Vývoj názorů na podstatu elektřiny (49)

Vývoj názorů na podstatu elektřiny (49)

Ing. Josef Heřman, CSc.

Pro další vývoj vědy o elektromagnetismu (a nejen o něm) byl velmi významný obsah dokumentu, který na závěr této etapy svého zkoumání uložil Michael Faraday 12. března 1832 do trezoru Royal Institution. Mimo jiné zde uvedl: „Některé z výsledků, které jsou obsaženy ve dvou pracích, zvaných Experimental Researches in Electricity a nedávno přednesených v Royal Society, a závěry, které z nich vyplývají, spolu s výsledky jiných pokusů mě přivedly k poznatku, že magnetická akce je postupná a vyžaduje čas, tj. když magnet působí na vzdálený magnet nebo kus železa, působící příčina (kterou prozatím nazvu magnetismem) se šíří postupně z magnetických těles a vyžaduje čas pro přenos, který bude asi docela zřetelný. Myslím též, že elektrická indukce probíhá v podobném postupujícím čase.„ Z analogie pro svůj výklad magnetických jevů došel dále k názoru, který také ve zmíněném dokumentu uvedl: „... že bude možno aplikovat tuto teorii také na jevy elektrické indukce.„ Myšlenka elektromagnetických vln byla na světě.

Obr. 1. Jean Bernard Léon Foucault (* 19. 9. 1819, Paříž, Francie; † 11. 2. 1868, tamtéž)

Elektromagnetickou indukci později zkoumal i petrohradský akademik Heinrich Friedrich Emil Lenz (viz ELEKTRO 10/04) a roku 1834 dospěl k poznatku, že „… při indukci elektromagnetické indukovaný proud vždy jest takového směru, že zabraňuje změně, kterou indukce vzniká.„ Takto formulovaný poznatek je označován jako Lenzův zákon. Vyjadřuje jakousi setrvačnost vzájemného stavu mezi magnetickým polem a vodičem vedoucím proud.

Jeden z experimentálních důkazů platnosti Lenzova zákona podal o dvacet let později proslulý francouzský fyzik Jean Bernard Léon Foucault (obr. 1). Pro demonstraci přeměny mechanické práce v teplo použil kruhovou měděnou desku umístěnou mezi póly elektromagnetu. Desku nechal kmitat vodorovnými torzními pohyby. Elektromagnetickou indukcí vznikaly v desce elektrické proudy směřující podél poloměrů ke středu nebo od středu desky. Podle Lenzova zákona působily svými silovými účinky vždy proti pohybu desky. Indukované proudy byly nazvány vířivé proudy nebo též Foucaultovy proudy.

Obr. 2. Leopoldo Nobili (* 1784, Trassilico, Itálie; † 5. 8. 1835, Florencie, Itálie)

Jak je ve vědě velmi časté, i Faradaye potkaly v případě objevu elektromagnetické indukce spory o prioritu. Hájil ji v roce 1832 proti nepozorným redaktorům časopisu Literary Gazette, kteří jej omylem přičítali italským fyzikům Leopoldu Nobilimu (obr. 2). a Antonu Antinorimu (1804–1878). Nutnost hájit vlastní objev kazila Faradayovi radost z úspěchu. Od té doby byl velmi mlčenlivý a informace o svých objevech vždy nejdříve publikoval, poté o nich teprve sám hovořil či psal přátelům.

Je nesporné, že Faraday byl první, kdo psal o objevu elektromagnetické indukce. Na rozdíl od již zmíněné epizody s prioritou je častým námětem vážnějších úvah o prioritě objevu elektromagnetické indukce otázka, zda byl Faraday skutečně prvním objevitelem tohoto jevu. Touto problematikou se totiž přibližně ve stejné době v Americe zabýval i americký fyzik a technik Joseph Henry.

9.4 Joseph Henry

Sebevzdělávání

Obr. 3. Joseph Henry (* 17. 12. 1797, Albany, NY, USA; † 13. 5. 1878, Washington D.C., USA)

O Henryho vzdělání neexistují zcela přesné záznamy. Z dostupných zdrojů vyplývá, že v letech 1819 až 1822 studoval na Albany Academy matematiku, chemii a přírodní filozofii. V různých zaměstnáních (asistent při přednáškách, domácí učitel, zeměměřič ap.) se snažil získat prostředky, jež by mu umožnily věnovat se vědě. Určitého postavení, které mu to již dovolovalo, dosáhl v roce 1826, kdy byl jmenován profesorem matematiky a přírodní filozofie na Albany Academy. Zde se Henry s velkým zaujetím věnoval studiu vědeckých prací z různých oblastí vědy. Jeho celoživotním významným povahovým rysem byla neumdlévající aktivita. O svém vlastním vzdělání, kterého se mu dostalo na Albany Academy, neměl valné mínění a sám sebe považoval za sebevzdělance. V průběhu vědecké kariéry se mimo jiné zabýval zemským magnetismem, meteorologií a jinými geofyzikálními problémy (obr. 3).

Soustředění zájmu

Elektřině a magnetismu se Joseph Henry začal věnovat v roce 1826, kdy si vlastním pokusem ověřil Oerstedův objev elektromagnetismu a seznámil se s pracemi Ampětších úspěchů ve stavbě elektromagnetů. Jím postavený elektromagnet z roku 1831 dosáhl tažné síly 3 500 liber (1 lb = 0,453 6 kg).

Právě při experimentech s elektromagnety se Henry věnoval i výzkumu vlastností cívek. Při přerušení proudu v cívce zaznamenal jiskření na kontaktech vypínače a zjistil, že je to důsledek vysokého napětí v cívce, vzniklého jako následek samoindukce. V tomto případě patří Henrymu priorita objevu. Stejně jako Faraday, i Henry se zabýval elektromagnetickou indukcí mnoho let. V souvislosti s experimenty s elektromagnetickou indukcí dále objevil roku 1832 vlastní indukčnost, a tento pojem zavedl jako charakteristický parametr pro cívky.

(pokračování)