Stephen Gray (vetenskapsman)

Stephen Gray
Född December 1666 ( 1666-12 )
Canterbury, Kent , England
dog 7 februari 1736 ( 1736-02-08 ) (69 år gammal)
London, England
Nationalitet engelsk
Känd för
Att vara elektricitetens "fader" Elektrisk ledningsförmåga
Utmärkelser Copley-medalj (1731, 1732)
Vetenskaplig karriär
Fält
Kemi astronomi
institutioner Trinity College, Cambridge
Akademiska rådgivare
Roger Cotes John Theophilus Desaguliers
Influenser John Flamsteed

Stephen Gray (december 1666 – 7 februari 1736) var en engelsk färgare och astronom som var den första som systematiskt experimenterade med elektrisk ledning . Fram till hans arbete 1729 hade tonvikten legat på den enkla genereringen av statiska laddningar och undersökningar av de statiska fenomenen (elektriska stötar, plasmaglöd, etc.). Han gjorde också först distinktionen mellan ledning och isolering, och upptäckte aktion-på-avstånd av elektrostatisk induktion .

Tidigt liv

Gray föddes i Canterbury, Kent, och efter lite grundläggande skolgång gick han i lärling hos sin far (och senare hans äldre bror) i tygfärgningsbranschen. Hans intressen låg med naturvetenskap och särskilt med astronomi; han lyckades utbilda sig i dessa utvecklande discipliner, främst genom rika vänner i distriktet, som gav honom tillgång till deras bibliotek och vetenskapliga instrument. Vetenskapen var mycket en rik mans hobby vid denna tid.

Han malde sina egna linser och konstruerade sitt eget teleskop, och med detta instrument gjorde han ett antal mindre upptäckter (främst i området för solfläckar), och fick ett rykte om noggrannhet i sina observationer. Några av hans rapporter publicerades av Royal Society genom en vän, Henry Hunt, som var medlem av sällskapets sekreterarestab.

Introduktion till Flamsteed

John Flamsteeds kännedom , en släkting till några Kent-vänner till Gray och den första engelska astronomen Royal , som byggde det nya Royal Greenwich Observatory . Flamsteed försökte konstruera en detaljerad och korrekt stjärnkarta över himlen, i hopp om att detta så småningom skulle lösa problemet med longitudbestämning för havsnavigatörer. Gray hjälpte honom med många av observationerna och beräkningarna (möjligen utan att få betalt).

Gray och Flamsteed blev ständiga korrespondenter och vänner, och detta verkar ha skapat problem för Gray att bli formellt accepterad i vetenskapens värld. Flamsteed var inblandad i en långvarig tvist med Sir Isaac Newton om tillgång till preliminära stjärnkortsdata. Detta kokade över och blev ett fraktionskrig i Royal Society , som Newton dominerade (nästan exklusive Flamsteed och hans medarbetare) i decennier.

Gray arbetade ett tag på det andra engelska observatoriet, som byggdes i Cambridge , men det sköttes dåligt av Newtons vän och medarbetare, Roger Cotes ; projektet kollapsade till slut, vilket gjorde att Gray inte hade något annat alternativ än att återvända till sin färgning i Canterbury. Eftersom han led av ohälsa var han snart i London och assisterade John Theophilus Desaguliers , en akolyt till Isaac Newton och ibland en av Royal Societys demonstranter. Desaguliers fungerade som en vetenskaplig konsult och höll föredrag runt om i landet och på kontinenten om nya vetenskapliga upptäckter; han drev också ett pensionat för besökande herrar med vetenskapliga intressen. Gray fick inte betalt av Desaguliers utan försågs med boende i utbyte mot sin förmåga att diskutera vetenskapliga ämnen med gränserna.

Desaguliers pensionat revs för att ge plats åt Westminster Bridge , och fattigdomen ingrep för Gray. År 1720 lyckades han, genom ansträngningar av John Flamsteed och Sir Hans Sloane (senare president för Royal Society) få en pensionerad tjänst på Charterhouse, ett hem för utblottade herrar som hade tjänat sitt land, också kopplat till en pojkskola . Under denna tid började han experimentera med statisk elektricitet igen, med ett glasrör som friktionsgenerator.

Ledningsupptäckter

En natt, i sina Charterhouse-rum, märkte han att korken i änden av hans rör (behövdes för att hålla fukt och damm ute) genererade en attraktionskraft på små pappersbitar och agnar när röret gnuggades. Normalt skulle korken inte ha burit någon elektrisk laddning, men klimatförhållanden och variationer i materialen gjorde att korken ackumulerade laddning. När han förlängde korken genom att sticka in en liten granpinne, visade sig laddningen i änden av pinnen, och sedan på en elfenbenskula (perforerad med ett hål) hade han fastnat på änden. Han provade längre pinnar och lade till slut en längd av en oljig hampa-tråd kopplad till elfenbenskulan. I processen hade han upptäckt att den "elektriska dygden" inte bara var ett "statiskt" fenomen (som ett lokalt nålstick), utan snarare ett vätskeliknande ämne som skulle bära över avstånd. Den avslutande elfenbenskulan skulle fortfarande verka för att attrahera lätta föremål på samma sätt som det elektrifierade glasröret.

Under de närmaste dagarna utökade han räckvidden för sin trådtråd (han hade bara en kort bit tråd och förstod inte betydelsen av metall som ledare) och fann att den skulle bära från hans balkong ner till gården Nedan. Han upptäckte att elektricitet skulle färdas runt kurvor i tråden och att den verkade opåverkad av gravitationen. Han kunde också överföra laddningar till metallföremål (poker, tång, vattenkokare, etc.) som på den tiden allmänt betraktades som "icke-elektriska" eftersom de inte kunde generera eller hålla en statisk laddning. Han upptäckte också att siden inte skulle bära "dygden", medan den tjockare packtråden och tråden kunde.

