UNIVERZITET U PRIŠTINIPRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTETODSEK-FIZIKA

SEMINARSKI RAD

Predmet: ELEKTRODINAMIKA

Tema: ISTORIJAT ELEKTROMAGNETIZMA

Profesor: Student:

dr Branko Drljača Branislav Božović

Br. Indeksa: 124/2013

Kosovska Mitrovica, decembar 2014. godineSADRŽAJ:

1. Uvod…………………….…………………………………….………………………….....32. Istorijat elektromagnetizma………………………………..…………………….….….……43. Zaključak………………………………………………………………….................……..15

Literatura.......................................................................................................................16

2

1. Uvod

Nije moguće tačno utvrditi kada je došlo do otkrića električnih pojava. Prema sačuvanim svedočanstvima, ove pojave su primećene još u najranijim periodima civilizacije. Naime, Grci su u starom veku zapazili da preslice od ćilibara (fosilna smola) kad se na njima prede privlače vunena vlakna. Od starogrčkog naziva za ćilibar ηλεκτρονιο – elektron, za sva tela koja imaju, ili mogu steći, njegova svojstva usvojen je naziv naelektrisanje tela.

Prema geološkim istraživanjima, sve je počelo pre nekoliko hiljada godina, kada su sesudarile evropska i afrička ploča i kada je iz dubine Zemlje prema površini potisnuta jedna vrsta do tada nepoznatih stena sa čudnim osobinama – radilo se o oksidu gvožđa mnogo kasnije nazvanom magnetit. Ova ruda gvožđa ima osobine stalnog magneta u svom prirodnom stanju i predstavlja prirodni magnet. Ljudi su kasnije naučili da prave veštačke i elektromagnete. Prirodni i veštački magneti čine grupu stalnih magneta, a električni imaju magnetne osobine samo dok kroz njihove namotaje teče električna struja.

Magnetne pojave u svom najelementarnijem vidu bile su, kao i električne, poznate jos u Staroj Grčkoj. Naime, još tada je uočeno da komadi gvozdene rude magnetita (Fe3O4) privlače sitnije komade gvožđa. Kasnije je ta pojava nazvana magnetizam, prema imenu grada Magnezije u Maloj Aziji u čijoj blizini su postojala nalazišta pomenute rude. A otkrivena je, navodno, tako što je pastir idući po kamenitom tlu osećao da zemlja privlači gvozdene eksere iz njegove obuće.

Stari Grci su magnet zvali ”Herkulov kamen” - verovatno zbog toga što im je njegovaprivlačna sila izgledala strašno velika.

Kinezi su, međutim, znali za magnet još mnogo ranije (prema nekim podacima, pre 4000 godina). Oni su ga nazvali imenom ”Tšu-ši”, što na našem jeziku znači ”kamen ljubavi”. Kinezi su bili prvi koji su magnet počeli da praktično upotrebljuju. Oni su uočili da magnet, ako slobodno visi o nekom osloncu, ili ako se u svom težištu oslanja o šiljat vrh te je lako pokretljiv, uvek zauzima isti pravac sever-jug. Tu su njegovu osobinu koristili da bi na lađama, ploveći morima daleko od kopna, određivali strane sveta. Busolu su, dakle, izmislili Kinezi, a u Evropu su je preneli arapski moreplovci tek u XII veku.

3

2. Istorijat elektromagnetizma

Prema Aristotelu (Aristotel 384 – 322. g. pre n. e.), prve oglede iz elektriciteta vršio je grčki filozof Tales iz Mileta (vidi Sl. 1.).

Tales je živeo oko 600 god. p.n.e. Rođen je u Miletu, gradu na obali Male Azije koje su naseljavali Jonjani (grčko pleme) i koje je, dugo posle Talesa bilo sedište ondašnje nauke, pre svega matematike. Bavio se trgovinom, politikom, filozofijom, matematikom, astronomijom, tehnikom… Još kao mlad pokazivao je veliko znanje. U njegovoj kući su se sastajali poznati trgovci, ali i ljudi koji su se interesovali za nauku. Vremenom se zainteresovao za egipatsku nauku i krenuo u Egipat. Od egipatskih sveštenika učio je geometriju, a od vavilonskih astronomiju. Vratio se u domovinu mnogo godina kasnije i organizovao svoju školu .

Smatra se „prvim grčkim naučnikom“, i s pravom zauzima mesto među sedmoricom mudraca. „Sedmorica mudraca“ ili „sedam filozofa“ kako su ih zvali u to vreme, bili su ljudi koje su i buduće generacije duboko cenile zbog njihove izuzetne mudrosti (u to vreme i dugo posle toga, nije postojala nikakva jasna granica između nauke i filozofije).

Jedno od prvih Talesovih otkrića iz fizike je to što je uspeo da predvidi pomračenje Sunca. Ušao je i u istoriju matematike teoremom koja i danas nosi njegovo ime.

