Sheldonův koutek 1. díl: Bleskový výboj a první pokusy
s elektřinou

 

„Hledám holiče a dochází mi čas. Moje vlasy rostou rychlostí 4,6 yoktometrů za femtosekundu. Když budeš potichu, můžeš to slyšet!“ Teoretický fyzik Sheldon Cooper z populárního seriálu The Big Bang Theory nás zkrátka baví. Proto jsme se rozhodli, že stejně jako on pravidelně oblažuje své kamarády, Leonarda, Rajeshe, Howarda a Penny, nejrůznějšími zajímavostmi ze světa vědy a techniky, budeme i my jednou za čtrnáct dní oblažovat vás. Čím? Objevy, vynálezy a kuriozitami z oblastí energetiky, telekomunikací a financí. Začneme poznáním mechanismu bleskového výboje a prvními pokusy s elektřinou.

 

Výraz blesk pochází z indogermánského slova bhlei, které v překladu znamená svítit, a je třeba říct, že lidstvo je tímto jevem fascinováno už od počátku své existence. To mimo jiné dokazuje například starověká mytologie. Nejvyšší řecký bůh, vládce oblohy a také známý záletník, Zeus, ovládal blesky a využíval je jako velmi účinnou zbraň proti svým nepřátelům, které jejich pomocí spálil na popel. Stejně tak vládce slovanského panteonu, Perun, měl dle zápisů z Nestorovy kroniky moc nad takzvanou ohnivou sekerou (letící po obloze symbolizuje blesk).  

Účinky elektřiny byly známy už ve starověkém Řecku

Všechno to začalo při předení lnu na jakémsi jantarovém přístroji (jantar = ηλεκτρον = elektron) v Řecku v 6. století před naším letopočtem. Zatímco vlákna lnu se při předení vzájemně odpuzovala, přístroj k sobě přitahoval nejrůznější malá tělíska, která byla zrovna poblíž. Tamnější filozofové tento jev popsali jako projevy nebo také probuzení duše jantaru prostřednictvím tření. Až důkladnější pokusy prokázaly, že za to může elektřina, která se při tření těles uvolňuje. 

Odkud se vzal název elektřina/elektrický? 

Osobní lékař královny Alžběty I. a Jakuba I., William Gilbert, v druhé polovině 16. století během svých více než 600 pokusů s magnety a elektrickými látkami zjistil, že předměty nepřitahuje jen jantar, ale také diamant, safír, opál, ametyst, horský křišťál, sklo, síra a další látky. A také poznal, že náboj lze z těles odvést pomocí plamenu. Právě on zdůraznil rozdíly mezi jevy magnetickými a elektrickými, dokázal, že se Země chová jako magnet a zavedl pojmy: elektrická přitažlivost, elektrická síla a magnetické pole, čímž položil exaktní základy hned dvěma odvětvím fyziky.

 

Zajímavost

Abbé Nollet pro pobavení francouzského královského dvora přenesl elektrický náboj z Leidenské láhve na celou setninu vzájemně spojených gardistů. Při každém proudovém nárazu následoval skok všech 180 vojáků. 

V roce 1670 Otto von Guericke sestavil první generátor se sirnou koulí. Koule ulitá ze síry byla umístěna na hřídeli s klikou, Otto jednou rukou otáčel klikou a druhou třel kouli, která se tak nabíjela. Díky tomuto pokusu přišel na to, že elektrické náboje působí odpudivě. Na dosavadní pokusy navázal francouzský chemik Charles Francois de Cisternay du Fay, který rozdělil látky na elektrické a neelektrické a následně přišel na to, že i neelektrické látky se dají zelektrovat, ale jejich náboj se přitom velmi rychle převede na další tělesa. V roce 1698 pak představil William Wall ucelenou hypotézu, že třením dostatečně velkého kusu jantaru je možné vyvolat hromy a blesky stejně jako je tomu při bouřce. 

 

Prvním přístrojem, který dokázal energii nejen vyrábět, ale také uchovávat, byla Leidenská láhev. Tento vynález, jenž nemá daleko k dnešnímu kondenzátoru, objevili v roce 1746 nezávisle na sobě rovnou dva vědci, Ewald Georg von Kleist, který však vynález nepublikoval, a Pieter van Muschenbroek. Stalo se tak při jednom z experimentů, kdy do láhve s vodou vhodili zelektrovaný hřebík a při pokusu o jeho vytažení dostali ránu. Později se místo vody začaly používat nejrůznější elektrolyty. Pokusy s Leidenskou lahví se staly velmi populární také na šlechtických dvorech v tzv. fyzikálních salonech. Objevené účinky elektřiny začali využívat i zubaři ke stimulaci periferních nervů během bolestivých operačních zákroků. 

V tom samém roce, kdy byla vynalezena Leidenská láhev, publikoval Profesor Johann Heinrich Winkler svou teorii, že příčinou bouřky je elektrický výboj mezi mrakem a zemí. O 4 roky později pak Benjamin Franklin v dopise Peteru Collinsonovi z Royal Society London navrhl odvážný experiment, který měl dokázat elektrický původ bouřky a blesku: osoba stojící na izolační podložce se během bouřky nabíjí pomocí kovové tyče a začne generovat jiskrové výboje. 

 

Zajímavost 

Při pokusech s bouřkovými mraky mnohdy docházelo k těžkým úrazům. Například v srpnu 1753 zahynul v Petrohradu fyzik Georg Wilhelm Richmann. Když se pokoušel změřit náboj zelekrovaného stožáru, do kovové tyče, kterou držel, udeřil blesk a jeho tělem prošel do země.

Vznik prvních bleskosvodů

O ochranných účincích kovového pláště se můžete dočíst už ve starých židovských legendách. Jedna z nich například vypraví o tom, jak Mojžíš zhruba v roce 1 300 před naším letopočtem usedl do pozlacené truhly umístěné v kovové kleci, a proto mu kolem přeskakující jiskry, které měly trestat všechny hříšníky v Jeruzalémě, neublížily. První bleskosvod (hromosvod) však postavil až v roce 1754 premonstrátský mnich z východních Čech, Prokop Diviš. Soustava 400 uzemněných kovových hrotů na ústřední nejprve 15 metrů (později téměř 42 metrů) vysoké nosné tyči měla za úkol vysávat elektřinu z mraků a zabránit tak vzniku bouřky. Divišův vynález však v Příměticích u Znojma stál pouhých 6 let, poté jej rozezlení obyvatelé města strhli s tím, že zapříčinil velké sucho. 

5 faktů, které jste o blesku určitě nevěděli 

  • Jediný úder blesku má dostatek energie, aby opekl 160 000 toastů.
  • Blesk lítá rychlostí 160 až 1600 km/s a jeho teplota může dosáhnout až 30 000 °C.
  • Úderem blesku je každý rok zabito průměrně 24 000 lidí.
  • V roce 1939 zabil jediný blesk 835 ovcí v Utahu.
  • Jen 5 % všech blesků se skutečně dotkne zemského povrchu

V roce 1760 svoji verzi tyčově uzemněného bleskosvodu postavil ve státě Filadelfia již zmiňovaný Benjamin Franklin. Jeho přístroj měl pouze jeden hrot a byl zkonstruován na základě jednodušší a správnější představy, že bleskosvod má blesky pouze svádět na neškodné místo, ne zabránit jejich vzniku.

 
Hodnocení článku:
Počet hlasů: 6