ОМ ГЕОРГ СІМОН
(1787 г. - 1854 г.)
Не знаєш закону Ома - сиди вдома.
шкільний фольклор
Знаменитий німецький фізик Георг Симон Ом народився 16 березня 1787 в місті Ерлангені. Його батько, Йоганн Вольфганг Ом, був слюсарем, який багато займався самоосвітою. Мати, Марія Єлизавета Бекіньї, походила з родини коваля. У сім'ї народилося семеро дітей, але з них вижили тільки троє: Георг Симон, його молодші брат Мартін і сестра Барбара. У 1799 році під час пологів померла Марія Єлизавета. Йоганн Вольфганг, який обожнював свою дружину, так і не зумів остаточно оговтатися від цього удару і до кінця життя з гіркотою згадував про те, що його діти втратили «кращу і ніжну з матерів». Однак, незважаючи на обрушилося на нього нещастя, він не опустив руки і повністю присвятив себе вихованню синів і дочки. Щоб забезпечити своїх дітей усім необхідним, йому доводилося дуже багато працювати. Але при цьому він знаходив час для спілкування з ними, робив все можливе, щоб дати їм пристойну освіту.
Першим учителем великого фізика став ... якийсь колишній панчішник, що мав власний навчальний заклад. Втім, відсутність у нього педагогічної освіти з лишком компенсувалося ясним живим розумом і щирою любов'ю до своєї справи. Саме він дав Георгу Симону початкову освіту і підготував до вступу в гімназію.
Треба сказати, що в міській гімназії Ерланґена основна увага приділялася мовам - латині і грецької. Що ж стосується точних наук, таких, як математика і фізика, то, якби не батько, Мартін і Георг мали б про них досить туманне уявлення. Справа в тому, що Йоганн Вольфганг Ом обожнював наукою і багато часу провів за читанням, він, поряд з посібниками з обробки металів, читав книги з математики, фізики, хімії, філософії, історії та географії. Коли Георг і Мартін підросли, батько особисто зайнявся їх освітою, роблячи все можливе для того, щоб діти розділили його любов до науки. Цікаво, що згодом і діти допомагали самоосвіти їх батька. Наприклад, Георг, який прекрасно знав латинь, перевів праця Ейлера «Інтегральне числення», а Йоганн Вольфганг переписав і грунтовно простудіював цю книгу.
Слід сказати, що старання батька увінчалися успіхом. Один з його друзів, професор математики Карл Крістіан фон Лангсдорф, проекзаменувала Георга після закінчення гімназії, був вражений систематичністю і глибиною його знань: «Протягом п'ятигодинний бесіди я перевірив його знання з усіх найважливіших розділах елементарної математики: арифметики, геометрії, тригонометрії, статиці і механіці, а також з'ясував його знання в області вищої геометрії та математичного аналізу. На всі мої запитання я отримував швидкі і точні відповіді. Майже переконаний, що обидва брати з цієї сім'ї стануть не менш знамениті, ніж брати Бернуллі: володіючи такою ретельністю і маючи такий талант, вони збагатять науку, якщо знайдуть відповідні увагу і підтримку ».
У 1805 році Георг Симон успішно склав вступні іспити і став студентом Ерлангенського університету. Однак, як не парадоксально, навчання в університеті не надихнула обдарованого юнака на підкорення нових наукових вершин. Замість того щоб самовіддано гризти граніт науки, Георг майже весь час присвячував танців, катання на ковзанах і грі на більярді. Правда, справедливості заради, варто відзначити, що і тут він домігся чималих успіхів: став найкращим більярдистом і ковзанярем в університеті. Однак батька спортивні досягнення сина зовсім не втішали, більш того, приводили в лють. Йоганн Вольфганг, у якого, при всій його любові до науки, не було можливості отримати вищу освіту, вважав, що синові слід зосередитися виключно на навчанні. Однак Георг не поспішав прислухатися до порад батька. Зрештою батько, який як і раніше дуже багато і важко працював, щоб забезпечити своїх дітей усім необхідним, зажадав, щоб син залишив університет. Таким чином, в 1806 році, провчившись усього три семестри, Ом покинув стіни Ерлангенського університету і відправився до швейцарського міста Готтштадт, де йому було запропоновано місце викладача математики в приватній школі.
