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가장 중요한 과학적 발견
외르스테드의 법칙. 과학적 발견의 역사와 본질
호박에 의한 보풀의 끌림과 자석에 의한 쇠가루의 가장 단순한 유사성으로 돌아가는 전기와 자기의 연결에 대한 아이디어가 공중에 떠 있었고 많은 유럽 최고의 정신을 사로 잡았습니다. 그것. 문헌에서 전기 스파크에 의한 강철 바늘의 자화, 번개에 의한 나침반의 자화 사실이 알려져 있습니다. Aldini의 갈바니즘에 관한 논문(1804)에는 볼타 기둥으로 강철 바늘을 자화한 Mojon과 볼타 기둥의 작용 하에서 자기 바늘의 편향을 관찰한 Romagnosi가 언급되어 있습니다. 그러나 이 모든 사실은 무작위 관찰의 성격을 띠고 일반화되지 않았을 뿐만 아니라 정확하게 기술되지도 않았다. 외르스테드의 장점은 무엇보다도 그가 자신의 발견의 중요성과 새로움을 이해하고 그것에 대해 과학계의 관심을 끌었다는 사실에 있습니다. "덴마크의 과학 물리학자, 교수"라고 썼습니다. 암페어, - 그의 위대한 발견으로 물리학자들을 위한 연구의 새로운 길을 열었습니다. 이러한 연구는 결실을 맺지 못했습니다. 그들은 진보에 관심이 있는 모든 사람의 관심을 끌 만한 많은 사실의 발견에 매력을 느꼈습니다. 한스 크리스티안 외르스테드 (1777-1851) 덴마크의 랑겔란트(Langeland) 섬 리드코빙(Rydkobing) 마을에서 가난한 약사의 가족으로 태어났습니다. 가족은 항상 궁핍했기 때문에 형제 Hans Christian과 Anders는 가능한 곳에서 초등 교육을 받아야 했습니다. 이미 XNUMX살에 Hans는 아버지의 약국 카운터에 서 있어야 했습니다. 여기에서 의학은 화학, 역사, 문학을 대체하면서 오랫동안 그를 사로 잡았으며 그의 과학적 사명에 대한 자신감을 더욱 강화했습니다. 그는 의학, 물리학, 천문학, 철학, 시 등 모든 것을 다루는 코펜하겐 대학교에 입학하기로 결정합니다. 1797년 대학의 금메달은 그의 에세이 "시와 산문의 한계"로 그에게 수여되었습니다. 역시 높이 평가되는 그의 차기작은 알칼리의 성질을 다루었고, 박사학위 논문으로 의학에 전념하였다. XNUMX세에 Oersted는 약학 학위를, XNUMX세에 박사 학위를 받았습니다. 논문을 훌륭하게 옹호한 Hans는 프랑스, 독일, 네덜란드에서 인턴십을 위해 대학에 갑니다. 그곳에서 외르스테드는 시의 도움으로 물리 현상을 연구할 수 있는 가능성, 물리학과 신화의 연결에 관한 강의를 들었습니다. 1806년 코펜하겐 대학교의 교수가 된 외르스테드는 셸링의 철학에 매료되어 열, 빛, 전기, 자기의 관계에 대해 많은 생각을 했습니다. 1813년 그의 저서 "화학 및 전기력의 정체에 대한 조사"가 프랑스에서 출판되었습니다. 그 안에서 그는 먼저 전기와 자기의 연결에 대한 아이디어를 표현합니다. 그는 다음과 같이 썼습니다. "전기가...자석에 어떤 작용을 일으키는지 확인해야 합니다..." 그의 고려 사항은 간단했습니다. 전기는 빛을 발생시킵니다. 클램프 전원을 닫는 와이어가 가열됩니다. 전기는 자기 작용을 일으킬 수 없습니까? 그들은 Oersted가 자석과 헤어지지 않았다고 말합니다. 그 쇠조각은 계속해서 그 방향으로 생각하게 만들었을 것입니다. 자석은 Oersted의 코트에서 꽤 많은 마일을 이동했음에 틀림 없습니다. 