Войти
Флюидные теории электричества - это устаревшие теории, которые постулировали одну или несколько электрических жидкости, которые считались ответственными за многие электрические явления в истории электромагнетизма. «двухжидкостная» теория электричества, созданная Шарлем Франсуа де Систерне дю Фэ, постулировала, что электричество - это взаимодействие между двумя электрическими «жидкостями». Бенджамин Франклин предложил альтернативную более простую теорию, названную унитарной, или одножидкостной теорией электричества . Эта теория утверждала, что электричество на самом деле представляет собой одну жидкость, которая может присутствовать в избытке или отсутствовать в теле, что объясняет его электрический заряд. Теория Франклина объясняла, как можно снять заряды (например, те, что в лейденских банках ) и как их можно передать через цепочку людей. Жидкие теории электричества в конечном итоге были обновлены, чтобы включить эффекты магнетизма и электронов (после их открытия).
В 1700-х годах многие физические явления рассматривались в терминах эфира, который был жидкостью, которая могла проникать в материю. Эта идея использовалась веками и была основой представления о физических явлениях, таких как электричество, как о жидкостях. Другими примерами жидкостных моделей 18-го века являются калорийные Лавуазье и магнитные жидкости Кулона и Эпина.
К 18 веку одной из немногих теорий, объясняющих наблюдаемые электрические явления, была теория двух жидкостей. Эту теорию обычно приписывают Шарлю Франсуа де Систерне дю Фэ. Теория дю Фэя предполагала, что электричество состоит из двух жидкостей, которые могут течь через твердые тела. Одна жидкость несла положительный заряд, а другая - отрицательный. Когда эти две жидкости соприкасаются друг с другом, они производят нейтральный заряд. Эта теория имела дело в основном с объяснением электрического притяжения и отталкивания, а не с тем, как объект может заряжаться или разряжаться.
дю Фэй наблюдал это, повторяя эксперимент, созданный Отто фон Герике, в котором тонкий материал, такой как перо или лист, отталкивал заряженный объект после контакта с ним. дю Фэй заметил, что «листовое золото сначала притягивается трубкой; и приобретает электричество приближаясь к нему; и, как следствие, немедленно отталкивается от этого ". Для дю Фэ это, казалось, подтвердило, что лист толкают, когда «ток» электричества течет вокруг и через него.
В ходе дальнейших испытаний дю Фре определил, что объект может удерживать один из двух типов электричества: стекловидное или смолистое электричество. Он обнаружил, что объект со стекловидным электричеством отталкивает другой стекловидный объект, но притягивается к объекту со смолистым электричеством
Другим сторонником теории двух жидкостей был Кристиан Готлиб Кратценштейн. Он предположил, что электрические заряды переносятся вихрями в этих двух жидкостях.
В 1746 году Уильям Уотсон предложил одну Теория жидкости.
11 июля 1747 года Бенджамин Франклин написал письмо, в котором изложил свою новую теорию. Это первая запись его теории. Франклин разработал эту теорию, в основном концентрируясь на зарядке и разряде тел, в отличие от дю Фэя, который концентрировался в основном на электрическом притяжении и отталкивании.
Теория Франклина утверждала, что электричество следует рассматривать как движение отдельного тела. жидкость, в отличие от взаимодействия двух жидкостей. Тело проявляет признаки электричества, когда в нем содержится слишком много или слишком мало этой жидкости. Поэтому считалось, что нейтральный объект содержит «нормальное» количество этой жидкости. Франклин также обозначил два возможных состояния электрификации: положительное и отрицательное. Он утверждал, что положительно заряженный объект будет содержать слишком много жидкости, а отрицательно заряженный объект будет содержать слишком мало жидкости. Франклин смог применить это мышление, объяснив необъяснимые явления того времени, такие как лейденская банка, устройство для накопления основного заряда, подобное конденсатору. Он утверждал, что проволока и внутренняя поверхность стали заряжены положительно, а внешняя - отрицательно. Это вызвало дисбаланс жидкости, и человек, прикоснувшийся к обеим частям сосуда, позволил жидкости течь нормально.
Несмотря на более простую теорию, было много споров о том, состоит ли электричество из одной жидкости или двух для столетие.
Теория одной жидкости показывает значительный сдвиг в том, как научное сообщество думает об электричестве. До теории Франклина существовало множество конкурирующих теорий о функционировании электричества. Теория Франклина вскоре стала наиболее широко принятой в то время. Теория Франклина также примечательна тем, что это первая теория, которая рассматривала электричество как накопление «заряда» откуда-то еще, а не как возбуждение материи, уже присутствующей в объекте.
Теория Франклина также обеспечивает основу для обычного тока - электричество как движение положительных зарядов. Франклин произвольно считал свой электрический флюид имеющим положительный заряд, и поэтому все мысли были выполнены в настроении положительного потока. Это настолько проникло в сознание научного сообщества, что электричество все еще рассматривается как поток положительных зарядов, несмотря на доказательства того, что электричество, проходящее через металлы (наиболее распространенный проводник), осуществляется электроном, или отрицательная частица.
Франклин также был первым, кто предположил, что молния на самом деле была электричеством. Франклин предположил, что молния была просто увеличенной версией маленьких искр, возникающих между двумя заряженными объектами. Поэтому он предсказал, что молнию можно формировать и направлять с помощью заостренного проводника. Это было основой его знаменитого эксперимента с воздушным змеем.
Хотя теория одной жидкости ознаменовала значительный прогресс в обсуждениях электричества, у нее были некоторые недостатки. Франклин создал теорию для объяснения разрядов, аспект, который ранее по большей части игнорировался. Хотя он хорошо объяснил это, он не смог полностью объяснить электрическое притяжение и отталкивание. Это имело смысл в том, что два объекта со слишком большим количеством жидкости будут отталкиваться друг от друга и почему два объекта с существенно разным количеством жидкости будут тянуться друг к другу. Однако не было смысла в том, что два объекта без жидкости будут отталкивать друг друга. Слишком мало жидкости не должно вызывать отталкивания.
Еще одна трудность этой модели электричества заключается в том, что она игнорирует взаимодействия между электричеством и магнетизмом. Хотя в то время эта связь не была хорошо изучена, было известно, что между двумя явлениями существует некоторая связь. Модель Франклина не ссылается на эти силы и не пытается их объяснить.
Хотя теория жидкости какое-то время была преобладающей точкой зрения, в конечном итоге она была заменена более современными теориями, в частности, которая использовала наблюдения притяжения между токонесущими проводами для описания магнитных эффектов между ними.
Ни Дю Фэй, ни Франклин не описали эффекты магнетизма в своих теориях, поскольку оба они касались только электрических эффектов. Однако теории магнетизма следовали той же схеме, что и теории электричества. Чарльз Кулон описал магниты как содержащие две магнитные жидкости, звуковую и северную, которые могут объединяться для описания магнитного притяжения и отталкивания. Родственная теория одной жидкости для магнетизма была предложена Францем Эпинусом, который описал магниты как содержащие слишком много или слишком мало магнитной жидкости.
Эти теории электричества и магнетизма рассматривались как две отдельные явления, пока Ганс Кристиан Эрстед не заметил, что стрелка компаса отклоняется от магнитного севера, когда ее помещают рядом с электрическим током. Это заставило его разработать теории о том, что электричество и магнетизм взаимосвязаны и могут влиять друг на друга. Работа Эрстеда легла в основу теории французского физика Андре-Мари Ампера, которая объединила отношения между магнетизмом и электричеством.
