Георг Симон Ом

Ом чувствует  необходимость теоретически осмыслить  и обобщить полученные им результаты. С этой целью в августе 1826 г. он с трудом добивается разрешения предоставить ему годичную командировку в Берлин, где бы он мог целиком посвятить себя «научным поискам».

Понимая силу и  роль теории в развитии науки, Ом с  головой уходит в работу. В свое время огромное впечатление на него произвела книга французского ученого  Ж.-Б. Фурье (1768–1830) «Аналитическая теория тепла», изданная в 1822 г. и получившая высокую оценку физиков и математиков.

В теории Фурье  тепловой поток между двумя телами или двумя точками одного и  того же тела объясняется разностью  температур этих тел или точек. Ому  пришла в голову гениальная мысль  о возможности аналогии между  «тепловым потоком» и электрическим  током в проводнике, вызванным  разностью «электроскопических сил». Теоретические обобщения Ом проводил в фундаментальном труде «Теоретические исследования электрических цепей», вышедшем в мае 1827 г. 

Он впервые  в западноевропейской литературе ввел термин «сопротивление», который, как  уже отмечалось, за четверть века до него применил В. В. Петров.

Величина V, названная  Омом «электроскопической», характеризующая состояние цепи в данной точке, по утверждению физиков, «…дала начало введенному позднее в теорию электричества понятию потенциала». В своем труде Ом впервые широко применяет математические методы анализа электрических цепей, используя дифференциальные и интегральные исчисления, теорию рядов. Его сочинение по праву считается первой теоретической работой в области электричества.

Поразительны  энциклопедические знания, образность мышления и научная интуиция Ома. Стремясь к более доступному изложению  открытого им закона, он кроме тепловой аналогии удивительно эффектно использовал  и гидравлическую (течение воды в трубах).

Представьте себе, что вода — некое подобие электрического тока, образуемого направленным движением  электронов в проводнике, а напряжение — аналог давления (напора) воды. Сопротивление  — это та сила противодействия  среды их движению, которую электронам или воде приходится преодолевать, в результате чего производится работа и выделяется теплота. Именно такая  модель представлялась в 1820-е годы Георгу Ому, когда он занялся исследованием  природы происходящего в электрических  цепях.

В водопроводной  трубе всё обстоит так, что  чем выше давление воды, тем относительно большая доля энергии расходуется  на преодоление сопротивления в  трубах, поскольку в них усиливается  турбулентность потока. Из этого исходил  Ом, приступая к опытам по измерению  зависимости силы тока от напряжения. И очень скоро выяснилось, что  ничего подобного в электрических  проводниках не происходит: сопротивление  вещества электрическому току вовсе  не зависит от приложенного напряжения. В этом, по сути, и заключается  закон Ома, который (для отдельного участка цепи) записывается очень  просто:

U = IR

где U — напряжение, приложенное к участку цепи, I — сила тока, а R — электрическое  сопротивление участка цепи. 

Сегодня мы понимаем, что электрическая проводимость обусловлена движением свободных  электронов, а сопротивление —  столкновением этих электронов с  атомами кристаллической решетки (см. Электронная теория проводимости). При каждом таком столкновении часть энергии свободного электрона передается атому, который, в результате, начинает колебаться более интенсивно, и в результате мы наблюдаем нагревание проводника под действием электрического тока. Повышение напряжения в цепи никак не сказывается на доле тепловых потерь такого рода, и соотношение напряжения и электрического тока остается постоянным.

Однако, когда Георг Ом экспериментально открыл свой закон, атомная теория строения вещества находилась в зачаточном состоянии, а до открытия электрона оставалось несколько десятилетий. Таким образом, для него формула U = IR была чисто экспериментальным результатом. Сегодня мы имеем достаточно стройную и, одновременно, сложную теорию электропроводности и понимаем, что закон Ома в его первозданном виде — всего лишь грубое приближение. Однако это не мешает нам с успехом использовать его для расчета самых сложных электрических цепей, использующихся в промышленности и быту. Единица электрического сопротивления системы СИ называется Ом в честь этого выдающегося ученого.

Подчеркивая трудности, которые ему пришлось преодолеть, Ом писал, что его «теория гальванического  электричества» послужит началом к  новым исследованиям, если только ценность первых полученных результатов в  какой-то мере оправдает те жертвы, которых они ему стоили.

Однако и на этот раз надежды Ома не оправдались. В те годы в Германии господствовала натурфилософия, объяснявшая достижения естествознания на основе объективного идеализма и отрицавшая математические методы анализа экспериментальных  данных. Против натурфилософов выступали  такие видные немецкие ученые, как  Р. Майер и А. Гумбольдт, считавшие, что эти лжеученые «задержали развитие естествознания в Германии на десятилетия». Вполне понятно, такой  выдающийся ученый-экспериментатор, как  Ом, подрывавший основы натурфилософии, не мог ожидать поддержки от чиновников и лжеученых.  
 

