Никола Тесла. О Николе Нико́ла Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смиляны, Австро-Венгрия, ныне в Хорватии 7 января 1943, Нью-Йорк, США) физик, - презентация

1 Никола Тесла

2 О Николе Нико́ла Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смиляны, Австро-Венгрия, ныне в Хорватии 7 января 1943, Нью-Йорк, США) физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891 году получил американское гражданство. Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы сформировали базис для современных устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции. Также он известен как сторонник гипотезы эфира. Именем Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди наград учёного медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона. Современники-биографы считали Теслу «человеком, который изобрёл XX век»[4] и «святым заступником» современного электричества». После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электрик. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории или популярной культуре. Министр культуры и экологии Сербии называет Николу Теслу одним из самых больших учёных во всей мировой истории. Бранко Ковачевич, декан электротехнического факультета Белградского университета, утверждает, что Никола Тесла наперёд знал, как будет развиваться наука.

3 Австро-Венгрия, Германия и Франция До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. Работа в телеграфной компании не давала Тесле осуществить свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока. В конце 1882 года он устроился в Континентальную компанию Эдисона (Continental Edison Company) в Париже. Одной из наиболее крупных работ компании было сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. В 1883 году Никола переселился в Страсбург, где сумел успешно решить ряд проблем и исправить ошибки, допущенные при строительстве электростанции.[источник не указан 324 дня] Одновременно он работал над изготовлением модели нового двигателя. 23-летний Никола Тесла Весной 1884 года электростанция была закончена, и Тесла вернулся в Париж, ожидая от компании премии в размере 25 тыс. долларов. Попробовав получить причитающиеся ему премиальные, он понял, что этих денег ему не получить и, оскорблённый, уволился. Один из первых биографов изобретателя Б. Н. Ржонсницкий утверждает: «Первая мысль его была поехать в Петербург, так как в России в те годы были сделаны многие важные для развития электротехники открытия и изобретения. Имена Павла Николаевича Яблочкова, Дмитрия Александровича Лачинова, Владимира Николаевича Чиколева и других были хорошо известны электрикам всех стран, статьи их печатались в наиболее распространенных электротехнических журналах мира и, несомненно, были известны и Тесле». Но в последний момент один из администраторов Континентальной компании, Чарлз Бечлор (англ. Charles Batchelor), уговорил Николу вместо России отправиться в США. Бечлор написал рекомендательное письмо Эдисону, своему другу: «Было бы непростительной ошибкой дать возможность уехать в Россию подобному таланту. Вы ещё будете мне благодарны, мистер Эдисон, за то, что я не пожалел нескольких часов для убеждения этого молодого человека отказаться от мысли ехать в Петербург. Я знаю двух великих людей один из них вы, второй этот молодой человек.». В биографиях Теслы других авторов о желании Теслы ехать в Россию ничего не говорится, а текст записки приводится лишь из одного (последнего) предложения. Впервые о записке упоминает первый крупный биограф Теслы Джон ОНейл. Документально зафиксированного текста записки нет. Современный автор, доктор философии Марк Сейфер, полагает, что записки как таковой могло и не существовать.

4 Америка Работа у Эдисона Н. Тесла с «Теорией натуральной философии…» Руджера Бошковича на фоне катушки ВЧ трансформатора в своей лаборатори на Хаустон- стрит 6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк.[15] Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона (Edison Machine Works) в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока. Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов (по тем временам сумма, примерно эквивалентная 1 млн современных долларов[16]), если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном.[17] Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле, заметив, что эмигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Тесла немедленно уволился.[18] [править] Лаборатория в Нью-Йорке Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Теслу [13]. С осени 1886 года и до весны молодой изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившемся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги «Тесла арк лайт компани» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели [13]. Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню (англ. Fifth Avenue) неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная в Америке под названием «Война токов» (War of Currents).

5 Америка В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Теслы более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тысяч долларов за каждый. Вестингауз также пригласил изобретателя в роли консультанта на заводах в Питсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Работа не приносила изобретателю удовлетворения, мешая появлению новых идей. Несмотря на уговоры Вестингауза, через год Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке. Вскоре после возвращения из Питсбурга Никола Тесла съездил в Европу, где посетил Всемирную выставку 1889 года, проходившую в Париже; навестил свою мать и сестру Марицу [13]. В годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов. Руководство Американского института электроинженеров (American Institute of Electrical Engineers) пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед аудиторией, включавшей выдающихся электротехников того времени, и имел большой успех. 13 марта 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар. Здание сгорело до основания, уничтожив самые последние достижения изобретателя механический осциллятор, новый метод электрического освещения, новый метод беспроводной передачи сообщений на далёкие расстояния и метод исследования природы электричества. Сам Тесла заявил, что по памяти может восстановить все свои открытия. Финансовую помощь изобретателю оказала «Компания Ниагарских водопадов». Благодаря Эдварду Адамсу у Теслы появилось долларов на обустройство новой лаборатории. Уже осенью исследования возобновились по новому адресу: Хаустон-стрит, 46. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км.)

