Физика
Георг Симон Ом

Биография Великого физика

Гениальный экспериментатор, подарившего науке множество удивительных открытий, благодаря его опытам с электрическим током человечество получило массу полезных изобретений, используемых повсеместно вот уже не первую сотню лет.
  • Ученый родился 16 марта 1789 года в немецком городе Эрланген, входившем в те годы в состав Священной Римской империи. полное имя физика звучит как Георг Симон Ом.

    Мальчик рос в протестантской семье слесаря Иоганна Вольфганга и его супруги Элизабет Марии, дочери портного, у Георга было семеро братьев и сестер, которые рано остались без матери и воспитывались отцом.

    Ом-старший как мог, старался компенсировать детям отсутствие материнской ласки, он покупал им книги, которые позволить себе в те времена могла далеко не каждая семья, образование своим наследникам Иоганн дал самостоятельно, обучая их базовым наукам на дому.

    Родитель привил будущему ученому стремление к науке, хотя мальчик ходил в самую скромную школу, где единственный педагог преподавал лишь греческий язык и латынь, тяга к знаниям у Георга с каждым годом только усиливалась.

Школьные годы

  • В 1798 году юноша поступил в городскую гимназию, здесь Ом заскучал – все, чему его обучали на протяжении четырех лет, он итак знал благодаря отцу, Иоганн Вольфганг продолжал обучать детей дома, проводя занятия сам или приглашая приятелей, сведущих в других областях науки.

    В университет вундеркинд поступил в 1805 году. пройдя отличную подготовку дома, в вузе будущий ученый учился легко и без особых усилий, тогда еще Ом не был так сильно увлечен физикой, поэтому много времени посвящал занятиям спортом, Георг показывал определенные успехи в игре на бильярде, также хорошо проявлял себя в конькобежном спорте.

    Спорт настолько увлек парня, что он совсем забросил точные науки, что вызвало недовольство отца, Иоганн Вольфганг решил во что бы то ни стало вернуть сына на стезю физики и математики, считая, что именно они принесут ему успех.

    На этой почве между родными людьми даже развился конфликт, который продолжался несколько лет, молодой человек даже оставил учебу и устроился на работу преподавателем.

Научная работа

  • Ом одним из первых ученых начал экспериментировать с электрическим током, в годы работы преподавателем он приобрел электрохимическую батарею, созданную Алессандро Вольтой.

    При помощи этого прибора, усовершенствованного собственными руками, молодой физик изучал возможности электричества.

    Первая научная статья Ома вышла в 1825 году, в ней автор утверждал, что электромагнитная сила напрямую зависит от длины проводника, эти выводы Георг сделал после многочисленных экспериментов в своей кустарной лаборатории.

    Спустя два года ученый опубликовал работу, в которой разъяснял действие гальванической цепи с помощью математических доводов.

Закон Ома

Закон Ома — закон электротехники, который открыл в 1826 году выдающийся немецкий ученый Георг Симон Ом.
  • Главная особенность закона Ома заключается в том, что он показывает электричество, как воду, текущую по трубе, физику удалось выявить простую, но очень важную для повседневной жизни закономерность, данный закон раскрывает связь между тремя важнейшими величинами: силой тока, напряжением и сопротивлением.

    Закон носит эмпирический характер, так как он выражает обобщенный анализ большого количества опытных данных.


    Сейчас формула закона Ома для полной электрической цепи имеет следующий вид:

    I = ℰ / (R+r)


    Где:
    • ℰ — ЭДС источника напряжения, В;
    • I — сила тока в цепи, А.
    • R — общее сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
    • r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.
    Закон Ома для полной цепи учитывает полное сопротивление, которое представляет собой сумму сопротивления цепи R и внутреннего сопротивления источника тока r.

    Как можно объяснить закон Ома на простом примере?


    Лучше всего для этого привести аналогию с водопроводными трубами.
  • На рисунке изображена водонапорная башня, так вот, чем она будет выше, тем сильнее будет напор воды, а в случае с электричеством – напряжение, ведь не случайно напряжение называется также разностью потенциалов, при большем напряжении возможна большая сила тока в цепи.

    В данном случаи, током будет являться количество воды, проходящее через эти трубы, слово «ток» и происходит от слова «течь», сопротивление определяет, какой силы ток потечёт через проводник: чем оно больше – тем ток меньше.

    По аналогии с водопроводом – это толщина труб, сопротивление проводника зависит не только от рода его вещества и длины, но и от площади его сечения.

    Формула этого закона для участка цепи выглядит следующим образом:

    I=U/R


    Где:
    • I– сила тока (измеряется в амперах [А]);
    • U–электрическое напряжение (измеряется в вольтах [В]);
    • R–сопротивление проводника (измеряется в омах [Ом]);
    Запомнить это можно при помощи так называемого« Треугольника Ома».
Если искомую величину прикрыть пальцем, то оставшиеся две образуют формулу для её нахождения.
Следует отметить, что, сопротивление можно найти при известных напряжении и силе тока.

  • Применение закона Ома на практике


    Для примера возьмём светодиод с напряжением питания 2 В и номинальным током 20 мА (0,02 А) и источник питания на 5 В. R = UI, напряжение на резисторе в данном случае будет равно U питания - U светодиода, то есть 3 В, сопротивление R = 30,02= 150 Ом.

    С помощью закона Ома при известных силе тока и сопротивлении резистора можно узнавать напряжение на резисторе, не прибегая к помощи мультиметра.

Акустика

  • Основной сферой изучения для Георга было электричество, однако он проявлял интерес и к акустике, в эту область ученый внес весомый вклад в виде открытия акустической фазы.

    Акустический закон Ома , иногда так называемый закон акустической фазы или просто закон Ома , гласит, что музыкальный звук воспринимается ухом как набор составляющих чистых гармонических тонов , закон был предложен физиком Георгом Омом в 1843 году.

    Закон также интерпретировался как «высота звука, соответствующая определенной частоте, может быть услышана только в том случае, если акустическая волна содержит мощность на этой частоте».

    Немецкий исследователь установил, что музыкальные звуки воспринимаются человеческим ухом, как группы гармонических тонов, слуховой аппарат очень чувствителен к различным акустическим колебаниям - в принципе, это утверждение верно, однако этими способностями человеческие уши пользуются лишь на некоторый процент.

    Формула этого закона выглядит следующим образом:

    U=P/p*C


    Где:
    • U — амплитуда скорости колеблющейся частицы (синусоидальные колебания);
    • P — амплитуда давления;
    • p — плотность среды;
    • C — скорость распространения звука в среде.