Уилям Гилбърт и неговите изследвания на електрически и магнитни явления. Уилям Гилбърт и началото на експерименталните изследвания на електричеството и магнетизма Откритията на Уилям Гилбърт

Уилям Гилбърт (физик) Уилям Гилбърт (физик)

ГИЛБЪРТ (Гилбърт) Уилям (1544-1603), английски физик и лекар. В работата си „За магнита, магнитните тела и големия магнит - Земята“ (1600 г.) той е първият, който последователно разглежда магнитните и много електрически явления.
* * *
ГИЛБЪРТ (Gilbert, Gylberde) Уилям, английски лекар и натуралист, основател на учението за електричеството и магнетизма.
Уилям Гилбърт е роден в семейството на главния съдия и градския съветник на Колчестър в Есекс. В този град той завършва класическо училище и през май 1558 г. постъпва в колежа Сейнт Джон в Кеймбридж. По-късно обучението му продължава в Оксфорд. През 1560 г. получава бакалавърска степен, а след 4 години става „магистър на изкуствата“. По това време изборът му вече е определен: той сериозно започва да учи медицина, получава докторска степен през 1569 г. и е избран за старши член на наученото общество на колежа Сейнт Джон в Кеймбридж.
Биографите на Гилбърт пишат, че горе-долу по това време той "... е направил пътуване през континента, където вероятно е получил степента доктор по физика, тъй като изглежда не я е получил нито в Оксфорд, нито в Кеймбридж."
През 1560-те години Гилбърт, както на континента, така и в Англия, „практикува като лекар с голям успех и одобрение“. През 1573 г. е избран за член на Кралския колеж на лекарите, където впоследствие са му поверени много важни постове - инспектор, ковчежник, съветник и (от 1600 г.) президент на колежа. Успехите на Гилбърт като лечител бяха толкова значителни, че кралица Елизабет Тюдор (см.ЕЛИЗАБЕТ I Тюдор)го направи свой личен лекар. Кралицата се интересуваше живо от неговите научни дейности и дори посети лабораторията му, където Гилбърт й показа някои експерименти.
Многобройните му колеги и приятели често се събираха в къщата и лабораторията на Гилбърт, който според спомените на хора, които го познаваха, беше весел, общителен и гостоприемен човек. Сред тях имаше моряци, които му разказаха за наблюдения, направени на компаса по време на техните околосветски пътувания. Това позволява на Гилбърт да събере богат материал за деклинацията на магнитната стрелка, който е включен в известната му книга.
Първоначално научните интереси на Гилбърт са свързани с химията (вероятно във връзка с медицинската му дейност), а след това с астрономията. Той изучава почти цялата налична литература относно движението на планетите и е най-активният поддръжник и пропагандатор на идеите на Коперник в Англия (см.КОПЕРНИЙ Николай)и Дж. Бруно (см.БРУНО Джордано).
След смъртта на Елизабет Тюдор през 1603 г. Гилбърт е оставен като лекар на новия крал Джеймс I (см.ЯКОВ I Стюарт (1566-1625), но не се задържа на тази позиция дори и година. През 1603 г. Уилям Гилбърт умира от чума и е погребан в църквата Света Троица, Колчестър.
Гилбърт, който няма наследници, завещава цялата си библиотека, всички инструменти и колекция от минерали на колежа, но, за съжаление, всичко това е унищожено през 1666 г. по време на големия лондонски пожар.
Разбира се, основният принос на Гилбърт към науката е свързан с работата му върху магнетизма и електричеството. Нещо повече, самото възникване на тези най-важни клонове на физиката в съвременността трябва с право да се свързва с Хилберт.
