Георг Ом

1. Георг Ом. Нелегкий путь к славе.
2. Ом Георг Симон - Знаменитый немецкий физик-экспериментатор, открывший известный  закон, который сейчас носит его  имя.

Трудно себе представить, что закон Ома, давно вошедший во всем мире в школьный курс, почти  двадцать лет не признавался наукой, а имя его создателя оставалось неизвестным. История знает  примеры, когда научные открытия гениальных одиночек намного опережали  свое время. Такая судьба выпала и на долю Георга Ома.

3. Ом Георг Симон родился  16 марта 1787 года в Эрлангене в семье бедного слесаря.

Отец Георга - Иоганн Вольфганг Ом, был потомственным слесарем, много времени уделявшим вопросам самообразования. Он занимался по учебникам математики, посещал в Берлине школу технического рисования.

Мать Георга — Мария Елизавет умерла при родах, когда Георгу исполнилось десять лет.

Иоганн Ом уделял воспитанию оставшихся на его руках детей огромное внимание. Чтобы обеспечить семью, он ежедневно с утра до вечера занимался выполнением кузнечных и слесарных заказов, а каждую свободную минуту он посвящал детям. О том бесконечно многом, чем они обязаны отцу, впоследствии говорили оба сына слесаря Иоганна, ставшие профессорами: Георг — физиком, а Мартин — математиком. Даже на памятнике Ому в Мюнхене он изображен возле отца, крупного мужчины в рабочем фартуке, который, обняв за плечи восторженно внимающего ему сына, серьезно и нежно о чем-то рассказывает мальчику.

4. Из довольно ограниченных средств семьи всегда выделялись деньги для покупки книг по математике (они преобладали), но также по истории, географии, философии, педагогике, равно как и руководства по обработке металлов.

Неудивительно, что у преклонявшегося перед наукой кузнеца появились знакомые (ставшие вскоре его друзьям), преподаватели университета. Они охотно занимались и с его одаренными сыновьями. Вот отзыв одного из профессоров университета  К. Е. Лангсдорфа:  «Почти убежден, что оба брата из этой семьи станут не менее знамениты, чем братья Бернулли: обладая таким усердием и имея такой талант, они обогатят науку, если найдут соответствующие внимание и поддержку».

5. В  1743 году в Эрлангене был основан университет.

Отец его — Иоганн Вольфганг, весьма развитый и образованный человек, с детства внушал сыну любовь к математике и физике и поместил его в гимназию, которая курировалась университетом.

После окончания гимназии весной 1805г. Георг Ом становится студентом филосовского факультета и с увлечением продолжает занятия математикой, физикой и философией.

6. В Эрлангенском Университете трудились такие известные ученые мужи как Иммануил Кант, Иоганн Готлиб Фихте, Фридрих Вильгельм Шеллинг – знаменитые немецкие философы.
7.  В университете Ом выделялся не только глубокими знаниями и природной одаренностью, но и своими спортивными успехами и артистизмом:он лучший конькобежец и бильярдист университета, а в плясках на студенческих вечеринках ему нет равных.

И в этом он был обязан отцу, который приучал своих детей к спорту, совершал с ними дальние прогулки, увлекая красотой окружающей природы.

Отец даже придумал простейшие измерительные инструменты, занимаясь с детьми землемерными расчетами: они определяли площади пашен, вычисляли и составляли схемы дорог и их протяженность.

8. Увы!!! Уже после 3-х семестров в 1806году Георг Ом бросает универсиете и принимает место учителя в Готштадте ( Швейцария).

 Отца такая перемена в сыне не могла не обеспокоить. К тому же, обеспечивать семью ему становилось все труднее. Назревал — в первый и единственный раз в их жизни — «конфликт отцов и детей» . Так началась педагогическая деятельность Георга Ома. Начинающему педагогу едва исполнилось 17 лет!

9. Проводя занятия со школьниками, Георг продолжает совершенствовать свои знания по математике, физике, химии и философии, изучает труды корифеев науки – Эйлера и Лапласа.

