Вольта А.

Во́льта, Алесса́ндро

(итал. Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta)

Родился 18 февраля 1745 года — умер 5 марта 1827 года

Итальянский физик родился в городе Комо. Начальное образование получил в школе ордена иезуитов[1]. Увлекался риторикой[2] и естественными науками. С 1774 по 1779 год преподавал физику в гимназии в Комо, а в 1779 году стал профессором университета в Павии. Большинство работ посвящены электричеству, химии и физиологии[3].

Вольта считают одним из основателей учения об электричестве. Он создал первый в мире химический источник тока «Вольтов столб». Дал понятие электроёмкости[4], исследовал разность электрических потенциалов[5] и заряда. Его исследования «живого» электричества (опыты на лягушках) привели к открытию электрохимического ряда и его закона и имели большое значение в истории методов физиологического эксперимента. «Сила» гальванического элемента оказывалась тем больше, чем дальше стояли друг от друга металлы в ряду: цинк, оловянная фольга, олово, свинец, железо, латунь и так далее до серебра, ртути, графита.

Экспериментально Вольта определил наилучшую пару металлов-проводников (медь и цинк). Изобретение, которое получило название вольтовой батареи, совершило в физике переворот и навсегда вписало в историю имя учёного.

Именем А. Вольта названа единица измерения электрического напряжения U (В), прибор для измерения электродвижущей силы или электрического напряжения (вольтметр).



1 Орден иезуитов (the Company of Jesus) — это мужской духовный орден Римско-католической церкви.
2 Риторика (rhetoric) — это наука, которая изучает правила грамотной и технически правильной речи.
3 Физиология (Physiology) — это наука о жизнедеятельности организма и его частей.
4 Электроёмкость (Electric capacity) — способность тел накапливать электрический заряд.
5 Разность потенциалов (Potential difference) — это отношение работы, которую выполняет поле при переносе заряда из одной точки в другую, к величине этого заряда.


Галилей Г.

Галиле́й, Галиле́о

(итал. Galileo Galilei)

Родился 15 февраля 1564 года — умер 8 января 1642 года

Итальянский учёный родился в городе Пиза. Учился в школе при монастыре бенедиктинцев Валломброза. Юный Галилей проявлял способность к изучению языков, любил рисовать и стремился к изучению точных наук. В 17 лет отправился изучать медицину в университет. Там он познакомился с трудами великих математиков того времени и открыл для себя геометрию. Там же он познакомился с гелиоцентрической теорией Коперника.

Область научных интересов Галилея очень обширна. Это математика, физика, философия, астрономия, механика, изобретательство.

Галилей имеет работы, посвящённые движению. Он считал, что механическое движение выступает основой любого физического процесса. В своих работах Галилей определил и доказал закон падения (вес тела не влияет на его падение), вывел формулы движения тела под углом к горизонту, сформулировал закон инерции, принцип относительности движения и законы колебания маятника.

В 1609 году Галилей создал первый в мире телескоп для наблюдения за небесными светилами. Первым объектом наблюдения стала Луна, на которой учёный увидел множество гор и кратеров. Результатом наблюдений стало:

  • заключение о том, что земная и небесная природа имеют одни истоки,
  • открытие четырёх спутников у Юпитера и колец у Сатурна,
  • обнаружение солнечных пятен и фаз Венеры.

Из наблюдений Галилей сделал вывод о том, что Солнце вращается вокруг своей оси, а Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси.

Именно Галилею мы обязаны обновлённой после исследования Коперника гелиоцентрической картине мира. Гелиоцентрическая картина мира основана на том, что Солнце, которое вращается вокруг своей оси, является центром Вселенной, что вокруг него вращаются Земля и другие планеты.

Кроме телескопа с 32-кратным увеличением, Галилей изобрёл геометрический и военный компас, пропорциональный циркуль, термоскоп (будущий) термометр, микроскоп и гидростатические весы.

