Twoja wyszukiwarka

ANDRZEJ KAJETAN WRÓBLEWSKI
AMPER CZY WEBER?
Wiedza i Życie nr 7/1997
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1997

Znany fizyk amerykański pochodzenia niemieckiego Walter Elsasser opisuje w swych wspomnieniach wizytę w Instytucie Fizyki Uniwersytetu w Heidelbergu w 1932 roku. Oprowadzał go nowy dyrektor instytutu Walther Bothe (późniejszy laureat Nagrody Nobla z fizyki w 1954 roku), który zastąpił przedstawianego już na tej stronie Philippa Lenarda, znanego z nacjonalistycznych i faszystowskich poglądów. Po wejściu do laboratorium Elsasser zdumiał się bardzo dużą liczbą wielkich mierników elektrycznych, rozstawionych wszędzie jakby dla dekoracji. Musiało być ich setki - wspomina Elsasser. Podczas zwiedzania laboratorium Bothe zatrzymywał się od czasu do czasu przy jakimś mierniku i wyciągniętym z kieszeni scyzorykiem zeskrobywał coś z jego tarczy. Na pytanie zdumionego gościa wyjaśnił, że to sprawka Lenarda, który wśród wielu swych dziwactw uważał, że jednostka natężenia prądu elektrycznego nie powinna mieć nazwy amper, lecz weber, od nazwiska sławnego fizyka niemieckiego Wilhelma Webera (1804-1891), jednego z pionierów badań elektryczności i magnetyzmu.

Skoro jednak na świecie powszechnie stosowano nazwę amper, rozwścieczony Lenard polecił wydrukować małe nalepki z napisem weber, którymi pozaklejano nazwę amper na wszystkich miernikach w jego instytucie. Bothe wyjaśnił, że od czasu objęcia stanowiska dyrektora oprowadzał już po laboratorium wielu gości, ale za każdym razem dostrzegał jeszcze parę przeoczonych nalepek do zdrapania.

Próby wprowadzenia układu jednostek elektrycznych i magnetycznych datują się od propozycji Gaussa, który w 1832 roku przedstawił układ jednostek miar oparty na milimetrze, miligramie i sekundzie. Jednostki elektryczne i magnetyczne można było następnie ustalić, mierząc siły wywierane przez ładunki, magnesy i prądy. Współpracujący z Gaussem w Getyndze Weber zaproponował na tej podstawie dwa układy jednostek: magnetyczny i elektrodynamiczny.

Propozycje te nie były zbyt wygodne w praktyce, toteż fizycy, a zwłaszcza inżynierowie zajmujący się elektromagnetyzmem, powszechnie stosowali inne, zwykle dość dowolne jednostki oparte na wzorcach takich jak ogniwa czy druty określonej długości i przekroju.

W 1861 roku na zjeździe Brytyjskiego Towarzystwa Popierania Nauki Charles Bright i Josiah Latimer Clark przedstawili propozycję układu jednostek, których nazwy miały być tworzone od nazwisk wybitnych uczonych. W propozycji tej opór elektryczny przewodnika miano mierzyć w "voltach", natężenie prądu elektrycznego w "galvatach", a ładunek w "faradach" - od nazwisk Alessandro Volty, Luigi Galvaniego i Michaela Faradaya. Jednostka siły elektromotorycznej miała się nazywać "ohma" (od nazwiska Simona Ohma). Propozycję tę poparło wielu fizyków, między innymi sławny już wtedy William Thomson (późniejszy lord Kelvin).

Powołano specjalny komitet, który miał się zająć opracowaniem odpowiednich standardów praktycznych, które mogły być łatwo powiązane z "absolutnym" układem Webera. Na przykład praktyczna jednostka oporu elektrycznego miała równać się 107 jednostek absolutnych, a jej wzorcem miał być opór stawiany w temperaturze 0o Celsjusza przez słup rtęci o przekroju 1 mm2 i długości do ustalenia przez dokładne pomiary.

Podczas prac komitetu zmieniono pierwotne propozycje nazw jednostek i zaproponowano nazwy "ohm" dla jednostki oporu elektrycznego, "farad" - dla jednostki pojemności i "wolt" - dla jednostki potencjału. Mówiąc o jednostce natężenia prądu, odnotowano wprawdzie propozycję nazwy "weber", ale wskazano także na inne, jak: "weber na sekundę", "farad na sekundę" czy "oerstedt", wobec czego odłożono sprawę ostatecznej rekomendacji. Zwrócono też uwagę na to, że "weber" używany w Niemczech i oparty na układzie milimetr-miligram-sekunda, to dziesiąta część brytyjskiego "webera" (opartego na układzie centymetr-gram-sekunda).

W tej sytuacji potrzebna była interwencja cieszącego się autorytetem grona fizyków. Okazja nadarzyła się we wrześniu 1881 roku, kiedy w Paryżu odbywał się Pierwszy Międzynarodowy Kongres Elektryków, podczas którego powołano międzynarodową komisję złożoną z wybitnych fachowców. Prace komisji nie posuwały się jednak naprzód z powodu nieprzejednanego stanowiska niektórych jej członków. Na przykład przedstawiciel Niemiec Werner Siemens upierał się, aby jednostką oporu elektrycznego był opracowany przez niego wzorzec, tzw. jednostka Siemensa.

Uczestniczący w kongresie William Thomson postanowił ratować sytuację. Prace komisji zostały chwilowo zawieszone z powodu żałoby po śmierci prezydenta Stanów Zjednoczonych Jamesa Garfielda, który został zamordowany przez zamachowca 18 września. Thomson zaprosił więc do swojego apartamentu hotelowego na prywatne spotkanie grupę zaufanych fizyków: Éleuthère Mascarta z Francji, Rudolfa Clausiusa, Hermanna Helmholtza, Gustava Kirchhoffa i Gustava Wiedemanna z Niemiec oraz naturalizowanego Brytyjczyka Williama Siemensa, młodszego brata Wernera. Thomson przekonał zebranych, że spośród wielkich pionierów elektromagnetyzmu nie został jeszcze uhonorowany André Ampère, wobec czego jednostka natężenia prądu powinna otrzymać nazwę "ampere". Francuzów zadowoliła także propozycja uczczenia Charlesa Augustina Coulomba nazwą jednostki ładunku. Wspólnymi siłami przełamano opór Wernera Siemensa, który zgodził się na popieraną przez większość nazwę jednostki oporu elektrycznego. Ostateczne szczegóły nowego układu jednostek, w tym definicje ampera, kulomba i farada, opracowali przy kawiarnianym stoliku Thomson, Helmholtz i Mascart.

Drugi Kongres Elektryków w 1889 roku rekomendował dodatkowo nazwy "maxwell" dla jednostki strumienia magnetycznego (Trzeci Kongres we Frankfurcie w 1891 roku zmienił tę rekomendację na "weber") i "quadrant" - dla jednostki indukcyjności (to zerwanie z tradycją nie przyjęło się; Amerykanie przy okazji Czwartego Kongresu Elektryków w Chicago w 1893 roku także wykorzystali atut "własnego boiska", doprowadzając do uznania jednostki "henr", którą został upamiętniony ich rodak
Joseph Henry).

Na marginesie dodajmy, że upamiętnienie wielkiego uczonego w nazwie jednostki fizycznej może też powodować zabawne konsekwencje. W wydanych niedawno przez dwie szacowne polskie uczelnie skryptach (poświęconych historii fizyki!) nazwisko wielkiego Francuza podawane jest jako "Amper" zamiast Ampère.