Slika 1. - Tales iz Mileta, delo nepoznatog umetnika-

Tales iz Mileta prvi je izveo niz eksperimenata u kojima je dolazio do pojave elektriciteta. On je primetio neka neobična svojstva ćilibara koji, ako se protrlja krznom, može da privlači lake predmete (perje, dlake, papiriće) i da proizvodi sitne iskrice. Iz tog perioda potiče i pojam elektron (ćilibar, jantar na grčkom znači elektron).

Tales iz Mileta tek počinje „bajku o elektricitetu“ koja će biti nastavljana vekovima kasnije.

Ovo otkriće prenosilo se narednih 2000. godina, jer od tada pa sve do 1600. godine, na proučavanju ovih pojava nije ništa uradjeno.

William Gilbert, (Colchester, 24.maj 1544. - London, 30.decembar 1603.) bio je engleski dvorski lekar Elizabete I. i Jakova I. i filozof prirodnjak, poznat po svojim radovima u oblastima magnetizma i elektriciteta. Posle završetka studija Gilbert je radio kao lekar u Londonu a kasnije postaje dvorski lekar Elizabete I. Gilbert se interesovao između ostalog i za fizičke studije i on se smatra osnivačem znanosti o magnetizmu i elektricitetu. Otkrio je elektromagnetnu indukciju a u svom poznatom delu  De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (1600.). Postavio je temelje nauke o magnetizmu Zemlje. U istom delu Džilbert je obradio i električke fenomene objavljujući teoriju o prirodi elektriciteta. Čak i sam naziv elektricitet potiče od Džilberta.

Džilbert je izveo svoje eksperimente na modelu Zemlje zvanom terrella. Uz pomoć eksperimenata dolazi do zaključka o postojanju Zemljinog magnetizma, i da je magnetizam

4

zaslužan zato što kompas pokazuje prema severu. Pre njega se verovalo da je zvijezda Sjevernjača uzrokovala smijer pokazivanja kompasa. U knjizi je opisao i statički elektricitet, koristeći jantar; jantar se na grčkom zove elektron i Džilbert se zbog toga odlučio nazvati tu silu ”električnom silom”. Umro je 1603., u svojoj 59-oj godini vjerojatno od posledica kuge.

Slika 2. -William Gilbert. Slika iz De

Magnete (1600.), nepoznatog umetnika-Slika 3. -Naslovna stranica Džilbertovog

najznačajnijeg dela De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno

Magnete Tellure (1600.)-

Džilbert je ukazao na osobinu istoimenih magnetnih polova da se odbijaju, a raznoimenih da se privlače. Sličnost uzajamnog mehaničkog dejstva električnih opterećenja i uzajamnog mehaničkog dejstva magnetnih polova dala je povoda za istovetno objašnjenje tih pojava. Tako je stvorena predstava o magnetnoj masi kao o specifičnom fizičkom agensu koji je raspoređen na krajevima magneta i uzrok je magnetnim dejstvima. Bilo je usvojeno da se magnetna masa locira oko severnog pola smatra pozitivnom a ona oko južnog pola smatra negativnom. Na osnovu svojih istraživanja Džilbert je došao do pogrešnog zaključka, da, na oko slične, električne i magnetne pojave nemaju nikakve međusobne veze.

Dalji razvoj nauke je opovrgao i ovo Džilbertovo shvatanje kao i ideje o magnetnim mašinama, koje je trebalo da budu pandan električnim opterećenjima. Naime, mi možemo bez teškoća odvojiti pozitivna električna opterećenja od negativnih, ali nikada i ni pod kakvim uslovima se ne može izvesti eksperiment kojim bismo mogli razdvojiti pozitivnu i negativnu magnetnu masu (u tom pogledu je veoma instruktivan dobro poznati eksperiment sa lomljenjem magnetnog štapa), presevanjem magnetne šipke po sredini ne dobijaju se dve šipke sa po jednim magnetnim polom, već dva dvopolna magneta.

Prava priroda magnetnih pojava je počela da se otkriva tek krajem druge decenije XIX veka. Period koji je tada usledio poznat je po nizu sjajnih otkrića kojima je utvrđena najtesnija povezanost električnih i magnetnih pojava.

Još je 1752. godine Franklin (Boston, 17. januar 1706.g - Philadelphia, 17. april 1790. godine) ustanovio dve vrste naelektrisanja. Pozitivno i negativno.

1777. godine Kulon (fr. Charles-Augustin de Coulomb; Angulem, 23.avgust 1806.g. — Pariz, 14. jun 1736.g.) objašnjava zakon o delovanju sile između naelektrisanja.

