Stephen Gray (naukowiec)

Stefana Graya
Urodzić się grudzień 1666 ( 1666-12 )
Canterbury, Kent , Anglia
Zmarł 7 lutego 1736 ( 08.02.1736 ) (w wieku 69)
Londyn, Anglia
Narodowość język angielski
Znany z
Bycie „ojcem” elektryczności Przewodność elektryczna
Nagrody Medal Copleya (1731, 1732)
Kariera naukowa
Pola Astronomia Chemia
Instytucje Trinity College w Cambridge
Doradcy akademiccy
Roger Cotes John Theophilus Desaguliers
Wpływy Johna Flamsteeda

Stephen Gray (grudzień 1666 - 7 lutego 1736) był angielskim farbiarzem i astronomem , który jako pierwszy systematycznie eksperymentował z przewodnictwem elektrycznym . Aż do jego pracy w 1729 r. nacisk kładziono na proste generowanie statycznych i badanie zjawisk statycznych (wstrząsy elektryczne, poświata plazmy itp.). Jako pierwszy dokonał również rozróżnienia między przewodnictwem a izolacją i odkrył zjawisko indukcji elektrostatycznej działające na odległość .

Wczesne życie

Gray urodził się w Canterbury w hrabstwie Kent i po ukończeniu podstawowej szkoły został uczniem swojego ojca (a później starszego brata) w branży farbiarskiej. Interesował się naukami przyrodniczymi, aw szczególności astronomią; udało mu się kształcić w tych rozwijających się dyscyplinach, głównie dzięki zamożnym znajomym w powiecie, którzy dali mu dostęp do swoich bibliotek i instrumentów naukowych. Nauka była wówczas hobby bogatych ludzi.

Sam oszlifował soczewki i skonstruował własny teleskop, a tym instrumentem dokonał wielu drobnych odkryć (głównie w obszarze plam słonecznych), zyskując reputację dokładności w swoich obserwacjach. Niektóre z jego raportów zostały opublikowane przez Towarzystwo Królewskie za pośrednictwem przyjaciela, Henry'ego Hunta, który był członkiem sekretariatu Towarzystwa.

Wprowadzenie do Flamsteeda

Niektóre z dorobku Graya zwróciły uwagę Johna Flamsteeda , krewnego niektórych przyjaciół Graya z Kentu i pierwszego angielskiego astronoma królewskiego , który budował nowe Królewskie Obserwatorium w Greenwich . Flamsteed próbował skonstruować szczegółową i dokładną mapę gwiezdną nieba w nadziei, że ostatecznie rozwiąże to problem określania długości geograficznej dla nawigatorów oceanicznych. Gray pomógł mu w wielu obserwacjach i obliczeniach (prawdopodobnie bez zapłaty).

Gray i Flamsteed stali się stałymi korespondentami i przyjaciółmi, co wydaje się stwarzać problemy dla Graya w formalnym przyjęciu do świata nauki. Flamsteed był zaangażowany w przedłużający się spór z Sir Isaakiem Newtonem o dostęp do wstępnych danych z map gwiezdnych. To się zagotowało i przekształciło w wojnę frakcyjną w Towarzystwie Królewskim , nad którym Newton dominował (praktycznie wyłączając Flamsteeda i jego współpracowników) przez dziesięciolecia.

Gray pracował przez jakiś czas przy drugim angielskim obserwatorium, budowanym w Cambridge , ale było ono źle zarządzane przez przyjaciela i współpracownika Newtona, Rogera Cotesa ; projekt ostatecznie upadł, pozostawiając Grayowi niewiele opcji, jak tylko powrót do swojego farbiarskiego handlu w Canterbury. Cierpiąc na zły stan zdrowia, wkrótce znalazł się w Londynie, pomagając Johnowi Theophilusowi Desaguliersowi , akolita Isaaca Newtona i okazjonalnie jeden z demonstrantów Towarzystwa Królewskiego. Desaguliers pełnił funkcję konsultanta naukowego, wygłaszając wykłady w kraju i na kontynencie o nowych odkryciach naukowych; prowadził także pensjonat dla przyjezdnych panów o zainteresowaniach naukowych. Gray nie był opłacany przez Desaguliers, ale zapewniał zakwaterowanie w zamian za możliwość omawiania tematów naukowych z lokatorami.

