Версия для печати

Заслуги Георга Симона Ома перед электротехнической наукой и физикой в целом переоценить сложно. «Отец электродинамики», создатель ряда терминов электрофизики (в том числе знаменитого сопротивления) и измерительных приборов, автор акустического закона, а также член Баварской АН, член-корреспондент Берлинской АН, иностранный почетный член Лондонского королевского общества – это все о нем. Ну и, конечно, его именем названа единица сопротивления в электрической цепи.

Способность к сопротивлению наряду с удивительным упорством можно, наверное, назвать главными чертами Ома – большинство его открытий появилось не «благодаря», а «вопреки»

Родился будущий физик в  городке Эрланген 16 марта 1787 г.  Успехи Георга Ома на научном поприще были заложены в детстве, и своими достижениями он во многом обязан отцу, Иоганну Ому, в чем и Георг, и его брат Мартин (ставший впоследствии профессором математики) неоднократно признавались. Мать, Мария Элизабет Ом (в девичестве Беккин), умерла, когда старшему, Георгу, исполнилось 10 лет, Мартину – 7, а их сестре Барбаре – 5. Иоганн Ом смог привить своим детям, сыновьям в первую очередь, тягу к учебе. Большую роль в судьбе Георга Ома как ученого сыграет самообразование, навыки которого были привиты ему в детстве отцом, в том числе и на собственном примере. Так, когда гимназист Георг Ом перевел с латыни работу Леонарда Эйлера «Интегральное исчисление», Иоганн не просто записал перевод под диктовку сына, но внимательно изучил этот труд. По достижении соответствующего возраста Георг поступил в городскую школу. Владельцем школы был бывший чулочник; он же занимал должность единственного учителя, поэтому начальное обучение братьев Ом можно назвать весьма скромным. При этом учебное заведение функционировало на коммерческой основе, так что Иоганн целыми днями пропадал в мастерской, выполняя слесарные и кузнечные заказы, чтобы оплатить обучение. По окончании школы братья были приняты в эрлангенскую гимназию.

Основное внимание там уделялось изучению греческого и латыни, в чем Георг вполне преуспел (о чем свидетельствует хотя бы перевод «Интегрального исчисления»). В изучении же точных наук, математики и особенно физики, братьям очень помогали домашние занятия с отцом. Кроме того, Иоганн обзавелся к тому времени весьма полезными знакомствами среди университетских преподавателей. Некоторые из них стали его друзьями и охотно занимались с его талантливыми сыновьями (профессор математики К. Лангсдорф).

Вполне закономерным стало поступление Георга в 1805 г. в Эрлангенский университет; неудивительно также, что учеба, благодаря базовым знаниям, давалась ему легко. Впрочем, на втором году обучения он покинул университет, а вместе с ним и родной город. Георг обосновался в Готтштадте (Швейцария), получив должность учителя математики в местной школе.

Причиной тому стала, как ни странно, ссора с отцом, переросшая в затяжной конфликт. Иоганн выразил недовольство новыми увлечениями сына (коньки, бильярд, танцы) и дал тому понять, насколько тяжело ему оплачивать учебу, время для которой сын использует «не по назначению». Забегая вперед, скажем, что со временем отношения Георга с отцом вновь обрели утраченную доверительность и привязанность – на сей раз уже навсегда.

Итак, Георг впервые оказался на «вольных хлебах», что пришлось ему поначалу весьма по душе. Однако по истечении первого года его службы в школе восторженность уступила место тревоге и разочарованию, вызванным однообразием быта и, главное, отсутствием перспектив в работе и науке. Выручили Ома обретенные еще дома навыки самообразования, которым ему посоветовал вплотную заняться профессор математики Лангсдорф. Штудирование математических трудов пошло на пользу молодому исследователю –  в конце концов он получил университетский диплом, а к 1811 г.,  вернувшись в родной Эрлагнен, уже обладал степенью доктора философии. Какое-то время после этого Ом занимал в университете должность приват-доцента на кафедре математики. Но очень скоро от нее отказался в пользу более доходной преподавательской деятельности – в качестве школьного учителя физики и математики в г. Бамберге.

Через три года после поступления Ома на службу эту школу закрыли. Причем по иронии судьбы виной тому стал сам Георг Ом. А точнее – его критические соображения относительно методики преподавания в школе (и, надо полагать, результатов обучения), направленные им в Генеральный комиссариат по образованию. В результате школу закрыли, а самого автора послания перевели в подготовительную школу.

Первая опубликованная работа Георга Ома вышла в 1817 г., и она также связана с преподаванием. Высказанные им замечания по поводу методик преподавания вызвали не самую благосклонную реакцию сообщества. Отдельные критики даже утверждали, что изложенный подход непременно загубит все математическое учение.

Однако Ом не сдавался и продолжал рассылать письма с копией статьи во всевозможные «инстанции» – школы, университеты, министерства. Адресатами оказались даже два короля – Пруссии и Вюртемберга. В лучшем случае он получал формальные «отписки», но среди этого письменного сора все же встретилось нечто ценное. А именно – приглашение преподавать физику и математику в иезуитской коллегии Кельна. Ому в то время было 37 лет.

Годы, проведенные в Кельне, можно назвать своего рода Рубиконом: там Ом, прежде уделявший основное внимание математике, теперь полностью переключается на физику. Благо, обстоятельства тому способствовали как нельзя лучше. В распоряжении Ома оказались приборы для измерения и изучения тех или иных физических явлений. Правда, большинство из них нуждалось в ремонте, но это не остановило Георга – он был прилежным учеником своего отца.

