История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
Очевидно, что ток, который течет в данной гальванической цепи, зависит не
только от проводников, составляющих эту цепь, но и от движущей силы
батареи. Значит, для создания полной теории гальванических цепей
необходимо было расширить законы Дэви, приняв во внимание движущую силу.
Это сделал в 1826 г. Георг Симон Ом3 (1787-1854).
Ом провел довольно значительную экспериментальную работу по этому
предмету и открыл, например, что если несколько гальва-
*Phil. Trans. CXI, с. 425. Впоследствии полученные им результаты
подтвердил Беккерель, Annales de Chimie, XXXII (1825), с. 423.
^Эти результаты были известны Кавендишу.
3Апп. d. Phys., VI (1826), с. 459; VII, стр. 45, 117; Die Calvanische
Kette mathematisch bearbeitet, Берлин, 1827; переведен в работе Тейлора
Scientific Memoirs, II (1841), с. 401. Ср. также последующие работы Ома в
Archiv fur d. ges. Naturlehre Кастнера и Jahrbuch Швейггера.
118
Глава 3
нических элементов последовательно расположить в контуре, то ток
пропорционален их количеству при очень большом внешнем сопротивлении и не
зависит от их количества при маленьком внешнем сопротивлении. Затем он
попытался объединить все известные результаты в логически связную теорию.
С этой целью он принял идею о сравнении потока электричества в токе с
потоком теплоты вдоль проволоки, теория которого была известна всем
физикам со времени публикации Аналитической теории теплоты (Theorie
analytique de la chaleur) Фурье в 1822 г. "Я начал, - говорит он, - с
предположения, что передача электричества от одной частицы происходит
только к соседней с ней, так что немедленный переход электричества от
этой частицы к любой другой, расположенной дальше, невозможен. Я принял,
что поток между двумя соседними частицами, при прочих абсолютно
одинаковых условиях, пропорционален разности электрических сил,
существующих в двух частицах; также как в теории тепла поток теплоты
между двумя частицами считается пропорциональным разности их температур".
Сравнение потока электричества с потоком теплоты подсказало, что
правомерно ввести величину, поведение которой в теории электричества
напоминало бы поведение температуры в теории тепла. Разность численных
значений этой величины в двух точках контура обеспечила бы то, в чем все
так нуждались, а именно, меру "движущей силы", которая действует на
электричество между этими точками. Для осуществления этой идеи Ом
вернулся к теории Вольта об электростатическом состоянии открытого
столба. "Напряжение" столба обычно измеряли, заземляя один из выводов, а
другой проверяя на электроскопе. Соответственно Ом говорит: "Чтобы
абсолютно определенно исследовать изменения, происходящие в электрическом
состоянии тела А, это тело при одинаковых условиях приводят в
соприкосновение со вторым подвижным телом, называемым электроскопом,
электрическое состояние которого неизменно. Таким образом определяют
силу, с которой электроскоп притягивается или отталкивается этим телом.
Эту силу называют электроскопической силой тела А.
Это же тело А может послужить и для определения электроскопической силы в
различных частях одного и того же тела. Для этого возьмем тело А с очень
маленькими размерами, так чтобы при его соприкосновении с проверяемой
частью любого третьего тела, его
Гальванизм: от Гальвани до Ома
119
можно было рассматривать как замещающее эту часть вследствие его
маленьких размеров; тогда как только его электроскопическая сила,
измеренная описанным способом, окажется разной в разных местах, она
покажет относительные разности сил по отношению к электричеству между
этими местами".
По традиции того времени Ом принял, что при приведении двух металлов в
контакт "они постоянно поддерживают в точке контакта одну и ту же
разность электроскопических сил". Соответственно он предположил, что
каждый гальванический элемент обладает определенным напряжением, или
прерывностью электроскопической силы, которое следует рассматривать как
вклад этого элемента в движущую силу любого контура, в который его могут
поместить. Это допущение придает определенное значение используемому им
термину "электроскопическая сила"; рассматриваемая сила идентична
электростатическому потенциалу. Однако Ом и его современники неправильно
понимали связь понятий гальваники и электростатических функций Пуассона.
Электроскопическую силу открытого столба обычно отождествляли с толщиной
слоя электричества в месте проверки, тогда как Ом, признавая, что
электрические токи не ограничены поверхностью проводников, а проникают в
их вещество, видимо, думал, что электроскопическая сила в некотором месте
контура пропорциональна объемной плотности электричества в этом месте. Он
был убежден в этом из-за связи, которая в аналогичном случае существует
между температурой тела и объемной плотностью тепла, которое в нем
содержится.
Тогда, обозначив за S ток, текущий в проволоке проводимости 7, при
разности электроскопических сил, равной Е, Ом пишет