Pensjonat Desaguliers został zburzony, aby zrobić miejsce dla Westminster Bridge , a dla Graya pojawiła się bieda. W 1720 roku dzięki staraniom Johna Flamsteeda i Sir Hansa Sloane'a (późniejszego prezesa Towarzystwa Królewskiego) udało mu się uzyskać stanowisko emeryta w Charterhouse , domu dla biednych dżentelmenów, którzy służyli swojemu krajowi, również związanemu ze szkołą dla chłopców . W tym czasie ponownie zaczął eksperymentować z elektrycznością statyczną, używając szklanej rurki jako generatora tarcia.

Odkrycia przewodnictwa

Pewnej nocy, w swoich pokojach w Charterhouse, zauważył, że korek na końcu jego tuby (potrzebny do ochrony przed wilgocią i kurzem) generował przyciągającą siłę na małe kawałki papieru i plewy, gdy rura była pocierana. Normalnie korek nie przenosiłby ładunku elektrycznego, ale warunki klimatyczne i różnice w materiałach spowodowały, że korek gromadził ładunek. Kiedy przedłużył korek wkładając patyk jodły, ładunek objawiał się na końcu patyka, a następnie na kulce z kości słoniowej (przedziurawionej z otworem), wbijał się na koniec. Spróbował dłuższych patyków iw końcu dodał kawałek naoliwionej nici konopnej połączonej z kulką z kości słoniowej. W trakcie odkrył, że „cnota elektryczna” nie jest tylko zjawiskiem „statycznym” (jak miejscowe ukłucie szpilką), ale raczej płynną substancją, która przenosi się na odległość. Kończąca się kula z kości słoniowej nadal przyciągałaby lekkie obiekty w taki sam sposób, jak naelektryzowana szklana rurka.

W ciągu następnych kilku dni rozszerzył zasięg swojego drutu (miał tylko krótki kawałek drutu i nie rozumiał znaczenia metalu jako przewodnika) i stwierdził, że będzie on przenosił się z jego balkonu na dziedziniec poniżej. Odkrył, że elektryczność porusza się wokół zakrętów nici i wydaje się, że grawitacja nie ma na nią wpływu. Był również w stanie przenosić ładunki na metalowe przedmioty (poker, szczypce, czajnik itp.), które w tamtych czasach były powszechnie uważane za „nieelektryczne”, ponieważ nie mogły generować ani utrzymywać ładunku elektrostatycznego. Odkrył również, że jedwab nie przenosi „cnoty”, podczas gdy grubsza nić i drut mogą.

Następnie, między 30 czerwca a 2 lipca 1729 r., Będąc w Kent, rozbudował tę pierwszą sieć elektryczną i dokonał wielu nowych odkryć. Podczas wizyty u wielebnego Granville'a Whelera , bogatego przyjaciela, członka Towarzystwa Królewskiego i krewnego Flamsteeda, obaj mężczyźni przedłużyli eksperymenty przewodnictwa przez sznurek przewiązany w górę iw dół wzdłuż dużej galerii w posiadłości Whelera, Otterden Place w Kent . W trakcie tego procesu Gray i Wheler odkryli, jak ważne jest odizolowanie ich „przewodnika” nici od kontaktu z ziemią (ściana domu) za pomocą jedwabiu do zawieszenia. Zauważyli, że jeśli drut był używany do podtrzymywania nici opakowania, cała „cnota elektryczna” wyciekała. Początkowo myśleli, że różnica wynika ze względnej grubości jedwabiu, nici i drutu, ale później zdali sobie sprawę, że sam jedwab jest znacznie mniej przewodzący niż drut - więc użyli tylko jedwabiu do podparcia (a tym samym izolacji) opakowania z konopi -nić używana jako ich główny przewodnik.

Następnego dnia zrzucili nić z wieży domu do ogrodu, a następnie rozciągnęli ją w poprzek wybiegu na odległość 800 stóp, używając sparowanych palików ogrodowych z krótkimi przęsłami jedwabiu, aby nici nie dotykały ziemi. Wheler zgłosił to wielu swoim przyjaciołom z Towarzystwa Królewskiego, a Gray opisał wszystkie szczegóły w liście do Desaguliers.