오늘날 모든 학생은 Oersted의 경험을 쉽게 재현하고 전류가 흐르는 전선이 통과하는 중심을 통해 판지에 철 조각을 부어 "전기 충돌의 소용돌이"를 보여줄 수 있습니다. 그러나 전류의 자기 효과를 감지하는 것은 쉽지 않았습니다. 러시아 물리학자 페트로프는 배터리의 극을 철판과 강철판으로 연결하여 이를 감지하려고 했습니다. 그는 몇 시간 동안 판에 전류를 흘려도 판의 자화를 발견하지 못했습니다. 다른 관찰에 대한 정보가 있지만 전류의 자기 효과가 Oersted에 의해 관찰되고 설명되었다는 것은 완전히 확실하게 알려져 있습니다. 15년 1820월 XNUMX일, 이미 코펜하겐 대학의 화학 명예 교수였던 외르스테드는 학생들에게 강의를 했습니다. 강연과 함께 시연이 이어졌다. 실험실 테이블에는 전류 소스, 클램프를 닫는 와이어, 나침반이 있었습니다. 외르스테드가 회로를 닫았을 때 나침반 바늘이 움찔거리며 돌았다. 회로가 열리면 화살표가 다시 돌아왔습니다. 이것은 많은 과학자들이 오랫동안 찾고 있던 전기와 자기 사이의 연결에 대한 최초의 실험적 확인이었습니다. 모든 것이 분명해 보일 것입니다. Oersted는 현상의 보편적 연결에 대한 오랜 아이디어에 대한 또 다른 확인을 학생들에게 보여주었습니다. 그러나 왜 의심이 있습니까? 왜 이 사건의 상황을 둘러싸고 그토록 많은 논란이 뒤따랐습니까? 사실 나중에 강의를 들은 학생들은 전혀 다른 이야기를 했다. 그들에 따르면, Oersted는 강의에서 전선을 가열하는 전기의 흥미로운 특성만을 보여주고 싶었고, 나침반은 우연히 테이블 위에 놓였습니다. 그리고 그들은 우연히 이 철사 옆에 나침반이 놓여 있다고 설명했고 아주 우연한 기회에 예리한 학생 중 한 명이 회전하는 화살표와 교수의 놀라움과 기쁨에 주의를 끌었습니다. 그들에게 진짜였다. 외르스테드는 자신의 후기 작품에서 다음과 같이 썼습니다. 제가 처음 개봉을 알렸을 때 사용했던 표현들로 결론을 내립니다." 그 발견을 한 사람이 외르스테드라는 것이 우연의 일치입니까? 결국 모든 실험실에서 필요한 도구, 상호 배치 및 "작동 모드"의 행복한 조합을 얻을 수 있습니까? 예 그렇습니다. 그러나이 경우 임의성은 자연 스럽습니다. Oersted는 현상 간의 연결을 연구하는 소수의 연구원 중 하나였습니다. 그러나 외르스테드의 발견의 본질로 돌아갈 가치가 있습니다. 강의 실험에서 나침반 바늘의 편차가 매우 작았다고 해야 합니다. 1820년 XNUMX월에 외르스테드는 전류 소스의 더 강력한 배터리를 사용하여 실험을 다시 반복했습니다. 이제 효과가 훨씬 강해졌으며 배터리 접점을 닫은 와이어가 더 강할수록 더 두꺼워졌습니다. 또한 그는 행동과 반작용에 대한 뉴턴의 생각과 어울리지 않는 이상한 점 하나를 발견했다. 자석과 도선 사이에 작용하는 힘은 그들을 연결하는 직선을 따라 향하지 않고 수직입니다. Oersted의 말에 따르면, "전류의 자기 효과는 주위를 원운동합니다." 자기 바늘은 도선을 가리키지 않고 항상 이 도선을 둘러싸고 있는 원에 접선 방향으로 향했습니다. 마치 보이지 않는 자기력의 덩어리가 와이어 주위를 소용돌이치며 가벼운 나침반 바늘을 그리는 것 같았습니다. 이것이 과학자를 놀라게 한 것입니다. 그렇기 때문에 그는 XNUMX페이지 분량의 "소책자"에서 불신과 조롱을 두려워하여 증인들의 과학적 장점을 언급하는 것을 잊지 않고 주의 깊게 증인을 열거합니다. 일반적으로 실험에 대한 잘못된 이론적 해석을 제시한 외르스테드는 전자기 현상의 소용돌이 특성에 대한 깊은 생각을 심어주었습니다. 