Гилбърт - и това е негова особена заслуга - беше първият, дори преди Франсис Бейкън (см.Франсис БЕЙКЪН (философ), който често се нарича родоначалник на експерименталния метод в науката, целенасочено и съзнателно идва от опита в изследването на магнитни и електрически явления.
Основният резултат от неговите изследвания е работата „За магнита, магнитните тела и големия магнит - Земята“. Тази книга описва повече от 600 експеримента, проведени от Хилберт, и очертава заключенията, до които водят.
Гилбърт установи, че магнитът винаги има два неразделни полюса: ако магнитът се разреже на две части, тогава всяка от половините отново има двойка полюси. Полюсите, които Хилберт нарича като полюси, се отблъскват, докато други - за разлика от полюсите - привличат.
Гилбърт открива феномена на магнитната индукция: желязна пръчка, разположена близо до магнит, придобива магнитни свойства. Що се отнася до естествените магнити, силата на привличане на железни предмети към тях може да се увеличи чрез използване на подходящи железни фитинги. Действието на магнит може да бъде частично блокирано от железни прегради, но потапянето във вода не влияе забележимо на привличането към тях. Гилбърт дори отбеляза, че удрянето на магнити може да отслаби ефекта им.
Гилбърт не само експериментира с магнити, той си постави проблем, за чието решаване, както се оказа, дори половин хилядолетие не беше достатъчно: защо изобщо съществува магнетизмът на Земята?
Отговорът, който предложи, отново се основаваше на експерименти. Беше направен постоянен магнит, наречен от Гилбърт Терела (т.е. малък модел на Земята), който имаше формата на топка, а Гилбърт, използвайки магнитна игла, поставена върху различни части от повърхността му, изследва магнитното поле, което създава . Оказа се, че е много подобно на това, което е над Земята. На екватора, тоест на равни разстояния от полюсите, стрелките на магнита бяха разположени хоризонтално, тоест успоредно на повърхността на топката, и колкото по-близо до полюсите, толкова повече стрелките се накланяха, заемайки вертикала позиция над полюсите.
Идеята на Гилбърт, че Земята е голям постоянен магнит, не е издържала проверката на времето. Много по-късно, през 19 век, беше установено, че при високи температури (а в дълбините на Земята те са много високи) постоянен магнит се демагнетизира. Проблемът за магнетизма на Земята, други планети, както и други небесни тела - един от най-старите проблеми на класическото естествознание - изправи учените с нова актуалност. Но значението и ролята на произведенията на Гилбърт остават трайни.
Вече имаше известен интерес към магнитите, поне за приложните цели на навигацията, още преди Гилбърт, но в изучаването на електричеството той със сигурност и безусловно беше първият. И тук той има важни постижения. Дори първото устройство е прототип на електроскоп (см.ЕЛЕКТРОСКОП)(той го нарече „versor“) - е изобретен от него. Гилбърт установява, че наелектризирането (също негов термин) възниква при триене не само на кехлибар (това е забелязано от древните гърци), но и на много тела с друг състав, включително стъкло. (Може да се отбележи, че наелектризирането чрез триене остава основният, ако не и единственият инструмент за изучаване на електрически явления до средата на 18 век.)
Гилбърт дори успя експериментално да открие такива фини ефекти като влиянието на пламък върху заредени тела. Той дори, значително по-напред от времето си, свързва нагряването с топлинното движение на частиците на телата.
Правилна оценка на визионерските идеи на Хилберт както в областта на физиката, така и в методологията на науката се появява едва сега, триста, дори четиристотин години след публикуването на неговите блестящи трудове.

