 |
| Artikler |
|
Robot Netværk Tele Installationer Lys Komponenter Elektronik Cases Håndværk Elektroteknik Historien Af interesse |
| Diverse |
|
Opslag Billedopslag FAQ Video Links Om  |
 Tilpasset søgning |
Salmonsen - Elektricitet
| Dokument oprettet: | 12 Mar 2005 |
| Senest ændret: | 24 Apr 2021 |
Elektricitet, den Naturvirksomhed, der ligger til Grund for de elektriske Fænomener. Ordet skyldes Gilbert, der for den tiltrækkende Kraft, som Rav (gr. »Elektron«) o. m. a. Legemer udvikler, naar de gnides, indførte Udtrykket vis electrica. Man har længe betragtet E. som en Art Stof, et »elektrisk Fluidum«, der lejrede sig paa elektriserede Legemers Overflade ell. som elektrisk Strøm gennemløb de elektriske Ledere. Efter Symmer's Teori gaves der to saadanne Fluida, »positiv« og »negativ« E., og disse Udtryk benyttes endnu. Opr. tillagde man de to E.'er kun tiltrækkende og frastødende Kræfter, men efterhaanden som Kendskabet til E. er vokset, har man maattet føje ny Egenskaber til. Flere Udtryk som Gnidnings-E., Termo-E., Berørings-E., Galvanisme, er opr. fremgaaede af den Opfattelse, at disse paa forsk. Maade frembragte Former af E. var væsensforskellige. Man ved nu, at hele Forskellen beror paa, at man ad de forsk. Veje faar E. med forsk. Spænding og i forsk. Mængde. I det flg. skal der gives et Omrids af den moderne Elektricitetsteori samt af E.-Lærens Historie. Den udførligere Behandling af E.-Lærens forsk. Hovedafsnit vil man finde i flg. større Artikler: Elektrostatik, Elektromagnetisme, Magnetisme, Elektrodynamik, Induktion, elektromagnetiske Svingninger, elektrisk Strøm, elektrisk Ledningsmodstand, Elektrolyse, elektrisk Strøm i Luftarter, Elektron, Elektronteorien, Anodestraaler, Kanalstraaler, Katodestraaler, Røntgenstraaler, Radioaktivitet. Om de tekn. Anvendelser, se Elektroteknik.
Det elektromagnetiske Felt udtrykt ved Kraftlinier. Ud fra Coulomb's Lov, efter hvilken ensartede og uensartede hvilende Elektricitetsmængder henholdsvis frastøder og tiltrækker hinanden proportionalt med Mængdernes Produkt og omvendt som Kvadratet paa deres Afstande, lader de vigtigste af de i Løbet af 17. og 18. Aarh. eksperimentelt fundne Fænomener ved den hvilende E. sig let forklare. Opr. tænkte man sig denne Virkning som en Fjernvirkning i Lighed med, hvad man var vant til ved Tyngdekraften. Det er Faraday's og Maxwell's Fortjeneste at have paavist Frugtbarheden ved at betragte Paavirkningen som en Nærvirkning. En elektrisk Ladning virker herefter ikke umiddelbart paa en anden Ladning, men middelbart gennem »Æteren«, et hypotetisk elastisk Stof, der tænkes opfyldende alt Rum, og som af den elektriske Ladning sættes i en vis spændt Tilstand. Det er »Spændingen« i Æteren paa det Sted, hvor den anden Ladning befinder sig, der frembringer den mekaniske Kraft paa denne, som vi iagttager. Efter denne Betragtningsmaade vil altsaa Rummet om en elektrisk Ladning være i en særlig Tilstand, som vi udtrykker ved at sige, at det er et elektrisk Felt. Feltets Ejendommelighed karakteriseres i hvert Punkt ved Symbolet den elektriske Kraft, en Retningsstørrelse, der i Størrelse og Retning defineres lig med den mek. Kraft, der vilde virke paa en Elektricitetsenhed, der var anbragt paa Stedet. Man faar en let overskuelig Fremstilling af det elektriske Felt ved Hjælp af de af Faraday indførte Kraftlinier, det vil sige Linier, der tænkes dragne i den elektriske Krafts Retning, og som ved deres Tæthed angiver dens Styrke, idet der pr Fladeenhed vinkelret paa Kraftretningen trækkes et Antal Kraftlinier lig Kraftens Størrelse paa det betragtede Sted. For det simple Tilfælde, en enkelt elektrisk Ladning i Hvile, vil Kraftlinierne straale ud fra Ladningen ligeligt i alle Retninger, uden at der nogetsteds forsvinder ell. opstaar ny Linier. Det kan vises at være en Konsekvens af Coulomb's Lov, at de elektriske Kraftlinier i et hvilket som helst Felt kun kan begynde og ende i elektriske Ladninger (ell. eventuelt i det uendelig Fjerne). Man kan derfor kalde de elektriske Ladninger for Kildepunkter for de elektriske Kraftlinier. Saalænge E.-Mængden bliver den samme, vil der ogsaa udgaa det samme Antal Kraftlinier fra den. Ved hjælp af de elektriske Kraftlinier lader nu ethvert elektrostatisk Problem sig løse, idet disse, for at Elektriciteten skal være i Hvile, maa tilfredsstille visse Betingelser, f. Eks. maa de gaa vinkelret fra og til en Leders Overflade, men ikke fortsættes ind i Lederen. Resultatet bliver dog det samme, hvad enten man benytter de Faraday-Maxwell'ske Kraftlinier ell. den Coulomb'ske Fjernvirkningslov, saa længe man kun behandler hvilende elektriske Systemer.