Запоздалое  признание 

Мечта Ома стать  профессором Берлинского университета не сбылась. Только в 1833 г. он получил  должность профессора физики в политехнической школе г. Нюрнберга.

Впервые после  выхода в свет сочинения Ома его  открытие было экспериментально подтверждено в 1831 г. одним из его единомышленников, немецким профессором Фехнером.

Среди зарубежных ученых, признавших закон Ома и  применявших его в своих исследованиях, были петербургские ученые Э.Х. Ленц и Б.С. Якоби. Ленц – еще в 1832 г. при изучении электромагнитной индукции, а Якоби дал восторженный отзыв об этом законе в 1835 г. в трактате «О применении электромагнетизма для приведения в движение машин». Справедливость закона Ома академики Ленц и Якоби подтвердили в 1838 г. в своей совместной работе «О законах электромагнитов».

Естественно, что  и Ленц, и Якоби читали труды Ома в оригинале. На английский язык его работа была переведена только в 1841 г., на итальянский – в 1847, на французский – только в 1860 (!).

В связи с  этим произошел удивительный казус. Французский ученый Пулье, знавший о работах Ома из некоторых теоретических публикаций в немецкой печати, решил проверить экспериментально выводы ученого и, конечно, их подтвердил. Французские физики присвоили его закону имя Пулье. Естественно, что вскоре Пулье «безоговорочно признал приоритет Ома».

Перевод книги  Ома на английский язык и блестящие  отзывы о нем Ленца и Якоби  способствовали официальному признанию  его заслуг. В мае 1842 г. Лондонское Королевское общество наградило  Ома высшей наградой – Золотой  медалью Копли и избрало своим членом. Пропагандистом идей Ома в Англии стал известный создатель «мостика Уитстона» – Ч. Уитстон, а знаменитый американский физик Дж. Генри писал: «Когда я первый раз прочел теорию Ома, она мне показалась молнией, вдруг осветившей комнату, погруженную во мрак». Одна из работ известного немецкого физика Г. Кирхгофа, опубликованная им в 1849 г., носила название «О выводе закона Ома»; Кирхгоф положил этот закон в основу своих исследований.

Почти двадцать лет ожидал Ом признания у себя на родине: лишь в 1845 г. он был избран действительным членом Баварской академии наук, а в 1847 г., когда ему уже  исполнилось 60 лет, его пригласили на должность экстраординарного профессора Мюнхенского университета. В том  же году король Баварии назначил Ома  хранителем государственного Собрания физико-математических приборов. Одновременно ученый продолжал читать лекции по физике и математике.

Кроме исследований в области электрических цепей, Ом занимался проблемами акустики, поляризации света, создавал оригинальные демонстрационные приборы. В ответ  на просьбы коллег Ом написал очень  содержательный и хорошо иллюстрированный учебник по физике, однако второй том  своего капитального труда завершить  не успел (рукопись его, по распоряжению короля Баварии, была выкуплена у  сестры Ома и хранится в Баварской  государственной библиотеке).

Только в 1852 г. за два года до смерти Ом получил  должность ординарного профессора, а год спустя был награжден  орденом «за выдающиеся достижения в области науки». К сожалению, многолетнее напряжение физических и духовных сил резко сказалось  на здоровье ученого. Всю жизнь он посвятил науке, ему даже не удалось  создать собственной семьи. Но до последних дней жизни Ом оставался  оптимистом, энергичным, жизнерадостным и остроумным человеком, добрым по отношению  к людям, особенно к своим ученикам. 

Как писал один из биографов, Ом обычно «без горечи сносил свое стесненное положение, когда его  работы не были признаны, и не зазнавался после того, как его труды получили международное признание».

Тяжелый сердечный  приступ весной 1854 г. заставил ученого  слечь в постель. Почувствовав себя немного лучше, он вновь начал  читать лекции, но в июле 1854 г. сердце Ома остановилось. Он был похоронен  на старом кладбище г. Мюнхена, и только спустя 40 лет ему был установлен памятник.

К тому времени, наконец, вышло в свет полное собрание его трудов.

Имя Ома увековечено  не только открытым им законом. В 1881 г. на Электротехническом съезде в Париже было утверждено название единицы сопротивления  «Ом». Далеко не всем известно, что одному из кратеров на обратной стороне Луны присвоено имя Ома, наряду с именами  таких великих физиков, как Планк, Лоренц, Ландау, Курчатов. 
 

Список  литературы

1. Лебедев В.  Электричество, магнетизм и электротехника  в их историческом развитии. – М.-Л.: ВНТИ, 1937.

2. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

3. Веселовский  О.Н, Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. – М.: Изд-во. МЭИ, 1993. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Волжский государственный инженерно-педагогический университет»  
 
 
 

РЕФЕРАТ

По  дисциплине: «Электротехника»

На  тему: Георг Симон ОМ 

                                                                                      Выполнил: Варганов Ю. А.

                                                                                                               Группа  АСЗ-07-1 

                                                                        Проверил: Кривенкова Е.Н. 
 
 
 
 

Нижний  Новгород

2011 г.