5

1791. godine dolazi se do otkrića bioelektriciteta. Luiđi Galvani (ital. Luigi Galvani; Bolonja, 9. septembar 1737 — Bolonja, 4. decembar 1798) je bio italijanski fizičar i

anatom, Slika 4. - Benjamin Franklin-koji je živeo u Bolonji. Otkrio je da mišići i nervne ćelije stvaraju elektricitet. Postoji nekoliko opisa Galvanijevog eksperimenata u kojem je grčenje žabljeg mišića povezao sa eletricitetom. Prema jednoj, Galvani je 6. novembra 1780.g. (ili 1783.g.) secirao žabu na stolu, na kojem je istovremeno njegov asistent izvodio eksperimente sa statičkim elektricitetom. Leđni nerv žabe, (nervus ischiadicus) je dodirnuo metalnim skalpelom dok je žaba bila u dodiru sa drugim metalom. U tom momentu je na jednoj električnoj mašini koja se nalazila na istom stolu asistent izazvao iskru i na Galavanijeovo zaprepašćenje, noga žabe se pokrenula

kao da je žaba živa. Time je Galvani postao prvi naučnik koji je otkrio vezu između elektriciteta i života - Galvani je otkrio bioelektricitet.

Slika 5. - Charles-Augustin de Coulomb-

Galvani je taj elektricitet nazvao životinjski elektricitet, da bi opisao to što je aktiviralo mišić on i njegovi savremenici smatrali su da je aktivaciju izazivao električni fluid, koji nervi prenose do mišića. Pojava je nazvana „galvanizam“, na predlog Aleksandra Volte, Galvanijevog poznanika i ljutog naučnog oponenta. Galvanizam je termin koji podrazumeva nastanak elektriciteta hemijskim transformacijama, bez obzira da li je sistem deo žive materije.

Galvanijeva istraživanja dovela su do otkrića baterije ali to nije učinio Galvani koji je eletricitet smatrao nerazdvojnim delom života. Galvani je verovao da životinjski elektricitet potiče iz mišića. S druge strane Volta (više o samom naučniku u daljem tekstu) je smatrao da je animalni elektricitet fizičkog porekla, tj., da dolazi iz metala. Da bi pokazao da Galvani nije u pravu Volta je napravio prvu bateriju, koja je poznata kao voltin stub ili voltin element.

Galvani je verovao da je sam život električan, da se sve što je živo sastoji od ćelija i da svaka ćelija ima ćelijski potencijal, koji predstavlja biološki elektricitet. Smatrao je da biološki elektricitet ima iste hemijske uzroke kao i struja koja teče između elektrohemijskih ćelija. Slika 6. - Luigi Galvani-

Danas znamo da su obojica bila u pravu, tj., da postoji i biološki elektricitet i elektricitet sa metala.

Alesandro Volta (ital. Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta) je bio italijanski fizičar. Volta se rodio i školovao u italijanskom gradu Komo.

Voltini roditelji, Filipo Volta i Marija Magdalena su ga poslali na školovanje u Jezuitsku školu s ciljem da postane advokat. Međutim, mladi Volta se više interesovao za električne pojave, pa je tako još kao mladi student napisao pesmu na latinskom „De vi attractiva ignis electrici ac phaenomenis inde pendentibus“, u kojoj je opisao svoje oduševljenje električnim pojavama. 1774. godine je postao profesor fizike u svojem rodnom gradu, a 1779. godine imenovan je profesorom na univerzitetu u Paviju. Godine 1791. je bio

6

primljen za člana na Rojal Sosajeti Klab u Londonu, a 1794. se oženio Terezom Pelegrini, kćerkom grofa Ludovika Pelegrini.

Volta je vršio mnogo eksperimenata, pa je takoproizvodi statički elektricitet. Godine 1776. i 1777. posvećuje se hemiji plinova i otkriva plin metan.

Negde oko 1800. godine napravio je takozvanibaterije. Voltin elektrostatički stub je baterija, koja se sastoji od naizmenično poređanih ploča bakra i cinka. Između ploča se nalazila krpica koja ih je međusobno delila. Pošto je kroz stub stalno prolazila stuja, Voltin elektrostatički stub je bio najupotrebljiviji izvor električne energije.

Napoleon ga je 1810. godine proglasio grofom, a 70 godina posle njegove smrti, 1897. godine, po njemu je nazvana jedinica Slika 7 – A. Volta-   za napon (Volt).

Volta je sahranjen u gradu Komo u Italiji. Blizu jezera Komo danas se nalazi muzej posvećen njemu, „Templo Voltiano“, u kojem se čuvaju njegove beleške i njegovi originalni instrumenti. Do uvođenja evra, na italijanskoj novčanici od 10000 lira se nalazio njegov lik.

Jedno od najznačajnijih u lancu ovih otkrića je Erstedovo (Hans Christian Oersted, 1777-1851) otkriće iz 1819. godine da na magnetnu iglu, koja se nalazi u blizini provodnika u kome postoji električna struja, dejstvuje mehanička sila. U vrlo jednostavnom eksperimentu on je pokazao da provodnik struje može da otkloni kazaljku namagnetisanog kompasa. Ersted nije imao neko zadovoljavajuće objašnjenje za ovaj fenomen, niti je pokušao da predstavi fenomen u matematičkom okviru. Zanimljivo je da je Ersted, koji je inače bio profesor na univerzitetu u Kopenhagenu, bio postaknut na ovo istraživanje zapažanjem da magnetna igla nemirno poigrava za vreme jedne nepogode.