Gaar vi til elektriske Ladninger i Bevægelse ⊃: den elektriske Strøm, er de elektriske Kraftlinier ikke længere tilstrækkelige til at karakterisere Feltet. Ved Ørsted's Opdagelse af Elektromagnetismen føjedes nemlig den ny Fundamentalegenskab til E., at en bevæget E.-Mængde frembringer et Magnetfelt uden om sig, der for stationære Strømme kan beregnes ved Biot og Savart's Lov. Foruden de elektriske Kraftlinier maa der derfor yderligere tilføjes magnetiske Kraftlinier, der bestemmes paa analog Maade ved den mek. Kraft paa en Enhedsnordpol. Ved en enkelt, jævnt bevæget elektrisk Ladning vil de elektriske Kraftlinier for Hastigheder, der er smaa i Forhold til Lysets, straale ud i alle Retninger, omtr. som om E.-Mængden havde været i Hvile, medens de magnetiske Kraftlinier vil være Cirkler vinkelret paa Bevægelsens Bane og med Centrerne i denne. Dette Magnetfelt har ingen lighed med en alm. permanent Stangmagnets, men, som først vist af Ampère, vil den elektriske Strøm i en lukket Bane, f. Eks. en Traadrulle, frembringe et Magnetfelt, der udadtil ganske ligner de permanente Magneters. Ampère antog derfor, at disses Magnetfelt ogsaa var frembragt ved elektriske Strømme, nemlig ved Strømme i Jernets Molekyler, og ganske nye Undersøgelser har direkte bekræftet denne Antagelse. Herefter maa da det magnetiske Felt opfattes som en Egenskab, der alene er knyttet til bevæget E. De magnetiske Kraftlinier fra Strømme vil altid løbe tilbage i sig selv, altsaa hverken have Beg. ell. Ende. Da virkelige magnetiske Kildepunkter saaledes ikke eksisterer, eksisterer der heller ingen egl. Magnetpoler. Naar vi alligevel taler om Magnetismemængder, er det, fordi det er bekvemme Hjælpestørrelser, men nogen reel Eksistens har de ikke.
Faraday's Opdagelse af Induktionen føjede endnu den Vekselvirkning til imellem det elektriske og magnetiske Felt, at et Magnetfelt, der forandrer sig, fremkalder, inducerer, elektriske Kræfter. I Alm. iagttages Induktionen derved, at der paa det betragtede Sted findes en sluttet Ledningskreds, hvori de inducerede elektriske Kræfter frembringer en Induktionsstrøm, men selv om der ingen Ledningskreds findes, vil de elektriske Kræfter alligevel være til Stede. De elektriske Kraftlinier, der opstaar ved Induktionen, er i Modsætning til de elektrostatiske uden Kildepunkter; de er Hvirvellinier, der løber i sig selv ligesom de magnetiske Kraftlinier.
Til disse elektromagnetiske Grundlove, der hviler paa direkte Forsøg, har nu Maxwell føjet den Antagelse, at analogt med, at en Forandring (med Tiden) af den magnetiske Kraft paa et Sted frembringer en elektrisk Hvirvel om sig, vil ogsaa en Forandring af den elektriske Kraft frembringe en magnetisk Hvirvel. En saadan findes som omtalt ogsaa omkring strømmende E., og en Forandring af den elektriske Kraft skal derfor efter Maxwell virke som en elektrisk Strøm, den saakaldte elektriske Forskydningsstrøm. Ved at tage Forskydningsstrømmen med bliver alle Strømme sluttede Strømme. Naar saaledes en Kondensator lades, fortsættes den elektriske Strøm i Tilledningstraadene som en Forskydningsstrøm i det isolerende Mellemrum mellem Kondensatorens Belægninger, og efter Maxwell skal ogsaa den have et magnetisk Felt om sig. Dette Magnetfelt er vel blevet paavist ved direkte Forsøg, men da disse er saa vanskelige, at de kun kan udføres med ringe Nøjagtighed, maa det egl. Bevis for Rigtigheden af Maxwell's Antagelse søges i Bekræftelsen af de Konsekvenser, der kan drages deraf.