그는 다음과 같이 썼습니다. "또한 관찰한 결과 이 충돌이 전선 주위에 소용돌이를 형성한다는 결론을 내릴 수 있습니다." 즉, 자기장 선이 전류 전달 도체를 둘러싸거나 전류가 자기장 소용돌이입니다. 이것이 전기역학 제XNUMX기본법칙의 내용이며, 이것이 과학자의 발견의 본질이다. Oersted의 경험은 전기와 자기 사이의 연결뿐만 아니라 증명했습니다. 그에게 계시된 것은 알려진 법의 틀에 맞지 않는 새로운 신비였습니다. 21년 1820월 XNUMX일 코펜하겐에서 "자기 바늘에 대한 전기 충돌의 작용에 관한 실험" 팜플렛이 라틴어로 출판되었고 외르스테드는 모든 과학 기관과 물리학 저널에 이를 보냈습니다. 이를 통해 그는 자신의 발견의 중요성을 강조하고 싶었습니다. 그리고 실제로 외르스테드의 발견은 과학적인 센세이션을 불러일으켰고 과언이 아닐 정도로 강력한 반향을 불러일으켰습니다. 갈바니즘의 재탄생이 있었습니다. 외르스테드의 발견의 결과, 힐베르트 시대 이후 근본적으로 다른 것으로 간주되었던 두 현상 그룹 사이의 연결을 확립하는 것이 가능했습니다. 새로운 유형의 상호 작용이 열렸습니다. 지금까지 물리학은 중심력을 알고 있었습니다. 와이어는 화살표의 극을 끌어당기거나 밀어내지 않지만 길이에 수직으로 설정합니다. "외르스테드의 실험은 역학의 기본 규칙에 완전히 반대됩니다."라고 Arago는 말합니다. 마지막으로, 새로운 발견은 물리학자들에게 전류의 민감하고 편리한 표시기를 만들 수 있는 수단을 제공했습니다. 그리고 이미 1820년 67월에 Schweigger는 승수를 발명했으며 1821년 Gilbert Annals의 XNUMX권에서 현대 교복의 승수 디자인에 대한 Poggendorf의 설명이 등장했습니다. 마지막으로, 새로운 상호작용의 효율성과 유연성은 전력의 미래 기술 응용의 씨앗을 포함했습니다. 외르스테드의 회고록이 발표된 후, 당시 한가한 과학을 위해 매우 이례적인 속도로 추가 사건이 전개되었습니다. 며칠 후 회고록은 당시 아라고가 방문하고 있던 제네바에 실렸다. 외르스테드의 경험을 처음 알게 된 것은 그와 다른 많은 사람들이 씨름해 온 문제에 대한 답을 찾았음을 증명했습니다. 실험에 대한 인상이 너무 커서 시위에 참석한 한 사람이 일어서서 신이 나서 나중에 유명해진 문구를 말했습니다. "여러분, 혁명이 일어났습니다!" 4년 1820월 22일 돌아오자마자 참석한 최초의 아카데미 회의에서 그는 외르스테드의 실험에 대해 구두 보고를 한다. 녹음기의 게으른 손이 학술지에 작성한 메모에 따르면 학자들은 이미 XNUMX월 XNUMX일 다음 회의에서 Arago에게 참석한 모든 사람들에게 외르스테드의 경험을 "전체 크기"로 보여달라고 요청했다고 증언합니다. Academician Ampère는 특별한 관심을 가지고 Arago의 메시지를 들었습니다. 아마도 그는 그 순간 온 세상 앞에서 외르스테드의 손에서 발견의 지휘봉을 넘겨받을 때가 왔다고 느꼈을 것입니다. 그는 Arago와 Oersted처럼 약 4 년 동안 오랫동안이 시간을 기다리고있었습니다. 그리고 1820년 XNUMX월 XNUMX일, 시간이 닥쳤습니다. Ampère는 자신이 행동해야 한다는 것을 깨달았습니다. 단 XNUMX주 만에 그는 자신의 연구 결과를 세상에 발표했습니다. 저자: Samin D.K.
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