Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Vývoj názorů na podstatu elektřiny (53)

číslo 8-9/2005

Vývoj názorů na podstatu elektřiny (53)

Ing. Josef Heřman, CSc.

Pokračování experimentů
Michael Faraday ve svých experimentech pokračoval s cílem získat pro jednotlivá dielektrika konkrétní údaje pro hodnotu měrné elektrické indukce. Měrnou elektrickou indukci vzduchu přijal za rovnu jedné. Pro různé druhy dielektrik zjistil tyto střední hodnoty měrné elektrické indukce: šelak žňovala získat pouze hrubé údaje. Bylo to však více než dost, protože se potvrdila aktivní role prostředí při přenosu elektrického působení.

Obr. 1.

Obr. 1. Uspořádání experimentu Ice-pail

Z Faradayových experimentů v elektrostatice je dále proslulý jeho Ice-pail Experiment (pokus s nádobou na led), jímž Faraday dokázal vzájemný vztah mezi indukovanými náboji i mezi indukujícím a indukovaným nábojem. Svůj experiment uspořádal tak, že kovovou nádobu na led (Ice-pail) postavil na elektroskop nahoře opatřený kovovou deskou (obr. 1). Na hedvábné niti do ní spouštěl např. kladně elektricky nabitou kovovou kuličku. Lístky elektroskopu se vychýlily. Zjistil, že elektrickou indukcí vznikl na vnitřním povrchu nádoby opačný elektrický náboj, na vnějším povrchu, k němuž patřil i elektroskop, vznikl náboj souhlasný s nábojem kuličky. Když kuličku z nádoby vyňal, lístky elektroskopu sestoupily do počáteční polohy. Došel k závěru, že indukovaný kladný i záporný náboj jsou stejné.

Když svůj pokus opakoval a dotkl se kuličkou vnitřního povrchu nádoby, rozestup lístků elektroskopu se nezměnil. Po vyjmutí kuličky z nádoby zjistil, že kulička ztratila téměř celý svůj náboj (zbytek náboje na kuličce byl tím menší, čím byla nádoba uzavřenější). Z toho usoudil, že indukovaný náboj je stejně velký jako indukující náboj a náboj vzniklý indukcí je stejně velký jako náboj předaný přímým dotykem.

Experimentální zařízení, které bylo odvozeno z popsaného pokusu, vešlo ve známost jako Faradayův válec. Vložením nabitého tělesa do válce lze dokázat, zda náboje jsou, či nejsou stejné. Například postupným vkládáním tělesa třeného (např. skleněná tyč) a třecího (např. kůže s amalgámem) se dokáže, že náboje jsou stejné velikosti, ale opačné polarity. V dalším pokusu nechal Faraday postavit kovovou klec, do které se sám uzavřel. Když uvnitř nejrůznějším způsobem vzbuzoval elektrické náboje, elektroskop, spojený s vnějškem klece, neukazoval ani nejmenší výchylku. Dokázal tak, že co do velikosti vznikají za všech okolností naprosto stejné, avšak nesouhlasné náboje, jejichž součet je nulový. Nelze tedy vzbudit kladný náboj, aby současně na jiném místě nevznikl stejný náboj záporný. Toto experimentální zařízení vešlo ve všeobecnou známost jako Faradayova klec.

Bezprostředně potom se Faraday zabýval jiskrovým výbojem, sršením elektřiny a znovu shrnul své názory na přenos elektřiny hmotným prostředí. Své poznatky publikoval ve dvanácté až čtrnácté sérii svých Experimental Research.

V následujícím období, tj. v letech 1838 až 1844, byl Faraday nemocen a jeho výzkumná aktivita byla v důsledku toho velmi malá. Ke konci tohoto období se pozdravil, ale již mu velmi špatně sloužila paměť a měl velké potíže při studiu literatury.

Zákony zachování
Michael Faraday svým experimentem Ice-pail podal důkaz o zachování elektrického náboje – jednoho z velkých fyzikálních zákonů zachování. Nebyl ve své době nijak zvlášť ohodnocen, protože představa o nezničitelnosti elektrického fluida již byla formulována dříve. Svým významem však je důkaz rovnocenný zákonům o zachování hmoty a energie.

Pojem energie, jak je vnímán dnes, nebyl v té době ještě znám. Nicméně z uvedeného pojednání již vyplývá tehdejší Faradayovo přesvědčení, že musí jít pouze o přeměny jejích forem, a že žádné vytváření power (energie) neexistuje.

Elektřina, gravitace a éter
V roce 1849 (a ještě o deset let později) se Faraday pokusil experimentálně stanovit spojení mezi gravitačními silami a elektrickými silami. Byl to svým způsobem projev Faradayovy vizionářské prozíravosti.

Obr. 2.

Obr. 2. Magnetické siločáry a) v okolí paramagnetické látky, b) v okolí diamagnetické látky (Experimental Research in Electricity, III. díl)

Při experimentech nechal padat velké kusy kovu ovinuté drátem a v takto vytvořeném vinutí očekával vznik elektrického proudu. Experimenty nebyly úspěšné – žádný proud nenaměřil. V závěru svého článku On the possible relation of gravity to electricity, otištěném v Philosophical Transaction roku 1851, uvedl: „... Výsledky jsou negativní; neotřásly však mým silným přesvědčením existence vztahu mezi gravitací a elektřinou.„

Zpočátku Michael Faraday v existenci éteru nevěřil, později připouštěl účast světlonosného éteru na jím zkoumaných jevech. Zabýval se myšlenkou, zda světlonosný éter nepřenáší také elektrické a magnetické síly. To se stalo podnětem k základnímu teoretickému bádání některých jeho následovníků.

Zkoumání elektrického výboje
V roce 1858 se Faraday věnoval výzkumu elektrického výboje ve zředěných plynech. Přestože tento problém byl zkoumán mnoha badateli, Faradayovi se podařilo objevit jev dosud nezaznamenaný – oblast slabého světla poblíž katody. Po svém objeviteli se tato oblast nazývá Faradayův temný prostor. Zmíněné problematice se již dále podrobněji nevěnoval, nic o tom nepublikoval; existují pouze záznamy v jeho deníku.

9.7 Zkoumání magnetismu

Po svém ozdravení v roce 1844 se Faraday věnoval i výzkumu magnetismu. Série jeho výzkumů v letech 1845 až 1851 byla téměř výhradně věnována objasnění podstaty magnetických jevů (obr. 2).

(pokračování)