De elektromagnetiske Grundligninger. Vi kan nu formulere Grundligningerne for den moderne Elektricitetsteori, de berømte Maxwell'ske Ligninger, idet disse kun er matematiske Udtryk for de fire Grundlove, som vi ovf. har omtalt, og som i Kraftliniesproget kvalitativt kan gengives saaledes: 1) Elektriske Kraftlinier kan kun begynde i positiv og ende i negativ E. 2) Magnetiske Kraftlinier er altid kildefri. 3) En bevæget Elektricitetsmængde ell. en Forskydningsstrøm frembringer en magnetisk Hvirvel om sig. 4) En indtrædende Forandring af den magnetiske Kraft (en magnetisk Forskydningsstrøm) frembringer en elektrisk Hvirvel om sig. 5) Hertil slutter sig endelig i Elektronteorien et Udtryk for, at en bevæget Elektricitetsmængde ikke blot paavirkes mekanisk af den elektriske Kraft, men ogsaa – i Egenskab af Strømelement – af den magnetiske Kraft.
Som man ser, er der i disse Ligninger ingen Tale om Æteren og den mek. Tilstand. Vi er absolut uvidende om, hvorledes denne er, og vi er derfor ogsaa ganske ude af Stand til at give en mek. Forklaring af E. Teorien gør blot det magnetiske Felt paa et Sted afhængig af Ændringerne af det elektriske Felt paa samme Sted og omvendt, men det er i denne Sammenknytning – hvis mekaniske Forstaaelse vilde kræve en ell. anden Art »Æter« – at den Faraday-Maxwell'ske Teoris store Fremskridt ligger lige over for Fjernvirkningsbetragtningen. Tænker vi os f. Eks., at en hvilende Elektricitetsmængde sættes i Bevægelse, vil den som omtalt skabe et magnetisk Felt om sig; men dette Felt vil ikke – som efter Fjernvirkningsteorien – øjeblikkelig være til Stede overalt i Rummet, men vil begynde inde ved Elektricitetsmængden og derfra brede sig ud i Rummet. Det er nu den overraskende Konsekvens af de Maxwell'ske Ligninger, at den Hastighed, hvormed Udbredelsen sker, bliver lig Forholdet mellem en Elektricitetsmængdes elektrostatiske og elektromagnetiske Maal, et Forhold, der ved Forsøg er fundet at være lige saa stort som det Forhold mellem Længde og Tid, der udtrykker Lysets Hastighed. En svingende elektrisk Ladning vil derfor frembringe elektriske Svingninger ⊃: Svingninger af den elektriske Kraft, der vil brede sig ud som en Bølgebevægelse med Lyshastighed, og at dette virkelig finder Sted, blev eksperimentelt paavist af H. Hertz. Det var imidlertid ikke blot de Maxwell'ske Ligninger, men ogsaa den nærliggende Konsekvens af dem, som Maxwell havde draget, at Lyset selv var elektriske Bølger, som derved fandt en eksperimentel Bekræftelse, idet baade de elektriske Bølger viste sig at have Egenskaber, som Lysbølger af stor Bølgelængde maatte antages at have, og omvendt Lysbølgerne at have Egenskaber som elektriske Svingninger (se Lysteori). Elektricitetslæren var saaledes blevet Grundlaget for Lyslæren.
Af epokegørende Betydning for E.'s Tilknytning til Stoffet blev Opdagelsen af Elektronerne ved 19. Aarh.'s Slutn. Det paavistes derved, at den mindste for sig eksisterende negative Ladning er en konstant Størrelse, det elektriske Elementarkvantum, og at Bæreren af denne Ladning, Elektronen, indgaar som en fælles Bygningssten i alle Atomer (se Elektron). Ved at anvende Grundligningerne paa Feltet om en Elektron førtes man til Opdagelsen af, at E. var i Stand til at forklare Dynamikkens (træge) Massebegreb, hvorved E.'s fundamentale Karakter yderligere understregedes. De allersidste Aars Undersøgelser over radioaktive Stoffer og deres Straaling har befæstet og udvidet disse Anskuelser i en saa overordentlig Grad, at der nu synes at aabne sig Mulighed for igennem den Rutherford-Bohr-ske Atommodel i ethvert Tilfælde i store Træk at kunne angive Grundstoffernes Opbygning af Elektricitetsatomer og at forklare deres Egenskaber ud derfra. Hertil kræves der dog yderligere Antagelser ud over de ovf. givne Grundligninger, men da vor Viden om disse Spørgsmaal endnu ikke har faaet nogen afsluttende Karakter, skal der ikke her gaas ind paa disse. (Litt.: Samlede Fremstillinger med Hovedvægten paa det eksperimentelle: Müller-Pouillet, »Lehrbuck der Physik«: IV. Bd, 10. Opl., ved W. Kaufmann o. a. [Braunschweig 1909-14] [en let læselig, fortrinlig, moderne Haandbog paa c. 1500 Sider]. – H. Starke, »Experimentelle Elektrizitätslehre«, 2. Udg. [Leipzig 1910] [662 Sider, mindre Stofmængde end i foreg., udmærket som Lærebog]. – »Handbuch der Elektrizität und des Magnetismus« [Leipzig 1912-16] [udførligste, strengt videnskabelige Haandbog, ikke afsluttet]. – »Handbuch der Physik«, IV og V Bd, 2. Udg. [Leipzig 1905-07]. – Gode Oversigtsartikler findes i »Handwörterbuch der Naturwissenschaften« [Jena 1911-15]. Teoretiske Fremstillinger: J. J. Thomsen, Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism, 4. Udg. [Cambridge 1909]; P. Drude, »Physik des Aethers«, 2. Opl. ved W. König [Stuttgart 1912]; J. H. Jeans, Elektricity and Magnetism, 3. Udg. [Cambridge 1915]; M. Abraham [und A. Föppl], »Theorie der Elektrizität«, I og II, henh 4. og 3. Opl. [Leipzig 1912-14]; O. W. Richardson, The Electron Theory of Matter [Cambridge 1914]).
