Лавренко Ю. Е.

Краткий конспект лекций по дисциплине «История науки и техники в области радиотехники»

Введение

Радиотехника является одной из ветвей науки об электричестве. В природе электрические явления (молнии) существовали всегда. Первые опыты человеческого знакомства с проявлениями электричества относятся к античным временам, когда было замечено, что кусочек янтаря, после натирания его куском сухой ткани, притягивает мелкие предметы – кусочки той же ткани, кусочки пергамента, деревянные щепочки. Уже Фалес из Милета за 500 лет до нашей эры знал об этом. Примерно в это же время были обнаружены и магнитные явления: кусочки руды, добываемой около города Магнезия на территории Малой Азии, притягивались друг к другу. Отсюда и названия этих явлений: на греческом языке янтарь ‒ электрон ‒ электричество, Магнезия ‒ магнетизм. Интересно, что знали только о притягивании предметов, явление отталкивания было обнаружено много позже. Однако эти опыты не привели к каким либо полезным результатам. О магнитных свойствах веществ упоминается в труде «О природе вещей» Тита Лукреция Кара написанной в 1 веке до н. э. Первым полезным применением магнитных явлениями были компасы с магнитной стрелкой (появились в Китае и Европе в ХII столетии). Однако только в XVII веке английским ученым Вильямом Гильбертом, автором труда под названием "О магните и магнитных телах и о большом магните Земля" опубликованном в 1600 г., были начаты исследования магнитных и электрических явлений. Он исследовал магнитную модель земли, названную им "терелла". Он также исследовал "статическое электричество" используя образцы янтаря, доказал, что в магнитных телах «южный» и «северный» полюса неразделимы . В середине ХVII века немецкий ученый Отто Герике построил первую электростатическую машину, где заряд создавался путем трения поверхности диэлектрического шара (из серы). Он первый показал, что заряженные тела не только могут притягиваться, но и отталкиваться. В середине XVIII века английский физик Стивен Грей и французкий - Шарль Дюфе открыли возможность передавать заряды по металлическим проводам. В это же время голландец Мушенбрук изобрел накопитель зарядов – лейденскую банку (первая конструкция конденсатора). В России значительный вклад в исследования электрических и магнитных явлений был сделан членами российской академии наук (Петербургская академия наук учреждена указом Петра 1 в 1724 г.) Л. Эйлером, М. В. Ломоносовым, Г. В. Рихманом и Э. Эпинусом. Работы Эйлера подтвердили и обосновали теорию Гюйгенса о волновой природе света, Ломоносов и Рихман экспериментировали с электрическими разрядами, создаваемыми молнией, Эпинус высказал мнение о том, что электрические и магнитные воздействия «изменяются обратно пропорционально квадратам расстояний», ввел понятие электрического потенциала и электрической емкости. Большой вклад в науку об электричестве был сделан американским ученым Бенджамином Франклином, а также французским ученым Огюстом Кулоном, сформулировавшим законы взаимодействия зарядов и магнитов. Франклин ввел понятие о "знаке" заряда и принцип его сохранения (лейденская банка и плоский конденсатор), он является изобретателем заземления (громоотвода). Им было обнаружено влияние сильного электрического разряда на свойства магнита: возможность уничтожать намагниченность и даже перемещать полюса. Кулон, в период с 1785 – 1789 гг. опубликовал семь статей, посвященных электричеству и магнетизму, которые явились первыми работами в области математической физики, посвященной теории электричества Большое значение имели работы итальянских ученых Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта в области гальваники в конце XVIII, начале XIX веков. Гальвани положил начало науке о "биоэлектричестве" исследуя воздействие электрического заряда на лягушечьи мускулы. Однако его предположения о природе этого эффекта были ошибочными. Правильная трактовка бала дана итальянским физиком Алессандро Вольта. Вольта создал первый электрохимический источник электрического напряжения, что дало мощный толчок к дальнейшим экспериментальным исследованиям. Он ввел понятие "электрохимического ряда" и показал, что напряжение, создаваемое элементом с электродами из разных металлов, определяется разностью их собственных потенциалов, составил таблицу этих разностей для комбинаций из различных металлов. Все эти открытия и изобретения обеспечили дальнейшие исследования электричества и магнетизма в XIX веке.