Bevor wir die elektrischen Uhren weiter studieren, betrachten
wir gerade noch die Entwicklung von Elektrizität und Magnetismus.
Elektrizität
und Magnetismus
Vom Anfang der Jahre war die Menschlichkeit bekannt mit Elektrizität in
der Form von Donner und Blitz, ohne den Kontext von dieser zu verstehen.
Heftig erschrocken, sahen Seeleute manchmal die leuchtenden Effekten zu den
Enden des Mastes und Rahes ihres Schiffs:
es weithin bekanntes St. Elmsfeuer.
Die erste künstliche Elektrizität wurde erreicht, indem man über
Bernstein rieb. Bernstein ist ein transparentes Fossil , daß die Kapazität
hat leichte Gegenstände wie Papier und Federn an zu ziehen, wenn es durch
Friktion elektrisch aufgeladen wird.
Etwa 3.000 Jahre für Christus wüßten die Chinesen schon, daß
ein magnetisches Eisenoxyd kleine Stückchen Eisen anzieht und sich zum
Nordpol richtet. Sie benutzten diese Eigenschaft dann auch bereits um zu navigieren.
William Gilbert (1540-1603), Leibartz von Königin
Elizabeth I, war der erste, der das Phänomen Magnetismus in 1600 versuchte
zu erklären. In seinem Buch “De Magnete” nennte er die geheimnisvollen
Kräften: “electrics”.
Diese Abbildung zeigt wie glühend Stahl magnetisiert wurde, indem man
ihn hämmerte, während er in dem magnetischen Meridian der Erde gehalten
wird.
In 1660 errichtet Otto von Guericke (1602-1686) die erste Maschine, die Elektrizität
produzieren könnte.
Von Guericke ist besonders bekannt worden durch seine Erfindung der Vakuum-pumpe
und seines berühmtes Experiment in 1654 in Magdeburg mit die zwei große
Halbkugeln.
Diese
Abbildung zeigt eine drehende Schwefelkugel die elektrisch aufgeregt wird
durch die Friktion einer Hand. Die belastete Kugel konnte, gerecht wie Bernstein,
leichte Gegenstände wie Papier und Federn anziehen oder abstoßen.
Dieses
Phänomen kennen wir jetzt als statische Elektrizität: ein Hochspannung
mit einer extrem niedriger Kapazität.
In 1745
.überprüfte Pieter
van Musschenbroek (1692-1761), ein holländischer Physiker, die
Möglichkeiten um die Kräfte der Elektrizität zu vereinbaren.
Mit dem war er vermutlich der erste, der die Auswirkung der Entladung einer
Leidener Flasche körperlich erfahren hat.
Mit der Erfindung der Leidener Flasche könnte eine
große Quantität Elektrizität für eine lange Zeit gespeichert
worden und wunschgemäß benutzt worden.
In 1678 demonstrierte Jan Swammerdam (1637-1680),
ein holländischer Wissenschaftler,
die
Kontraktion eines zergliedertes Froschschenkels wenn sein Nerv durch einen
Metalldraht berührt wurde.
Es
dauerte bis 1786, daß Luigi Galvani (1737-1798),
Professor der Anatomie in Bologna, dieses Phänomen erklärte durch
die Produktion einer nerven-elektrischen Flüssigkeit, ähnlich zu Reibungselektrizität.
Alessandro Volta (1745-1827), ein
italienischer Physiker, war nicht einverstanden
mit die Erklärung von Galvani. In 1796 konstruiert Volta einen Stapel
mit vielen Silber- und Zinkscheiben. Zwischen jede andere Scheibe stellte
er Textilien, angefeuchtet mit einer salzigen Lösung.
Die erste Batterie war erfunden: die Volta-Säule. Diese Batterie war
jedoch nicht sehr praktisch und hatte sehr wenig Kapazität.
Volta verbesserte bald seine Erfindung mit
seiner "Krone der Schalen": Glasschalen mit Schwefelsäure gefüllt,
indem Metallstreifen eingetaucht waren. Eine Hälfte dieser Streifen waren
Kupfer und die andere Hälfte Zink.
Der Unterschied
zwischen statischer Elektrizität und elektrodynamischer Elektrizität
war jetzt völlig verstanden. Wenn man sich vorstellt, daß die kleinen
Männer in diese Abbildung Elektronen sind, wird das Unterschied zwischen
statischer Elektrizität und einem elektrischen Fluß möglich
besser verstanden.
Bei der statischen Elektrizität befinden alle Elektronen sich auf die
Oberfläche und sind im Ruhezustand, ausgenommen hier und dort ein gelegentliches
Elektron das entgeht. Falls einem elektrischen Strom verschieben die Elektronen
entlang das Innere des Leiters.
Die
Erfindungen folgen sich jetzt im schnellen Tempo an:
1820 André Marie Ampere (1775-1836),
ein französischer Physiker, entdeckt die Spule: eine Bandspule, die sich
wie ein Magnet benehmt, wenn ein elektrischer Strom sie durchfließt.
1825 William
Sturgeon (1783-1850), ein englischer Militär, erfindet den ersten
Elektromagnet, indem er eine Kupferleitung, isoliert mit Seide, um einen Stab
von Weicheisen wickelt. Wenn ein Strom durch die Kupferleitung fließt,
benimmt sich der Stab als ein Magnet. Wenn der Strom stoppt, benimmt sich
der Stab nicht mehr als ein Magnet. 1827
George
Simon Ohm (1789-1854), ein deutscher Physiker, formuliert sein berühmtes
Gesetz, in der Spannung, Strom und Widerstand mit einander verbunden werden:
das Gesetz von Ohm (V = I. R).
1828
Joseph Henry (1797-1878), Professor
der Physik am Princeton Universität (New Jersey), konstruiert einen
Elektromagnet, der viel stärker und leistungsfähigerer war. Er
wickelte den Eisenkern mit mehreren Kupferschichten und verbog seine Forme:
der Hufeisenmagnet.
1831
Michael Faraday (1791-1867), ein franzosischer Professor der Physik,
plant eine Maschine, die mechanische Energie in Elektrizität umwandelt.
Eine kupferne Scheibe wurde zwischen die Pfosten eines großen Hufeisenmagnets
angebracht und die Kante und Welle der Scheibe wurden an einen Galvanometer
angeschloßen. Wenn die Scheibe sich drehte, bewegte die Galvanometernadel.
Der Dynamo war erfunden worden. Zum ersten Mal konnte man einen unveränderlichen
Strom von Elektrizität produzieren, ohne eine Batterie zu erwenden. 1836
John
Frederic Daniell (1790-1845), ein englischer Chemiker, erfindet das erste
zuverlässige galvanische Element: die Daniell Batterie.
Jetzt
dass zuverlässigen Energiequellen vorhanden sind, ist die Zeit fertig diese
an zu wenden in die Uhrmacherei.
Elektrizität
und Uhrmacherei A.
Elektrostatische Uhren