Elektrostatikken. Allerede i den gr Oldtid var det bekendt, at gnedet Rav tiltrækker lette Genstande, og den samme Egenskab kendtes hos »Lynkurion«, formodentlig en Slags Ædelsten. Foruden om Lyn og Torden findes der fra Oldtiden Efterretninger om det Fænomen, der senere fik Navnet Skt Elm's Ild. Endelig var det bekendt, at den elektriske Rokke (raja torpedo) kunde frembringe ejendommelige Stød; men man anede selvfølgelig ikke Forbindelsen mellem saa forsk. Ting som Ravets Tiltrækning og den Kraft, der virker i Tordenvejret. Et Skridt fremad blev først gjort i 1600 da Dronning Elisabeth's Livlæge Gilbert i sit Skr. »De Magnete« etc. viste, at alle Stoffer kan deles i to Klasser, de »elektriske«, der som Ravet ved Gnidning faar Evnen til at tiltrække, og de »uelektriske«, der savner denne Evne. Navnet elektrisk dannede han af Ravets gr. Navn Elektron. Han viste, at den elektriske Tiltrækning er forsk. fra den magnetiske. 1672 offentliggjorde Otto von Guericke sine nogle Aar ældre elektriske Undersøgelser. Han havde lavet en Slags Elektricermaskine af en Svovlkugle, der kunde drejes om en Akse, og han hørte en Knitren, naar Fingeren nærmedes til den gnedne Kugle. Nogen tydelig Gnist har han næppe set. Han saa, at et Dun blev tiltrukket og derpaa frastødt, men ingen førte hans Arbejde videre. Spredte Forsøg af Boyle, Newton o. a. i den flg. Tid bragte intet nyt af Bet. Englænderne Wall og Hawksbee iagttog omkring 1700 en virkelig Gnist; den sidste ved at gnide en Glaskugle, hvori Luften var fortyndet. Han saa tillige, at Luften i Kuglen lyste under Gnidningen, og førte derved en Iagttagelse videre, som allerede 1675 var gjort af Picard, nemlig at det næsten lufttomme Rum over Kviksølvet i Barometret kan lyse i Mørke, naar Kviksølvet bevæger sig i Røret. – Fart og Sammenhæng i Udviklingen kom der først, da Stephan Gray 1729 fandt Forskellen mellem Ledere og Isolatorer. Alle mulige Stoffer skulde nu undersøges med dette Forhold for Øje, og den ene Opdagelse fulgte efter den anden. Dufay fandt, at Legemerne kunde blive elektriske paa to forsk. Maader; et Guldblad, der holdtes svævende i Luften ved Frastødning fra en gneden Glasstang, blev tiltrukket af gnedet Lak. En Række Fysikere tog sig af Elektrisermaskinen, gav den Gnidetøj og Konduktorer, ombyttede Glaskuglen med en Glascylinder ell. Skive, og ved 18. Aarh.'s Midte havde Gnidningsmaskinen omtr. faaet den Form, den har endnu. Møllen og Klokkespillet kom frem paa samme Tid. 1745 eksperimenterede von Kleist i Pommern med en Medicinflaske og en Elektricermaskine og fik derved et Stød, der førte ham til Opfindelsen af Forstærkningsflasken ell. Leydnerflasken, som den blev kaldt efter Byen Leyden, hvor Cunæus og Musschenbroek et Par Maaneder senere gjorde samme Opdagelse. Flasken fik snart Metalbelægninger, man stillede fl. Flasker sammen i Batterier og havde nu Midler til at gøre Forsøg i stor Stil. Gnisternes Lighed med Lynet kunde ikke miskendes; Franklin o. a. havde allerede i længere Tid anset Lynet for en elektrisk Gnist, da D'Alibard i Frankrig (Maj 1752) og en Maaneds Tid senere Franklin i Amerika fik Gnister fra en Tordensky, den første gennem en høj Jernstang, den sidste gennem en Drages Snor. Anvendelsen af Lynafledere fulgte straks efter. Forskellige Elektroskoper opfandtes til Paavisning af E. og til Dels til Maaling af dens Styrke, men egentlige Maalinger blev først (1785-89) udførte af Coulomb, der benyttede Snovægten. Volta's Elektrofor er fra 1771 og Bennet's Guldbladeelektroskop fra 1787; det sidste satte Volta i Forbindelse med sin Kondensator og gjorde det derved langt følsommere for lavspændt E. Af elektriske Teorier maa nævnes Franklin's; han antog kun een Art