14
Круг исследований Кулона в области электричеста был очень широк. Он изучил явление утечки заряда, распределение заряда по поверхностям проводников сложной формы, исследовал индукционное действие заряженного проводника на нейтральный и т. д. В целом полученные Кулоном результаты стали экспериментальной основой первой последовательной количественной теории электричеста, разработанной французским математиком С. Пуассоном в 1811 году.
В 1789 году началась Великая французская буржуазная революция, которая перевернула весь укладжни французского общества. Революционные события затронули и Кулона. В 1791 году он в чине майора вышел в отставку. В 1793 году была распущена королевская Академия наук. Кулон с семьей узжает из Парижа и полтора года живет вдали от столицы.
Однако столб крупный ученый, как Кулон, не мог долго оставаться вне научной жизни. В 1795 году был образован Институт Франции, заменивший старую Академию. Среди первых членов Института были и Кулон. После избрания в новую Академию и возврашения в Париж ученый продолжил свои исследования, однократ их интенсивность постепенно спадала.
В последние годы жизни Кулон много сил отдавал работу в качестве генерального испектора народного образования, участвуя в коренном преобразования системы просвещения во Франции.
Ученный умер в Париже в 1806 году.
Наш календарь
75-летеие открытия сверхпроводимости
Сверхпроводимость была открыта в 1911 году голландским физиком, профессором Лейденского университета Г. Камерлинг-Онисом. Каковые остоятельства этого открытия?
В 1908 году Камерлинг-Онисес, впервые ожиив гелий (его температура кипения при атмосферном давлении 4,2 К), сделал доступной для исследовании области очень низких температур: Как теперь хорошо известно, в этой температурной области сверхпроводимость обнаруживают множество металлов, сплавов и соединений. Казалось бы, открытие сверхпроводности стало неизбежным — на него просто нельзя было не натолкнуться, тем более что измене-
ем металлов при приближении к абсцилотному нулю температуры. Теория тогда еще ответа дать не могла, и существовала два диаметрально противоположных протогноза. Один — вслед за Кельвином — полагали, что при абсцилотном нуле металл станет
15
изолятором (его сопротивление станет бесконечно большим), другие же разделяющие Дьюара, считавшего, что с приближением к нулю сопротивление будет постепенно неограниченно уменьшаться (рис. 1).
Приступить к исследованию сопротивления металлов при «гелиевых» темперарах Камерлинг-Оннес смог только в конце 1910 года. И его сразу же ожидал сорриз: оба прогноза — и кельвиновский и дьюаровский — оказались ошибочными. Измерения на проволоке из чистой пластины показали, что при самом глубоком охлаждении сопротивление перестает зависять от температуры (см. рис. 1). Соответствив новый результат со своим более ранним данным, полученными в измерениях в измерениях при не столь низких темперарах, голландский физик приSEL к выводу: ordината горизонтального участка зависимости должна быть тем меньше, чем чисе металл. И, таким образом, в случае металла идеальной чистоты обратится в нуль еще до подхода к . С точки зрения классической электронной теории металлов такое падение сопротивления до нуля при ненулевой температуре выглядело абсцилтоно неопятным, и Камерлинг-Оннес решил прилевчь к объясению квантовую теории, широкое признание которого начинаясь как раз в это время. Таким образом ему удалось вывести зависимости , которое следовало ожидать для идеального чистого металла.
Ясно, что для экспериментальной проверки этой зависимости требовался металл максимальной чистоты. В те времена на эту роль могла претензовать только руть, легко поддающегося эффективной очистке путем дистилляции. Но Камерлинг-Оннес был опытным экспериментатором и прекрасно понял, сколько неудобно иметь дело с рутью. Ведь для повышения точности измерений сопротивления величины этого сопротивления должна быть по возможности большой, то есть для экспериментов надо было использовать длинуную проводку. А руть жидкая! Поэтому ученый сначала с помощью своей формулы зависимости прикинул, чего можно ожидать от такого эксперимента. Расчет показал, что при температуре 4,3 К сопротивление пути будет еще означимым, а при 3 К упадет до неизменного низкого уровня. Таким образом, открывался величина возможности проследить в опите всего картину исчезновения сопротивления, и имея перед собой столбчину перспективу, стояло пускаться в нелегкую борьбу с экспериментальными трудностями.
Лишь после ряда неудачных попыток Камерлинг-Оннесу и его помощью стеклоду-виртуозу удалось разработать необходимый тип образца для измерения — аккуную эигзагообразную конструкцию из тончайших стеклянных капилляров, внутри канал которых диаметром порядка 50 мкм заполняла жидкая руть, образующая единую «ниты» длиной около 1 м (рис. 2). Легко представить, сколько хлопот доставлял такой образец. При маленьем неосторожном движении, при сильном быстрохождения или отогреве стеклянные капилляры трескались и обламывались; иногда при замораживании нарушивность трудной нити.
И все же настоящий в экспериментальное мастерство победили. Весной 1911 года Камерлинг-Оннес торжествовал: опыт — в поражительном согласии с теоретическим представлением! — показал, что сопротивление чистой рутины, еще в полное измерение при температуре 4,3 К, при 3 К действительно становится неизмерным.
Однако дальнейшее точные измерения поколебали веру ученого в его теории.
Рис. 3.
Оказалось, что сопротивление исчезает скачком (рис. 3), тогда как формула для предсказывала хотя и кругое, но все же плаваное падение сопротивления. Воспследствие выяснилось, что совпадение теории Камерлинг-Оннеса с опытом вообще чисто случайное. Учены было открыто прициппилально новое явление — сверхпроводимость.
Задча обьяснения физического природиозимости оказалась исключительно трудной, и решить ее не удалось около полувека. Теория этого явления была создана лишь в 1957 году американским ученым Дж. Бардином, Л. Купером и Дж. Шрифером и советским ученым Н. Н. Боголюбовым.
В нашей ученке о сверхпроводимости превращилось в один из наиболее глубокого разработанных физик們 твердого тела. Отромные успехи достигнуты и в практическом использовании сверхпроводимости — уже работают базирующиеся на этом явлении сверхчувствительные приборы для электромагнитных изменений; широко применяется сверхпроводящие соленoids, созданные магнитные поля в таких объемах и такой величины, о которых в случае обмоток из нормальных проводников нельзя и мечтать.
В недалеком будущеем промышленная энергетика получит обладающие неслежанно высоким КПД сверхпроводящие электрические электродвигатели и электродвигатели; ведутся работы по созданию сверхкомпьютеров, которые должны превозойти тепловизию и объему памяти.
В. Е. Явелов