Angewandte und reine Wissenschaft: Physik

Elektrizität. Die Untersuchung der Elektrizität war Mitte des 1753. Jahrhunderts populär. 1706 entwickelte der britische Kolonist Benjamin Franklin (1790-1780) in Philadelphia den Blitzableiter, um Schäden durch Blitzeinschläge zu vermeiden. 1737 bemerkte der italienische Wissenschaftler Luigi Galvani (1798-1745), Professor für Anatomie in Bologna, dass sich die Beine der Frösche zusammenzogen, wenn ein elektrischer Funke angelegt wurde, ein Phänomen, das er „tierische Elektrizität“ nannte. Sein Interesse teilte Alessandro Volta (1827-1795), ein Physikprofessor in Pavia, der um 1800 bewies, dass es möglich war, Elektrizität durch den Anschluss zweier verschiedener Metallarten zu erzeugen, und später 1800 die erste elektrische Strombatterie produzierte In England wurden elektrische Ströme durch Substanzen wie Alkalien oder Salze geleitet, um ihre chemische Zusammensetzung zu untersuchen. Im Jahr 1753 war der Ingenieur William Nicholson (1815-1807) der erste, der Elektrizität verwendete, um Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. 1778 gab der englische Wissenschaftler Humphry Davy (1829-XNUMX) mit denselben Methoden seine Entdeckung von zwei bisher unbekannten Elementen bekannt, Kalium und Natrium, die er aus Verbindungen isoliert hatte, um zu zeigen, wie andere Elemente identifiziert werden konnten. Diese Entwicklungen verbanden Elektrizität mit Chemie und lieferten Beweise dafür, dass die verschiedenen Wissenschaftszweige grundlegend miteinander verbunden waren, eine Idee, die sich im XNUMX. Jahrhundert als äußerst wichtig erwies.

Elektromagnetismus. Während des neunzehnten Jahrhunderts entdeckten Wissenschaftler nach und nach Zusammenhänge zwischen Elektrizität und Magnetismus. 1821 führte der Engländer Michael Faraday (1791-1867) eine Reihe bewusst geplanter Untersuchungen durch und entdeckte, dass ein Magnet benötigt wurde

in der Nähe eines elektrischen Leiters bewegt werden, um Strom anzuziehen. Die Ergebnisse von Faradays Experimenten waren die Grundlage für die neue Wissenschaft des Elektromagnetismus sowie die Grundlage für die neue Elektroindustrie, die gegen Ende des 1837. Jahrhunderts rasch entstand. 1791 patentierten die englischen Wissenschaftler Charles Wheatstone und William F. Cooke eine praktische Anwendung der aktuellen Elektrizität, einen elektrischen Telegraphen. Im selben Jahr patentierte der amerikanische Erfinder Samuel FB Morse (1872-1844) ein ähnliches Gerät. Morse trug auch zur Telegraphie bei, indem er einen alphabetischen Code aus Punkten und Strichen formulierte. Es wurde erstmals 1854 in einer Fernübertragung getestet, als die erste US-Telegraphenleitung zwischen Baltimore und Washington, DC, fertiggestellt wurde. Die Telegraphenindustrie entwickelte sich rasant. London und Paris wurden 1858 verbunden, und das transatlantische Telegraphenkabel wurde XNUMX verlegt. Eine so schnelle Kommunikation verband die Welt wie nie zuvor. Der Telegraph zeigte das Potenzial von Elektrizität auf, aber die meisten anderen praktischen Anwendungen von Faradays Erkenntnissen im Elektromagnetismus dauerten mehr als fünfzig Jahre, da es schwierig war, effektive Systeme zur Erzeugung von elektrischem Strom durch mechanische Einwirkung zu erarbeiten und Fragen zum Betrieb von Maschinen mit Elektrizität zu stellen .