Ersted nije bio prva osoba koja je otkrila vezu između elektriciteta i magnetizma. Osamnaest godina pre njega italijanski naučnik Gian Domenico Romagnosi (1761-1835) je došao do istog otkrića. Njegovo otkriće je objavljeno 1802. godine u italijanskim

novinama, ali naučni krugovi to nisu zapazili. Slika 7. - Hans Christian Oersted -

Slika 8. - Gian Domenico Romagnosi –

Neposredno posle Erstedovog otkrića francuski fizičar Amper (fr. André - Marie Ampère; Lion, 20. januar 1775.godine - Marselj, 10. jun 1836. godine) 1820. godine otkriva postojanje elektromagetnih sila između provodnika u kojima postoje električne struje, a zatim kroz čitav niz ingenioznih eksperimenata otkriva složene kvantitativne odnose između električnih struja, elektromagnetnih sila i magnetnih polja koja prate fenomen električne struje. Amper je pokazao da je solenoidski namotaj, sa stacionarnom električnom strujom, po svojim magnetnim

osobinama vrlo sličan cilindričnom magnetnom štapu sličnih dimenzija. Takođe je pokazao da dva solenoidska namotaja sa stacionarnom strujom dejstvuju jedan na drugoga mehaničkim silama na sličan način kako to čine dva magnetna štapa. Šta više, pokazao je da se i jedan jedini

7

strujni zavojak, kada je slobodno obešen, postavlja svojom osom kao i magnetna igla u odnosu na magnetno polje. Podstaknut svim ovim zapažanjima Amper je postavio ya ono vreme vrlo smelu hipotezu da je svaki molekul stalnog magneta sedište permanentnog strujnog vrtloga (elementarne, zatvorene strujne konture) i da je sveukupnost ovih strujnih vrtloga uzrok magnetnih osobina permanentnih magneta. Svojevremeno je Amperova hipoteza nailazila na velike teškoće jer nije bila u stanju da objasni permanentno održavanje ovih struja bez utroška energije. Danas, međutim ove ideje su došle do punog izražaja u sadašnjim predstavama, prema kojima je magnetno polje stalnih magneta uslovljeno elementarnim električnim strujama, koje postoje u magnetu a posledice su kruženja elektrona po orbitama u atomima kao

i vrtnje elektrona oko sopstvenih osa.

Slika 9. - André Marie Ampère -

Amper je rođen u Lionu, gdje je stekao i obrazovanje. Posle očeve smrti (pogubljen na giljotini 1793. godine) Amper je najpre bio predavač u Politehničkoj školi u Parizu, zatim je držao katedru fizike u Burgu, a od 1805. godine – katedru matematike u pariskoj Politehničkoj školi, gde se oprobao i na literarnom polju, napisavši djelo: «Razmatranja o matematičkoj teoriji igre»

(«Considerations sur la theorie mathematique du jeu»), Lion, 1802.Godine 1814. izabran je za člana Francuske akademija nauka, a 1824. godine postaje

profesor eksperimentalne fizike na Koledž de Fransu. Umro je 10. juna 1836. u Marselju.Ime mu je uvršteno u spisak najvećih naučnika Francuske, koji se nalazi u

prizemlju Ajfelovog tornja.Andre-Marijev sin, Žan-Žak Amper (1800-1864), bio je poznati filolog.

Otkrićima Ersteda, Ampera i niza drugih istraživača utvrđen je veoma važan stav da magnetne mase ne mostoje i da su magnetne pojave nerazdruživo povezane sa električnim.

Pri tumačenju međisobnih dejstava električnih struja, permanentnih magneta ili pak struja i magneta srećemo se sa istim fundamentalnim pitanjem, kao i u slučaju međusobnih dejstava naelektrisanih tela: kako se te sile prenose?Polazeći od istih argumenata kao i u slučaju električnih sila i odbacujući teoriju dejstva na daljinu, savremena materijalistička fizika uvodi pojam fizičkog polja ovoga puta magnetnog-koje okružuje provodnike sa električnom strujom, odnosno magnete, i čijim se posredstvom prenose pomenute sile međusobnog dejstva. Magnetno polje je neizbežan pratilac i glavni simptom postojanja električne struje i kretanja električnih opterećenja uopšte, a vidno se manifestuje u pojavi mehaničke sile na provodnike sa strujom, koji se u njemu nalaze. Sile slične prirode se zapažaju i na pojedinačnim naelektrisanim česticama koje se kreću kroz magnetno polje.

Prema današnjem shvatanju elektromagnetnih pojava, kome su najviše doprineli Faradej i Maksvel, nije više moguće praviti izrazitu podelu i proučavati magnetna polja nezavisno od električnih. Električne i magnetne pojave su u tolikoj meri međusobno povezane da se s̉̉ pravom može govoriti o jedinstvenom elektromagnetnom polju, kome su elektrostatičko i stacionarno magnetno polje samo specijalni slučaji. Delimično odvojeno izučavanje električnih i magnetnih polja, bar na početku uslovljeno je više pedagoškim razlozima, kako bi se čitalac postupno uveo u složenu materiju elektromagnetnih polja, objedinjenu u Maksvelovoj teoriji.