За свои убеждения Галилей был подвергнут суду инквизиции, признан виновным в публичной пропаганде гелиоцентризма и приговорен к домашнему аресту до конца жизни.

Только в 1992 году Ватикан признал, что Земля крутится вокруг Солнца.

Галилей и его открытия


Га́усс, Карл Фри́дрих

(нем. Johann Carl Friedrich Gauß)

Родился 30 апреля 1777 года — умер 23 февраля 1855 года

Немецкий физик, механик, астроном, математик и геодезист[1] родился в Брауншвейге. По его словам, он ещё не умел разговаривать, но уже отлично считал: все детские увлечения будущего учёного были связаны с математикой. Учился Гаусс сначала в Екатерининской народной школе, а затем в местном колледже. В 1792–1795 годах обучался в Брауншвейгском университете, затем ещё три года посещал Гёттингенский университет, где изучал математику.

Большая часть научных трудов посвящена математике и геометрии, но период с 1830 по 1840 год Гаусс много времени уделял вопросам физики. Вместе с Вильгельмом Вебером[2] он построил первый в Германии действующий электрический телеграф. Гаусс стал одним из основателей математической теории электромагнетизма. Он ввёл понятие потенциала электрического поля, сформулировал основную теорему электростатики (теорему Гаусса), вывел теорему Гаусса—Остроградского, выдвинул предположение о том, что скорость распространения электромагнитных волн имеет конечное значение.

В 1835 году Гаусс основал магнитную обсерваторию[3], в которой изучал земной магнетизм. Там он изобрёл униполярный магнитометр для измерения склонения магнитного поля Земли и бифилярный магнитометр для определения горизонтальной силы.

В 1840 году Гаусс опубликовал теорию построения изображений для сложных оптических систем.

Ещё одним достижением Гаусса является введение абсолютной системы мер, которая стала предшественником системы единиц СГС. В систему Гаусса вошли три единицы: единица длины — 1 мм, единица времени — 1 с и единица массы — 1 мг.

В честь учёного названа единица измерения магнитной индукции в системе СГС, а также одна из фундаментальных астрономических постоянных — постоянная Гаусса.



1 Геодезия (Geodesy) — это наука, которая изучает форму, размеры и гравитационное поле Земли.
2 В. Вебер (1804 — 1891) — немецкий физик.
3 Обсерватория (observatory) — это здание, в котором есть оборудование для различных наблюдений (астрономических, метеорологических и других).


Гей-Люссак Ж.

Гей-Люсса́к, Жозе́ф Луи́

(фр. Joseph Louis Gay-Lussac)

Французский физик и химик родился в маленьком городке Сен-Леонар-де-Нобла. Получил строгое католическое[1] воспитание. С детства любил математику, затем увлёкся химией. С 1797 по 1800 год Гей-Люссак учился в Париже в Политехнической школе, из которой вышел дипломированным инженером мостов[2] и дорог. В 1809 году он получил звание профессора химии в Политехнической школе и профессора физики в Сорбоне.

Гей-Люссак имеет большое количество работ в области химии. В физике известен и широко применяется закон, который носит имя своего создателя, — закон Гей-Люссака. В 1802 году он открыл закон теплового расширения[3] газов «При постоянном давлении объём газа V пропорционален абсолютной температуре газа T» или fir-13-1 при p = const (рис. 1).

pic-13-1
Рис. 1. Закон теплового расширения газов

Обобщением этого закона, а также законов Шарля и Бойля-Мариотта стало уравнение состояния идеального газа. Это уравнение установило связь между давлением, объёмом и температурой тела:

fir-13-2

1 Католицизм (Catholicism) — одно из основных направлений в христианстве.
2 Мост (bridge) — это дорога через реку, овраг или другое препятствие.
3 Расширение (extension) — это увеличение физического тела.


Генри Д.