енциклопедичен речник. 2009 .

Вижте какво е "Уилям ГИЛБЪРТ (физик)" в други речници:

Wikipedia има статии за други хора с това фамилно име, вижте Гилбърт. Гилбърт, Уилям Уилям Гилбърт ... Уикипедия

Гилбърт, Гилбърт Уилям (24.5.1544, Колчестър, ≈ 30.11.1603, Лондон или Колчестър), английски физик, придворен лекар. Г. принадлежи към първата теория на магнитните явления. Той пръв предположи, че Земята е голяма... ...

- (Гилбърт, Уилям) (1544 1603), английски физик и лекар, автор на първите теории за електричеството и магнетизма. Роден на 24 май 1544 г. в Колчестър (Есекс). Учи медицина в Кеймбридж, практикува медицина в Лондон, където става... ... Енциклопедия на Collier

Гилбърт (1544 1603), английски физик и лекар. В своя труд „За магнита, магнитните тела и голямата магнитна Земя“ (1600 г.) той пръв последователно разглежда магнитните и много електрически явления... енциклопедичен речник

Или Гилбърт (фр. Gilbert или англ. Gilbert, нем. Hilbert) е фамилно и мъжко име, разпространено във Франция, Великобритания, Германия и САЩ. Като френско име, по-често се произнася като Гилбърт или Жиберт. Съдържание 1... ...Уикипедия

- (Английски Уилям Гилбърт, 24 май 1544 г., Колчестър (Есекс) 30 ноември 1603 г., Лондон) Английски физик, придворен лекар на Елизабет I и Джеймс I. Той изучава магнитни и електрически явления и е първият, който въвежда термина „ електрически.” Гилбърт... ... Уикипедия

ГИЛБЪРТ (Gilbert) Уилям (1544 1603) английски физик и лекар. В работата си За магнита, магнитните тела и голямата магнитна Земя (1600 г.) той първо последователно изследва магнитните и много електрически явления...

I Хилберт Хилберт Давид (23.1.1862, Wehlau, близо до Кьонигсберг, 14.2.1943, Гьотинген), немски математик. Завършва Кьонигсбергския университет, през 1893-95 г. е професор там, през 1895-1930 г. е професор в Гьотингенския университет, до 1933 г.... Велика съветска енциклопедия

- (15441603), английски физик и лекар. В труда си „За магнита, магнитните тела и голямата магнитна земя” (1600) той за първи път последователно разглежда магнитните и много електрически явления... Голям енциклопедичен речник

Гилбърт У.- GILBERT, Gilbert William (15441603), английски. физик и лекар. В тр. За магнита, магнитните тела и големия магнит Земята (1600 г.) е първата, която последователно разглежда магнита. и много електрически явления... Биографичен речник

Защо лекарят на Елизабет I се интересува от магнитите, как е стигнал до думата „електричество“ и каква е връзката между магнитните свойства и потока на водата, прочетете в днешния брой на „История на науката“.

Бъдещият учен е роден в семейството на градски съдия в Колчестър. Уилям завършва местно училище и влиза в Кеймбридж, но отива да учи, за да стане лекар. През 1560 г. той получава бакалавърска степен, а девет години по-късно става доктор по медицина.

Гилбърт много се интересуваше от химия, защото тази наука беше пряко свързана с медицинската практика. Тогава астрономията го занимава известно време. Той изучава почти всички достъпни за него трудове, написани за планетите. В своята страна Уилям е най-активният пропагандатор на идеите на Коперник и Джордано Бруно. Но основното, което го интересуваше, беше способността на телата да се привличат.

Трудно е да се каже защо лекарят се интересува от природата на магнетизма и провежда толкова много изследвания на това явление. Може би това се дължи на факта, че натрошеният магнит е бил използван от лекарите от онова време като слабително. Гилбърт пише, че магнитното желязо „...връща красотата и здравето на момичетата, страдащи от бледност и лош тен, тъй като силно изсушава и стяга, без да причинява вреда“. Вероятно е искал да проучи лечебните свойства на магнита.

Основният резултат от изследванията на Гилбърт е работата "На магнита ...". В книгата той каза, че магнитът винаги има два полюса: ако магнитът се разреже на две части, тогава всяка половина отново ще има чифт полюси. Полюсите, които Хилберт нарича като полюси, се отблъскват и за разлика от полюсите се привличат. Ученият обаче никога не е установил природата на магнетизма. По същество мислите му се свеждаха до едно: магнитът има душа, всичко е заради него.

