Sciences appliquées et pures: physique

Électricité. L'enquête sur l'électricité était populaire au milieu du XVIIIe siècle. En 1753, le colon britannique Benjamin Franklin (1706-1790) a développé le paratonnerre à Philadelphie pour empêcher les dommages causés par la foudre. En 1780, le scientifique italien Luigi Galvani (1737-1798), professeur d'anatomie à Bologne, remarqua que les pattes de grenouilles se contractaient si une étincelle électrique était appliquée, un phénomène qu'il appela «électricité animale». Son intérêt était partagé par Alessandro Volta (1745-1827), professeur de physique à Pavie, qui, vers 1795, prouva qu'il était possible de produire de l'électricité en connectant deux types de métaux différents, produisant plus tard la première batterie à courant électrique en 1800. En En Angleterre, des courants électriques traversaient des substances telles que des alcalis ou des sels pour examiner leur composition chimique. En 1800, l'ingénieur William Nicholson (1753-1815) fut le premier à utiliser l'électricité pour décomposer l'eau en ses éléments constitutifs, l'oxygène et l'hydrogène. En 1807, en utilisant les mêmes méthodes, le scientifique anglais Humphry Davy (1778-1829) a annoncé sa découverte de deux nouveaux éléments jusqu'alors inconnus, le potassium et le sodium, qu'il avait isolés de composés, montrant ainsi comment d'autres éléments pouvaient être identifiés. Ces développements ont lié l'électricité à la chimie, fournissant la preuve que les différentes branches de la science étaient fondamentalement liées, une idée qui s'est avérée extrêmement importante au XXe siècle.

Électromagnétisme. Au cours du XIXe siècle, les scientifiques ont progressivement découvert des liens entre l'électricité et le magnétisme. En 1821, l'Anglais Michael Faraday (1791-1867) a mené une série d'enquêtes délibérément planifiées, découvrant qu'un aimant avait besoin

à déplacer près d'un conducteur électrique pour attirer le courant. Les résultats des expériences de Faraday ont été la base de la nouvelle science de l'électromagnétisme, ainsi que la fondation de la nouvelle industrie électrique qui a émergé rapidement vers la fin du dix-neuvième siècle. En 1837, les scientifiques anglais Charles Wheatstone et William F. Cooke ont breveté une application pratique de l'électricité actuelle, un télégraphe électrique. La même année, l'inventeur américain Samuel FB Morse (1791-1872) a breveté un appareil similaire. Morse a également contribué à la télégraphie en formulant un code alphabétique de points et de tirets. Il a été testé pour la première fois dans une transmission longue distance en 1844, lorsque la première ligne télégraphique américaine a été achevée entre Baltimore et Washington, DC. L'industrie télégraphique s'est développée rapidement. Londres et Paris ont été liés en 1854, et le câble télégraphique transatlantique a été posé en 1858. Une communication aussi rapide liait le monde comme jamais auparavant. Le télégraphe a montré le potentiel de l'électricité, mais la plupart des autres applications pratiques des découvertes de Faraday en électromagnétisme ont pris plus de cinquante ans à mettre en œuvre en raison des difficultés liées à l'élaboration de systèmes efficaces pour générer du courant électrique par action mécanique et des questions sur la façon de faire fonctionner les machines à l'électricité. .

Radio. Les découvertes de Faraday ont été traduites en équations mathématiques convaincantes en 1865 par le professeur James Clerk Maxwell (1831-1879) de l'Université de Cambridge, qui a montré que la lumière était un phénomène électromagnétique. Les oscillations électromagnétiques émettent des ondes potentiellement audibles similaires aux ondes lumineuses, qui vibrent à des fréquences beaucoup plus basses. Démontré de manière concluante en 1888 par deux physiciens travaillant indépendamment, l'Allemand Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894) et l'Anglais Oliver Joseph Lodge (1851-1940), cette découverte a servi de base aux communications radio. Une télégraphie sans fil pratique a vu le jour dans la décennie suivante, après les découvertes de Lodge et de l'Italien Guglielmo Marconi (1874-1937).

Éclairage électrique. La théorie des vagues de Maxwell a été mise en pratique par un groupe international de scientifiques, qui ont fait de l'utilisation de l'énergie électrique une partie de la vie quotidienne. En 1867, William Siemens (1823-1883) a découvert que le courant électrique d'une machine pouvait stimuler un électroaimant dans une autre. Ce principe dynamique de l'électricité était à la base de la dynamo, qui a rendu possible la production généralisée d'électricité relativement peu coûteuse. Cette découverte a stimulé une ruée vers ses utilisations pratiques. En 1879, l'inventeur américain Thomas Alva Edison (1847-1931) et le chimiste anglais Joseph Wilson Swan (1828-1914) ont développé indépendamment l'ampoule à incandescence. Deux ans plus tard, Edison a découvert comment transmettre l'énergie électrique sur de longues distances sans perte de courant significative. Cependant, il a fallu des décennies pour mettre cette technologie en pratique, car des réseaux de générateurs devaient être construits et reliés entre eux. Cependant, une fois les générateurs construits et les câbles enfilés, l'électricité est devenue progressivement disponible pour presque tout le monde, quel que soit l'endroit où ils vivaient. Pas à la pointe des avancées scientifiques sous-tendant l'industrie électrique, les industriels allemands ont été parmi les premiers à capitaliser sur

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le potentiel pratique de l'électricité. Ils sont rapidement devenus le leader mondial de la fabrication de moteurs, d'équipements de production et de transmission d'électricité et d'appareils tels que des ampoules et des lampes. Bien que les États-Unis soient un producteur d'électricité beaucoup plus important, les exportations allemandes de matériel électrique étaient presque 300 pour cent supérieures à celles des États-Unis, ainsi que 250 pour cent supérieures à celles de la Grande-Bretagne.

Téléphones Le développement du téléphone est un bon exemple d'un processus d'invention technologique qui a vu le jour au milieu du XIXe siècle. Autrement dit, la compréhension scientifique de la théorie a précédé l'émergence de la demande. Inspiré par les expériences du physicien allemand Hermann von Helmholz (1821-1894) avec la reproduction du son, l'Écossais Alexander Graham Bell (1847-1922), résidant aux États-Unis, a développé le téléphone en 1875-1876, tout en explorant la nature du son et discours. Bell a d'abord déposé la demande de brevet pour son invention, mais un autre Américain, Elisha Gray (1835-1901), a inventé sa propre version du téléphone à peu près au même moment. En fait, le téléphone utilisait des concepts et des machines disponibles depuis le développement du télégraphe, et l'italien Innocenzo Manzetti (1826-1877) avait démontré un prototype antérieur en 1865. Aucune de ces inventions n'était d'une utilisation pratique répandue, cependant, jusqu'à l'invention de le standard, qui a été installé en 1878 à New Haven, Connecticut, pour faire fonctionner le premier central téléphonique au monde. Les téléphones ont été adoptés plus progressivement en Europe et ne se sont généralisés qu'après la Seconde Guerre mondiale.