Невеличке мальовниче містечко, в який потрапив Георг, відразу ж припав йому до душі, так само як і розташована в старовинному замку школа. Він писав додому захоплені листи, прагнучи поділитися з рідними своєю радістю. Однак протягом кількох місяців Ом-старший, глибоко розчарований легковажним ставленням сина до навчання, не тільки не поділяв його захоплення, але навіть не читав листів. Втім, Йоганн Вольфганг занадто любив Георга, щоб ображатися на нього все життя, і через деякий час став відповідати на листи сина. Та й сам Георг швидко зрозумів, що батько був абсолютно прав. Викладання йому незабаром набридло і перетворилося в рутинну обов'язок. Тепер він мріяв про те, від чого свого часу так легко відмовився: Георг хотів повернутися в Ерланген і продовжити навчання. Крім того, через деякий час Ом змушений був поступитися своїм місцем іншому викладачеві, він покинув Готтштадт і перебрався в Нейштадтскую школу. До честі Георга Симона слід зазначити, що він не тільки сумлінно виконував порядком обридлі йому обов'язки викладача математики, але і посилено і небезуспішно займався самоосвітою, вивчаючи наукові праці найбільших математиків, таких як Ейлер, Лаплас і інших.
Повернутися в рідне місто і продовжити навчання в університеті молода людина змогла тільки через п'ять років, в 1811 році. Ом зробив все, щоб надолужити згаяне: в тому ж році закінчив університет, захистив дисертацію і отримав вчений ступінь. Блискучі здібності Георга не залишилися непоміченими: йому запропонували посаду приват-доцента кафедри математики.
Здавалося б, все складалося якнайкраще. Але вже через півтора року Ом змушений був відмовитися від своєї посади, оскільки заробіток приват-доцента ледь дозволяв йому зводити кінці з кінцями. Протягом декількох місяців Георг безуспішно намагався знайти роботу, поки баварський уряд не запропонував йому місце вчителя фізики і математики в школі в Бамберзі. Зрозуміло, ця робота не була межею мрій Ома, а методика викладання так обурила його, що він навіть написав листа з критичними зауваженнями в Генеральний комісаріат з викладання. В результаті школа була закрита, а Ом переведений в місцеву підготовчу школу.
У 1817 році була опублікована перша робота Георга Ома - велика замітка про методику викладання. Окремі міркування були настільки нові і незвичні, що послужили приводом для розмов про те, що ідеї Ома означають «загибель всього математичного вчення».
У вересні 1817 року Георгу Ому запропонували місце вчителя фізики і математики в єзуїтській колегії Кельна. В даному випадку він з радістю прийняв пропозицію, оскільки цей навчальний заклад мало прекрасній фізичній лабораторії. У Кельні Ому нарешті випала нагода зайнятися наукою, і він не забув нею скористатися. Георг продовжував займатися самоосвітою, читав книги видатних фізиків, почав проводити і самостійні дослідження. Як і у випадку з Ампером, стимулом для вивчення електричних законів стало повідомлення про відкриття Ерстеда, який в 1820 році виявив магнітне дію електричного струму. Ом припустив, що цей ефект можна використовувати для вимірювання сили струму (до цього для вимірювання вчені намагалися використовувати нагрівання, яке викликає струм). Ом створив прилад, в якому струм, що плив по провіднику, викликав поворот магнітної стрілки, закріпленої пружною дротиком. Компенсуючи відхилення стрілки поворотом мікрометричного гвинта, експериментатор міг визначати силу струму кутом повороту.
Спочатку в дослідах Ома були задіяні гальванічні джерела струму. Але вченого не влаштовувало те, що в них ток досить швидко слабшає. У 1821 році німецький фізик Томас Йоган Зеєбек відкрив термоелектричний ефект: якщо спаї двох різних провідників мають різні температури, в ланцюзі виникає струм. Це відкриття дозволило Ому використовувати в своїх експериментах більш стійкі термоелементи, що складалися з вісмуту і міді. Один кінець термоелемента знаходився в киплячій воді, а другий - в тане снігу. Маючи досить стабільне джерело струму, Ом зайнявся вивченням того, як впливають на струм параметри провідників: їх розміри і хімічна природа. У 1826 році він виклав отримані результати в статті «Визначення закону, за яким метали проводять контактна електрику, разом з начерком теорії вольтатіческого апарату мультиплікатора Швейггера [57] ».
У своїй роботі Ом ввів поняття «опір» і показав, що воно залежить від матеріалу провідника, його довжини і площі перетину. Чи варто говорити, що згаданий в епіграфі цієї статті закон і був тим самим знаменитим законом Ома. Але сучасники Ома, маститі німецькі вчені, не звернули особливої уваги на роботу безвісного вчителя. Ті ж деякі, хто познайомився з нею, висловили насамперед недовіра. Однак Ому вдалося домогтися того, що адміністрація колегії виділила йому рік для самостійних досліджень, правда, вдвічі урізавши платню. Георг сподівався, що його роботи принесуть йому популярність і якусь університетську посаду. Вчений переїхав до Берліна, де жив його брат Мартін, і занурився в дослідження.
Результатом річної роботи стала книга «Теоретичне дослідження електричних ланцюгів». У ній Ом спробував провести аналогію між електричними явищами і принципами поширення теплоти, які незадовго до того виклав у своїй роботі «Аналітична теорія теплоти» Жан Батист Жозеф Фур'є (1822). За аналогією з поширенням теплоти по градієнту температур, Ом пов'язував ток з падінням електричної напруги. Багато чого досяг вчений і в своїх практичних дослідженнях. Наприклад, він вивчив закономірності протікання струму по електричних кіл, в яких провідники з'єднані послідовно і паралельно. «Теоретичне дослідження електричних ланцюгів» теж не викликало захоплення в науковому світі. До вересня 1827 відведений на дослідження рік підійшов до кінця, а ніякого вигідної пропозиції так і не послідувало. Ом повинен був повернутися до своїх вчительським обов'язків. Але сам він прекрасно розумів, що отримані результати заслуговують на увагу. Тому залишати Берлін Ом не хотів. Врешті-решт він знайшов мізерну (3 години на тиждень) педагогічне навантаження у Військовій школі Берліна і залишився в столиці.
У 1829 і 1830 роках Ом опублікував дві важливі роботи: статтю, в якій виклав принципи електрометрії, і велика праця «Спроба створення наближеної теорії уніполярної провідності», який привернув увагу зарубіжних вчених, зокрема Фарадея. Також в 1830 році Ом ввів поняття «електрорушійна сила» і виміряв електрорушійну силу джерела струму.
Тим часом в Німеччині Ома досі не визнавали, він як і раніше не мав належної посади, фактично знаходився на утриманні у свого брата. У розпачі він навіть написав листа королю Баварії з проханням надати йому хоч якесь місце. Але навіть це не дало результату. Нарешті в 1833 році Ом отримав пропозицію зайняти місце професора фізики в новій Політехнічній школі Нюрнберга. Через деякий час він отримав кафедру математики і посаду інспектора з методики викладання. У 1839 році він став ректором Школи. У 1842 році Ом став другим німецьким вченим, якого нагородило медаллю Коплі і зробило своїм членом Лондонське королівське товариство. На батьківщині подібне визнання прийшло тільки через три роки, коли Ом був обраний членом Баварської академії наук. У 1849 році вчений отримав посаду куратора фізичного кабінету Академії і, на правах екстраординарного професора, почав читати лекції в Мюнхенському університеті.
Георг Ом відомий не тільки своїми роботами в області вивчення електричних явищ. З кінця 1830-х років він зацікавився акустичними явищами і відкрив один з найважливіших принципів фізіологічної акустики (акустичний закон Ома), згідно з яким вухо розкладає складні звуки на прості гармонійні коливання.
До кінця своїх днів Ом займався методикою викладання. В останні роки він також взявся за створення підручника фізики, але встиг написати тільки перший том книги «Внесок в молекулярну фізику».
У 1852 році вчений став штатним професором Мюнхенського університету. Про цій посаді Ом мріяв все своє життя. Але він віддав науці занадто багато сил і енергії. У 1854 році у нього стався важкий серцевий напад. 28 червня 1854 король Максиміліан видав указ про звільнення вченого від обов'язкового читання лекцій. Але монарша турбота проявилася надто пізно. 7 липня Георга Ома не стало.
Зараз в Мюнхені стоїть пам'ятник знаменитому вченому. Він складається з двох фігур: Йоганна Вольфганга Ома - слюсаря, який віддав всі сили навчанню своїх синів, і власне Георга Симона Ома, який присвятив все своє життя науці і ніколи не мав сім'ї і дітей.