Хенри Кевендиш

Из Википедије, слободне енциклопедије
Ed NL icon.png
Овај чланак је део пројекта Вики-гимназијалац у Савременој гимназији у Београду.
Датум уноса: школска 2016/2017. година
Википедијанци: Ова група ученика ће писати чланке у ГИП-у.
Позивамо вас да помогнете ученицима и дате им смернице током израде.
Хенри Кевендиш
Cavendish Henry signature.jpg
Хенри Кевендиш
Датум рођења (1731-10-10)10. октобар 1731.
Место рођења Ница
Француска
Датум смрти 24. фебруар 1810.(1810-02-24) (78 год.)
Место смрти Лондон
Уједињено Краљевство Велике Британије и Ирске
Школа Peterhouse

Хенри Кевендиш (енгл. Henry Cavendish; Ница, 10. октобар 1731Лондон, 24. фебруар 1810) био је енглески научник, хемичар и физичар, познат по открићу хемијског елемента водоника. Дао је радове из хемије, физике, астрономије и метеорологије. Одредио је густину Земље, експериментално доказао привлачење тела по закону гравитације и одредио гравитациону константу 1798. године.

Веома познат стидљив човек, Кевендиш је поред свега био истакнут за одличну тачност и прецизност у свим његовим истраживањима као и у одређивању састава атмосферског ваздуха, доношење закона о електричном привлачењу и одбијању, механичка теорија топлоте, прорачунима густине земље. Његов експеримент о израчунавању густине земље познат је као Кевендишов експеримент.

Биографија[уреди]

Рани живот[уреди]

Хенри Кевендиш је рођен 10. октобра 1731. године у Ници, где му је породица живела у то време. Његова мајка била је госпођа Ана Греј, четврта ћерка Хенрија Греја, а његов отац је био Господар Чарлс Кевендиш, трећи син Вилијама Кевендиша. Његова породица прати своје порекло осам векова до Норманских времена и била је уско повезана са многим аристократским породицама Велике Британије. Његова мајка је умрла 1733. године, три месеца после рођења њеног другог сина Фредрика, и мало пре Хенријевог другог рођендана, оставивши Господара Чарлса Кевендиша да одгаја своја два сина.

Са 11 година, Хенри је кренуо у Академију Хакнеј, приватну школу близu Лондона. Са својих 18 година (24. новембра 1748. године) уписао је Кембриџ Универзитет у Петерхаусу, али га је напустио три године касније (23. новембра 1751. године) без узимања дипломе (уобичајена пракса). Након тога је живео са својим оцем у Лондону, где је убрзо имао своју лабораторију. Господар Чарлс Кевендиш је провео свој живот прво у политици, а након тога углавном у науци, највише у Краљевском Друштву Лондона. 1758. године, одвео је Хенрија на састанке Краљевског Друштва и такође на вечере Клуба Краљевског Друштва. 1760. године Хенри Кевендиш је одабран за обе групе и био је истрајан у свом присуству након тога. Није заузимао ниједан део у политици, али је пратио свог оца у науци, кроз његова истраживања и кроз учествовања у разним научним организацијама.

Његови интересовање и стручност у коришћењу научних инструмената довела га је на чело комисије за разматрање метеоролошких инструмената Краљевског Друштва и да помогне у процени инструмената Краљевске Гринвич Опсерваторије. Његов први папир “Вештачки ваздух” појавио се у 1766. години. Одбори у којима је он био укључујући и одбор радова, који бирају радове за објављивање у Филозофској Трансакцији и одборе за транзит Венере (1769), за гравитационо привлачење планина (1774) и истраживачка упутства за Константин Филипсову експедицију (1773. године) у потрази за Северним полом и Северозападним пролазом. У 1773. години Хенри се придружио свом оцу као изабрани поверник Британског Музеја, коме је уложио доста времена и труда. Убрзо након што је Краљевска Институција Велике Британије утврђена, Кевендиш је постао менаџер (1800. године), где је узео активно интересовање, поготово у лабораторији, где је доприносио и помагао Дејвију Хамфрију у хемијским експериментима.

