Hans Christian Oersted rozpoczął nową epokę naukową, gdy odkrył, że elektryczność i magnetyzm są ze sobą powiązane. Wykazał on eksperymentalnie, że prąd elektryczny płynący przez przewód może poruszyć pobliski magnes. Odkrycie elektromagnetyzmu dało początek rozwojowi naszego nowoczesnego świata opartego na technologii. Oersted odkrył również związek chemiczny piperynę i dokonał pierwszej izolacji pierwiastka aluminium.
Początki
Hans Christian Oersted (Ørsted w języku duńskim) urodził się w małym miasteczku Rudkøbing na wyspie Langeland w Danii 14 sierpnia 1777 roku. Jego ojcem był Soeren Christian Oersted, aptekarz, a matką Karen Hermandsen.
Hans i jego młodszy brat Anders byli kształceni poprzez połączenie nauki w domu i prywatnych nauczycieli – niemiecki perukarz nauczył braci mówić płynnie po niemiecku. Anders został premierem Danii.
- W wieku 12 lat Hans zaczął pomagać w aptece ojca i zainteresował się chemią.
- W wieku 16 lat zdał egzamin wstępny na Uniwersytet Kopenhaski.
- W wieku 19 lat, w 1796 roku, ukończył farmakologię.
- W wieku 22 lat, w 1799 roku, ukończył studia doktoranckie.
- W dzisiejszych czasach większość nagród Ph.D. (Doctor of Philosophy) nie jest przyznawana za badanie filozofii, ale filozofia Hansa Christiana Oersteda była – filozofia przyrody Immanuela Kanta. Jak zobaczymy, pomogło to ukształtować jego pogląd na świat.
Oersted’s Lifetime in Context
Oersted’s lifetime and the lifetimes of related scientists and mathematicians.
The Science of Hans Christian Oersted
By the year 1800 Oersted was a pharmacy manager. W tym roku rozpoczęła się rewolucja naukowa. Alessandro Volta ogłosił szczegóły dotyczące swojej baterii, otwierając nowe terytorium dla chemików i fizyków: Bateria Volty pozwoliła im po raz pierwszy wytworzyć stały strumień elektryczności, a na szczęście materiały potrzebne do jej zbudowania były łatwo dostępne.
Oersted zanurzył się w nowej nauce i w 1801 roku opublikował pracę naukową opisującą wynalezioną przez siebie baterię. Opisał także, jak obliczyć ilość przepływającego prądu elektrycznego, mierząc szybkość wytwarzania gazu, gdy elektryczność rozszczepiała wodę na wodór i tlen.
Rząd duński finansował Oerstedowi dalsze kształcenie w innych krajach europejskich – lata 1801-1803 spędził w Niemczech i Francji.
W Niemczech znalazł się pod wpływem idei filozofa Friedricha Schellinga, który wierzył, że cała natura jest zjednoczona. Schelling wierzył, że naukowcy powinni dążyć do znalezienia teorii leżącej u podstaw całej natury, zamiast używać eksperymentów do badania odizolowanych części natury.
„…wszystkie zjawiska są skorelowane w jednym absolutnym i koniecznym prawie, z którego wszystkie mogą być wydedukowane.”
Oersted wchłonął wiele z filozofii nauki Schellinga, ale nie zgadzał się z jego pogardą dla pracy eksperymentalnej – jako farmaceuta Oersted poznał, jak potężnym narzędziem może być eksperyment. Podzielał jednak entuzjazm Schellinga dla jedności natury.
„Nasza fizyka nie byłaby więc już zbiorem fragmentów o ruchu, o cieple, o powietrzu, o świetle, o elektryczności, o magnetyzmie i kto wie, o czym jeszcze, ale zawarlibyśmy cały wszechświat w jednym systemie.”
W niemieckim mieście Jena, Oersted spotkał i zaprzyjaźnił się z niemieckim fizykiem Johannem Wilhelmem Ritterem. Łączyło ich wspólne zainteresowanie elektrycznością. Ritter był również entuzjastą filozofii Schellinga dotyczącej podstawowej harmonii natury – w szczególności był przekonany, że elektryczność i magnetyzm są ze sobą ściśle powiązane.