Ге́нри, Джо́зеф

(англ. Joseph Henry)

Родился 17 декабря 1797 года — умер 3 мая 1878 года

Американский физик родился в маленьком городке Олбани в штате Нью-Йорк. С детства очень любил театр и чуть не стал профессиональным актёром. Учился в местной школе, в которой после обучения стал преподавателем физики и математики. Хотел заняться медициной, но был назначен помощником инженера по строительству дороги. Это изменило его жизнь, и Генри увлёкся проведением экспериментов, на одном из которых изобрёл электромагнит. Он намотал катушку на подкову и пропустил через неё электрический ток (рис. 1). Так учёный обнаружил, что катушка притягивает железные предметы.

pic-14-1
Рис. 1. Электромагнит

В основном работы Генри посвящены электромагнетизму. Он открыл новые явления в электромагнетизме — самоиндукцию[1] и взаимоиндукцию[2]. Явление взаимной индукции Генри открыл раньше Фарадея, но, к сожалению, исследование не было опубликовано и все лавры достались Фарадею.

Сконструировал электромагнитное реле[3], а через некоторое время представил первый электрический телеграф, который передавал сообщения в соседнее здание. Изобретение не было запатентовано, поэтому вся слава досталась Самуэлю Морзе, который создал подобное устройство двумя годами позже.

Генри принадлежит идея создания первого электромотора, которую он запатентовал в 1840 году.

В честь Джозефа Генри названа единица индуктивности L — генри (1 Гн).



1 Самоиндукция (self induction) — это явление возникновения электромагнитной индукции в проводящем контуре при изменении силы тока, который протекает через проводник.
2 Взаимоиндукция (Mutual induction) — это возникновение ЭДС индукции в одном проводнике при изменении силы тока в другом проводнике.
3 Электромагнитное реле (electromagnetic relay) — это устройство для переключения электрических цепей.


Герц Г.

Герц, Ге́нрих Ру́дольф

(нем. Heinrich Rudolf Hertz)

Родился 22 февраля 1857 года — умер 1 января 1894 года

Немецкий физик, экспериментатор родился в Гамбурге. С детства имел хорошую память, что позволило ему легко изучить несколько языков, включая арабский язык. Посещал общеобразовательную школу, а по выходным ходил в школу искусств и ремёсел[1]. Учился в Мюнхене в политехникуме, получил профессию инженера и принял участие в строительстве моста. В 1878 году поступил в Берлинский университет. По окончании университета в 1885–1889 годах был профессором Высшей технической школы в Карлсруэ, а с 1889 года — профессором Боннского университета.

Основные работы Герца относятся к электродинамике[2]. В то время ещё не было точного представления о том, какую природу имеют электрическое и магнитное поля. В 1887 году сконструировал генератор электромагнитных колебаний (вибратор Герца) и разработал метод их обнаружения (резонатор Герца). С помощью вибратора и резонатора Герц экспериментально доказал существование электромагнитных волн и что свет — это тоже электромагнитная волна. Изучал отражение[3], интерференцию[4], дифракцию[5] и поляризацию[6] электромагнитных волн. Впервые наблюдал внешний фотоэффект. Своими исследованиями экспериментально подтвердил электромагнитную теорию света Джеймса Максвелла.

В честь Генриха Герца в системе единиц СИ названа единица частоты ν — герц (1 Гц).



1 Ремесло (craft) — это производство, основой которого является ручной труд и ручные орудия труда.
2 Электродинамика (electrodynamics) — это часть физики, которая изучает электромагнитное взаимодействие между электрически заряженными телами и частицами.
3 Отражение (reflection) — это процесс взаимодействия волны или частицы с поверхностью.
4 Интерференция (interference) — это явление, которое возникает при сложении двух и более волн. В результате наблюдают увеличение или уменьшение результирующей амплитуды колебаний.
5 Дифракция (diffraction) — это явление огибания волнами препятствий.
6 Поляризация (polarization)  — это явление направленного колебания векторов напряжённости электрического и магнитного полей.


Гук Р.