Заглавна страница от книгата на Уилям Гилбърт „За магнита“, 1628 г

Wikimedia Commons

Най-забележителната глава от книгата му е посветена на идеята, че нашата планета е голям магнит. Ученият пише, че точно както противоположните полюси на два магнита се привличат, стрелката на компаса се привлича към полюсите на Земята, показвайки посоката на север и юг. За да докаже това, Гилбърт изряза модел на планетата от магнетит - terrella (от думата terra - "земя"). Компасът, поставен на този модел, се държеше точно по същия начин, както ако беше използван за навигация, например, от моряци.

Терел Уилям Гилбърт

Wikimedia Commons

Нашият герой беше и един от първите, които изследваха електричеството. Дори се смята, че самият термин „електричество“ е измислен от Гилбърт. Ученият забеляза, че много тела, като кехлибар, след като се търкат в нещо, започват да привличат малки предмети към себе си. По аналогия Гилбърт нарече тези явления електрически (от латински ēlectricus - „кехлибар“). По това време знанията на хората за това явление практически не се различават от заключенията на древногръцкия философ Талес, когато се знае само, че кехлибарът, натрит върху вълна, привлича сламки.

Уилям Гилбърт също създава прототип на електроскопа и го нарича versor. Използвайки това устройство, изследователят показа, че не само търканият кехлибар може да привлича, но също и стъкло, диамант, опал, аметист, планински кристал, стъкло, сяра, каменна сол и други материали. Той нарече всички тези тела „електрически“. Той също експериментално показа, че нагряването унищожава привлекателните свойства, които телата придобиват чрез триене.

Ученият обясни природата на електричеството по следния начин: всички неща произлизат от два основни елемента: вода и земя. Телата, които произлизат от вода, имат свойството да привличат обекти, тъй като водата е в състояние да грабва предмети и да ги носи надолу по течението. Гилбърт подчертава разликата между магнитното и електрическото привличане, оправдавайки това с факта, че мокрите тела трудно се наелектризират, а влажността не влияе на привличането на магнитите.

Нашият герой беше известен не само с изследванията си върху магнитите и електричеството, но и като успешен лекар. На 30-годишна възраст е избран за сътрудник на Кралския колеж на лекарите. Славата на Уилям Гилбърт като отличен специалист достига до Елизабет I, която го прави свой личен лекар. Кралицата проявявала голям интерес към научните експерименти и дори посетила лабораторията на Гилбърт, където ученият й показал няколко експеримента. След смъртта на Елизабет, през 1603 г., лекарят за живот е оставен при новия крал Джеймс I, но Уилям не остава на тази позиция дори една година: нашият герой скоро умира от чума.

Английски физик, придворен лекар на Елизабет I и Джеймс I

Биография

Семейството на Гилбърт беше много известно в района: баща му беше чиновник, а самото семейство имаше доста дълго родословие. След като завършва местното училище, Уилям е изпратен в Кеймбридж през 1558 г. Много малко се знае за живота му преди началото на научната му кариера. Има версия, че той също е учил в Оксфорд, въпреки че няма документални доказателства за това. През 1560 г. получава бакалавърска степен, а през 1564 г. магистърска степен по философия. През 1569 г. става доктор по медицина.

След като завършва обучението си, Гилбърт отива на пътуване до Европа, което продължава няколко години, след което се установява в Лондон. Там през 1573 г. той става член на Кралския колеж на лекарите.

Научна дейност

През 1600 г. той публикува книгата „De magnete, magneticisque corparibus etc“, която описва неговите експерименти върху магнитите и електрическите свойства на телата, разделя телата на наелектризирани от триене и неелектризирани, като по този начин забелязва ефекта на влажността на въздуха върху електрическо привличане на светлинни тела.

