P o v i j e s n e   b i l j e š k e - MAGNETIZAM

 

Još prije nekoliko tisućljeća Grci su blizu grada Magnesia pronašli crni mineral koji privlači komade željeza i nazvali ga magnetit. Smatra se da je to privlačenje prvi zapazio Tales. Upravo od toga magnetita potječe i naziv magnetizam.

Tijekom vremena mijenjale su se ideje o tvarima s magnetskim svojstvima. U antici je prevladavalo mišljenje da takve tvari imaju kukice kojima se prihvaćaju, a u srednjem vijeku se mislilo da se magnetska svojstva temelje na nebeskim silama.

Grčki filozof Sokrat živio je od 469. – 399. prije Krista, a poznate su njegove sentencije «Znam da ništa ne znam» i «Upoznaj sama sebe» koja je ujedno i zaključak njegova filozofiranja. Nije ostavio nijedno pisano djelo jer je smatrao da je knjiga mrtva i da ne može zamijeniti živi razgovor. Ipak, poznato nam je da je Sokrat uočio da se svojstvo magnetnog privlačenja prenosi i na obično željezo.

Prvi poznati primjer pokušaja primjene magneta bio je onaj egipatskog arhitekta Kinokrata. Naime, on je, prema Plinijevim navodima, započeo gradnju stropa od magnetnog materijala u jednom aleksandrijskom hramu. Tako je želio postići da magnetni strop privlači željezni kip kako bi kip lebdio u zraku.

Još u 2. st. Kinezi su znali da se ravni magnet postavlja u smjeru sjever-jug i da se tako postavljen može okretati. To je svojstvo bilo značajno te su ga kineski pomorci koristili za orijentaciju na moru. Prvi kompas napravili su upravo Kinezi u 11. st. dok se u Europi koristi od 12.st. Kompas, koji se još naziva i busola, dobio je naziv prema tal. compasso-šestar. Ima ih više vrsta, npr. magnetski, girokompas, radio-kompas, solarni, astrokompas…Magnetski kompas je lagani magnet, najčešće oblika igle, koji se može slobodno kretati oko vertikalne osi. Pod utjecajem Zemljinog magnetskog polja postavi se u smjer magnetskih silnica i time pokazuje smjer magnetskih polova Zemlje. Takav uređaj međutim nije sasvim pouzdan zbog promjenjivih odnosa magnetskih i geografskih meridijana.

Prvi čovjek koji je detaljnije opisao navigaciju pomoću magnetske igle bio je francuski znanstvenik iz 13.st. Petrus Peregrinus Maricurtensis. On je mjerio sile na površini kuglastog magneta pomoću magnetne igle. Utvrdio je da crte koje prikazuju magnetnu silu izgledaju kao meridijani Zemlje. Zato je polove u kojima se sastaju analogno Zemljinim nazvao sjevernim i južnim magnetskim polovima. Uočio je i važnu činjenicu da se istoimeni polovi odbijaju, a raznoimeni privlače.

Magnetizam Zemlje otkrio je liječnik na dvoru engleske kraljice William Gilbert (1544. – 1603.). Godine 1600. objavio je djelo De magnete u kojem je naglasio važnost pokusa pri istraživanjima i iznio svoja saznanja o magnetizmu. Spoznao je da se ukoliko se magnetna igla podijeli na dva ili više dijelova od svakog dijela se može napraviti nova magnetna igla.

Otprilike u isto doba djeluje i veliki njemački učenjak, astronom Johannes Kepler (1571. – 1630.). On je tvrdio kako se planeti gibaju oko Sunca zbog Sunčeva magnetnog djelovanja, što se kasnije pokazalo netočnim. U svom djelu Astronomia nova iz 1609. postavio je dva osnovna principa moderne astronomije: zakon eliptičkog gibanja i zakon ploha te objavio značajno otkriće iz područja gravitacije, objašnjavajući pojave plime i oseke Mjesečevim privlačenjem.

Hans Christian Ørsted (1777. – 1851.), danski kemičar i fizičar, prvi je uspio izdvojiti metalni aluminij iz oksida. Uočio je da se magnetska igla zakreće okomito na smjer žice kojom teče istosmjerna struja i tako otkrio magnetski učinak električne struje. To otkriće je objavio 1820. na latinskom. Po njemu je nazvana jedinica za mjerenje jakosti magnetskog polja (Oe).

Ørstedovim otkrićem na daljnja istraživanja bio je potaknut francuski fizičar, matematičar, kemičar i filozof André Marie Ampère (1775. - 1836.) On je Ørstedov rezultat iskazao matematički i otkrio pravilo desne ruke. Utvrdio je da se kružni tok el. struje ponaša kao magnet, kao i da se dva paralelna vodiča međusobno privlače kada kroz njih teče struja istog smjera, a odbijaju kad su struje suprotnih smjerova te objasnio magnetizam kao posljedicu unutarnjih struja u građi tvari. Pridonio je razvoju zoologije i botanike te predložio prvi model atoma. Njemu u čast jedinica jakosti struje nazvana je amper (A).