E., der kunde findes i Legemerne i større ell. mindre Mængde. Den fortrængtes af Symmer's bekendte Lære om positiv og negativ E. Coulomb viste (1785) ved Hjælp af Snovægten, at de elektriske Kræfter forholder sig omvendt som Afstandens Kvadrat, en Lov, som dog Priestley allerede 1767 og noget senere Cavendish havde udledet indirekte af den Iagttagelse, at E. paa en elektriseret ledende Kugle alene findes paa dens Overflade. Hermed var Muligheden for en mat. Behandling af Elektrostatikken givet. Den grundlæggende Behandling skyldes Poisson 1812; af senere Arbejder maa særlig fremhæves Green's 1828, hvori Benævnelsen Potential første Gang forekommer.
Som det vil ses, var Kendskabet til den statiske E. vidt fremskreden mod 18. Aarh.'s Slutn. Man vidste ogsaa, at Udladningen af store Batterier kunde smelte Metaltraade og frembringe kem. Virkninger, men den konstante elektriske Strøm kendte man endnu ikke. Til den blev man ført ad en helt anden Vej.
Den galvaniske Strøm. Gennem Studiet af det dyriske Legemes Forhold til E. kom Galvani til at gøre Forsøg, der af Volta blev tydede rigtigt og med stor Genialitet førte videre. Det var 1790 ell. maaske noget tidligere, at Galvani saa de Trækninger, som slagtede Frøer udførte, naar en Elektrisermaskine i Nærheden gav Gnister. Snart efter fandt han, at de samme Trækninger fremkom, naar man forbandt Frølaarets Nerver og Muskler med hinanden ved en Metalbøjle. Medens han og mange med ham ansaa Dyret for Kilden til E., kom Volta igennem en lang Række omhyggelige Forsøg bort fra denne Anskuelse. Han fandt, at Forsøget kun lykkedes, naar Bøjlen bestod af to forsk. Metaller, og ved sit Kondensatorelektroskop paaviste han, at Berøringen mellem Kobber og Zink virkelig kunde frembringe en elektrisk Ladning. 1800 byggede han Voltastøtten, og snart strømmede der ny Opdagelser ind. 20. Marts havde han beskrevet den i et Brev til Royal Society i London, og allerede i Beg. af Maj spaltede Nicholson og Carlisle Vand mellem Platinplader i dets Bestanddele Ilt (Surstof) og Brint (Vandstof). En Mængde andre kem. Virkninger fulgte efter, deriblandt Strømmens Evne til at udfælde Metaller af deres Opløsninger. 1807 fandt Davy ved Støttens Hjælp Kalium og Natrium, en Opdagelse, der blev af stor Vigtighed for Kemiens Udvikling. Ogsaa Varmeudviklingen i Ledningstraaden blev hurtig bemærket, og Ørsted fandt, at den er proportional med Modstanden. Aabningsgnisten iagttoges og udvikledes efterhaanden til elektrisk Buelys, der 1820 og 1821 fremstilledes med stor Styrke af De la Rive og Davy. Volta selv ansaa Støttens Virkninger for rent elektriske; men den store Forskel mellem dem og Gnidningselektriciteten gav Anledning til, at de fleste Fysikere længe ansaa »Galvanismen« for noget andet end E.
Elektromagnetismen. Et nyt Udgangspunkt, ikke mindre frugtbart end selve Opdagelsen af den elektriske Strøm, blev fundet af Ørsted. 21. Juli 1820 offentliggjorde han sin Opdagelse af Elektromagnetismen; Aug. s. A. meddelte han, at en bevægelig Strømleder drejer sig under en fast Magnets Indvirkning, og omtr. paa samme Tid fandt Arago og Gay-Lussac i Forening, at en Strømspiral kan magnetisere Jern. Temmelig langsomt førte denne Opdagelse til Konstruktion og Anvendelse af Elektromagneter. I septbr foreviste Schweigger sin Multiplikator, og Ampère begyndte den Række Meddelelser om elektriske Strømmes indbyrdes Virkninger, der har gjort hans Navn saa berømt. 30. Oktbr fremkom Biot og Savart med Loven for en lang, retliniet Strømleders Virkning paa en Magnetpol, 1821 viste Faraday, at en Magnet kan holde en Strømleder i vedvarende Rotation, 1822 opdagede Seebeck de termoelektriske Strømme, og 1826 fandt Ohm sin bekendte Lov.