Гилбърт създава първата теория за магнитните явления. Той установи, че всеки магнит има два полюса, като противоположните полюси се привличат, а еднаквите полюси се отблъскват. Провеждайки експеримент с желязна топка, която взаимодейства с магнитна игла, той за пръв път предположи, че Земята е гигантски магнит. Той също така предложи идеята, че магнитните полюси на Земята може да съвпадат с географските полюси на планетата.

Гилбърт също изследва електрическите явления, използвайки термина за първи път. Той забеляза, че много тела, точно като кехлибар, след триене могат да привличат малки предмети и в чест на това вещество той нарече такива явления електрически (от латински? lectricus - „кехлибар“).

Древните не са знаели нищо за електричеството и магнетизма. Разбира се, те познаваха свойството на кехлибара (на древногръцки „електрон“): като търкате кехлибар в тъмното, можете да видите синкави искри. Това е всичко. За магнита е написана книга през 1269 г. от Пиер Перегрин, който за първи път говори за полюсите на магнита, за привличането на различни полюси и отблъскването на подобните, за производството на изкуствени магнити чрез триене на желязо с естествен магнит, за проникването на магнитните сили през стъкло и вода, за компаса. Основател на науката за електричеството и магнетизма е Уилям Гилбърт. Роден е през 1540 г. в Колчестър (Англия). Веднага след училище постъпва в колежа Сейнт Джон в Кеймбридж, където две години по-късно става бакалавър, четири години по-късно магистър и пет години по-късно доктор по медицина. Постепенно достига върха на лекарската си кариера по това време – става лекар на кралица Елизабет.
Гилбърт написва научната си работа върху магнетизма, защото натрошените магнити са били смятани за лекарство през Средновековието. В същото време, докато разрязваше магнита, той се убеди, че частите на магнита също имат два полюса и е невъзможно да се получи магнит с един полюс. След като направи топка („малка Земя“) от магнетит, Гилбърт забеляза, че тази топка силно напомня на Земята по своите магнитни свойства. Оказа се, че има северни и южни магнитни полюси, екватор, изолинии и магнитен наклон. Това позволи на Гилбърт да нарече Земята „великият магнит“. Въз основа на това той обясни отклонението на магнитната стрелка.
Гилбърт открива, че когато магнитът се нагрее над определена температура, неговите магнитни свойства изчезват. Впоследствие това явление е изследвано от Пиер Кюри и наречено точка на Кюри. Гилбърт открива екраниращия ефект на желязото. Той изрази гениалната идея, че действието на магнита се разпространява като светлина.
В областта на електричеството Гилбърт изобретява електроскопа, устройство за откриване на заряд. С негова помощ той показа, че не само кехлибарът, но и други минерали имат способността да привличат светлинни тела: диамант, сапфир, аметист, стъкло, шисти и др. Той нарече тези материали електрически (т.е. подобни на кехлибар). Ето откъде идва думата "електричество"!
През 1600 г. Гилбърт публикува книгата „За магнита, магнитните тела и големия магнит - Земята“. За първи път в историята на книгопечатането Гилбърт поставя името си пред заглавието на книгата, подчертавайки заслугите му. Може би най-значимата му заслуга беше, че за първи път в историята, много преди Ф. Бейкън, той провъзгласи опита като критерий за истината и провери всички разпоредби на книгата си в процеса на специално проектирани експерименти.
Хилберт направи и откри много, но не можа да обясни почти нищо - всичките му разсъждения бяха наивни. Например, той обяснява природата на магнетизма с наличието на „душа“ в магнита.
Изглежда много важно в учението на Хилберт, че той е първият, който разграничи електрическите явления от магнитните, които оттогава се изучават отделно.
След Хилберт електрическите и магнитните явления се изучават много бавно и през следващите 100 години не се появява нищо ново. И едва през 18в. започна пробив в тази област. Уилям Гилбърт умира през 1603 г.