Nizozemski matematičar i fizičar Hendrik Antoon Lorentz  (1853. – 1928.) postigao je niz otkrića na području elektromagnetizma. Vrlo je značajan pojam koji se prema njemu naziva Lorentzova sila, a koji je opisao kao djelovanje magnetskog i električnog polja na naboj u gibanju. 1902. je dobio Nobelovu nagradu za fiziku kada je s P.Zeemanom otkrio i proračunao cijepanje singlentnih spektralnih linija u tri komponente.

1930. godine američki fizičar Ernest Orlando Lawrence (1901. – 1958.) konstruirao je ciklotron, uređaj za ubrzavanje električki nabijenih čestica. Za to je postignuće dobio Nobelovu nagradu 1939. godine. Mnogo je pridonio razvoju moderne nuklearne fizike proučavajući između ostaloga i utjecaj zračenja na živu materiju. Po njemu je nazvan kemijski element lawrencium koji je otkriven 1961. godine.

 

 

NIKOLA TESLA

Nikola Tesla istraživač je i izumitelj, rođen 1856. u Smiljanu kraj Gospića, a umro 1943. u New Yorku. Jedno vrijeme radio je kao inžinjer Telefonskog društva u Budimpešti.Nakon Budimpešte zaposlenik je Edisonove tvrtke (Continental Edison Company) u Parizu. Godine 1883. na zadatku u Strasbourgu izvan radnog vremena konstruira prvi indukcijski motor. Godinu dana kasnije - 1884. odlazi u Sjedinjene Države i postaje američki državljanin. U New York je stigao s četiri centa u džepu, nekoliko vlastitih pjesama i proračunima za leteći stroj. Prvo zaposlenje u Sjedinjenim Državama našao je ponovo u tvrtki Thomasa Edisona, ali se dva izumitelja nikako nisu mogla složiti u načinu rada, što je vodilo ka neizbježnom sukobu. U svibnju 1885., George Westinghouse, glava Westinghouse Electric Company iz Pittsburga kupuje prava na Teslin patent višefaznog sistema naizmjenično pokretnog dinama, transformatora i motora. Ta transakcija dovela je do velikog sukoba između Edisonovog direktnog sistema i Tesla-Westinghouseovog izmjeničnog pristupa u kojem je ovaj drugi odnio pobjedu. Tesla uskoro osniva vlastiti laboratorij u New Yorku 1887. gdje je radi do svoje smrti 1943. godine. Tada je napokon uspio izumiti elektro-magnetski motor koji će biti osnova svih strojeva koji se pokreću izmjenjivom strujom. Nastavio je stvarati važne izume kao što je npr. visokofrekventni elektricitet. U svom laboratoriju eksperimentirao je sa sjenografom, slično onome što je činio Wilhelm Röntgen kada je 1895. otkrio X-zrake. Pored toga radio je na svjetiljki s karobonskim dugmetom i različitim tipovima svjetla. Godine 1891. izumio je Teslin navoj, indukcijski navoj često korišten u radio tehnologiji. Dvije godine kasnije - 1893. u Chichagu je održan Expo, a izrada sistema osvjetljivanja povjerena je Tesli. Tesla je također predvodio i konstrukciju pogona hidrocentrale na Nijagarinim slapovima 1896. godine. Tesla je nastavio s novim izumima, kao što su bežični prijenos električne energije i radijsko upravljanje letjelicama. Također je osmislio preteče radara, iskorištavanje solarne energije, radio komunkaciju s drugim planetama itd. Patentirao je oko 700 pronalazaka, od kojih je nekoliko našlo široku primjenu. 1956. u povodu stogodišnjice njegova rođenja jedinica magnetske indukcije nazvana je tesla (T).

Teslin motor radi na principu rotirajućeg magnetskog polja koje se stvara između simetrično smještenih namota kroz koje prolaze pojedine faze trofaznog sustava. Zbog pomaka u fazi pojedinih struja u svakoj uzvojnici magnetsko polje koje one stvaraju stalno mijenja svoj smjer. Ako se u to polje smjesti pokretni magnet ili elektromagnet, on će pratiti promjene nastalog magnetskog polja, te će se okretati istom brzinom i frekvencijom. Takav uređaj ima takav nedostatak što ne može podnijeti veća opterećenja. Ako se u rotirajućem magnetskom polju nalazi zatvoreni vodič, kao npr. metalna ploča na osovini ili rotor u obliku kaveza, u njemu će se inducirati napon  koji uzrokuje zakretanje vodiča. On ne može postići frekvenciju obrtanja rotirajućeg magnetskog polja. Takav motor naziva se indukcijski jer u nemogućnosti postizanja frekvencije magn. polja ne postoje promjene magnetskog toka kroz vodič u kojemu izazivaju elektromagnetsku indukciju. Takav motor može podnijeti velika opterećenja, nije mu potreban sistem četkica i kolektora ni posebni izvori napajanja i pokretanja rotora.

By Maja