8

Slika 10. - Michael Faraday -

Majkl Faradej (Michael Faraday) je rođen 22. septembra 1791. godine u malom mestu Njuington Bats, današnjem južnom kvartu Londona. Faradejev otac bio je kovač, ali često nije mogao da radi zbog bolesti. Njihova porodica bila je veoma siromašna. Zbog toga Faradej nije imao ni novca ni vremena za studiranje i već sa 16 godina zaposlio se kao šegrt kod jednog knjigovesca. Faradejev šef je pokazao veliko razumevanje i dozvolio mu je da čita knjige koje su držali u skla dištu. Na taj način Faradej je nastavio da se obrazuje i tokom sedam godina rada kao knjigovezac razvio je interesovanje za nauku, posebno za hemiju. Jednog dana u radnju je dospela britanska enciklopedija koju je trebalo ponovo povezati. Faradej je u njoj pročitao članak o elektricitetu. Od tada, ova pojava postaje jedno od njegovih glavnih interesovanja. Nastavio je sa njenim proučavanjem i izvođenjem eksperimenata, praveći pritom aparature od raznih starih delova koje je uspevao da nađe. Nadao se da će upoznati ljude sličnih interesovanja i uspeti da postane nešto više od običnog šegrta.

Jednoga dana njegov šef je s ponosom pokazao Faradejevu knjigu sa beleškama i eksperimentima jednom od svojih najuvaženijih mušterija, gospodinu Vilijemu Dansu (William Dance). Dans je bio oduševljen, i kao nagradu za trud dao je Faradeju karte za predavanje Hamfrija Dejvija (Humphry Davy) u Kraljevskoj ustanovi. Faradej je bio očaran predavanjima i pažljivo je hvatao beleške i skicirao aparature korišćene u eksperimentima. Na kraju je sve to povezao u knjigu, koju je u znak zahvalnosti poklonio Dansu.

Uskoro je završio sa poslom šegrta i počeo da radi kod drugog knjigovesca koji nije imao razumevanja za njegovu opčinjenost naukom. Faradej je bio veoma nezadovoljan tim poslom zbog čega je pisao istaknutim naučnicima u nadi da će ga neki od njih zaposliti. Kada je Hamfri Dejvi privremeno oslepeo usled izvođenja eksplozivnog eksperimenta, Dans je preporučuo Faradeja da mu pomogne dok mu se vid ne popravi. Ubrzo se pojavilo slobodno mesto za hemijskog pomoćnika u Kraljevskoj ustanovi i Faradej je odmah prihvatio posao. Iako je još uvek bio daleko od uglednog naučnika, ovo je bio značajan pomak u njegovoj karijeri. Nastavio je svoju saradnju sa Dejvijem, zbog čega ga je ovaj poveo čak i na svoj medeni mesec po Evropi. Faradej je imao priliku da upozna neke od najpoznatijih naučnika kao što su Amper (André-Marie Ampère) i Volt (Alessandro Volta).

Godina 1821. bila je izuzetno značajna u Faradejevom životu. Te godine je bio unapređen i došao je do važnih naučnih otkrića. Samo godinu dana pre toga, danski naučnik Hans Kristijan Ersted (Hans Christian Ørsted) je demonstrirao vezu između elektriciteta i magnetizma u jednostavnom eksperimentu. Postavio je žicu kroz koju protiče električna struja, a zatim joj prineo magnetsku iglu kompasa i uočio da ona skreće u određenom smeru. Time je pokazao da u prostoru oko žice sa strujom postoji magnetsko polje. Elektromagnetizam je postao nova i privlačna oblast za brojne naučnike.

Dejvi i Volaston (William Hyde Wollaston) su pokušali da konstruišu elektromotor, ali nisu uspeli u tome. Posle diskusije sa njima, Faradej je počeo sa konstrukcijom svog homopolarnog motora. Eksperimenti koje je pritom izveo pokazali su da promenljivo električno polje stvara magnetsko polje. Ovim je postavio osnove moderne elektromagnetske tehnologije. Faradej je objavio rezultate svojih eksperimenata što je izazvalo brojne kontraverze. Dejvi i Volaston su mislili da je Faradej iskoristio njihove eksperimente ne citirajući ih pritom. Niko međutim nije uviđao koliko je Faradejev rad zaista bio originalan. Posle ovoga, Dejvi i Faradej su prekinuli svoje dugogodišnje prijateljstvo i postali večiti suparnici, a Faradej se na nekoliko godina povukao iz oblasti elektromagnetizma i posvetio hemiji. On je prvi uspeo da hlor pretvorio u tečno stanje 1823. godine, a samo dve godine

9

kasnije otkrio je i benzen, najjednostavniji aromatični ugljovodonik. Faradej je ustanovio i dva osnovna zakona elektrolize.Kada je Dejvi 1827. godine otišao u penziju, Faradej je postao profesor hemije na Kraljevskoj ustanovi. Ponuđena mu je i titula viteza, ali ju je on odbio.