Faraday's Opdagelser. Som Slutstenen paa de store elektromagnetiske Opdagelser fulgte Faraday's Opdagelse af Induktionen. 24. Novbr 1831 meddelte han, at der kan fremkaldes elektrisk Strøm i en Ledning baade ved Hjælp af Strømmen i en Naboledning og ved en Magnet. Dette var Indledningen til den lange Række glimrende Eksperimentalundersøgelser (1831-51), der senere samledes i det monumentale Værk: Experimental Researches on Electricity, og hvori den ledende Tanke er at finde Sammenhængen mellem E. og de andre Naturkræfter. De elektromagnetiske Opdagelser havde vist den nære Forbindelse mellem Magnetisme og E., men den indbyrdes Forbindelse mellem E.'s forsk. Ytringsformer, Gnidningselektricitet og Galvanisme, var endnu anset for et aabent Spørgsmaal. Faraday viste 1833, at enhver kendt Virkning af E. kunde opnaas med dem begge. I sin næste Række Undersøgelser beskæftigede Faraday sig med Elektrolysen og fandt i 1833 og det flg. Aar de vigtige kvantitative Love, som indledede Kendskabet til den nøje Forbindelse, der hersker mellem E. og Stof. Fra Lederne vendte han sig mod Isolatorerne og opdagede 1837 deres dielektriske Virkning, som han Aaret efter forklarede ved at antage en elektrisk Fordeling inden for de enkelte Molekyler. Denne Opdagelse bestyrkede ham i hans Tro paa hans Kraftlinieteori, hvorved Hovedsædet for de elektriske og magnetiske Fænomener lægges ud i det omgivende Rum, saa at dette formidler Kraftoverføringen. Endelig opdagede han 1845 Magnetismens Drejning af Lysets Polarisationsplan, og samtidig ledtes han til Opdagelsen af Diamagnetismen, idet en Stang af tungt Glas, der var blevet anvendt ved Forsøgene, stillede sig vinkelret paa de magnetiske Kraftlinier.
Elektricitet og Varme. De mat. Fysikere ved 19. Aarh.'s Midte. Sammenhængen mellem den elektriske Strømstyrke og dens Varmeudvikling blev paavist af Joule 1841. Varmetoningen ved Strømmens Gennemgang gennem et Loddested var opdaget allerede 1834 af Peltier, og den Varmetoning, der fremkommer, naar Strømmen gaar gennem en Ledning med Temperaturforskelle, men af samme Metal overalt, blev fundet af W. Thomson (senere Lord Kelvin) 1854, der førtes til Opdagelsen ved varmeteoretiske Betragtninger.
Medens Faraday udtrykte Lovene for Induktionen ved Hjælp af sine Kraftlinier, gav F. Neumann, gaaende ud fra Ampères Teori, dem et mat. Udtryk ved Indførelsen af det elektrodynamiske Potential og Vektorpotentialet 1845. Af Tidsalderens andre mat. Fysikere fremsatte W. Weber 1846 en Elektricitetsteori, der kan betragtes som en Forløber for den senere Elektronteori. H. Helmholtz og W. Thomson opklarede Energiforholdene ved de elektriske og magnetiske Fænomener. Førstnævnte bestemte bl. a. Konstanten i Induktionsloven (1847) ved Anvendelse af Energisætningen og (1882) Forholdet mellem den elektromotoriske Kraft og den kem. Proces' Varmetoning i et galvanisk Element. W. Thomson skyldes Indførelsen af den elektrokinetiske Energi 1851 og af de forsk. Begreber, magnetisk Induktion, Permeabilitet o. s. v. (1851), som vi nu anvender til at karakterisere et Stofs magnetiske Egenskaber, endvidere Teorien for den oscillerende Udladning (1853) og for E.'s Udbredelse i Kabler og langs Traade (1854). Thomson's Afh. om E.'s Udbredelse langs Traade blev 1857 ført videre af G. Kirchhoff, som viste, at Hastigheden vilde blive lig Forholdet mellem en elektrisk Ladnings elektrostatiske og elektromagnetiske Maal, og dette Forhold var Aaret forud blevet bestemt eksperimentelt af W. Weber og R. Kohlrausch og fundet meget nær lige Lysets Hastighed. I et Par tidligere Afh. havde Kirchhoff almindeliggjort Ohm's Lov (1848) og paavist Identiteten af Ohm's elektromotoriske Kraft og det elektrostatiske Potential (1849). Eksperimentelt blev den oscillerende Udladning nærmere undersøgt af W. Feddersen (1858).
