrzymywał ją przez godziny, a nawet dni. Aby uhonorować miasto, w którym Musschenbroek dokonał odkrycia, słój nazwano butelką lejdejską, a wieść o niej obiegła cały świat. Mówiono o niej od Japonii po Filadelfię.
Butelka lejdejska stała się sensacją, ale nikt do końca nie rozumiał, jak działa. Słój płynu elektrycznego kopał bardziej, gdy pozwoliło się ładunkowi wypłynąć do ziemi. Dlaczego przeciekający słój mocniej raził prądem? Dlaczego efekt był słabszy, gdy elektryczność nie uciekała?
Łowca piorunów
Przełom nastąpił po 10 latach w nieoczekiwanym miejscu. Dokonał go amerykański kolonista Benjamin Franklin, człowiek politycznie i filozoficznie skłócony z londyńskim rządem i brytyjskimi naukowcami, który za cel postawił sobie badanie piorunów.
Franklin wspierał wyzwolenie Ameryki i rozwój racjonalnej nauki, zwłaszcza elektryczności, gdyż zwalczała ignorancję oraz fałszywe wierzenia. Zapropnował on przeprowadzenie eksperymentu, który miał miejsce w niewielkiej wiosce Marly la Ville położonej na północ od Paryża.
W maju 1752 roku, George-Louis LeClerc znany we Francji jako Compte de Buffon i jego przyjaciel Thomas-Francois Dalibard wznieśli 12-metrowy, metalowy maszt, który stał przy domu Dlaibarda, w pustej butelce po winie i podtrzymywany był przez trzy drewniane belki.
Franklin wymyślił, by złapać piorun do szklanej butelki, która zadziałałaby tak samo jak butelka lejdejska. To potwierdziłoby, czym są pioruny. Francuzi musieli tylko zaczekać na burzę. Ta rozpętała się 23 maja. O godzinie 12:20 rozległ się grom, a piorun trafił w metalowy słup.
Asystent podbiegł do butelki, do jego palca przeskoczyła z głośnym hukiem iskra, i w powietrzu pojawił się zapach siarki. Iskra udowodniła, czym jest piorun - taką samą elektrycznością, jaką wytwarzał człowiek. Trudno przecenić wagę tej chwili. Człowiek zrozumiał przyrodę. Zapanował nad "gniewem Bożym". Eksperyment Franklina udowodnił, że pioruny są wyładowaniami elektrycznymi, które można ściągnąć na ziemię. Elektryczność była siłą natury, która czekała, by nad nią zapanować.
Przepływowy kopniak
Następnie Franklin spróbował ustalić, dlaczego butelka lejdejska iskrzy bardziej, gdy trzyma się ją w ręce. Dlaczego cała elektryczność po prostu nie ucieka? W oparciu o swoje doświadczenie biznesowe, zrozumiał coś, czego nie dostrzegł nikt wcześniej. Elektryczność, podobnie jak pieniądze, może być w nadmiarze, czyli na plusie, lub w debecie, czyli na minusie.
Sprowadził problem butelki lejdejskiej do zagadnienia księgowego. Franklin założył, że każde ciało ma otoczkę elektryczną, zawierającą właściwą sobie ilość elektryczności. Jeśli jest jej za dużo, jest "dodatnia". jeśli za mało, jest "ujemna".
Franklin założył też, że elektryczność to dodatni ładunek próbujący zneutralizować ładunek ujemny. Wierzył, że ta prosta teoria tłumaczy zagadkę butelki lejdejskiej. Po naładowaniu słoja, ładunek ujemny spływa po drucie do wody. Dopóki słój spoczywa na izolatorze, woda przechowuje ładunek ujemny. Jednak gdy podnosi się słoik, przez ciało wyciągane są z gruntu ładunki dodatnie, które pędzą, by zneutralizować ujemny ładunek w słoju.
Jednak dodatnie i ujemne ładunki nie mogą się spotkać, gdyż drogę blokuje im izolator - szkło. Z tego powodu ładunek rośnie po obu jego stronach. Po dotknięciu pokrywki drugą ręką, zamyka się obwód, umożliwiając spotkanie się ładunków ujemnych i dodatnich oraz wzajemną neutralizację. Przepływowi ładunków towarzyszy "kopniak" i nierzadko iskra. Współczesnym odpowiednikiem butelki lejdejskiej jest kondensator, podstawowy element elektroniki.