Faradej se ponovo vratio proučavanju elektromagnetizma i 1831. godine otkrio elektromagnetsku indukciju. U tom periodu izveo je niz veoma značajnih eksperimenata. Jedan od njih je bio eksperiment sa torusnim gvozdenim jezgrom oko kojeg su celom dužinom bila obmotana dva izolovana namotaja žice. Faradej je otkrio da ukoliko se jedan od namotaja priključi na izvor struje kroz drugi namotaj će se indukovati trenutna struja. Ova pojava je danas poznata kao međusobna induktivnost. U ostalim eksperimentima otkrio je da promenljivo magnetsko polje, koje je dobio pomeranjem magneta, indukuje električno polje. Ova pojava naziva se elektromagnetska indukcija. Faradej je zahvaljujući ovom otkriću uspeo da konstruiše električni dinamo, preteču modernog generatora. Tridesetak godina kasnije, Maksvel (James Clerk Maxwell) je ustanovio matematičku vezu između promenljivog magnetskog i električnog polja. Taj zakon je nazvan Faradejev zakon i jedna je od četiri Maksvelove jednačine.

Slika 11. -Faradej je uveo tradiciju održavanja božićnih predavanja u Kraljevskoj ustanovi-

Faradej je tvrdio da se elektromagnetski talasi šire u praznom prostoru oko provodnika, međutim ova ideja nije naišla na odobravanje u naučnim krugovima. Nažalost, nije doživeo da vidi prihvatanje svoje ideje koja je bila osnova za konstrukciju elektromehaničkih mašina.

Godine 1845. otkrio je efekat koji se danas zove Faradejev efekat kao i fenomen nazvan dijamagnetizam. Ovim otkrićima dokazao je povezanost magnetizma i svetlosti.

Faradej je bio oženjen Sarom Bernard (Sarah Barnard), ali nisu imali dece. Zanimljivo je da mu je kraljica Viktorija 1858. godine kao nagradu za doprinos nauci dodelila kuću u Hempton Kortu. Tamo je i umro 25. avgusta 1867. godine. Pri kraju Faradejevog života bilo je predloga da bude sahranjen u Vestminsterskoj opatiji, ali je on to odbio. Umesto toga, u blizini Njutnovog groba, postavljena jes pomen-ploča Faradeju.

U njegovu čast jedinica međunarodnog SI sistema za kapacitivnost dobila je ime farad.

10

Džejms Klerk Maksvel (James Clerk Maxwell) je rođen 13. juna 1831. godine u Edinburgu, a odrastao je na velikom imanju u Galoveju, na jugozapadu Škotske. Iako je njegova porodica imala veliko imanje, nije bila preterano imućna. Maksvel je živeo sa roditeljima i do svoje osme godine imao je veoma srećno detinjstvo. Od malena je pokazao interesovanje za nauku, pa ga je majka podučavala kod kuće. Međutim, ona je umrla od raka kada je imala 48 godina. Od tada nastavlja da ga podučava učitelj, kojeg je njegov otac unajmio. Učitelj ga nije naučio gotovo ničemu, a tukao ga je svaki put kada bi Maksvel pokazao znanje veće od njegovog. Maksvel je to trpeo dve godine. Kada je njegov otac konačno otkrio šta se dešava, otpustio je učitelja, a sina je poslao na Edinburšku akademiju kada je ovaj imao samo deset godina.

Maksvel se u početku nije najbolje uklopio među studentima Edinburške akademije. Bio je iz provincije, odeven u čudnu, ručno pravljenu odeću i cipele, što je veoma odudaralo od elegantnih i uglađenih stanovnika Edinburga. Imao je i čudan naglasak i govorio je veoma nerazumljivo, zbog čega su ga kolege prozvale “kretenko”. Maksvelu je nadimak ostao tokom celog školovanja, iako se ubrzo pokazalo da je natprosečno inteligentan i jedan od najboljih studenata. Vremenom se navikao na život u velikom gradu i sprijateljio se sa nekoliko kolega. Ipak, najlepši dani školovanja za Maksvela bili su oni kada mu je otac dolazio u Edinburg i vodio ga na naučne sastanke Kraljevskog društva. Kada je Maksvel imao samo 12 godina, video je neke od Faradejevih otkrića na ovim sastancima i zainteresovao se za elektromagnetizam.

Slika 12. -Portret mladog Maksvela tokom studija na Kembridžu-

Maksvel je sa 16 godina otišao na Edinburški univerzitet. Tamo je bio tri godine, a zatim je otišao na Kembridž, koji je u to vreme važio za jedan od najboljih mesta za proučavanje nauke. Maksvel je bio najbolji student. Diplomirao je 1854. godine i postao član Trinitija. Sve ovo je postigao do svoje 23. godine. Već tada, svima je bilo jasno da će Maksvel ostaviti značajnog traga u nauci.

Maksvel je 1856. godine postao profesor prirodne filozofije na koledžu Marišal u Aberdinu. Tamo se oženio Ketrin Meri Djuar (Katherine Mary Dewar). Nisu imali dece, a Ketrin mu je pomagala pri izvođenju eksperimenata.

