Elektrisiermaschinen
im 18. und 19. Jahrhundert - Ein kleines Lexikon |
Bereits die Antike kannte die Anziehungskraft geriebenen Bernsteins. Die neuzeitliche Herausbildung eines eigenen Forschungsbereiches beginnt jedoch mit William Gilberts (1544 1603) im Jahre 1600 erschienener Schrift De magnete. Er glaubte, daß in allen elektrischen Körpern ein elektrisches Fluidum enthalten sei. Die gute Anziehungskraft des Bernsteins erklärte er damit, daß dieser als ehemalige Flüssigkeit (Harz) sehr viel dieses Fluidums enthalte. Die Möglichkeit einer abstoßenden Wirkung des Steins berücksichtigte er jedoch nicht. Diese versuchte 1629 der Jesuit Niccolo Cabeo (1586 1650) zu erklären. Er nahm an, daß das Fluidum, das aus dem Bernstein austrete, auch wieder in ihn zurückkehre. Dadurch entstünden Luftwirbel, welche die Stoffe entweder an den Stein heranführten (Anziehung) oder von ihm wegschleuderten (Abstoßung). Robert Boyle (1627 1691) konnte durch Versuche im Vakuum allerdings zeigen, daß elektrische Phänomene nicht notwendigerweise an die Anwesenheit von Luft gebunden sind. Isaac Newton (1643 1727) glaubte in seinen Principia mathematica von 1687 an einen die gesamte Welt durchziehenden "spiritus", über dessen elektrische Natur er spekulierte.Jeder frühe Versuch, die Geschwindigkeit der Elektrizität zu messen, ergab aufgrund der vergleichsweise kurzen Meßstrecken und noch mangelhafter Verfahren ein falsches Ergebnis, denn man hielt sie für unendlich groß. Die Natur der Elektrizität war heftig umstritten: 1733 postulierte der französische Naturforscher Charles-Francois de Cisternay Du Fay (1698 1739) zwei unterschiedliche Arten der elektrischen Materie, während etwa Benjamin Franklin (1706 1790) positiv- und negativelektrische Zustände mittels einer einheitlichen Theorie erklären zu können glaubte: Jeder Körper könne eine bestimmte Menge an Elektrizität aufnehmen. Besitze er in einem bestimmten Zustand jedoch mehr von ihr, als nach dem natürlichen Maß, so würde sich das überschüssige Fluidum auf der Körperoberfläche anlagern. Es entstünden "plus-elektrische" Körper. "Negativ-elektrische" besäßen dagegen weniger von dieser Materie, als sie aufnehmen könnten.
Heute wird Elektrizität atomistisch erklärt: Sie wird auf die positiv geladenen Protonen des Atomkerns und auf die den Kern umgebenden, negativ geladenen Elektronen zurückgeführt. Beide Ladungsarten sind gleichmäßig in der Materie verteilt, können jedoch voneinander getrennt werden. Die Entdeckung des Elektrons gelang 1897 dem britischen Physiker Joseph John Thomson (1856 1940), die des Protons zu Beginn des 20. Jahrhunderts Ernest Rutherford (1871 1937). Ist ein Atom demnach elektrisch neutral, so besitzt es ebenso viele Protonen wie Elektronen. Andernfalls ist es positiv- bzw. negativelektrisch geladen. Anziehung und Abstoßung werden durch den Kontakt ungleichnamiger, bzw. gleichnamiger Ladungen erklärt. Zwischen Körpern unterschiedlichen elektrischem Potentials fließt über die Bewegung mobiler Ladungsträger elektrischer Strom, bis sich zwischen beiden Seiten ein Gleichgewicht eingestellt hat. Auf diese Weise kann die Funktionsweise einer Voltaschen Säule erklärt werden.
[BROCKHAUS; FRAUNBERGER; HEILBRON; TEICHMANN]