Drętwy elektryczne
Rozwiązanie zagadki butelki lejdejskiej i ustalenie natury piorunów było olbrzymim sukcesem Franklina, jednak handel, który był wtedy siłą napędową, odkrył jeszcze bardziej zaskakującą zagadkę. Poznanie nowego rodzaju elektryczności.
W XVIII i XIX wieku, znaczna część bogactw z całego świata przypływała do Londynu przez kanał La Manche. Przyprawy z Indii, cukier z Karaibów, zboże z Ameryki, herbata z Chin. Do Londynu docierały także nowe gatunki roślin i zwierząt z całego świata. Jedne z nich fascynowały elektryków. Były to drętwy, o których rybacy opowiadali legendy.
Podobno dotykiem potrafiły przewrócić dorosłego człowieka. Naukowcy szybko odkryli, że atak drętwy przypomina porażenie z butelki lejdejskiej. Czy drętwy mogły wytwarzać elektryczność? Z poczatku uznano porażenia przez drętwę za bajki. Mówiono, że chodzi o ugryzienie, a o braku elektryczności świadczy brak iskry. Była to jednak dziwna zagadka. Tajemnicę drętw rowiązał jeden z najdziwniejszych geniuszy w historii Anglii, Henry Cavendish.
Jego rodzina była niezwykle bogata, jednak Henry Cavendish zrezygnował z jej bogactwa i zamieszkał w Londynie, niedaleko ukochanego Towarzystwa Królewskiego, gdzie w spokoju mógł eksperymentować. Zaintrygowała go opowieść o drętwach.
Przyjaciel napisał do niego: "Doświadczyłem porażenia przez drętwę. To z pewnością elektryczność, ale jak to możliwe?" Aby ustalić, jak żywa istota może wytwarzać elektryczność, postanowił stworzyć sztuczną rybę. Wykorzystał do tego dwie butelki lejdejskie, ukształtowane jak drętwa i zakopał je w piasku. Po dotknięciu piasku, butelka raziła ładunkiem. Ten model przekonał go, że prawdziwe drętwy wytwarzały elektryczność. Pozostał jeden problem.
Zarówno prawdziwa, jak i sztuczna ryba raziły prądem, jednak drętwy nie iskrzyły. Cavendish zastanawiał się, dlaczego rybia elektryczność jest inna od tej znanej. Wiosną 1773 doznał olśnienia.
Genialną odpowiedzią było rozróżnienie ilości i natężenia elektryczności. Drętwy wytwarzały elektryczność o małym natężeniu. Pojawiły się dwa innowacyjne, naukowe pojęcia. To, co Cavendish nazwał "ilością elektryczności", nazywamy ładunkiem. "Natężenie" definiujemy jako różnicę potencjałów lub napięcie.
Butelki lejdejskie miały wysokie napięcie i mały ładunek, a ryba - małe napięcie i duży ładunek. Drętwy rażą ofiarę napięciem 240 woltów. Butelki lejdejskie miały napięcie dziesięciokrotnie większe. Cavendish udowodnił, że drętwy generują elektryczność, ale nie wiedział, czy tą samą, co generatory.
Zastanawiał się, czy elektryczny atak drętwy jest tym samym porażeniem, co z generatora, czy to zupełnie odmienna, zwierzęca elektryczność, która istnieje tylko w organizmach żywych. Przez wiele dziesięcioleci toczyła się na ten temat zaciekła debata, która doprowadziła do nowego odkrycia. Ustalono, że wyładowanie elektryczne nie musi być chwilową iskrą, lecz może przebiegać w sposób płynny. Tak właśnie wynaleziono prąd elektryczny, który wprowadził nas w epokę współczesną.
Elektryczność zmieniła świat. Kilkaset lat temu była tajemniczą i magiczną siłą. Seria dziwnych i wspaniałych eksperymentów pomogła ją ujarzmić i zaprząc do pracy. Zrewolucjonizowała łączność, zasila oraz oświetla nasz świat i nie wyobrażamy sobie teraz życia bez niej.
-----
Dowiedz się więcej z programu "Historia elektryczności" prezentowanego w środy od 18 stycznia do 1 lutego o godzinie 20:00 na kanale Viasat History