Хемијско истраживање[уреди]

За време смрти његовог оца, Кавендиш је почео да блиско сарађује са Чарлсом Благденом, организација која је помогла Благдену да потпуно уђе у Лондонско Научно Друштво. Заузврат, Благден је помогао да држи свет на удаљености од Кевендиша. Кевендиш није објављивао књиге, написао је неколико радова, али је постигао много. Неколико области истраживања, укључујући и механику, оптику и магнетизам, постоје детаљно у његовом рукопису, али их једва има у његовом објављеном раду. Кевендиш се сматра једним од такозваних пнеуматских хемичара из осамнаестог и деветнаестог века, заједно са, на пример, Џозефом Пристлијем , Џозефом Црним и Данијелом Радерфордом. Кевендиш је утврдио да је одређен, необичан и високо запаљив гас, који је он називао “запаљиви ваздух” произведен деловањем одређених киселина на одређене метале. Овај гас је заправо водоник, који је Кевендиш тачно погодио да је пропорцијалан два у једној води.

Иако су остали, попут Роберта Бојла , имали спреман водоник раније, Кевендишу се обично даје заслуга за препознавање његове елементарне природе. Такође, растварањем алкалија у киселинама, Кевендиш је направио "Фиксни ваздух" (угљен диоксид) који је прикупљао, заједно са другим гасовима, у бочицама обрнуте изнад воде или живе. Он је тада измерио њихову специфичну тежину и растворљивост у води и истакао њихове запаљивости. Кавендишу је додељена Коплеи Медаља Краљевског Друштва за овај рад. Гас хемија је била од све већег значаја у другој половини 18. века и постала пресудна за Француза Антоине-Лаурент Лавоисиера односно његову реформу хемије, опште позната као хемијска револуција.

1783. Кевендиш је објавио рад о еудиометри (мерење доброте гасова за дисање). Он је описао нову стаклену тубу за гасну анализу сопственог проналаска, са којом је остварио најбоље резултате до сада, користећи оно што је у другим рукама био нетачан начин мерења гасова. Након тога је објавио рад о производњи воде спаљивањем "запаљивог ваздуха" (то јест, водоника) у "несагоривом ваздуху" (познатије као кисеоник), други саставни део атмосферског ваздуха (Флогистон теорија).

Кевендиш је закључио да је несагорив ваздух заправо несагорива вода и да је водоник или чист флогистон (сагорив елемент) или несагорива вода. Он је пријавио те закључке Џозефу Пристлију, енглеском свештенику и научнику, најкасније до марта 1783. године, али их није објавио до следеће године. Шкотски проналазач Џејмс Ват објавио је рад о саставу воде 1783. године; Кевендиш је обављао експерименте први, али је објавио други. Уследило је неслагање око приоритета.

1785. године Кевендиш је извршио испитивање састава обичног (тј. атмосферског) ваздуха, и добио импресивно тачне резултате. Водио је експерименте у којима су водоник и обичан ваздух комбиновани у познатим односима, а потом би експлодирали са искром струје. Поред тога, такође је описао експеримент у коме је био способан да уклони, у модерној терминологији, и кисеоничне и азотне гасове из узорка атмосферског ваздуха док је само мали балон неизреагованог гаса остао у оригиналном узорку. Користећи своја запажања, Кевендиш је приметио да, када одреди количину сагоривог ваздуха (азота) и несагоривог ваздуха (кисеоника) остаје запремина гаса у износу од 1/120 првобитне запремине азота.

Пажљивим мерењем је доведен до закључка да се "обичан ваздух састоји од једног дела несагоривог ваздуха (кисеоника), помешане са четири дела сагорива ваздуха (азота)".

1890. године (око 100 година касније) два британска физичара, Вилијам Ремзи и Господар Релеј, схватили су да је њихов скоро откривени инертни гас, аргон, био одговоран за Кевендишове проблематичне остатке; он није направио грешку. Он је заправо извршио ригорозне квантитативне експерименте, користећи стандардизоване инструменте и методе, у циљу репродуковања резултата; узимајући средњу вредност резултата неколико експеримената; и идентификацијом и омогућавањем извора грешке. Вага коју је он користио, направљена од стране занатлије по имену Харисон, била је прва од прецизних вага 18. века, такође прецизна као и Лавоазјева (која је процењена да мери један део у 400.000). Кевендиш је радио са својим креаторима инструмената, генерално је радио на побољшању постојећих инструмената него на изумевању потпуно нових.

Кевендиш је, као што је горе наведено, користио језик старе Флогистон теорије у хемији. 1787. године је постао један од првих, изван Француске, који је претворио нове антифлогистичке Лавоисиерове теорије, иако је остао скептичан у вези номенклатуре нове теорије. Такође се успротивио Лавоисиеровој идентификацији топлоте тиме да има материјалну или елементарну основу. Рад у оквиру Њутновог механизма, Кавендиш је решио проблем природе топлоте 1760-их, објашњава топлоту као резултат кретања материје.