 С юных лет Ом привык творчески относиться к любой работе. Вскоре он обращается к администрации школы с предложением реорганизовать систему преподавания математики и в 1817 г. публикует первую печатную работу с изложением новых методов обучения и развития у учащихся «способности к математическому мышлению». И хотя вначале его идеи не получили должного признания, через несколько лет они были высоко оценены, и Ом был удостоен почетной премии.

Но отец не оставил надежды увидеть своего младшего сына ученым. В письмах к нему он старался убедить Георга, что важно не только научиться преподавать знания другим, но и найти в себе силы продолжить образование, постигнуть нелегкое искусство учить себя самого.

Спустя пять лет, в 1811 г., Ом возвращается в Эрлангенский университет; самостоятельно приобретенные знания позволили ему успешно закончить учебу, защитить диссертацию, получить степень доктора философии.

10.    В феврале 1816 потеряв всякую надежду найти подходящую
    преподавательскую работу, отчаявшийся доктор философии
    неожиданно получает предложение занять место учителя
    математики и физики в иезуитской коллегии Кельна. Он
    немедленно выезжает к месту будущей работы.
    В Кельне он проработал девять лет. Наличие свободного
    времени способствовало «превращению» Ома из
    математика в физика и формированию его как физика-исследователя.

Первым делом он проводит обследование всего парка приборов. Здесь обнаруживается, что многие приборы требуют ремонта, а то и замены. Но Ом не зря был прилежным учеником своего отца, который остается его первым советчиком. Ом многое умеет. Не без гордости он пишет, например, отцу, что научился так шлифовать янтарь, что две отполированные пластинки даже трудно оторвать одну от другой.

11. Тщательность работы, стремление как можно детальнее продумывать постановку экспериментов и готовить для них аппаратуру стало основой будущих успехов. Ом, который прежде уделял основное внимание математике, решительно и воодушевленно переключился на физику. Ома увлекли проблемы, связанные с протеканием электрических токов по проводникам. Этот выбор отчасти определялся тем, что этими вопросами физики тогда занимались мало, и Ом надеялся, что у него не будет конкурентов.

Он с увлечением отдается новой работе, просиживая долгие
часы в мастерской коллегии и в хранилище приборов.
Занимается исследованиями электричества, начинает свои
эксперименты с определения относительных величин
проводимости различных проводников. Применив метод, который стал
теперь классическим, он подключал последовательно между
двумя точками цепи тонкие проводники из различных
материалов одинакового диаметра и изменял их длину так,
чтобы получалась определенная величина тока.

Но Ому нужен был прибор, позволявший измерять величину электрического тока. И только незаурядная эрудиция и мастерство изобретателя-конструктора позволили ему решить эту нелегкую задачу.

Трудно представить, сколько бессонных ночей провел молодой ученый, чтобы создать уникальный прибор. В приборе Ома ток, протекающий по проводнику, вызывал поворот магнитной стрелки, подвешенной на упругой расплющенной золотой проволочке.

Ему удалось найти настолько оригинальное техническое решение, что позднее физики справедливо назвали установку Ома «первым прибором для электрических измерений».

12. Путь, по которому пошел Ом, определялся ясным пониманием того, что первым делом нужно научиться количественно исследовать физическое явление. Для измерения тока уже раньше пытались использовать тот факт, что он вызывает нагревание проводника. Однако Георг Ом избрал для измерения тока не тепловое, а именно его магнитное действие, открытое Эрстедом. Экспериментатор, поворачивая микрометрический винт, к которому крепился верхний конец проволочки, добивался компенсации поворота, вызванного магнитным воздействием, и угол поворота этого винта и являлся мерилом тока.