Гук, Ро́берт

(англ. Robert Hooke)

Родился 26 июля 1635 года — умер 3 марта 1703 года

Английский учёный естествоиспытатель и изобретатель родился на острове Уайт. Учился сначала дома, потом в Вестминстерской школе. Изучал языки, математику и физику, интересовался живописью и механикой. Поле окончания школы Гук поступил в колледж, где увлёкся физикой и химией. В 1653 году поступил в Оксфордский университет, где был помощником известного химика Виллиса, а затем не менее известного физика Роберта Бойля.

Основная работа Гука — это закон об упругости тела. Он сформулировал его в 1660 году: сила противодействия упругого вещества растяжению или сжатию прямо пропорциональна относительному увеличению или уменьшению длины. Этот закон лёг в основу одного из разделов механики — теории упругости.

Гуку принадлежит правильная формулировка закона всемирного тяготения: сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Это вызвало споры с Ньютоном.

Гук усовершенствовал микроскоп. Благодаря этому стало понятно, что любой объект состоит из клеток. Ему же принадлежит и сам термин «клетка» с точки зрения исследования растений.

Гук занимался усовершенствованием телескопа, создал прототип первого парового двигателя и оптического телеграфа, занимался архитектурой: спроектировал, например, Гринвичскую обсерваторию.

Гук интересовался метеорологией: усовершенствовал ртутный барометр[1] со стрелочным указателем, гигрометр[2], анемометр[3].

В честь учёного назван открытый им закон — закон Гука:

fig-16-1

Закон Гука



1 Барометр (Barometer, weatherglass) — это прибор для измерения атмосферного давления.
2 Гигрометр (Hygrometer) — это прибор для измерения влажности воздуха.
3 Анемометр (anemometer, wind gauge) — это прибор для измерения скорости ветра или газов.


Гюйгенс Х.

Гю́йгенс, Христиа́н

(нидерл. Christiaan Huygens)

Родился 14 апреля 1629 года — умер 8 июля 1695 года

Нидерландский физик и математик родился в Гааге. Родители рано заметили способности своего сына, и маленький Христиан с удовольствием занялся изучением арифметики, музыки, стихосложения и латинского языка.

Гюйгенс изучал право и математику в Лейденском университете. Уже в университете он увлёкся физикой, астрономией и практической оптикой. Он считал себя последователем Галилея и сумел усовершенствовать телескоп до 92-кратного увеличения. Изучая звёздное небо, Гюйгенс открыл кольца Сатурна и его спутник[1] Титан, обнаружил ледяную шапку на Южном полюсе Марса, наблюдал двойные звёзды, описал туманность Ориона.

В историю Гюйгенс вошёл как основоположник теоретической механики и теории вероятностей. Изобрёл часы с маятником и на их основе описал криволинейное движение тяжёлой точки, сделал вывод о том, что все объекты, падающие с определённой высоты, но имеющие разные траектории[2], обладают одинаковой конечной скоростью, которая зависит только от высоты.

В 1678 году Гюйгенс обнаружил поляризацию света[3]. Он доказал, что скорость света в оптически более плотной среде меньше, чем в оптически менее плотной. Изложил собственную теорию отражения, преломления и двойного лучепреломления в исландском шпате.

Принцип, который объясняет законы распространения, преломления и отражения световых волн, носит название принципа Гюйгенса: каждый элемент волнового фронта становится источником новой волны. Результирующий волновой фронт определяется интерференцией[4] волн от этих вторичных источников.



1 Спутник (Satellite) — это объект на орбите небесного тела.международная премия в области науки, литературы и общественной деятельности.
2 Траектория (Trajectory, path) — это линия, по которой движется тело.
3 Поляризация (Polarization) — это явление направленного колебания векторов напряжённости электрического и магнитного полей.
4 Интерференция (Interference) — это явление, которое возникает при сложении двух и более волн. В результате наблюдают увеличение или уменьшение результирующей амплитуды колебаний.


Джоуль Д.

