Cikk elküldése

Küldd el e-mailben a(z) Henry Cavendish kísérletei című cikket ismerősödnek!

Neved:

E-mail címed:

A címzett neve:

A címzett e-mail címe:

Üzenet:

A levelet sikeresen elküldtük!
Köszönjük, hogy tovább küldted cikkünket!

Kultúra

Henry Cavendish kísérletei

Szerző: / 2021. október 20. szerda / Kultúra, Tudományok   

A félénk természetű, a tudománynak élő Henry Cavendish angol fizikus és vegyész számos kutatása megelőzte korát: egy speciális eljárással – amelyet ma Cavendish-kísérletnek nevezünk – meghatározta a Föld tömegét és sűrűségét.

Henry Cavendish Nizzában született 1731. október 10-én. Nem volt címe, noha arisztokrata családból származott, egyik nagyapja Devonshire, a másik Kent hercege volt. 1742-ben iratkozott be a London közeli Hackney szemináriumba, majd a Cambridge-i Egyetemen tanult. Diplomát nem szerzett, feltehetően azért, mert nem volt hajlandó nyilatkozni az anglikán egyház iránti hűségéről. A kontinensen tett körútja után Londonban telepedett le, ahol apjával élt és dolgozott annak 1783-as haláláig. Apja jeles kísérletező volt, Benjamin Franklin elismerését is kivívta, Cavendish ezekben az években végezte valamennyi elektromos és legtöbb kémiai kutatását.

Eleinte szerény körülmények között élt, de 40 éves korában hatalmas vagyont örökölt. Életmódja nem sokat változott, meglehetősen elzártan, magányosan élt, a pénzből jobbára könyveket és tudományos berendezéseket vásárolt. Amikor bankárja befektetést javasolt vagyona gyarapítására, azzal utasította el, hogy soha többé ne zaklassa ilyesmivel. Csak tudóstársaival érintkezett, írásban adta ki utasításait házvezetőnőjének, a női cselédség nem is mutatkozhatott előtte.

Családján kívül senkivel nem alakított ki kapcsolatot, többnyire egyazon régimódi ruhában járt és igen szófukar volt. Bár a népszerűséget megvetette, 1760-ban a Royal Society tagjává választotta, 1803-ban az Institut de France nyolc külföldi tagjának egyike lett. Számos tudományos cikket közölt, ám sokszor hivatkozott olyan eredményeire is, amelyeket nem hozott nyilvánosságra.

Kémiai kutatásainak nagy része a gázokkal foglalkozott. Vasra és cinkre sósavat öntve észlelte, hogy „gyúlékony levegő” (hidrogén) keletkezik, s felismerte annak önálló anyag voltát. Kísérletezett a széndioxiddal is, észrevette, hogy a levegő oxigént, nitrogént és még valami mást is tartalmaz, s ez a megfigyelés vezetett több mint egy évszázaddal később a nemesgázok felfedezéséhez. Az arzénsavval végzett, publikálatlan kísérletei megelőzték a későbbi kutatásokat, ő fedezte fel a salétromsavat is. 1784-85-ben a levegővel végzett kísérletei során felismerte, hogy a víz nem elem, hanem vegyület. Joseph Priestley figyelte meg korábban, hogy ha oxigén és hidrogén keverékét elektromos szikrával felrobbantják, a tartály falát nedvesség borítja. Cavendish és James Watt egyidejűleg jött rá, hogy ez a víz szintézise, a felfedezésből elsőbbségi vita kerekedett, ám miután 1785-ben Watt is a Royal Society tagja lett, nézeteltérésük barátsággá változott.

Cavendish az elektromosság terén végzett kutatásai önmagukban is hírnevet szereztek volna neki – ha nyilvánosságra hozta volna őket. Felfedezte, hogy két elektromos töltés közti erő fordítottan arányos távolságuk négyzetével, ez később Coulomb-törvény néven lett ismert. A mérésekre a torziós mérleget használta, mint igen kis erőhatások észlelésére alkalmas eszközt, a módszert és első ilyen berendezését is John Mitchell geológustól vette át.

Faradayt megelőzve mutatta ki, hogy egy kondenzátor kapacitása a lemezei közt lévő anyagól is függ. Megállapította, hogy a jó vezető felszínének minden pontja a Földhöz képest azonos potenciálon van – ez az elgondolás igen fontos volt az elektromosságtan további fejlődése szempontjából. Azt is ő fedezte fel, hogy az elektromos vezetőkön mérhető feszültség (potenciálkülönbség) arányos a rajtuk áthaladó áram nagyságával, megelőzve Ohm német fizikust. Eredménye annál jelentősebb, mivel eszköze sem volt az áramerősség mérésére, így saját testével mérte azt: megmarkolta az elektródákat s figyelte, hogy meddig érzi az áramot: az ujjaiban, csuklóig vagy könyökig.

Száz évvel később Maxwell megtalálta Cavendish jegyzeteit s valamennyi elektromos kísérletét megismételte, majd kiadta azokat saját megjegyzéseivel.

Henry Cavendish (1731-1810) természettudományi filozófus, korának legnagyobb kísérleti és elméleti angol vegyésze és fizikusa (Fotó: Wikimédia)

Hőtani eredményei szintén kiadatlanul maradtak, talán, mert nem akart versenyezni Joseph Blackkel, akinek eredményeit szintén megelőzte. Számos anyag fajhőjét számította ki, ő vezette be a latens olvadás- és párolgáshő fogalmát. Foglalkozott alkalmazott tudományokkal, így meteorológiával, villámvédelemmel, vizsgálta a pénzérmék kopását és az abból eredő aranyveszteséget is.

Utolsó munkája a Föld sűrűségének mérése volt. A kísérletet – amely új korszakot nyitott a kis erők mérésében – 1797-98-ban végezte el torziós mérlege segítségével, két ólomgömb közti vonzerőt mérve, egyben igazolta a Newton-féle gravitációs törvényt is.

Eredménye alapján meg tudta határozni a gravitációs állandót, a G-t, s ennek ismeretében ki lehet számítani a Föld tömegét és sűrűségét. Ezt Cavendish 5,5 g/cm3-nek találta, ami jól egyezik az újabb, 5,52 g/cm3 értékkel. Módszerét később Eötvös Loránd fejlesztette tovább.

Nagy-Britannia egyik leggazdagabb embere, Henry Cavendish 78 évesen, valószínűleg életében először, megbetegedett s 1810. február 24-én Londonban meghalt. Családja 1871-ben Cambridge-ben hozta létre a Cavendish-laboratóriumot, amelynek első igazgatója Maxwell volt, majd J. J. Thomson és Rutherford alatt, 1884-1937 közt a világ vezető atomfizikai intézménye lett.