Akışkan elektrik teorisi - Fluid theory of electricity
Akışkan elektrik teorileri , elektromanyetizma tarihindeki birçok elektriksel fenomenden sorumlu olduğu düşünülen bir veya daha fazla elektrik sıvısını öne süren modası geçmiş teorilerdir . Elektriğin "iki akışkan" teorisi tarafından oluşturulan, Charles François de Cisternay du Fay , elektrik iki elektrik arasındaki etkileşim olduğunu öne sürdü 'sıvıları.' Benjamin Franklin tarafından üniter veya tek akışkanlı elektrik teorisi adı verilen alternatif daha basit bir teori önerildi . Bu teori, elektriğin gerçekten fazla miktarda bulunabilen veya bir vücutta bulunmayan bir sıvı olduğunu ve dolayısıyla elektrik yükünü açıkladığını iddia etti. Franklin'in teorisi, suçlamaların nasıl giderilebileceğini ( Leyden kavanozlarındakiler gibi ) ve bir insan zincirinden nasıl geçirilebileceğini açıkladı. Akışkan elektrik teorileri sonunda manyetizmanın ve elektronların (keşiflerinin ardından) etkilerini içerecek şekilde güncellendi .
Akışkan teorileri
1700'lerde birçok fiziksel fenomen, maddeye nüfuz edebilecek bir sıvı olan eter olarak düşünülüyordu . Bu fikir yüzyıllardır kullanılıyordu ve elektrik gibi fiziksel fenomenleri sıvılar gibi düşünmenin temelini oluşturuyordu. 18. yüzyıl akışkan modellerinin diğer örnekleri Lavoisier'in kalori ve Coulomb ve Aepinus'un manyetik akışkanlarıdır .
İki akışkan teorisi
18. yüzyılda, gözlemlenen elektrik olaylarını açıklayan birkaç teoriden biri iki akışkan teorisiydi. Bu teori genellikle Charles François de Cisternay du Fay'e atfedilir. du Fay'in teorisi, elektriğin katı cisimlerden akabilen iki sıvıdan oluştuğunu öne sürdü. Bir sıvı pozitif, diğeri negatif yük taşıyordu. Bu iki sıvı birbiriyle temas ettiğinde, nötr bir yük üretirler. Bu teori, bir nesnenin nasıl şarj edilip boşaltılabileceğinden ziyade, esas olarak elektriksel çekiciliği ve itmeyi açıklamakla ilgiliydi.
du Fay, Otto von Guericke tarafından yaratılan bir deneyi tekrarlarken gözlemledi ; burada tüy veya yaprak gibi ince bir malzeme, onunla temas ettikten sonra yüklü bir nesneyi itecekti. du Fay, “yaprak altının ilk olarak tüp tarafından çekildiğini; ve ona yaklaşan bir elektrik elde eder; ve sonuç hemen onun tarafından püskürtülür. " Bu, du Fay için yaprağın etrafından ve içinden akan bir elektrik 'akımı' olarak itildiğini doğruluyor gibiydi.
Daha ileri testlerle du Fray, bir nesnenin camsı veya reçineli elektrik olmak üzere iki tür elektrikten birini tutabileceğini belirledi. Vitröz elektriğe sahip bir nesnenin başka bir camsı nesneyi iteceğini, ancak reçineli elektrikle bir nesneye çekileceğini buldu.
İki akışkan teorisinin bir başka destekçisi de Christian Gottlieb Kratzenstein idi . Ayrıca elektrik yüklerinin bu iki sıvıda girdaplar tarafından taşındığını tahmin etti .
Tek akışkan teorisi
1746'da William Watson tek akışlı bir teori önerdi.
11 Temmuz 1747'de Benjamin Franklin, yeni teorisinin ana hatlarını çizdiği bir mektup yazdı. Bu, teorisinin ilk kaydı. Franklin bu teoriyi, esas olarak elektriksel çekim ve itme üzerine yoğunlaşan du Fay'in aksine, vücutların yüklenmesi ve boşaltılması üzerine yoğunlaşarak geliştirdi.
Franklin'in teorisi, elektriğin iki sıvı arasındaki etkileşimin aksine tek bir sıvının hareketi olarak düşünülmesi gerektiğini belirtti. Bir vücut, bu sıvıyı çok fazla veya çok az tuttuğunda elektrik belirtileri gösterecektir. Bu nedenle nötr bir nesnenin bu sıvının “normal” bir miktarını içerdiği düşünülüyordu. Franklin ayrıca, pozitif ve negatif olmak üzere iki olası elektrifikasyon durumunu özetledi. Pozitif yüklü bir nesnenin çok fazla sıvı içereceğini, negatif yüklü bir nesnenin ise çok az sıvı içereceğini savundu. Franklin bu düşünceyi, kapasitör benzeri temel bir yük depolama cihazı olan Leyden kavanozu gibi zamanın açıklanamayan olaylarını açıklayarak uygulayabildi . Tel ve iç yüzeyin pozitif yüklü hale geldiğini, dış yüzeyin ise negatif yüklü hale geldiğini savundu. Bu, sıvıda bir dengesizliğe neden oldu ve kavanozun her iki kısmına da dokunan bir kişi sıvının normal şekilde akmasına izin verdi.