Maxwell, Hertz, den elektromagnetiske Lysteori. Ved at læse Faraday's Experimental Researches var J. C. Maxwell blevet dybt overtydet om Rigtigheden af Faraday's Kraftlinieteori. Udrustet, som han var, med en Forestillingsevne, beslægtet med Faraday's, og tillige med en fremragende mat. Begavelse, søgte han at danne sig et mekanisk Billede af Æteren, d. v. s. det »tomme« Mellemrum mellem de materielle Legemer, saaledes som det maatte tænkes at være, for at det skulde kunne frembringe de elektromagnetiske Fænomener. Om end dette ikke lykkedes ham, var det dog paa denne Maade, at han kom ind paa den Anskuelse, som blev Hovedpunktet i hans Teori, nemlig at den elektriske Krafts Variation med Tiden frembringer en elektrisk Strøm, selv i et Rum uden Ledere ell. dielektriske Legemer. Teorien, der udarbejdedes 1861-62, førte bl. a. til, at elektriske Svingninger skulde kunne forplante sig uafhængig af ledende Legemer og med en Hastighed lig Forholdet mellem en Elektricitetsmængdes elektrostatiske og elektromagnetiske Maal, der som ovf. omtalt var fundet lig med Lysets Hastighed. Maxwell drog deraf den Slutning, at Lyset selv er elektriske Svingninger, og fremsatte denne elektromagnetiske Lysteori i en mere udviklet Form 1864. Maxwell's Teori blev først almindeligere kendt gennem hans Treatise on Electricity and Magnetism (1873), den berømteste sammenfattende teoretiske Behandling af Elektricitetslæren. I denne findes bl. a. en udførligere Omtale af de fiktive Spændinger i Kraftlinierne, ved hvilke han ledtes til Antagelsen af, at Lyset udøver et Tryk paa Legemer, der rammes af det, en Antagelse, der spiller en stor Rolle i Varmestraalingens Teori og i Astrofysikken, men som først er blevet direkte eksperimentelt bekræftet længe efter. I de flg. Aar førtes Teorien videre, bl. a. af H. A. Lorentz og af Fitz Gerald; derimod forelaa der ingen eksperimentel Bekræftelse. Ganske vist havde L. Boltzmann (1874) ved Maaling af Luftarternes Dielektricitetskonstant fundet Teoriens Forudsigelse, at denne Størrelse skulde være lig Kvadratet paa Brydningsforholdet, bekræftet, men ved andre Stoffer viste der sig til Gengæld store Afvigelser.
Det eksperimentelle Bevis for Rigtigheden af Maxwell's Teori blev først givet af H. Hertz 1888. I fl. Aar havde han beskæftiget sig med Tanken om et saadant, uden at han havde haft Held til at finde en Metode dertil, da han Foraaret 1886 iagttog Gnister mellem Enderne af en Kobbertraad, der var bøjet, saa at den dannede et Rektangel, naar den ved en enkelt Ledning var forbundet med en Ruhmkorff's Rulle. Dette kunde forklares ved, at E. brugte Tid om at løbe langs en Ledning, og derfor ved usymmetrisk Anbringelse af Tilledningen ikke kom samtidig til Kobbertraadens Ender, hvorved Spændingsforskellen og dermed Gnisten fremkom. Som ovf. nævnt var Udbredelseshastigheden langs Traade teoretisk undersøgt allerede i 1850'erne, og Resultatet var blevet eksperimentelt bekræftet af W. v. Bezold 1870. Ved at fortsætte Forsøgene fandt Hertz imidlertid, at Gnisten ogsaa kunde fremkomme, selv om der ingen ledende Forbindelse var med Ruhmkorff's Rullen, og han havde i Rektanglet med Gnistbanen opdaget, hvad vi nu kalder en Detektor for de elektromagnetiske Svingninger. Ved Hjælp af denne kunde Hertz (1888) vise, at der fra en oscillerende elektrisk Udladning udgaar en elektromagnetisk Bølgebevægelse i Rummet, og ved Interferensforsøg kunde han maale Udbredelseshastigheden, som fandtes at være lig Lyshastigheden. I de flg. Aar blev de elektriske Bølgers Egenskaber undersøgt af Hertz og mange andre Fysikere, hvorved den Maxwell'ske Teori fandt en indgaaende eksperimentel Bekræftelse.