През XVI - XVII век. С развитието на търговията в Европа все по-широко разпространение получава експерименталният метод на научно изследване, един от основоположниците на който с право се нарича Леонардо да Винчи (1452-1519). Именно в неговия бележник можете да намерите важни думи: „Не слушайте ученията на онези мислители, чиито аргументи не са потвърдени от опита“. Споменатият по-рано неаполитанец Джован Батиста Порта (1538-1615) в своята работа „Естествена магия“ подчертава, че се е опитал да провери всички факти, които е прочел от писанията на древни учени и пътешественици със собствения си опит „ден и нощ, в страхотен разход.”

Експерименталният метод на изследване нанесе осезаем удар върху мистиката и всякакви измислици и предразсъдъци.

Съществена промяна в представите за електрическите и магнитните явления настъпва в самото начало на 17 век, когато излиза фундаменталният научен труд на видния английски учен Уилям Гилбърт (1554-1603) за магнита, магнитните тела и големия магнит - Земята. е публикуван (1600 г.). Привърженик на експерименталния метод в естествените науки. В. Гилбърт провежда повече от 600 умели експеримента, които му разкриват тайните на „скритите причини за различни явления“.

За разлика от много от своите предшественици, Гилбърт смята, че причината за действието върху магнитната стрелка е магнетизмът на Земята, която е голям магнит. Той базира заключенията си на оригинален експеримент, който за първи път провежда.

Той направи малка топка от магнитна желязна руда - "малка Земя - терела" и доказа, че магнитната игла на повърхността на тази "терела" заема същите позиции, каквито заема в полето на земния магнетизъм. Той установи възможността за магнетизиране на желязото чрез земния магнетизъм.

Докато изследва магнетизма, Гилбърт започва да изучава и електрическите явления. Той доказа, че не само кехлибарът, но и много други тела имат електрически свойства - диамант, сяра, смола, планински кристал, които се наелектризират при триене. Той нарече тези тела "електрически", в съответствие с гръцкото наименование на кехлибар (електрон).

Но Гилбърт се опита неуспешно да наелектризира металите, без да ги изолира. Поради това той стигна до погрешното заключение, че е невъзможно металите да се наелектризират чрез триене. Това заключение на Хилберт беше убедително опровергано два века по-късно от изключителния руски електроинженер академик В. В. Петров.

В. Гилбърт правилно установи, че „степента на електрическа сила“ може да бъде различна и че влагата намалява интензивността на електрифицирането на телата чрез триене.

Сравнявайки магнитните и електрическите явления, Гилбърт твърди, че те имат различна природа: например „електрическата сила“ идва само от триене, докато магнитната сила постоянно влияе на желязото, магнитът повдига тела със значителна гравитация, електричеството само леки тела. Това погрешно заключение на Хилберт продължава в науката повече от 200 години.

Опитвайки се да обясни механизма на влиянието на магнита върху желязото, както и способността на електрифицираните тела да привличат други светлинни тела, Гилбърт разглежда магнетизма като специална „сила на живо същество“, а електрическите явления като „изтичане“ на най-фината течност, която поради триене се „излива от тялото“ и директно действа на друго привлечено тяло.

Идеите на Гилбърт за електрическото "привличане" са по-правилни от тези на много съвременни изследователи. Според тях по време на триене от тялото се отделя „фина течност“, която отблъсква съседния на обекта въздух: по-далечните слоеве въздух около тялото се съпротивляват на „изтичанията“ и ги връщат, заедно с леките тела, обратно към електрифицираното тяло.

В продължение на много векове магнитните явления са били обяснявани с действието на специална магнитна течност и както ще бъде показано по-долу, фундаменталната работа на Хилберт е оцеляла през 17 век. няколко издания, той беше справочник за много натуралисти в различни европейски страни и изигра огромна роля в развитието на учението за електричеството и магнетизма.

Веселовски О. Н. Шнайберг А. Я. "Есета по историята на електротехниката"