Tokom godina napredovanja i usavršavanja, Maksvel se interesovao za različite oblasti nauke. Dve godine svog života posvetio je proučavanju jednog od tada najvećih problema, prirode Saturnovih prstenova. Maksvel je dokazao da jedinstven, čvrsti prsten kao takav ne bio mogao da opstane, a da bi se fluidni prsten raspao na grudvice. Zaključio je da su zbog toga Saturnovi prstenovi najverovatnije sačinjeni od većeg broja samostalnih čestica, koje nezavisno kruže oko Saturna. Maksvel je za rad na ovu temu osvojio Adamsovu nagradu 1857. godine. Njegov zaključak o prirodi Saturnovih prstenova je kasnije potvrđen spektroskopskim merenjima.

Maksvela je veoma zanimao i spektar boja i način na koji ih ljudsko oko opaža prepoznajući samo crvenu, plavu i zelenu kao odvojene boje. Mozak je taj koji tumači mešavinu ove tri boje i dozvoljava nam da vidimo čitav spektar boja. Maksvela je ovo inspirisalo da pronađe način za pravljenje fotografija u boji. Godine 1861. u Kraljevskoj ustanovi demonstrirao je svoj izum – prvi fotoaparat u boji. Snimio je tri fotografije vunene niti

11

kroz tri različite ploče obojenog stakla koje je zvao filteri. Filteri su bili crvene, plave i zelene boje. Zatim su slike s tri fotografske ploče projektovane zajedno na isto platno, kroz tri različita projektora, tako da su se savršeno preklapale. Kombinovana slika imala je sve boje vunene niti.Maksvel je u to vreme bio profesor na koledžu Kings u Londonu. Tamo je ostvario svoje najvažnije radove o elektromagnetizmu. Proučavao je Faradejeve radove i pokušao matematički da definiše vezu između električnog i magnetskog polja. Godine 1861. objavio je rad na tu temu i definisao 20 diferencijalnih jednačina sa 20 nepoznatih. Ove jednačine su predvidele postojanje talasa od oscilujućih električnih i magnetskih polja, koji putuju kroz prazan prostor brzinom koja se može dobiti prostim eksperimentima. Koristeći podatke dostupne u to vreme, Maksvel je dobio brzinu od 310,740,000 m/s.

Maksvel je bio veoma uzbuđen kada je došao do ovih rezultata, jer je shvatio da je taj broj u stvari brzina svetlosti. Napisao je da imamo jak razlog da zaključimo kako je sama svetlost elektromagnetsko kretanje u obliku talasa koji se šire kroz elektromagnetsko polje po elektromagnetskim zakonima. Pokazalo se da je Maksvel bio u pravu, i njegova kvantitivna veza između svetlosti i elektromagnetizma se smatra jednim od najvećih trijumfa fizike u 19. veku.

Godine 1866. Maksvel se ponovo razboleo i morao je da da otkaz na Kings koledžu. Imao je samo 35 godina i vratio se u Galovej, gde je nasledio porodično imanje. Ketrin ga je negovala, on se oporavio i započeo miran život upravljajući farmom i baveći se naukom. Godine 1871. prihvatio je novi posao kao profesor eksperimentalne fizike na Kembridž univerzitetu, a dve godine kasnije objavio je  jedno od svojih najvažnijih dela, knjigu “Rasprava o elektricitetu i magnetizmu”. U ovom radu prvi put je objavio četiri diferencijalne jednačine u modernoj formi koje predstavljaju osnovu elektromagnetizma. Neke od ovih jednačina su bile poznate i ranije, ali ih je Maksvel prvi objedinio i dopunio svojim otkrićima. Maksvelove jednačine obuhvataju: Faradejev zakon elektromagnetske indukcije, uopšteni Gausov zakon, uopšteni Amperov zakon sa Maksvelovom ispravkom i jednačinu konzervacije magnetskog fluksa.Zbog ovih otkrića Maksvel se smatra jednim od retkih naučnika 19. veka koji su imali ogroman uticaj na razvoj fizike u 20. veku. Maksvelov doprinos ovoj nauci je jedan od najznačajnijih, odmah posle radova Isaka Njutna (Isaac Newton) i Alberta Ajnštajna (Albert Einstein).

Džejms Klerk Maksvel umro je 5. novembra 1879. godine, u istim godinama i od iste vrste raka kao i njegova majka.

12

Никола Тесла (Смиљан, 10. јул 1856 — Њујорк, 7. јануар 1943.) је био један од најпознатијих српских и светских проналазача и научника у области физике, електротехнике и радиотехнике.

Priča o čoveku koji je za cilj svoga života uzeo da razume i “potčini prirodne sile ljudskim potrebama” počinje 10. jula 1856. godine u selu Smiljan u Lici. Kako je i sam govorio, uloga roditelja u njegovom razvitku bila je velika. Otac Milutin, pravoslavni sveštenik, pesnik i pisac zadavao mu je vežbe pogađanja tuđih misli, traženja grešaka u izražavanju, ponavljanje dugih rečenica i računanje napamet, koji su bili više nego dobra osnova za razvijanje i izgradnju naučnih misli. Sa druge strane, radoznalost i pronalazački duh je ipak pripisivao majci.