Z tych eksperymentów przyszło zrozumienie roli, jaką odgrywają przewodniki i izolatory (nazwy stosowane przez Desaguliers). Dwóch francuskich naukowców, Abbe Nollet i CF du Fay , odwiedziło Graya i Whelera w 1732 roku, zobaczyło eksperyment i wróciło do Francji, gdzie du Fay sformułował pierwszą kompleksową teorię elektryczności zwaną teorią „dwóch płynów”. Nollet popierał tę teorię i przez pewien czas akceptowała ją większość eksperymentatorów w Europie; później został udoskonalony, a następnie zastąpiony pomysłami angielskich eksperymentatorów Johna Bevisa i Williama Watsona , który korespondował z grupą Benjamina Franklina w Filadelfii . Wspólnie opracowali teorię pojedynczego płynu/dwóch stanów: praktycznie nadobfitość lub brak jednego płynu, który Watson później nazwał dodatnim i ujemnym. Pomysły te pasowały do ​​faktów nieco lepiej niż koncepcja dwóch płynów, zwłaszcza po wynalezieniu Leyden Jar , i ostatecznie zwyciężyła teoria jednego płynu. Teraz wiemy, że oba były prawie tak samo błędne.

I indukcja elektrostatyczna i spóźnione rozpoznanie

Gray dokonał dalszych odkryć elektrycznych, z których najbardziej zauważalną była indukcja elektryczna (tworzenie ładunku elektrycznego w zawieszonym obiekcie bez kontaktu). Eksperyment ten był powszechnie obchodzony w całej Europie jako słynna demonstracja „Latający chłopiec”: chłopiec został zawieszony na jedwabnych sznurach, a następnie naładowany przez Graya, który zbliżył swoją potartą rurkę (statyczny generator elektryczny) do stóp chłopca, ale bez dotykania. Gray pokazał, że twarz i ręce chłopca nadal przyciągają plewy, papier i inne materiały. Gray z pewnością zdawał sobie sprawę, że zjawisko „cnoty elektrycznej” jest tym samym, co błyskawica (podobnie jak większość eksperymentatorów), na wiele lat przed tym, jak Franklin „puścił latawiec”, a francuscy eksperymentatorzy Dilibard i Delor uchwycili ładunek pioruna w Leyden Jar.

Kiedy Sloane przejął Royal Society po śmierci Newtona, Gray z opóźnieniem otrzymał uznanie, którego wcześniej mu odmówiono. Gray był zbyt biedny, aby płacić składki, więc nie był członkiem Towarzystwa Królewskiego, a wiele jego eksperymentów zostało podjętych i stało się częścią repertuaru demonstracyjnego Desaguliers. Istnieje również historia, że ​​​​frakcja Newtona w Royal Society odmówiła mu uznania z powodu jego powiązań z Flamsteedem (który był w ciągłym sporze z Izaakiem Newtonem), ale można to odrzucić jako wysoce nieprawdopodobne: Newton zmarł w marcu 1727 r. , prawie dwa lata przed tym, jak Gray rozpoczął swoje eksperymenty z przewodnictwem, a Hans Sloan, który kierował Towarzystwem Królewskim po śmierci Newtona, był przyjacielem i finansowym wsparciem Graya. Faktem jest, że elektryczność nie była wówczas uważana za tak ważną, a czasopismo Towarzystwa przez kilka lat nie było wydawane z powodów finansowych.

Medal Copleya Towarzystwa Królewskiego w 1731 r. Za pracę nad przewodnictwem i izolacją, a także drugi w 1732 r. Za eksperymenty indukcyjne. W 1732 roku Towarzystwo Królewskie przyjęło go również jako członka honorowego; zmarł w nędzy kilka lat później, w 1736 roku.

Po jego śmierci

Pomimo wagi jego odkryć (można argumentować, że był wynalazcą komunikacji elektrycznej), otrzymał niewielkie uznanie, rzekomo z powodu sporu frakcyjnego w Towarzystwie Królewskim i dominacji newtonizmu . Zanim publicznie uznano priorytet Graya, eksperymenty z elektrycznością poszły naprzód, a ludzie bardziej interesowali się spektakularnymi wyczynami Franklina i innych, którzy uchwycili piorun w swoich słojach Leyden. Odkrycia Graya zwykle wyglądały na trywialne iz tego powodu niektórzy historycy mają tendencję do pomijania jego pracy.

Nie ma pomnika Graya i niewielkie uznanie tego, co osiągnął w swoich odkryciach naukowych. Uważa się, że został pochowany we wspólnej mogile na starym londyńskim cmentarzu, w miejscu zarezerwowanym dla ubogich emerytów z Charterhouse . W 2017 roku Szkoła Nauk Fizycznych na Uniwersytecie Kent w Canterbury zainicjowała wykłady Stephena Graya ku jego pamięci.

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stephen_Gray_(scientist)&oldid=1140134255 ”