Эксперимент Пикте
Эксперимент Пикте представляет собой демонстрацию отражения тепла и кажущегося отражения холода в серии экспериментов. [ 1 ] исполнен в 1790 году (сообщено на английском языке в 1791 году в «Очерке о огне»). [ 2 ] ) Марка-Огюста Пикте — за десять лет до открытия инфракрасного нагрева Земли Солнцем. [ 3 ] В аппарате для большинства экспериментов использовались два вогнутых зеркала, обращенные друг к другу на расстоянии. Объект, помещенный в фокус одного зеркала, будет иметь тепло и свет, отраженные зеркалом и сфокусированные. Объект, находящийся в фокусе зеркала-двойника, будет делать то же самое. Помещение горячего объекта в один фокус и термометра в другой приведет к регистрации повышения температуры на термометре. Иногда это демонстрировалось на примере взрыва горючей смеси газов в почерневшем воздушном шаре, как это описал и изобразил Джон Тиндалл в 1863 году. [ 4 ]
После «продемонстрации того, что лучистое тепло , даже если оно не сопровождается каким-либо светом, может отражаться и фокусироваться, как свет», [ 5 ] Пикте использовал тот же аппарат, чтобы продемонстрировать видимое отражение холода. [ 6 ] аналогичным образом. Эта демонстрация была важна для Бенджамина Томпсона, графа Румфорда , который доказывал существование «холодных лучей», передающих холод. Продолжение экспериментов Рамфорда [ 7 ] и продвижение темы [ 8 ] привело к присвоению эксперименту названия. [ 9 ]
Кажущееся отражение холода, если холодный предмет поместить в один фокус, удивило Пикте. [ 10 ] и два учёных, писавших об эксперименте в 1985 году, отметили, что «большинство физиков, увидев его впервые, находят его удивительным и даже озадачивающим». [ 11 ] Путаницу можно разрешить, если понять, что все объекты в системе, включая термометр, постоянно излучают тепло. Пикте описал это так: «Термометр действует по отношению к снегу так же, как пуля [источник тепла] по отношению к термометру». Добавление очень холодного объекта добавляет эффективный радиатор по сравнению с объектом комнатной температуры, который в сети не будет охлаждать или нагревать термометр в другом фокусе. [ 12 ]
Современные репликации и демонстрации
[ редактировать ]Опубликованных примеров демонстрации или воссоздания эксперимента относительно мало. Два физика из системы Вашингтонского университета сообщили о демонстрациях студентам и коллегам и разработали указания по воссозданию эксперимента в 1985 году. [ 1 ] в рамках исследования роли эксперимента в истории физики . Физики Софийского университета в Болгарии сообщили о воспроизведении эксперимента для старшеклассников в 2017 году. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Эванс, Джеймс; Попп, Брайан (1985). «Эксперимент Пикте: видимое излучение и отражение холода» (PDF) . Американский журнал физики . 53 (8): 737–753. Бибкод : 1985AmJPh..53..737E . дои : 10.1119/1.14305 .
- ^ Эссе в огне: Марк Огюст Пикте. Перевод с французского, под контролем автора, WBMD . Лондон: Э. Джеффри. 1791. стр. 86–87, 117–123. OCLC 85869483 .
- ^ Гершель, Уильям (1800). «Опыты по преломляемости невидимых лучей Солнца» . Философские труды Лондонского королевского общества . 90 : 284–292. дои : 10.1098/rstl.1800.0015 . JSTOR 107057 .
- ^ Тиндаль, Джон (1863). Теплота рассматривается как способ движения: курс из двенадцати лекций, прочитанных в Королевском институте Великобритании в сезоне 1862 года . Нью-Йорк: Д. Эпплтон и компания. п. 281.
- ^ Чанг, Хасок (май 2002 г.). «Рамфорд и отражение сияющего холода: исторические размышления и метафизические рефлексы» . Физика в перспективе . 4 (2): 132. Бибкод : 2002PhP.....4..127C . дои : 10.1007/s00016-002-8362-8 . ISSN 1422-6944 . S2CID 120270510 .
- ^ Тиндаль, Джон (1863). Теплота рассматривается как способ движения: курс из двенадцати лекций, прочитанных в Королевском институте Великобритании в сезоне 1862 года . Штат Нью-Йорк: Д. Эпплтон. стр. 281–282. ОСЛК 1297049 .
- ^ Чанг, Хасок (2007). Изобретая температуру: измерение и научный прогресс . Оксфордские исследования по философии науки (1. Выпущено в мягкой обложке под ред.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 167. ИСБН 978-0-19-533738-9 .
- ^ Браун, Сэнборн К. (1 сентября 1952 г.). «Концепция тепла графа Румфорда» . Американский журнал физики . 20 (6): 332–333. Бибкод : 1952AmJPh..20..331B . дои : 10.1119/1.3416888 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Эванс, Джеймс; Попп, Брайан (1 августа 1985 г.). «Эксперимент Пикте: видимое излучение и отражение холода» . Американский журнал физики . 53 (8): 741. Бибкод : 1985AmJPh..53..737E . дои : 10.1119/1.14305 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Чанг, Хасок (2007). Изобретая температуру: измерение и научный прогресс . Оксфордские исследования по философии науки (1. Выпущено в мягкой обложке под ред.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 166. ИСБН 978-0-19-533738-9 .
- ^ Эванс, Джеймс; Попп, Брайан (1 августа 1985 г.). «Эксперимент Пикте: видимое излучение и отражение холода» . Американский журнал физики . 53 (8): 738. Бибкод : 1985AmJPh..53..737E . дои : 10.1119/1.14305 . ISSN 0002-9505 .
- ^ Лимоны, Дон Стивен; Шанахан, Уильям Р.; Бухгольц, Луи (2022). По следам излучения черного тела: Макс Планк и физика его эпохи . Кембридж, Массачусетс: Пресса Массачусетского технологического института. стр. 1–2. ISBN 978-0-262-04704-3 .
- ^ Пимпас, Александр; Михова, Гергана М.; Андреева, Андреана И.; Зографов, Николай Н. (2017). «Улавливание лучистого холода с помощью зеркал» (PDF) . Журнал физики и техники . 1 (2): 65–69.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Кабинет Пикте: Искусство преподавания науки посредством эксперимента , брошюра 2011 года из Музея истории наук де ла Виль де Женев (Музей истории науки города Женевы)
- «Есть ли лучи холода?» , недатированная видеодемонстрация на русском языке от Московского инженерно-физического института.