1783. године је објавио рад на тему “температурa на којој жива мрзне” и у том раду употребио идеје латентне топлоте, мада није користио термин јер је сматрао да се то подразумева прихватањем материјалне теорије топлоте. Он је своје експлицитне примедбе изнео у свом раду о ваздуху 1784. године.

Кевендиш је наставио да развија општу теорију топлоте, а рукопис те теорије је датиран касних 1780-их година. Његова теорија је истовремено математичка и механичка: садржала је принцип очувања топлоте (касније познато као принцип очувања енергије) и такође садржала концепт (међутим не и ознаку) механичког еквивалента топлоте.

Густина Земље[уреди]

Након очеве смрти, Хенри је купио још једну кућу у граду и такође једну кућу у Clapham Common -у, у то време на југу Лондона. Већина његове куће у Лондону била је библиотека, док је већину својих инструмената држао у Clapham Common -у, где је спроводио и већину својих експеримената. Најпознатији од тих експеримената, објављен 1798. године, био је о утврђивању Земљине густине и постао познат као Кевендишов експеримент. Апарат Кавендиш, коришћен за мерење Земље, је модификација торзионе ваге коју су саградили Енглези и геолог Џон Мичел, који је умро пре него што је могао да започне експеримент. Апарат је Кевендишу послат у сандуку, он је завршио експеримент 1797. године -1798. године и објавио резултате.

Експериментални апарат састојао се од торзионе ваге са паром од 2-инчним 1.61- фунти оловних сфера обешене о руке торзионе ваге и две много веће стационарне оловне кугле (350 фунти). Кавендиш је намењивао да измери силу гравитационог привлачења између те две куглице. Он је приметио да ће Мишелов апарат бити осетљив на температурне разлике и индуковано струјање ваздуха, те је направио измене изоловањем апарата у посебној просторији са спољним контролама и телескопима за изношење запажања.

Користећи ову опрему, Кевендиш израчунава привлачност између кугла из периоде осциловања торзионе ваге, а онда је искористио ту вредност да израчуна густину Земље. Кевендиш је утврдио да је Земљина просечна густина 5,48 пута већа него густина воде. Џон Хенри Поинтинг касније напоменуо да би подаци требали доћи до вредности од 5.448 и заиста је то просечна вредност од двадесет девет одређивања које је Кавендиш убацио у свој рад. Оно што је изванредно у вези Кевендишовог експеримента јесте његова елиминација сваког извора грешке и сваког фактора који би могао да поремети експеримент и његову прецизност у мерењу невероватно мале привлачности, свега 1/50.000.000 тежине од главних лопти. Резултат који је Кавендиш добио за густину Земље је унутар 1% тренутно прихваћене бројке.

Књиге често описују Кевендишов рад као мерење гравитационе константе (G) или Земљине масе. Будући да су оне повезане са густином Земље путем тривијалне мреже алгебарских односа, ниједан од ових извора није нетачан, али се не подударају са избором Кевендишових речи и ту грешку је истакло неколико аутора. Кевендишов почетни циљ био је да измери густину Земље, иако његов резултат захтева израчунавање гравитационе контстанте (G) како би то урадио.

1873. године је био први пут када је ова константа добила име, скоро 100 година након Кевендишовог експеримента, али је константа била у употреби још од времена Њутна. Кевендишови резутати очигледно такође дају масу Земље.

Електрично истраживање[уреди]

Кевендишови електрични и хемијски експерименти су почели док је он живео са својим оцем, у лабораторији која се налазила у њиховој кући у Лондону. Господар Чарлс Кевендиш је умро 1783. године, оставивши скоро све своје знатне некретнине Хенрију Кевендишу. Као његова теорија о топлоти, Кевендишова компресивна теорија о електрицитету је математички у форми и заснована је на прецизним квантативним експериментима. У 1771. години објавио је рану верзију своје теорије, базирану на експанзивној електричној течности која врши притисак. Демонстрирао је да ако је интензитет електричне енергије обрнуто пропорционалан раздаљини, онда електрична течност има способност да дође до електронске неутралности да би лежала на површини електричне сфере; затим је доказао ово експериментално. Кевендиш је наставио да ради на електрицитету након овог иницијалног папира, али није објавио више на ову тему.

Кевендиш је писао папире на тему електрицитета за Краљевско Друштво, али гомила његових експеримената о електрицитету нису били познати све док нису били сакупљени и објављени, од стране Џејмса Клерк Максвела, један век касније (1879. године), дуго након што су други научници били награђени за исте резултате. Кевендишови радови о електрицитету од Филозофске Трансакције Краљевског Друштва у Лондону су били прекопирани, заједно са већином његових манускриптура о електрицитету у “The Scientific Papers of the Honourable Henry Cavendish, F.R.S.” (1921. године). Према 1911. издању од Енциклопедије Британике, Кевендишова открића су била концепт електричног потенцијала (који је он звао “степен наелектрисаности”), једна од првих јединица капацитета (која је од сфере један инч у дијаметру), формула за капацитет плоче кондензатора, концепт диелектричне константе од материјала, веза између електричног и тренутног потенцијала (познатији као Омов закон) (1781. године) , закони за дивизију тренутног и паралелног кола и закон инверзног квадрата варијације електричне силе са дистанцом, сада званог Колуомбов закон.

Смрт[уреди]

Хенри Кевендиш је умро 24. фебруара 1810. године (као један од најбогатијих људи у Великој Бритнији), заједно са многим својим прецима био је сахрањен у цркви, која је сада Дерби Катедрала. Пут у Дербију на коме је он живео је назван по њему. Кевендиш Лабораторија на Кембриџ Универзитету била је обдарена од стране Хенријевог рођака Вилијама Кевендиша, седмог војводе Девоншира (Канцелара Кембриџ Универзитета од 1861. године до 1891. године).

Личност и наслеђе[уреди]

Кевендиш је био стидљив човек којем је било непријатно у друштву и избегавао га је кад год је могао. Није био причљив, увек је био обучен у старомодно одело, и није развијао никакве познате личне дубоке повезаности изван његове породице. Кевендиш је био уздржан, усамљен и сматран екцентричним. Хенри Кевендиш је комуницирао само са својим женским слугама преко бележака. Једном приликом, Кевендиш је уградио додатно степениште да би избегао сусрет са кућном помоћницом, јер је био посебно стидљив жена. Савремени извештаји о његовој личности довеле су неке модерне коментаторе, као што је Оливер Сакс, да спекулишу да је он имао Аспергеров синдром, иако постоји могућност да је само био антропофобичан.

Његов једини друштевни излаз био је Клуб Краљевског Друштва, чији су чланови вечерали заједно пре недељних састанака. Кевендиш је ретко кад пропуштао састанке, и био је дубоко поштован од стране својих колега савременика. Међутим, његова стидљивост довела је оне који су " захтевали његове ставове...да причају у празнину. Ако су њихове примедбе биле…достојне, могли би добити промрмљив одговор, али чешто би чули зловољну шкрипу (изгледа да је његов глас био веома пискав) и окренули се да би нашли стварно упражњено место и призозор Кевендиша како бежи да нађе мирнији ћошак". Кевендишова религијска гледишта су такође сматрана ексцентричним за његово доба. За њега је сматрано да је агностичан. Као његов биограф, Џорџ Вилсон, коментарише, " Што се тиче Кевендишове религије, он је био ништа."

Због његовог асоцијалног и тајанственог понашања, Кевендиш је често избегавао објављивање својих радова, и за много његових налаза није чак ни рекао својим колегама научницима. Крајем деветнаестог века, дуго после његове смрти, Џејмс Клерк Максвел је прегледао Кевендишове радове и пронашао ствари за које су други добили признање. Примери који су укључени у Кевендишова открића или предвиђања били су Ричтеров закон међусобних пропорција, Омов закон, Далтонов закон парцијалних притисака, принципи електричне проводљивости (укључујући Кулонов закон) и Шарлов закон гасова. Манускрипт "Топлота" , условно датиран између 1783. године и 1790. године, описује "механичку теорију топлоте". До сада непознат, рукопис је анализиран почетком 21. века. Историчар науке Расл Маккормак предложио да "Топлота" буде једини рад указивања термодинамике из осамнаестог века. Теоријски физичар Дитрич Белиц, закључио да је у овом раду Кевендиш "добио природу топлоте суштински добро".

Када је Кевендиш изводио свој познати експеримент "Густина Земље" у помоћној згради у башти његовог Clapham Common имања, комшије су показивале зграду и говориле својој деци да је то место где је свет измерен. У част достигнућа Хенрија Кевендиша и доприноса Хенријевог рођака Вилијама Кевендиша, седмог војводе Девоншира, физичка лабораторија Универзитета Кембриџ названа је Кевендиш Лабораторија од стране Џејмс Клерк Максвела, првог Кевендиш Професора Физике и љубитеља Кевендишових радова.

Види још[уреди]

Спољашње везе[уреди]