Все свое свободное время Ом посвящает изучению протекания электрического тока в проводниках. Кое-что о процессах в проводниках тогда было уже известно, но в целом об электричестве у физиков первой трети XIX века представления были довольно туманными. Отчасти этот факт обусловил выбор Ома – он рассчитывал, что в избранном им направлении у него не окажется много конкурентов. Впрочем, к тому времени было не только известно о наличии электрического тока в проводниках, но и существовали источники тока (батареи гальванических элементов), а датский физик Ханс Кристиан Эрстед открыл способность тока воздействовать на стрелку компаса. Но о самой природе тока известно было мало, не существовало ни измерительных приборов, ни даже терминологии.

Правда, опять же, измерять ток все же пытались. «Отправной точкой» в этом деле служила способность электрического тока нагревать проводник. Однако такой подход сколько-нибудь ощутимых результатов не приносил. Георг Ом в своих опытах избрал основополагающим не нагревание, а магнитные свойства тока, открытые Эрстедом. Эксперименты Ома выглядели следующим образом: в его приборе ток вызывал поворот магнитной стрелки, подвешенной на золотой проволоке. Поворачивая микрометрический винт, к которому был прикреплен верхний конец проволоки, Ом добивался компенсации поворота, вызванного магнитным воздействием. Угол поворота этого винта служил мерилом тока.

Однако в гальванических элементах, которые вначале использовал Ом, ток быстро шел на убыль. На помощь пришло открытие Томаса Иоганна Зеебека: ток в цепи возникает тогда, когда спаи между ее проводами имеют различную температуру. В качестве проводника Ом использовал термоэлемент из сплава висмута и меди. Один спай он поместил в кипящую воду, второй – в талый снег. При помощи этой установки, смонтированной должным образом, Ом добился небывалой доселе точности измерений. Кроме того, он установил зависимость значений тока от длины и сечения проводников, а также от химических свойств элементов, из которых проводники выполнены. В 1826 г. «Журнал физики и химии» опубликовал статью Георга Ома с подробно изложенными результатами эксперимента. Статья называлась «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата мультипликатора Швейггера» (т. е. гальванометра).

Разумеется, как многие передовые явления, опыт, описанный в статье, не вызвал практически никаких откликов у «профессионального сообщества». Чуть ли не единственным, кто заинтересовался публикацией, оказался Майкл Фарадей. Но, увы, лингвистический барьер помешал английскому ученому оценить содержание статьи в полной мере. Через какое-то время все же вышел отзыв и на родине Ома, в Германии. Но, по убеждению автора рецензии, эксперимент не вызвал в среде немецких физиков «серьезного уважения».Главными критиками Ома стали натурфилософы, чья концепция господствовала тогда в Европе. Суть их учения заключалась в неприятии всякого рода опытов и практических экспериментов при изучении природных явлений. Постигать природу, согласно натурфилософии, полагалось «гармоническим» способом, т. е. исключительно умозрительным путем. Простого осуждения мыслителям казалось недостаточно. Они всячески тормозили деятельность Ома: благодаря их влиянию в обществе Ому становилось все труднее выхлопотать помещение под лабораторию или опубликовать статью.

Тем не менее Ом продолжает и работать, и публиковаться. Воспользовавшись предоставленным ему годичным освобождением от преподавания, он переезжает в Берлин, где публикует монографию «Теоретическое исследование электрических цепей», в которой использует термин «сопротивление». В качестве данной единицы он выбрал сопротивление медной проволоки длиной 1 фут и поперечным сечением в 1 квадратную линию. Впоследствии в письме к Швейггеру Ом признавался, что «готов проклясть» «Электрические цепи» за те «невыразимые страдания», что принесла их публикация.

В целом терминология Ома, конечно, существенно отличается от нынешней. Однако описания, данные им тем или иным явлениям, находят свое подтверждение и сегодня.

В 1829–1830 гг. в «Журнале физики и химии» выходят две его статьи. В одной закладываются принципиальные основы работы электроизмерительных приборов, вторая посвящается теории униполярной проводимости. Последний труд вызвал наконец-то интерес – не в последнюю очередь благодаря хвалебным отзывам о нем Фарадея.

Родина признала заслуги своего выдающегося сына лишь спустя три года – в 1833 г. До этого все попытки Ома получить место работы были безуспешными – не помогло даже прошение баварскому королю.

Все изменилось в 1833 г., когда Ому предложили должность профессора в только что основанной политехнической школе Нюрнберга, куда он не замедлил переехать. Наконец признали заслуги Ома и как ученого, и как преподавателя, назначив его инспектором по методике преподавания и заведующего кафедрой математики, а позже, в 1839 г., и ректором школы. Этот период совпал с увлечением Ома акустикой – в 1843 г. он открыл акустический закон, названный его именем. Тогда же пришло и международное признание. В 1841 г. работы Ома переведены на английский язык, в 1847 – на итальянский, в 1860 – на французский. В России популяризации трудов Ома способствовали Эмилий Ленц и Борис Якоби. В Америке первым пропагандистом достижений Ома стал Джозеф Генри, в Италии – Карло Маттеуччи.

На этом череда признаний не закончилась. В 1845 г. Ома избрали действительным членом Баварской Академии наук, в 1849 он становится экстраординарным профессором в Мюнхене. При этом Георг Ом (которому на тот момент исполнилось 60) продолжает научные исследования и занимается конструированием и изготовлением демонстрационных приборов, не забывая и о методике преподавания. В 1852 г. Ом получил должность ординарного профессора, о которой мечтал долгие годы.

Умер ученый 10 июля 1854 г. в результате перенесенного незадолго до того сердечного приступа. Единица сопротивления получила имя в честь своего первооткрывателя после его смерти – в 1881 г. на Международном конгрессе электриков. Таким образом они выразили благодарность Георгу Симону Ому, открывшему свой основной закон в должности учителя математики.

| Источник: Электро-Инфо

Близкие материалы сайта

Поддержка