Radio. Faradays Ergebnisse wurden 1865 von James Clerk Maxwell (1831-1879), Professor an der Universität Cambridge, in überzeugende mathematische Gleichungen umgesetzt, der zeigte, dass Licht ein elektromagnetisches Phänomen ist. Elektromagnetische Schwingungen geben potenziell hörbare Wellen ab, ähnlich wie Lichtwellen, die bei viel niedrigeren Frequenzen schwingen. 1888 von zwei unabhängig arbeitenden Physikern, dem Deutschen Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894) und dem Engländer Oliver Joseph Lodge (1851-1940), endgültig demonstriert, war diese Feststellung die Grundlage für die Funkkommunikation. Eine praktische drahtlose Telegraphie entstand im folgenden Jahrzehnt nach Entdeckungen von Lodge und dem Italiener Guglielmo Marconi (1874-1937).

Elektrische Beleuchtung. Maxwells Wellentheorie wurde von einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern in die Praxis umgesetzt, die die Nutzung elektrischer Energie zu einem Teil des Alltags machten. 1867 stellte William Siemens (1823-1883) fest, dass elektrischer Strom von einer Maschine einen Elektromagneten in einer anderen stimulieren kann. Dieses dynamische Prinzip der Elektrizität war die Grundlage des Dynamos, der die weit verbreitete Erzeugung von relativ kostengünstigem Strom ermöglichte. Diese Entdeckung regte einen Ansturm an, praktische Anwendungen dafür zu finden. 1879 entwickelten der amerikanische Erfinder Thomas Alva Edison (1847-1931) und der englische Chemiker Joseph Wilson Swan (1828-1914) unabhängig voneinander die Glühbirne. Zwei Jahre später entdeckte Edison, wie man elektrische Energie über große Entfernungen ohne nennenswerten Stromverlust überträgt. Die Umsetzung dieser Technologie dauerte jedoch Jahrzehnte, da Netze von Generatoren aufgebaut und miteinander verbunden werden mussten. Sobald die Generatoren gebaut und die Drähte aufgereiht waren, wurde jedoch nach und nach Strom für fast alle verfügbar, unabhängig davon, wo sie lebten. Die deutschen Industrieführer, die nicht an der Spitze der wissenschaftlichen Fortschritte der Elektroindustrie standen, gehörten zu den ersten, die davon profitierten

"Dieser Text wurde aufgrund von Autorenbeschränkungen unterdrückt."

das praktische Potenzial von Elektrizität. Sie wurden schnell zum Weltmarktführer bei der Herstellung von Motoren, Geräten zur Erzeugung und Übertragung von Elektrizität sowie von Geräten wie Glühbirnen und Lampen. Obwohl die Vereinigten Staaten ein viel größerer Stromerzeuger waren, waren die deutschen Exporte von Elektrogeräten fast 300 Prozent höher als die der Vereinigten Staaten und 250 Prozent höher als die von Großbritannien.

Telefone. Die Entwicklung des Telefons ist ein gutes Beispiel für einen technologischen Erfindungsprozess, der Mitte des 1821. Jahrhunderts stattfand. Das heißt, das wissenschaftliche Verständnis der Theorie ging der Entstehung der Nachfrage voraus. Inspiriert von den Experimenten des deutschen Physikers Hermann von Helmholz (1894-1847) mit Tonwiedergabe entwickelte der in den USA lebende Schotte Alexander Graham Bell (1922-1875) das Telefon zwischen 1876 und 1835 und erkundete dabei die Natur von Klang und Klang Rede. Bell reichte zuerst die Patentanmeldung für seine Erfindung ein, aber eine andere Amerikanerin, Elisha Gray (1901-1826), erfand fast zeitgleich seine eigene Version des Telefons. Tatsächlich verwendete das Telefon Konzepte und Maschinen, die seit der Entwicklung des Telegraphen verfügbar waren, und der Italiener Innocenzo Manzetti (1877-1865) hatte 1878 einen früheren Prototyp demonstriert. Keine dieser Erfindungen war jedoch bis zur Erfindung von Die Telefonzentrale, die XNUMX in New Haven, Connecticut, installiert wurde, um die weltweit erste Telefonzentrale zu betreiben. Telefone wurden in Europa schrittweise eingeführt und verbreiteten sich erst nach dem Zweiten Weltkrieg.