Ом использовал в качестве проводников восемь отрезков медной проволоки различной длины. Сперва ему не удалось получить воспроизводимые результаты, но неделю спустя он, очевидно, отрегулировал прибор и получил серию отсчетов для каждого из проводников. Эти отсчеты представляли собой углы закручивания нити подвеса, при которых стрелка возвращалась на нуль. Ом показал, что при надлежащем выборе постоянных А и В длина х и угол закручивания X нити связаны соотношением Х = (А / l + b)

13. Можно проиллюстрировать это соотношение Х = А / l + b

, построив график зависимости 1/Х от х.

14.  Школьникам наших дней, изучающим закон Ома, может показаться, что это — один из простейших законов физики: сила тока в проводнике прямо пропорциональна падению напряжения в нем и обратно пропорциональна сопротивлению. Но попробуйте мысленно перенестись в двадцатые годы 19 века! Тогда электрические токи в проводниках были, правда, уже известны, уже существовали источники тока, в частности, батареи гальванических элементов, датский физик Ханс Кристиан Эрстед открыл даже, что электрический ток оказывает воздействие на стрелку компаса, но что собой представляет этот ток, как его измерять, от чего он зависит — об этом физики почти ничего не знали. Не было не только никаких измерительных приборов, но даже еще и необходимой терминологии.

15. А вот современная схема для данного эксперимента

16. В 1826 году в журнале «Журнал физики и химии» выходит
знаменитая статья Ома «Определение закона, по которому
металлы проводят контактное электричество, вместе с
наброском теории вольтаического аппарата и
мультипликатора Швейггера». Появление этой публикации, содержащей
результаты экспериментальных исследований в области
электрических явлений, не произвело впечатления на
ученых. Никто из них даже не мог предположить, что
установленный Омом закон электрических цепей представляет
собой основу для всех электротехнических расчетов будущего.

Результаты многочисленных измерений Ом изложил в статье «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата и мультипликатора Швейггера», опубликованной в уже упоминавшемся «Журнале физики и химии» в 1826 г.

Многократно повторяя эксперименты с проводниками различной длины и толщины, Ом составил подробные таблицы и установил ранее неизвестный закон о пропорциональности силы тока и «возбуждающей силой» (напряжения). Кроме того, он доказал, что по этому закону «…можно рассчитывать электрические цепи независимо от материала проводника».

Но особенно важное наблюдение Ома заключалось в следующем: изменяя длину замыкающей цепи проволоки, он доказал, что, выражаясь современной терминологией, сила тока в цепи с постоянным источником ЭДС обратно пропорциональна сопротивлению цепи. Так звучит уже знакомая нам формула закона Ома, впервые опубликованная им в 1827 г.

Экспериментам Ома, казалось, не будет конца, это подтверждает его неустанное стремление проникнуть в глубину физических процессов в электрических цепях. Он исследует силу тока по его магнитному действию (отклонению магнитной стрелки) и по его химическому действию (в частности, по объему газов при электролизе воды) и доказывает их эквивалентность.

Но, увы, и на этот раз «ученый мир» не оценил открытия Ома. Как писал один из биографов ученого, «выражение, найденное Омом, было настолько простым, что именно своей простотой вызывало недоверие»; не были, конечно, забыты и первые неудачные публикации молодого ученого.

17. Тем удивительнее, что современники не только не оценили должным образом его труда, но даже стали ожесточенно поносить его. Видимо, причиной этого были и господствовавшие тогда философские взгляды. Многие ученые придерживались того мнения, что истина должна постигаться умозрительным путем, что опыт не может (и даже не должен) занимать в науке лидирующегоположения.

18. 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.

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 (!).

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.

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.

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.

Почти  через  три десятилетия после смерти  Георг Симон Ом удостоился  высшего признания своих научных  заслуг: в 1881 году на электротехническом  конгрессе в Париже его имя было присвоено единице измерения  сопротивления. 

Это было сделано по предложению русского ученого А.Г. Столетова

. 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.

19. Ом был похоронен на старом кладбище г. Мюнхена, и только спустя 40 лет ему был установлен памятник.

О значении исследований Ома точно сказал профессор
физики Мюнхенского университета Е. Ломмель при
открытии памятника ученому в 1895 году:

«Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников»