начало XIX века

Первая половина XIX века… Убыстряется рост капитализма в Англии. Наступила фаза зрелости. Произошёл переход от мануфактуры к крупной машинной индустрии. Обнаружились противоречия, свойственные буржуазному обществу. В начале XIX в. наблюдается возмущение производительных сил против производственных отношений, что уже в 1825 г. вылилось в промышленный кризис в Англии. Кризисы становятся необходимым спутником капитализма. Основной момент политической борьбы в передовых капиталистических странах борьба пролетариата против буржуазии.

В первой половине XIX в. быстро развивается крупная машинная индустрия. Её энергетическая основа паровая машина. Паровая машина становится также универсальным двигателем. Она применяется не только на промышленных предприятиях, но и на транспорте, приобретая всё большее значение в технике. Первая железная дорога (с паровозом Стефенсона) была открыта в 1825 г. в Англии.

Быстрое развитие капитализма способствовало прогрессу естествознания и особенно физико-математических наук. Крупная машинная индустрия все более нуждалась в услугах естественных наук, ставших подлинной "духовной потенцией" производства. Наука целиком ставится на службу капитала. В Англии наряду с Королевским обществом (старейшим научным учреждением) в 1799 г. возник Королевский институт, имевший своей целью "распространение познания и облегчение широкого введения полезных механических изобретений и усовершенствований и обучение посредством курсов философских лекций и экспериментов приложению науки к общим целям жизни". Первый директор этого института английский химик и физик Дэви Гемфри (1778-1829) организовал единственную в своем роде химико-физическую лабораторию. В этой лаборатории впоследствии работал Фарадей. Здесь он сделал свои знаменитые открытия в области электричества и магнетизма, а также электрохимии. В 1831 г. в Англии организуется "Британская ассоциация содействия прогрессу науки", имевшая в своем составе несколько тысяч членов. Ассоциация финансировала научно-исследовательские работы по различным отраслям естествознания.

В условиях развитого капитализма физическая наука в Англии развивается более быстрыми темпами. Производство непрерывно ставит перед ней все новые и новые проблемы, доставляя одновременно и новый экспериментальный материал. Капиталистические производственные отношения и капиталистический базис способствуют прогрессу физической науки, научных исследований, все теснее связывают физику с производством, тем самым, ускоряя ее дальнейшее развитие. В первой половине
XIX в. быстро развиваются все разделы физики, особенно оптика, а также учение об электричестве и магнетизме. В этот период складываются основы волновой оптики, теории дифракции, интерференции и поляризации. В учении об электричестве и магнетизме возникает новый, быстро развивающийся раздел учение об электромагнетизме.

Исследования в области оптики в первой половине XIX в. занимался английский физик Томас Юнг (1773-1829). В начале XIX в. в поле зрения физиков попадают вопросы интерференции, дифракции и поляризации. Забытые, казалось, идеи волновой оптики возрождаются и вступают в борьбу с традиционными идеями корпускулярной теории света. Томас Юнг был сторонником волновой теории света. Своё мнение Юнг впервые высказал в 1799 г. А уже в 1801 г. он излагает открытый им принцип интерференции света на основе волновой теории света. Также Юнг рассмотрел некоторые случаи дифракции света. Следует отметить, что, хотя работы Юнга содержали новые очень важные результаты, свидетельствующие в пользу волновой теории строения света, они не поколебали господствующую тогда корпускулярную теорию.

Электродинамика в первой половине XIX в., так же как и электростатика, основывалась на принципе дальнодействия. Изучение тока и его действия в Англии начинается после открытия гальванического элемента. Первые исследования были посвящены изучению химического действия тока. При этом была установлена тесная связь электрических и химических явлений. В 1800 г. англичане Никольсон (1753-1815) и Карлейль сконструировали электрическую батарею и разложили воду с помощью электрического тока на водород и кислород. Двумя годами позже Никольсон открыл световое действие тока. В 1807 г. английский физик и химик Гемфри Дэви (1778-1829), разлагая электрическим током едкие щёлочи, открыл новые элементы калий и натрий, а в следующем году кальций. На этом Дэви не остановился в своих исследованиях и в 1810 г. с помощью большой электрической батареи, состоящей из 2000 гальванических элементов, продемонстрировал явление электрической дуги, возникавшей между двумя кусками угля, соединёнными с полюсами батареи; в 1821 г. установил зависимость сопротивления проводника от его поперечного сечения, наблюдал его изменение с изменением температуры.

В дальнейшем продолжилось изучение тока и его свойств. Английский физик Уитстон Чарльз (1802-1875) в 1834 г. осуществил первые измерения скорости протекания тока в проводниках методом быстро вращающегося зеркала, а в 1843 г. изобрёл метод измерения сопротивления (мостик Уитстона). Его соотечественник Гроув Уильям (1811-1896) в 1846 г. экспериментально доказал электролитическую диссоциацию воды.

Развитие учения об электричестве позволило использовать новые виды связи. В 1837 г. Уитстон Чарльз сконструировал электромагнитный телеграф; в 1858 г. изобрёл первый практически пригодный автоматический телеграфный аппарат, в котором применялась запись текста телеграммы кодом Морзе на перфорированную ленту. Уитстон Чарльз также известен своими исследованиями в области акустики: в 1833 г. объяснил акустические фигуры Хладни, в 1837 г. установил, что тембр звука определяется относительной интенсивностью обертонов, и как создатель музыкальных инструментов (именно он в 1829 г. изобрёл концертино).

Огромный вклад в изучение электрических и магнитных явлений внёс Майкл Фарадей (1791-1867). Он первый выступил против теории дальнодействия, в основе всех его исследований лежало представление о близкодействии.Изучение процесса превращения теплоты в работу и обратно и установление механического эквивалента теплоты сыграли основную роль в открытии закона сохранения и превращения энергии. К открытию эквивалентности теплоты и работы, а затем и к закону сохранения и превращения энергии пришёл англичанин Джемс Прескотт Джоуль (1818-1889). Начиная с 1841 г., Джоуль занимался исследованием выделения теплоты электрическим током. В это время он установил зависимость количества теплоты, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока, от величины тока и сопротивления проводника (закон Джоуля-Ленца). В 1843 г. экспериментально показал, что тепло можно получать за счёт механической работы, и вычислил механический эквивалент теплоты, дав тем самым опытное доказательство закона сохранения энергии.

К середине XIX в. английские учёные достигли успеха во многих областях физики, однако достижения некоторых из них не получили поддержки в мире. Среди таких учёных Томас Юнг (высказывался в поддержку волновой теории света) и Майкл Фарадей (выступил против теории дальнодействия). Нельзя не отметить вклад Д. Джоуля в изучение закона сохранения энергии, а также исследованием выделения теплоты электрическим током. Наука выходит на новый этап своего развития. Рушатся старые представления о мире, зарождаются новые.