Profesor Oersted – pedagog
Po powrocie z podróży rząd duński sfinansował Oerstedowi dalszą pracę badawczą. W 1806 roku, w wieku 29 lat, został profesorem fizyki na Uniwersytecie w Kopenhadze. Był znakomitym wykładowcą, a studenci tłumnie przybywali na jego zajęcia. Czasami wykładał nawet pięć godzin dziennie – było to bardzo duże obciążenie. Oprócz wykładów zakładał laboratoria fizyki i chemii do badań i nauczania.
Odkrycie elektromagnetyzmu
Słynny eksperyment Oersteda pokazujący, że elektryczność i magnetyzm są ze sobą powiązane, miał miejsce podczas wykładu 21 kwietnia 1820 r., gdy Oersted miał 42 lata.
W eksperymencie przepuścił przez drut prąd elektryczny, który spowodował ruch pobliskiej igły kompasu magnetycznego.
Oersted trzyma drut nad igłą magnetyczną wspartą na czopie. Igła odchyla się, gdy przez przewód przepływa prąd elektryczny.
Oryginalne notatki Dersteda. Pokazuje on, jak prąd elektryczny płynący w przewodzie powoduje obrót pobliskiej namagnesowanej igły kompasu.
W ciągu następnych kilku miesięcy Oersted przeprowadził więcej eksperymentów, odkrywając, że prąd elektryczny wywołuje wokół siebie kolisty efekt magnetyczny.
Oersted wykazał, że prąd elektryczny wytwarza wokół siebie kolisty efekt magnetyczny.
Oersted ogłosił swoje odkrycie 21 lipca 1820 roku w pracy składającej się z czterech stron po łacinie, która wkrótce została przetłumaczona na większość głównych języków europejskich. Angielska praca Oersteda nosiła tytuł Experiments on the Effect of a Current of Electricity on the Magnetic Needle.
Do września 1820 roku François Arago zademonstrował efekt elektromagnetyczny elicie naukowej Francji w Akademii Francuskiej, co niemal natychmiast skłoniło André-Marie Ampère’a do podjęcia kolejnych kroków w historii elektromagnetyzmu.
Tak jak wynalezienie baterii przez Voltę otworzyło nowe horyzonty w fizyce i chemii, tak odkrycie przez Oersteda związku między elektrycznością i magnetyzmem zapoczątkowało rewolucję w fizyce, która doprowadziła nas do naszego obecnego cyfrowego świata.
„Oersted poszukiwał związku między tymi dwiema wielkimi siłami natury. Świadczą o tym jego wcześniejsze pisma, a ja, który obcowałem z nim codziennie w latach 1818-1819, mogę stwierdzić z własnego doświadczenia, że myśl o odkryciu tego wciąż tajemniczego związku stale wypełniała jego umysł.”
Nagrody
Brytyjskie Towarzystwo Królewskie przyznało Oerstedowi Medal Copleya w 1820 roku, największą nagrodę w nauce, za odkrycie elektromagnetyzmu. Poprzednimi laureatami nagrody byli Benjamin Franklin i Alessandro Volta. Akademia Francuska wysłała Oerstedowi 3000 złotych franków.
Czy Oersted był pierwszy?
Czasami twierdzi się, że elektromagnetyzm został faktycznie odkryty przez włoskiego prawnika (i entuzjastę fizyki) Gian Domenico Romagnosi.
W 1802 roku, dwie włoskie gazety przeprowadziły relacje z Romagnosi o magnetycznej igły odchylającej się w pobliżu baterii, którą zbudował.
Dzisiaj, patrząc na jego metodę, jest jasne, że eksperyment Romagnosi nie obejmował pełnego obwodu elektrycznego, więc prąd elektryczny nie mógł płynąć. Bez prądu, nie może być efekt elektromagnetyczny.
Igła w eksperymencie Romagnosi został prawdopodobnie odchylony przez nagromadzenie statycznych ładunków elektrycznych na igły, który przeniósł się w wyniku wzajemnego odpychania ładunków elektrycznych podobnych.
Oersted był więc pierwszy.