Slika 13. –Nikola Tesla, portret iz mladosti-

Најзначајнији Теслини проналасци су полифазни систем, обртно магнетско поље, асинхрони мотор, синхрони мотор и Теслин трансформатор. Такође, открио је један од начина за генерисање високофреквентне струје, дао је значајан допринос у преносу и модулацији радио-сигнала, а остали су запажени и његови радови у области рендгенских зрака.

Његов систем наизменичних струја је омогућио знатно лакши и ефикаснији пренос електричне енергије на даљину. Био је кључни човек на изградњи прве хидроцентрале на Нијагариним водопадима.

Први је Србин који је номинован за Нобелову награду, 1937. године и исту је одбио.

Преминуо је у својој 87. години, сиромашан и заборављен.Једини је Србин по коме је названа једна међународна јединица мере, јединица

мере за густину магнетног флукса, тесла.Никола Тесла је аутор више од 700 патената, регистрованих у 25 земаља, од чега

у области електротехнике.

13

Desanka Maksimović

“Nikoli Tesli“

Kako je moguće, tvorče zemnih sunaca i mesečina,rođače Peruna i gromovnik-Ilije,koji si išao od ljudskog nesna do nesna,svetleći dok se formula sazvežđa ne sračuna,dok se ne zabeleži tek rođena pesma,kako je moguće da i tebe tama skrije!

Zar je i tebekoji si krao oganj vasiona,koji si osvetljavao po bespuću lađe,punio bleskom koncertne dvorane,gnjurao ruke u matice ozona,morala sudbina drugih ljudi da snađe!

Ti koji si u svakome kraj nas plamu,svakoj žarulji, munje obasjanju,zar nisi mogao pomrčini uteći?zar i ti koji si oko nas razgorio tamumorade u nju leći?

Zašto te ne sahranismo u sante polarnegde su i noći svetle i bele,pa bi kad ti zrak mesečine i sunacabiljurni kovčeg darne,munje se oko tebe razletele!

Pa bi mrtav ležao u sjaju,povezan s nama u svakome časku,i prateći svetlosne olujei mrtav prisustvovao sunčevu rođajui mesečevom za gore zalasku!

14

3. Zaključak

Razvoj nauke predstavlja evoluitivni proces sa povremenim diskontinuitetima. Radovi ove trojice naučnika (Faradej, Maksvel, Tesla) predstavljaju te skokove u razvoju elektromagnetizma. Kod svake iole obrazovanije osobe prve asocijacije koje se jave pri pomenu njihovih imena su: Faradej-elektromagnetna indukcija, Meksvel-teorija elektromagnetnog polja, Tesla-Naizmenične polifazne struje. Nauku 19-og veka karakieriše materijalizam i striktni determinizam. Krajem veka glavni zagovornici korpuskularne teorije elektriciteta bili su Faradej i Meksvel. Na osnovu njihove teorije Lorenc (Hendrik Antoon Lorenz, 1853-1928) razvija tzv. elektronsku teoriju koja predstavlja novu etapu u razvoju elektromagnetizma. Osim što je dopunio i zaokružio Meksvelov sistem jednačina, Herc je ispitivao elektromagnetne talase i dobio "zrake električne sile" tj radiotalase. U njima je Kruks (William Crookes, 1832-1919) video mogucnost bežične telegrafije, koju ce tehnički osmisliti Tesla. Teslin doprinos uvodenju i razvijanju sistema polifaznih naizmeničnih stuja i radiotehnike odrazio se drastično na poboljšanje uslova života i privređivanja.

1891. Tesla je rekao: "Ništa nije primamljivije za proučavanje od prirode. Shvatiti tajveliki mehanizarm, pronaći sile koje u njemu deluju i zakone koji njime upravljaju, jeste najuzvišeniji zadatak ljudskog uma". Većina naučnika a među njima ponajviše Faradej, Meksvel i Tesla tom najuzvišenijem zadatku posvetili su svoje živote. Otrgnuvši mrvu tajni prirode zadužili su čovečanstvo.

15

Literatura

[1] Ivan Supek - Teorijska fizika i struktura materije I deo

Školska knjiga, Zagreb, 1988.

[2] Dorde Mušicki - Uvod u teorijsku fiziku III - Elektrodinanlika sa teorijom relativnosti

Građevinska knjiga, Beograd, 1982.

[3] Dr Jovan V. Surutka: OSNOVI ELEKTROTEHNIKE, Naučna kniga, Beograd 1986.

[4] Dr Predrag Dimitrijevic: FIZIKA, Niš 2003.

[5] http://www.df.uns.ac.rs/download/MatPred_Elektricitet_i_magnetizam.pdf

[6] http://www.sau.ac.me/tehnologijametal/Prvicas.pdf

[7] http://www.vtsnis.edu.rs/Predmeti/osnovi_elektrotehnike_1/Elektrostatika-03.pdf

16