Daha basit bir teori olmasına rağmen, elektriğin bir yüzyıl boyunca bir veya iki akışkandan oluşup oluşmadığı yoğun bir şekilde tartışıldı.
Tek akışkan teorisinin önemi
Tek akışkan teorisi, bilim camiasının elektrik hakkındaki düşüncelerinde önemli bir değişiklik olduğunu gösteriyor. Franklin'in teorisinden önce, elektriğin nasıl işlediğine dair birçok rakip teori vardı. Franklin'in teorisi kısa sürede o dönemde en çok kabul gören teori oldu. Franklin'in teorisi de dikkate değerdir, çünkü elektriği bir nesnede halihazırda mevcut olan maddenin uyarılmasından ziyade başka bir yerden 'yük' birikimi olarak gören ilk teoridir.
Franklin'in teorisi , elektriğin pozitif yüklerin hareketi olduğunu düşünmesi olan geleneksel akımın temelini de sağlar . Franklin, keyfi olarak elektrik sıvısının pozitif yüklü olduğunu düşündü ve bu nedenle tüm düşünceler pozitif bir akış zihninde yapıldı. Bu, bilim camiasının zihniyetine, elektriğin metaller arasında hareket eden elektriğin (en yaygın iletken) elektron veya negatif parçacık tarafından yapıldığının kanıtlanmasına rağmen, hala pozitif yüklerin akışı olarak düşünüldüğü noktaya kadar nüfuz etti .
Franklin ayrıca yıldırımın aslında elektrik olduğunu öne süren ilk kişiydi. Franklin, yıldırımın iki yüklü nesne arasında ortaya çıkan küçük kıvılcımların daha büyük bir versiyonu olduğunu öne sürdü. Bu nedenle, yıldırımın sivri bir iletken kullanılarak şekillendirilebileceğini ve yönlendirilebileceğini tahmin etti. Ünlü uçurtma deneyinin temeli buydu .
Teorinin eksiklikleri
Tek akışkan teorisi, elektrik tartışmalarında önemli bir ilerleme kaydetmesine rağmen, bazı eksiklikleri vardı. Franklin, daha önce çoğunlukla göz ardı edilen bir yön olan deşarjları açıklamak için teori yarattı. Bunu iyi açıklasa da, elektriksel çekiciliği ve itmeyi tam olarak açıklayamadı. Çok fazla sıvıya sahip iki nesnenin birbirinden uzaklaşacağı ve büyük ölçüde farklı miktarda sıvıya sahip iki nesnenin neden birbirine doğru çekileceği mantıklıydı. Ancak, sıvısı olmayan iki nesnenin birbirini iteceği mantıklı gelmiyordu. Çok az sıvı itmeye neden olmamalıdır.
Bu elektrik modeliyle ilgili bir başka zorluk, elektrik ve manyetizma arasındaki etkileşimleri görmezden gelmesidir. Bu ilişki o zamanlar iyi incelenmemiş olsa da, iki fenomen arasında bir miktar bağlantı olduğu biliniyordu. Franklin'in modeli bu güçlere hiç atıfta bulunmaz ve onları açıklama girişiminde bulunmaz.
Akışkan teorisi bir süre baskın bakış açısı olmasına rağmen, sonunda daha modern teorilerle değiştirildi, özellikle aralarındaki manyetik etkileri tanımlamak için akım taşıyan teller arasındaki çekimler hakkında gözlemleri kullanan bir tane.
Manyetizmaya bağlantılar
Ne du Fay ne de Franklin teorilerinde manyetizmanın etkilerini açıklamadılar, her ikisi de sadece elektriksel etkilerle ilgiliydi. Bununla birlikte, manyetizma teorileri, elektrikle çok benzer bir model izledi. Charles Coulomb , mıknatısları, manyetik çekim ve itmeyi tanımlamak için birleştirilebilen iki manyetik sıvı, işitsel ve boreal içeren olarak tanımladı. Manyetizma için ilgili tek akışkanlık teorisi , mıknatısların çok fazla veya çok az manyetik sıvı içerdiğini tanımlayan Franz Aepinus tarafından önerildi .
Bu elektrik ve manyetizma teorileri, Hans Christian Ørsted bir pusula iğnesinin bir elektrik akımının yakınına yerleştirildiğinde manyetik kuzeyden sapacağını fark edene kadar iki ayrı fenomen olarak düşünüldü . Bu, elektrik ve manyetizmanın birbiriyle ilişkili olduğu ve birbirini etkileyebileceği teorileri geliştirmesine neden oldu. Ørsted'in çalışması, manyetizma ve elektrik arasındaki ilişkiyi birleştiren Fransız fizikçi André-Marie Ampère'nin bir teorisinin temelini oluşturdu .
Ayrıca bakınız
- Genel
- Tarihler