Vývoj názorů na podstatu elektřiny (43)

Vývoj názorů na podstatu elektřiny (43)

Ing. Josef Heřman, CSc.

Ve třetí sérii pokusů dospěl Georg Ohm k poučce, která v podstatě vyjadřovala Ohmův zákon (viz ELEKTRO č. 6/2004).

Avšak Ohm systematicky postupoval dále. Ještě v témž roce zavedl pojem elektroskopická síla (v současné terminologii napětí), použil pojem velikost proudu a zapsal zákon pro část obvodu již ve tvaru blízkém současnému:

kde X je velikost proudu, k vodivost, w průřez vodiče, a elektroskopická síla, ldélka vodiče.

Původ výrazu elektroskopická síla je zřejmý. Vyjadřoval určitý vztah v daném bodě vodiče, který se měřil elektroskopem. Elektroskopická síla nebyla ještě v případě statických nábojů a v případě proudu (tedy nábojů v pohybu) považována za totožnou.

Ohmovo teoretické dílo

V květnu 1827 publikoval Georg Ohm v Berlíně obšírný teoretický spis v publikaci Die galvanische Kette, mathematish bearbeitet (Galvanický řetězec, zpracovaný matematicky). Uvedl v něm matematické odvození svého zákona, založené na analogii s Fourierovou teoretickou analýzou tepelného toku drátem, uveřejněnou v již zmíněné Fourierově práci. V knize se Ohm na své dříve publikované články a noticky neodvolává.

V konečném znění uvedl vztah: S = gE

kde S je velikost proudu, g vodivost, E rozdíl elektroskopických sil na svorkách.

K pojmu elektrický odpor (v současné době rezistance) dospěl Ohm v roce 1829. To umožnilo psát Ohmův zákon v dnes nejběžnější podobě

8.5 Nezájem, pochyby a uznání
S ohledem na předcházející práce Ampra, Davyho a jiných by bylo možné předpokládat, že tento fundamentální Ohmův zákon přijmou tehdejší badatelé v oblasti elektřiny rychle a bez výhrad. Avšak opak byl pravdou. Ve skutečnosti přijetí zákona nebylo nijak nadšené, spíše apatické a v jednom pozdějším případě dokonce i nepřátelské.

Naskýtá se otázka: Proč shledávalo tolik Ohmových vrstevníků zákon tak těžko přijatelným?

Jednu z obecných příčin lze zejména mezi německými fyziky spatřovat ve vlivu filozofického názoru tehdy dominujícího v Německu. Vůdčí osobností v oblasti filozofie byl dovršitel německé klasické idealistické filozofie a tvůrce teorie dialektiky, nejvýznamnější představitel německého klasického idealismu, Georg Wilhelm Friedrich Hegel (obr. 1). V jeho filozofickém systému neexistovala příroda či společnost primárně a samostatně, ale jen jako projev absolutní ideje. Ve vztahu k vědě tedy Hegelova filozofie prezentovala i vědu o přírodě jako vědu myšlenky, očištěnou od jakýchkoliv odkazů na zkušenost a skutečnost přírody. Učenci, kteří vyznávali Hegelovu filozofii, se o nové experimenty jednoduše nezajímali. Je však těžko pochopitelné, že mezi nimi byli i mnozí z těch, kteří kdysi akceptovali výsledky jiných experimentů z této oblasti (např. experimenty Oerstedovy apod.).

Další příčina určité lhostejnosti k porozumění Ohmovu zákonu spočívala v okolnosti, že mnoho tehdejších badatelů nerozumělo vztahu mezi napětím galvanického článku a proudem vyvolaným tímto napětím v obvodu. Lze však pochopit, že to nebylo samozřejmé pro vědce, kteří postupovali historií statické elektřiny spletí názorů, zda podstatou elektřiny je jedno či dvě fluida, nebo považování proudu za konflikt. Přispívaly k tomu i polemiky mezi zastánci různých teorií činnosti galvanického článku.

Objevily se i názory, že Ohmovo (a potažmo i Fourierovo) odvození je matematicky příliš komplikované. I s přihlédnutím k situaci ještě ne tolik matematicky vzdělaných fyziků tehdejší doby však tento argument nelze považovat za stejně rozhodující. Matematické odvození nicméně v Ohmově spisu publikováno bylo.

Myšlení té doby ještě nebylo připraveno na přijetí obecné zákonitosti (tím méně od provinčního učitele fyziky). Ještě v roce 1833 nebyl v Anglii Ohmův zákon znám. Teprve v roce 1842 Royal Society ocenila Ohmovu práci Copley Medal. O rok později jej experimentálně potvrdil Charles Wheatstone (obr. 2). Avšak i potom byly vyslovovány pochybnosti o jeho obecné platnosti.

Ve Francii Ohmův zákon v letech 1831 a 1837 experimentálně ověřil významný francouzský fyzik Claude Servais Mathias Pouillet (obr. 3); přispěl ale k upevnění názoru, že Ohm svůj zákon odvodil pouze matematicky.

Pochopení a přijetí přicházelo velmi zvolna. Pravděpodobně prvním, kdo zákon akceptoval, byl profesor matematiky a fyziky na univerzitě v Kielu, Christian Heinrich Pfaff (1773–1852). Učinil tak roku 1827 v soukromém dopise Ohmovi. Mezi prvními, kdo Ohmův zákon přijali a při svých výzkumech používali, byli i fyzici petrohradské Akademie věd Moritz Hermann von Jacobi (1790–1874) a Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804–1865). V roce 1838 Lenz ve své práci O zákonech elektromagnetů napsal: „Základem pro výpočet prvků galvanického obvodu je Ohmův zákon.„

S přijímáním Ohmova zákona v českých zemích to bylo obdobné jako jinde v Evropě. Ještě v roce 1847 vyslovil v Časopise českého musea přední český fyzik František Adam Petřina (1799–1855) pochybnost o jeho platnosti.

Až roku 1876, padesát let po Ohmově stanovení zákona, byl zákon definitivně potvrzen ve zprávě British Association for the Advancement of Science (BAAS). Na návrh Jamese Clerka Maxwella (1831–1879) BAAS potvrdila rozsáhlé experimenty konané na univerzitě v Edinburghu a uzavřela je konstatováním, že Ohmův zákon „... musí být nyní považován spolu se zákonem gravitace a elementárními zákony statické elektřiny za zákon základní.„

(pokračování)