Chemia Oersteda i wyizolowanie aluminium
Choć Oersted był profesorem fizyki, to jednak dzięki swojemu wykształceniu farmakologicznemu, pociągała go chemia. Próbował również zakotwiczyć chemię w ideach filozofa Immanuela Kanta, którego prace entuzjastycznie studiował w ramach swojej pracy doktorskiej. Kant wierzył, że materię można dzielić w nieskończoność (tzn. że nie ma atomów) i że cała materia jest zbudowana z dwóch fundamentalnych, przeciwstawnych sił, które są ze sobą w równowadze. Przez pewien czas doprowadziło to młodego profesora Oersteda do promowania fantazyjnych teorii węgierskiego chemika Jakoba Josepha Winterla, który wierzył, że cała chemia może być zrozumiana przez przeciwstawne siły dwóch substancji – Andronia (zasada kwasowości) i Thelycke (zasada zasadowości). Winterl wierzył, że te substancje są bardziej fundamentalne niż pierwiastki. Jednakże Andronia i Thelycke okazały się nie istnieć. Po porzuceniu wyznawania idei Winterla, Oersted wniósł szereg ważnych wkładów do chemii. W 1819 roku odkrył piperynę, związek chemiczny odpowiedzialny za silny, ostry smak czarnego pieprzu. Jego najbardziej znaczącym wkładem było pierwsze w historii wyizolowanie pierwiastka aluminium. W 1825 roku zgłosił: bryłę metalu, która w kolorze i połysku przypomina nieco cynę. Wytworzył aluminium poprzez redukcję chlorku glinu amalgamatem potasowo-rtęciowym. Dzisiaj, gdy słyszymy słowa Eksperyment myślowy, często myślimy o słynnych eksperymentach myślowych Alberta Einsteina, które poprowadziły go w kierunku jego teorii względności. Eksperyment myślowy polega na zadaniu pytania „co by było, gdyby…?”, a następnie logicznym przemyśleniu konsekwencji. Oersted był właściwie pierwszą osobą, która użyła niemieckiego terminu rozsławionego przez Einstena: Gedankenexperiment. Hans Christian Oersted bardzo zaprzyjaźnił się z duńskim pisarzem Hansem Christianem Andersonem, zanim pisarz stał się sławny. Oersted stał się orędownikiem bajek Andersona, pomagając w ich publikacji w 1835 roku. W 1814 roku Oersted poślubił Inger Birgitte Ballum, córkę pastora, a w następnych latach para miała trzech synów i cztery córki. Hans Christian Oersted zmarł w wieku 73 lat 9 marca 1851 roku w Kopenhadze po krótkiej chorobie. Został pochowany na Cmentarzu Assistens na kopenhaskim przedmieściu Noerrebro. Jest to również miejsce ostatecznego spoczynku fizyka Nielsa Bohra, pisarza Hansa Christiana Andersena i filozofa Soerena Kierkegaarda. Autor tej strony: The Doc Proszę użyć następującego cytatu zgodnego z MLA: Published by FamousScientists.org Further Reading Andrew Cunningham, Nicholas Jardine Robert D. Purrington Sandro Stringari and Robert R. Wilson Roberto de Andrade Martins .„Składowe zasady ciepła, które odgrywają swoją rolę w zasadach i kwasach, w elektryczności i w świetle, są również zasadami magnetyzmu i w ten sposób mamy jedność wszystkich sił… a dawne nauki fizyczne łączą się w ten sposób w jedną zjednoczoną fizykę.”
Doświadczenia myślowe
Inny sławny Hans Christian
Kilka osobistych szczegółów i koniec
Obrazy cyfrowo ulepszone i pokolorowane przez tę stronę. © Wszelkie prawa zastrzeżone. Cite this Page
"Hans Christian Oersted." Famous Scientists. famousscientists.org. 26 Sep. 2015. Web. <www.famousscientists.org/hans-christian-oersted/>.
Robert C. Stauffer
Speculation and Experiment in the Background of Oersted’s Discovery of Electromagnetism
Isis Vol. 48: p33-50, March, 1957
Romanticism and the Sciences
CUP Archive, 28 Jun 1990
Physics in the Nineteenth Century
Rutgers University Press, 1997
Romagnosi and the Discovery of Electromagnetism
Rend. Fis. Acc. Lincei s. 9, Vol 11, p115-136, 2000
Romagnosi and Volta’s pile: Early Difficulties in the Interpretation of Voltaic Electricity
Nuova Voltiana: Studies on Volta and his Times, Pavia / Milano, Università degli Studi di Pavia, Vol. 3, p81-102, 2001