Sedan mellan 30 juni och 2 juli 1729, medan han var i Kent, utökade han detta första elektriska nätverk och gjorde många nya upptäckter. Vid ett besök hos pastor Granville Wheler , en förmögen vän, medlem av Royal Society och Flamsteeds släkting, utökade de två männen ledningsexperimenten genom packtråd som snörades upp och ner längs med ett stort galleri i Whelers herrgård, Otterden Place i Kent . I processen upptäckte Gray och Wheler vikten av att isolera sin trådledare från jordkontakt (husväggen) genom att använda silke för upphängning. De märkte att om en tråd användes för att stödja packtråden så läckte all "elektrisk dygd" bort. Till en början trodde de att skillnaden berodde på den relativa tjockleken på silket, tråden och tråden, men senare insåg de att silket i sig var mycket mindre ledande än tråden – så de använde bara silke för att stödja (och därigenom isolera) hampapaketet -tråd som används som huvudledare.

Nästa dag tappade de tråden från hustornet till trädgården och förlängde den sedan ut över en hage till ett avstånd av 800 fot med hjälp av parade trädgårdsstakar med korta spann av siden för att hålla packtråden från att vidröra marken. Wheler rapporterade detta till många av sina Royal Society-vänner, och Gray skrev alla detaljer i ett brev till Desaguliers.

Från dessa experiment kom en förståelse för den roll som ledare och isolatorer (namn tillämpade av Desaguliers) spelar. Två franska vetenskapsmän, Abbe Nollet och CF du Fay , besökte Gray och Wheler 1732, såg experimentet och återvände till Frankrike där du Fay formulerade den första heltäckande teorin om elektricitet som kallas "tvåvätsketeorin". Denna teori försvarades av Nollet och accepterades av de flesta experimenterande i Europa under en tid; senare förfinades den och ersattes sedan av idéerna från de engelska experimenterarna John Bevis och William Watson , som var i korrespondens med Benjamin Franklins grupp i Philadelphia . De utarbetade gemensamt en teori om ett enkelfluid/tvåtillstånd: praktiskt taget supermängden eller frånvaron av en vätska, som Watson senare kallade positiv och negativ. Dessa idéer passade fakta något bättre än tvåvätskekonceptet, särskilt efter uppfinningen av Leyden Jar , och denna enkelvätsketeori segrade så småningom. Vi vet nu att båda var nästan lika felaktiga.

Och elektrostatisk induktion och sen igenkänning

Gray fortsatte med att göra fler elektriska upptäckter, den mest märkbara var elektrisk induktion (skapande av en elektrisk laddning i ett upphängt föremål utan kontakt). Detta experiment hyllades allmänt runt om i Europa som den berömda "Flying Boy"-demonstrationen: en pojke hängdes upp på sidensnören och laddades sedan genom att Gray förde sitt gnidade rör (statisk elektrisk generator) nära pojkens fötter, men utan att röra det. Gray visade att pojkens ansikte och händer fortfarande attraherade agnarna, papperet och andra material. Gray insåg förvisso att fenomenet "elektrisk dygd" var detsamma som blixtnedslag (som de flesta experimenterande gjorde), många år innan Franklin "flög sin drake" och de franska experimentörerna Dilibard och Delor fångade en laddning från blixten i en Leyden- burk .

När Sloane tog över Royal Society vid Newtons död, fick Gray sent det erkännande som tidigare nekats honom. Gray var för fattig för att betala avgiften, så han var inte medlem i Royal Society, och många av hans experiment hade tagits upp och blev en del av demonstrationsrepertoaren för Desaguliers. Det finns också en historia om att han nekades erkännande av Newton-fraktionen inom Royal Society på grund av hans kopplingar till Flamsteed (som ständigt var i tvist med Isaac Newton), men detta kan avfärdas som högst osannolikt: Newton hade dött i mars 1727 , nästan två år innan Gray började sina ledningsexperiment, och Hans Sloan, som drev Royal Society efter Newtons död var en vän och finansiell supporter till Gray. Faktum är att elektricitet inte ansågs så viktigt på den tiden, och Sällskapets tidning kom inte ut på ett par år på grund av ekonomiska begränsningar.

Sloan deltog aktivt i att främja Gray, som fick Royal Societys första Copley-medalj 1731 för sitt arbete med ledning och isolering, och även dess andra 1732 för sina induktionsexperiment. År 1732 upptog också Royal Society honom som hedersmedlem; han dog utblottad några år senare, 1736.

Efter hans död

Trots vikten av hans upptäckter (det kan hävdas att han var uppfinnaren av elektrisk kommunikation), fick han lite kredit, förmodligen på grund av fraktionstvisten i Royal Society, och dominansen av Newtonianism . När Grays prioritet erkändes offentligt, hade experimenten med elektricitet gått vidare och folk var mer intresserade av Franklins och andras spektakulära bedrifter att fånga blixtar i deras Leyden Jars. Grays upptäckter tenderade att se triviala ut, och av denna anledning tenderar vissa historiker att förbise hans arbete.

Det finns inget monument över Gray och lite erkännande av vad han uppnådde i sina vetenskapliga upptäckter. Han tros vara begravd i en gemensam grav på en gammal kyrkogård i London, i ett område reserverat för fattiga pensionärer från Charterhouse . 2017 inledde School of Physical Sciences vid University of Kent , i Canterbury, Stephen Grey-föreläsningarna till hans minne.

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stephen_Gray_(scientist)&oldid=1140134255 "