Номер 2, страница 106 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

2. Подготовьте сообщение о Г. Кавендише.

Сообщение о Генри Кавендише (1731–1810)

Генри Кавендиш — выдающийся британский физик и химик, член Лондонского королевского общества. Он известен своими фундаментальными открытиями, а также эксцентричным и замкнутым образом жизни. Родившись в аристократической семье, он посвятил всю свою жизнь и огромное состояние научным исследованиям, проводя их в уединении.

Научные достижения в химии

Научное наследие Кавендиша в химии огромно. Его работы заложили основу для многих дальнейших открытий.

1. Открытие водорода и синтез воды. В 1766 году Кавендиш подробно исследовал «горючий воздух», который он получал при реакции кислот с металлами. Он установил, что этот газ значительно легче обычного воздуха. Проводя эксперименты по сжиганию «горючего воздуха» в кислороде («дефлогистированном воздухе»), он обнаружил, что в результате образуется вода. Это открытие опровергло античное представление о воде как о простом элементе и доказало её сложный состав. Позднее Антуан Лавуазье, ознакомившись с работами Кавендиша, дал «горючему воздуху» название «водород» (рождающий воду).

2. Анализ состава атмосферного воздуха. Кавендиш с поразительной точностью определил состав воздуха. Он установил, что воздух состоит примерно на 20,8% из кислорода и на 79,2% из азота («флогистированного воздуха»). В ходе этих экспериментов он заметил, что после удаления кислорода и азота остается небольшой газовый пузырёк, объём которого составляет около 1/120 от общего объёма воздуха и который не вступает в реакции. Кавендиш предположил существование ещё одного, неизвестного газа в атмосфере. Спустя более ста лет этот газ был открыт и назван аргоном, что подтвердило невероятную точность и наблюдательность Кавендиша.

Эксперимент Кавендиша: измерение плотности Земли

Самым знаменитым экспериментом Генри Кавендиша является опыт, проведённый в 1797–1798 годах для определения средней плотности Земли. Этот эксперимент часто называют «взвешиванием Земли».

Для измерения Кавендиш использовал крутильные весы — прибор, изобретённый геологом Джоном Мичеллом. Установка представляла собой лёгкое деревянное коромысло с двумя маленькими свинцовыми шарами на концах, подвешенное на тонкой упругой нити. К этим шарам подносились два больших свинцовых шара. Гравитационное притяжение между большими и малыми шарами заставляло коромысло поворачиваться, закручивая нить.

Измерив угол закручивания нити и зная её упругие свойства, Кавендиш смог вычислить силу притяжения `$F$` между шарами. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, эта сила равна:

$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$

где `$m_1$` и `$m_2$` — массы взаимодействующих тел (шаров), `$r$` — расстояние между их центрами, а `$G$` — гравитационная постоянная.

Зная массы шаров, расстояние между ними и измерив силу `$F$`, Кавендиш смог впервые экспериментально определить значение гравитационной постоянной `$G$`. Полученное им значение для плотности Земли составило 5,448 г/см³, что всего на 1% отличается от современного значения (5,515 г/см³). Это позволило с высокой точностью вычислить и массу нашей планеты. Этот эксперимент стал классическим примером точности и изящества в физике.

Личность и наследие

Генри Кавендиш был известен как крайне застенчивый, нелюдимый и эксцентричный человек. Он избегал общества, особенно женского, и общался со своей прислугой преимущественно с помощью записок. Вся его жизнь была подчинена строгому распорядку и научным занятиям.

Из-за своей скрытности он опубликовал лишь малую часть своих работ. Многие его открытия, опередившие время, были найдены в его рукописях лишь спустя десятилетия после его смерти. Среди них были предвосхищение закона Ома, закона эквивалентов и важных открытий в области электростатики. В 1879 году Джеймс Клерк Максвелл издал его труды по электричеству, отдав должное гению Кавендиша.

В честь Генри Кавендиша названа всемирно известная физическая лаборатория в Кембриджском университете (Кавендишская лаборатория), основанная на средства, пожертвованные его родственником, 7-м герцогом Девонширским.

Ответ: Генри Кавендиш — выдающийся британский ученый, известный своими фундаментальными открытиями в химии и физике. Он первым определил состав воды, измерил плотность и массу Земли в знаменитом гравитационном эксперименте, а также с высокой точностью определил состав атмосферы. Несмотря на то что многие его работы были опубликованы лишь посмертно, его вклад в науку огромен, а его имя носит знаменитая Кавендишская лаборатория в Кембридже.