Elektricitetsledningen i Elektrolyter og i luftarter. Samtidig med de ovf. omtalte Undersøgelser, der nærmest tog Sigte paa Æterens, d. v. s. Rummets elektriske Egenskaber, udviklede en anden Gren af Elektricitetslæren sig, hvor Hovedinteressen laa i Forbindelsen mellem Elektriciteten og Stoffet. Til Forklaring af den elektrolytiske Ledningsevne antog R. Clausius 1857 en Spaltning af Molekylerne i ladede Ioner, omend forbigaaende og i forsvindende Mængde. W. Hittorf's Undersøgelser 1853-59 over Koncentrationsændringer i strømførende Elektrolyter og F. W. Kohlrausch's 1876-77 over Elektrolyternes Ledningsevne gav Bevis for Ionernes forsk. og af hinanden uafhængige Bevægelser. Det ny ved den af S. Arrhenius 1887 fremsatte Dissociationsteori var Paavisningen af, at de fri Ioner ikke var til Stede i forsvindende, men tværtigmod ofte i meget betydelige Mængder, der lod sig maale paa fl. forsk. Maader. Skønt forberedt ved Hittorf's og Kohlrausch's Undersøgelser var det dog en mod den herskende kem. Anskuelse stærkt stridende Tanke, der imidlertid snart viste sin overordentlige Frugtbarhed, særlig for Forstaaelsen af de kem. processer i Opløsninger. Som et af dens betydningsfuldeste Resultater maa fremhæves den af W. Nernst (1888) fremsatte osmotiske Forklaring af den elektromotoriske Krafts Opstaaen i et galvanisk Element.
Ligesom Undersøgelsen af Elektrolyterne kan ogsaa Studiet af den elektriske Strøm igennem Luftarter siges at tage sin egl. Beg. med Faraday (1838), hvis Navn bl. a. er knyttet til det mørke Mellemrum mellem det positive og det negative Lys i et Udladningsrør. Undersøgelserne ved lave Tryk lettedes meget ved den af Glasblæseren H. Geissler (1855) opfundne Kviksølvpumpe. 1869 opdagede W. Hittorf Straalekarakteren af det negative Lys ved dets skyggedannende Evne. Navnet Katodestraaler stammer (1876) fra E. Goldstein, Opdageren af Kanalstraalerne (1886). W. Crookes fandt 1879 Katodestraalernes mek., termiske og optiske Virkninger og opstillede den Teori for Straalerne, at de var »straalende Materie«, medens andre, særlig tyske, Fysikere ansaa dem for Ætersvingninger.
Røntgenstraaler, Radioaktivitet, Elektronteorien, W. C. Røntgen's epokegørende Opdagelse, Decbr 1895, af de efter ham benævnte Straaler gav Stødet til, at Katodestraalernes Natur opklaredes, idet talrige fremragende Fysikere kastede sig over Studiet af de elektriske Fænomener i Udladningsrør. E. Wiechert, J. J. Thomson og W. Kaufmann (1896-97) bestemte Katodepartiklernes Hastighed, saavel som Forholdet mellem deres Ladning og Masse. Paa samme Tid opdagede P. Zeeman (1896) Spektralliniernes Opspaltning i et Magnetfelt, hvoraf han ved H. A. Lorentz' Teori kunde bestemme Forholdet mellem den elektriske Ladning og Massen af de Smaadele, hvis Bevægelser fremkalder Lyset. Det viste sig da, at dette Forhold var det samme som for Katodepartiklerne, og at de ligesom disse var negativt ladede, og hermed var man ført til Opdagelsen af Elektricitetsatomet, de saakaldte Elektroner, der spiller en saa fundamental Rolle i den moderne Fysik, idet de indgaar som Bygningsmateriale i alle Atomer. Igennem H. A. Lorentz' Udvidelse af den Maxwell'ske Teori til en Elektronteori har man vundet en Forklaring paa Sammenhængen mellem Legemernes elektriske og optiske Egenskaber. Røntgen's Opdagelse førte ogsaa (1896) til H. Becquerel's Opdagelse af Radioaktiviteten. Af Mineralet Begblende udskilte Ægteparret P. og S. Curie (1898) de stærkt radioaktive Stoffer Polonium og Radium.
Vi er hermed naaet til Aarhundredskiftet. Uddybelsen af de ovenn. store Opdagelser har ladet Elektricitetslæren gennemgaa en enestaaende rig Udvikling, som endnu vedvarer, og som synes at gøre den ikke blot til Fysikkens, men ogsaa til Kemiens egl. Grundlag. Dette skyldes i særlig Grad E. Rutherford's Undersøgelser over Radioaktiviteten. Af andre betydningsfulde Fremskridt bør nævnes Paavisningen af, at Røntgenstraalerne er elektromagnetiske Bølger ved M. Laue's Opdagelse (1912) af deres Interferens i Krystalplader. At der trods al Forstaaelse, der er opnaaet, endnu er meget tilbage at forklare, derpaa tyder de Fænomener, som man har søgt at løse ved A. Einstein's Relativitetsteori og M. Planck's Kvanteteori. (Litt.: Hoppe, »Geschichte der Elektrizität« [Leipzig 1884]; E. T. Whittaker, A History of the Theories of Aether and Electricity [London 1910]).
[Salmonsens Konversationsleksikon, 1917]
Interne links til dette opslag: Eksterne links til dette opslag:
- Salmonsens konversationsleksikon [Project Runeberg]
| Home | | | Copyright © 2002-2023 Cubus | cubusadsldk@gmail.com |