Джо́уль, Джеймс Пре́скотт

(англ. James Prescott Joule)

Родился 24 декабря 1818 года — умер 11 октября 1889 года

Английский физик родился в городе Солфорд. Начальное образование получил дома из-за нарушений в развитии опорно-двигательного аппарата[1]. Учителем физики, математики и химии несколько лет был известный физик и химик Джон Дальтон. В 18 лет поступил в Манчестерский университет, но из-за болезни так и не закончил его. Свои исследования проводил в лаборатории, которую он оборудовал в подвале[2] своего дома.

В начале своего научного пути Джоуль занялся исследованием магнитных явлений. Он заметил, что в магнитном поле стержни[3], сделанные из некоторых металлов, удлиняются. Сейчас это называется явлением магнитострикции. Для определения удлинения Джоуль разработал специальную методику измерения, которая помогла наглядно доказать наличие такого маленького удлинения.

В своих экспериментах Джоуль не раз наблюдал тепловое действие тока и решил заняться исследованием превращения электрической энергии в тепловую. Работа привела к открытию закона, который сейчас называется законом Джоуля—Ленца: нагревание проводника или полупроводника прямо пропорционально[4] его сопротивлению, времени действия тока и квадрату силы тока:

fig-18-1

Открытие этого закона привело к созданию нового раздела физики — термодинамики.

В честь учёного названа единица измерения работы, энергии и количества теплоты в системе СИ — джоуль (1 Дж).



1 Опорно-двигательный аппарат (Musculoskeletal system) — это то, что позволяет человеку перемещаться и совершать любые движения.
2 Подвал (Basement) — это помещение в доме, которое находится ниже уровня земли.
3 Стержень (Kernel, rod) — это длинное тело, у которого два размера малы по сравнению с третьим размером.
4 Прямая пропорциональность (direct proportionality) — зависимость одной величины от другой: при увеличении (уменьшении) одной из величин в некоторое количество раз, в это же количество раз увеличивается (уменьшается) и другая величина.


Жуковский Н.

Жуко́вский, Никола́й Его́рович

Родился 17 января 1847 года — умер 17 марта 1921 года

Русский учёный-механик, основоположник гидро- и аэродинамики родился в селе Орехово Владимирской области. Начальное образование получил в московской гимназии, которую закончил в 1864 году с серебряной медалью. Продолжил образование на физико-математическом факультете Московского университета. В 1879 году получил учёное звание профессора по теоретической механике, а в 1882 году защитил докторскую диссертацию по прикладной математике.

В 1902 году он руководил сооружением семиметровой аэродинамической трубы, которая стала одни из первых испытательных сооружений подобного типа.

В 1910 году под руководством Жуковского в Императорском Московском техническом училище была открыта аэродинамическая лаборатория. В авиационном расчётно-испытательном бюро под руководством Жуковского разрабатывались методы аэродинамического и прочностного расчета самолётных конструкций.

Во время Первой мировой войны учёный организовал и возглавил теоретические курсы авиации для военных лётчиков, а также разрабатывал теорию бомбометания, занимался вопросами баллистики[1] артиллерийских снарядов.

Жуковскому принадлежат оригинальные работы в области механики твёрдого тела, гидродинамики, гидравлики и математики. Он исследовал механизм парения с набором высоты и вычислил возможные изменения траектории при полёте.

В 1906 году опубликовал работу, в которой определил принцип образования подъёмной силы крыла аэроплана[2] и сформулировал теорему, которая давала возможность определять её величину. В 1911 году доказал, что изогнутая форма профиля крыла более выгодна, чем плоская. Жуковский в своих исследованиях установил законы распределения скоростей у лопасти винта, которые послужили теоретической основой для проектирования воздушных винтов. Он создал основы аэродинамического расчета самолёта, расчёта динамической продольной устойчивости и прочности самолётов.



1 Баллистика (ballistics) — это наука о движении тел, брошенных в пространстве.
2 Аэроплан (Airplane) — это устаревшее название самолёта.