Ing. Josef Heřman Vývoj názorů na podstatu elektřiny (6) Pokračováním části 2. „Na přelomu století vědy“, která byla započata v minulém čísle ELEKTRO, uvádíme další učence experimentující v poznávání elektrických zákonů a zabývající se zkoumáním jevů a podstaty elektřiny. 2.3 První duální hypotéza
Ve druhé polovině 17. století významně přispěl k rozšíření znalostí o elektřině i sám Isaak Newton, přestože vlastní zkoumání elektřiny bylo na okraji jeho zájmu. Svým pokusem z roku 1675 dokázal, že třením skla se vyvine větší přitažlivá síla než u jiných látek, např. u síry. Ačkoli Gilbert a Browne (viz ELEKTRO č. 4 a 6/2000) již zaznamenali elektrické vlastnosti skla, většinu experimentů uskutečňovali s jantarem či drahokamy. Newton tak prokázal výhodnost skla pro experimenty s elektřinou. Pro tvorbu hypotéz a teorií měla velký význam i jím připouštěná existence dříve popsaného éteru. Pokroky newtonovské přírodovědy a představa neobyčejné korpuskulární jemnosti světla i jiných fluid (tj. předpokládaných jemných neviditelných látek – pozn. red.) přivedla badatele k názoru, že tělesa stálým vypouštěním fluid svou hmotnost neztrácejí, a hypotézy, které počítají s návratem fluida zpět k zelektrizovanému tělesu, byly jako nepotřebné opuštěny. Badatelé se ale museli i nadále spokojit s neznámou příčinou elektrických sil; někteří přijali i předpoklad božského původu tohoto jevu. Stephen Gray
Mezi přírodovědce, kteří psali ranou historii elektřiny, patří i pravděpodobný samouk, Angličan Stephen Gray (1666 – 1736). K jeho prvnímu významnému setkání s elektřinou došlo 13. listopadu 1706, kdy byl přítomen demonstraci elektrických jevů v londýnské Royal Society1). Francis Hauksbee st. (1666 – 1713) zde předváděl účinky elektřiny vybuzené třením tyče z křemenného skla. Avšak Hauksbeeho největším zájmem a následně i přínosem pro vědu byly experimenty se rtutí a světelným zářením, které se při těchto experimentech objevovalo – i když on sám je s elektřinou nespojoval. Pokusy s elektřinou dělal pro zábavu svou i svého okolí rovněž Stephen Gray. Elektrické jevy si vysvětloval pomocí dvojitého toku jemných částic, z nichž jeden pochází z elektrizovaného tělesa a druhý z okolního vzduchu, který je „fluidizován“. Experimenty s elektřinou, které vedly i k jeho největšímu objevu, však již uskutečňoval jako penzista – v červnu 1719 se stal jedním ze čtyřiceti „penzistů-gentlemanů“ v londýnském Charterhouse2). V roce 1729 přišel na nápad (z dnešního pohledu možná naivní), který vycházel z jeho představy o podstatě elektrických jevů: chtěl objasnit, mění-li se charakter úkazů, když se zelektrizovaná skleněná trubice na obou koncích uzavře korkovou zátkou. To jej přivedlo k pokusům, které vrhly první světlo na vztah elektřiny a hmoty: domníval se totiž, že korek by mohl změnit silové účinky trubice. Se značným úžasem zpozoroval, že peří je přitahováno nejen skleněnou trubicí, ale i do ní zastrčenými korkovými zátkami. Poté zastrčil do zátky dřevěnou tyčinku a k ní přivázal kuličku: elektrický náboj se objevil i na kuličce! Gray pokračoval v pokusech tím, že spouštěl z balkónu svého domu kuličky přivázané na vláknech z různého materiálu a o různé tloušťce. Objevil tak schopnost vedení elektřiny. Došel k závěru, že pro vedení elektřiny je rozhodující pouze druh materiálu vlákna, kterým se elektřina přenáší. Po pokusech s vertikálním vedením (dosáhl maximální výšky 52 stop) se zabýval i pokusy s vedením horizontálním. V této záležitosti navštívil svého mladého, bohatého přítele Granville Whelera (+1770), člena Royal Society, schopného vědce-amatéra, který vlastnil velký venkovský dům – ten se pro zamýšlené pokusy skvěle hodil. Během následujících třiceti měsíců uskutečnil s G. Whelerem a dalšími mladými nadšenci mnoho pokusů. Nejprve použili konopný provazec zavěšený na hedvábných vláknech, který vedli od třené skleněné koule ke kouli slonovinové – na ní sledovali přitahování a odpuzování lehkých tělísek: tím uskutečnili ověřený přenos elektřiny na vzdálenost 765 stop (tj. asi 230 m). Zjistili dále, že některé látky, např. hedvábí, vlasy, pryskyřice a sklo elektřinu nepřenášejí, ale po kovovém vlákně se elektřina šíří okamžitě. Gray dále objevil, že elektřinu je možné na izolovaném tělese udržet i několik měsíců. 
Stephen Gray byl první, kdo při experimentech s elektřinou použil jako objekt výzkumu i lidské tělo: 8. dubna 1730 zkoumal (na chlapci, volně zavěšeném ve vzduchu na vláknech z vlasů), zda elektřina prochází lidským tělem. Podobně jako F. Hauksbee dělal Gray i pokusy s elektřinou ve vakuu. Dalšími pokusy přispěl k řešení problému vzájemného vztahu elektřiny a magnetismu; v té době tato souvislost ještě nebyla známa. Gray např. při elektrizování kovového klíče objevil, že lehké předměty jsou klíčem přitahovány nezávisle na tom, zda jsou či nejsou současně přitahovány magnetem, neboli experimentálně ověřil, že magnetické a elektrické síly se navzájem neruší. Pozoruhodný je také Grayův poznatek, že zelektrizovaná dutá dřevěná kostka se chová úplně stejně jako kostka plná, z čehož lze usoudit, že elektřina sídlí pouze na povrchu tělesa. Zda tento závěr Gray učinil, není jednoznačně známo (asi o dvacet let později tento fakt daleko přesvědčivěji experimentálně dokázal Franklin, později Cavendish, Coulomb a Faraday, jak bude dále uvedeno). Grayovy pokusy v principu posloužily k rozdělení známých látek na vodiče a nevodiče, izolátory. Nutnost a důležitost takového členění nebyla ihned pochopena a dokonce ani sám autor ze svých pokusů neudělal potřebný závěr. Teprve až po deseti letech John Theophilus Desaguliers, jemuž Stephen Gray až do své smrti asistoval při přednáškách, rozlišil látky na „electrics per se“ (elektrika sama od sebe čili dnešní nevodiče), které mohou být zelektrizovány třením, a na látky „non-electric body“ (neelektrická tělesa čili dnešní vodiče), které nebyly schopny být elektrizovány, pokud nebyly vhodně zavěšeny. Je však zřejmé, že nerozuměl významu vodič a nevodič, ani prosakování náboje do země; uskutečnil a popsal však velké množství experimentů s elektřinou (v Royal Society), čímž významně přispěl k její popularizaci. (pokračování) |
