Vývoj názorů na podstatu elektřiny (52)
 | |
| Vývoj názorů na podstatu elektřiny (52) Ing. Josef Heřman, CSc. Další elektrochemické pojmy Pojem elektrochemický ekvivalent zavedl Faraday pro číslo, které odpovídá pro danou látku hmotnostnímu množství, ve kterém se vylučuje. O nové terminologii se radil se svými dvěma přáteli, členy Caius College v Cambridgi. Jeden z nich ho seznámil s proslulým logikem a historikem civilizace, reverendem Williamem Whewellem (obr. 1) z Trinity College, mimo jiné autorem geologických termínů pliocén, miocén a eocén.  William Whewell (*24. 5. 1794, Anglie; † 6. 3. 1866, tamtéž) Whewell vyslechl roku 1834 Faradayovu přednášku v Royal Society a některé navrhované termíny se mu vcelku líbily. Jen pro „eisodu„ navrhl název anoda (kladná elektroda) a pro „exodu„ katoda (záporná elektroda). Rovněž nepokládal za vhodný termín „zetodes„ pro putující částice, a sám navrhl označení anastecheon a kataschecheon. Faradayovi se Whewellův návrh dosti zamlouval, avšak k některým termínům měl výhrady. Whewell pak došel k názvům ion, anion a kation, které Faraday s radostí přijal a drobně upravil na iont, aniont a kationt. Aniont je částice putující k anodě (má tedy záporný elektrický náboj) a kationt je částice putující ke katodě (má tedy kladný elektrický náboj). Zvláštní důležitost měl Faradayem zavedený pojem iont. Ionty pokládal za částice, na které se působením elektřiny rozkládá elektrolyt. Elektrochemické názvosloví publikoval ve své sedmé sérii Experimental Researches in Electricity. 9.6 Další výzkumy elektřiny Po roce 1834 se Faraday přestal zabývat elektrochemií a věnoval se zkoumání jiných oblastí vědy o elektřině. Výsledkem byly další důležité poznatky, které významně přispěly k rozšíření či potvrzení dřívějších znalostí. Samoindukce Faraday k objevu samoindukce dospěl roku 1834 nezávisle na Henrym. Jev nazval „... indukční vliv elektrického proudu na sebe sama„. Podnětem mu byl vznik jiskry při přerušení obvodu napájení cívky z voltaické baterie. Jsou-li však póly baterie spojeny rovným drátem, jiskra při přerušení nevznikne. Po podrobném experimentálním zkoumání o jevu samoindukce v deváté sérii Experimental Researches napsal: „Nemám pochybnosti o tom, že proud v jedné části vodiče působí indukcí na jiné, po sobě následující části téhož vodiče. Konkrétně to vytváří dojem, že proud působí sám na sebe.„ Výzkumy v elektrostatice Faradayovy experimenty v elektrochemii jej přivedly k myšlence, co nastane, připojí-li se zdroj elektrického napětí ke kovovým deskám, mezi nimi již nebude elektrolyt (a nedojde tudíž k elektrolýze a vylučování iontů na elektrodách), ale látka, která se elektrochemicky nerozkládá, jako např. sklo apod. Na základě výsledků svých elektrochemických experimentů získal odvahu položit si otázku, zda elektrostatické síly rovněž nemají charakter intermolekulárních sil – zda tedy i v případě elektrostatických sil lze předpokládat, že nejde o působení na dálku. Odpověď na tuto otázku hledal až do roku 1837. Když nahradil působení na dálku intermolekulárními silami, tedy působením na blízko, vyplynuly z toho dva logické důsledky:
Oba tyto závěry se brzy potvrdily při experimentálním zkoumání elektrické indukce (influence). Látku, která se po vložení mezi elektrody elektrochemicky nerozkládá, nazval dielektrikum. Došel k poznání, že o tom, jaké elektrické množství se indukuje na obou kovových deskách, výhradně rozhoduje chemické složení dielektrika. Kromě rozměrů a vzájemné vzdálenosti obou desek určují vlastnosti dielektrika fyzikální veličinu, kterou Faraday nazval kapacita kondenzátoru (tvoří ji dvě vodivé desky s dielektrikem mezi nimi). Zde je třeba připomenout obdobné experimenty H. Cavendishe z doby před více než padesáti lety, jejichž popis a výsledky byly uloženy v jeho, v této době ještě nezveřejněných zápisech (viz ELEKTRO 3/2002). Do doby Faradayových experimentů bylo dielektrikum chápáno jako látka hrající pouze pasivní roli bariéry, která udržuje elektrický náboj na vodivých tělesech. Uvedené pojetí tak vylučovalo možnost postavení otázky o elektrickém procesu v dielektriku. Faraday v této souvislosti přišel s principiálně novým pojetím, podle kterého v zelektrizovaném dielektriku vznikají elektrostatické síly, které polarizují jeho částice. Napsal: „Indukce zřejmě spočívá v jakémsi polarizovaném stavu částic.„ Za tyto částice pokládal atomy, ačkoliv, jak sám říkal, „... si nedělal nároky na znalost toho, co vlastní atom představuje a jak je svázán či jakou je obdařen elektrickou silou.„ Indukční elektrická síla podle Faradaye bezprostředně působila mezi sousedními částicemi (contiguous particles), a předávala se tedy pomocí prostředí mezi nimi. Usoudil tudíž, že prostředí v elektrických procesech hraje aktivní roli. Nedocházelo zde k působení na dálku, ale účinek se přenášel z částice na částici dielektrika. Indukční elektrická síla tedy nepůsobila přímočaře jako gravitační síla, ale obecně po křivkách. To prokázal experimentem s mosaznou polokoulí umístěnou na šelakovém válci. Horní část polokoule se třením teplým kusem sukna nabila. Faraday pak měřil velikost a směr elektrické síly Coulombovým torzním elektrometrem, jehož pozlacená kulička byla umísťována do různých míst v okolí polokoule. Pokus ukázal, že se náboj rozdělil nerovnoměrně, avšak nacházel se na každém místě polokoule, tedy i tam, kde by při působení po přímce nemohl být. K popisu indukční elektrické síly, která je analogií mechanického napětí v elasticky deformovaných tělesech, Faraday zavedl nový pojem indukční elektrické silokřivky (siločáry). V této souvislosti vyslovil i myšlenku o základní fyzikální veličině, která by charakterizovala elektrické vlastnosti dielektrika (s tím jsme se rovněž setkali u H. Cavendishe). Faraday tuto veličinu nazval měrná elektrická indukce. (pokračování) | |