6 Колорадо Спрингс В мае 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо Спрингс (англ. Colorado Springs) в штате Колорадо. Городок располагался на обширном плато на высоте 2000 м. Сильные грозы были нередки в этих местах [13]. В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Спонсором на этот раз был владелец отеля «Уолдорф-Астория», выделивший на исследования долларов. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. Ко вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере (через пять с лишним десятилетий этот эффект был подробно исследован и позднее стал известен как «Резонанс Шумана»). Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на значительные расстояния. Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. Кроме множества индукционных катушек и прочего оборудования он спроектировал «усиливающий передатчик». На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц. При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км. Первый запуск эксперимента прервался из-за сгоревшего генератора на электростанции в Колорадо Спрингс, который был источником тока для первичной обмотки «усиливающего передатчика». Тесла вынужден был прекратить эксперименты и самостоятельно заниматься ремонтом вышедшего из строя генератора. Через неделю эксперимент был продолжен. На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Св. Павла в Индийском океане. Свои заметки и наблюдения от опытов в лаборатории в Колорадо Спрингс Никола Тесла заносил в дневник, который позднее был опубликован под названием «Colorado Springs Notes, ». Осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк.

7 Проект «Уорденклиф» В 60 км севернее Нью-Йорка на острове Лонг-Айленд Никола Тесла приобрёл участок земли, граничащий с владениями Чарльза Вардена. Участок площадью 0,8 км² находился на значительном удалении от поселений. Здесь Тесла планировал построить лабораторию и научный городок. По его заказу архитектором В. Гроу был разработан проект радиостанции 47-метровой деревянной каркасной башни с медным полушарием наверху. Сооружение подобной конструкции из дерева порождало множество сложностей: из-за массивного полушария центр тяжести здания сместился вверх, лишая конструкцию устойчивости. С трудом удалось найти строительную компанию, взявшуюся за реализацию проекта. Строительство башни завершилось в 1902 году. Тесла поселился в небольшом коттедже неподалёку. Изготовление необходимого оборудования затянулось, поскольку финансировавший его промышленник Джон Пирпонт Морган разорвал контракт после того, как узнал, что вместо практических целей по развитию электрического освещения Тесла планирует заниматься исследованиями беспроводной передачи электричества. Узнав о прекращении Морганом финансирования проектов изобретателя, другие промышленники также не захотели иметь с ним дела. Тесла вынужден был прекратить строительство, закрыть лабораторию и распустить штат сотрудников. Расплачиваясь с кредиторами, Тесла вынужден был продать земельный участок. Башня оказалась заброшенной и простояла до 1917 года, когда федеральные власти заподозрили, что немецкие шпионы используют её в своих целях. Недостроенный проект Теслы взорвали.

8 После «Уорденклифа» После 1900 года Тесла получил множество других патентов на изобретения в различных областях техники (электрический счётчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и пр.) Летом 1914 года Сербия оказалась в центре событий, повлекших начало Первой мировой войны. Оставаясь в Америке, Тесла принимал участие в сборе средств для сербской армии. Тогда же он начинает задумываться о создании супероружия: «Придет время, когда какой-нибудь научный гений придумает машину, способную одним действием уничтожить одну или несколько армий.»[20] В 1915 году в газетах писали, что Тесла был номинирован на Нобелевскую премию по физике. Одновременно был заявлен и Томас Эдисон. Изобретателям предлагалось разделить премию на двоих. По утверждениям некоторых источников, взаимная неприязнь изобретателей привела к тому, что оба отказались от неё, таким образом отвергнув любую возможность разделения премии.[21]. В действительности Эдисону в 1915 не предлагали премии, хотя и номинировали на нее, а Теслу впервые номинировали в 1937 году.[22] 18 мая 1917 года Тесле была вручена медаль Эдисона, хотя сам он решительно отказывался от её получения. В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок. В годах Никола Тесла работал в разных городах Америки. С лета 1917 до ноября 1918 года он работал на «Пайл Нэшнл» в Чикаго; в годах был в Милуоки с Эллисом Чалмерсом; последние месяцы 1922 года прошли в Бостонской «Уолтем Уотч Компани», а в годах в Филадельфии Тесла разрабатывал для «Бадд Компани» бензиновую турбину. В 1934 году в журнале Scientific American была опубликована статья Теслы, вызвавшая широкий резонанс в научных кругах, в которой он подробно рассмотрел пределы возможности получения сверхвысоких напряжений путем зарядки шарообразных емкостей статическим электричеством от трущихся ремней и высказал сомнение в том, что разряды этого электростатического генератора смогут помочь в исследованиях строения атомного ядра

9 Смерть Уже в преклонном возрасте Теслу сбила легковая машина, он получил перелом рёбер. Болезнь вызвала острое воспаление лёгких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался прикован к постели. В Европе началась война. Тесла глубоко переживал за свою родину, оказавшуюся в оккупации, неоднократно обращаясь с горячими призывами в защиту мира ко всем славянам (в 1943 году, уже после его смерти, первой гвардейской дивизии народно- освободительной армии Югославии за проявленное мужество и героизм было присвоено имя Николы Теслы). 1 января 1943 года Элеонора Рузвельт, супруга президента США, выразила пожелание навестить больного Теслу. Посол Сербии в США Сава Косанович (приходившийся племянником Тесле), посетил его 5 января и договорился о встрече. Он был последним, кто общался с Теслой. Умер Тесла от сердечной недостаточности в ночь с 7 на 8 января 1943 год. Тесла всегда требовал, чтобы ему никто не мешал, на дверях его гостиничного номера в Нью-Йорке даже висела специальная табличка. Тело было обнаружено горничной и директором отеля «Нью-Йоркер» лишь спустя 2 дня после смерти. 12 января тело кремировали, и урну с прахом установили на Фернклиффском кладбище в Нью-Йорке. Позже она была перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде.

10 Переменный ток С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники техники ВЧ. В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой, вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ-токами. Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 Гц электрический ток протекает по поверхности тела, не нанося вреда тканям организма. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире. Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробы. Данный метод используется в современной электротерапии.

11 Теория полей В 1888 году Тесла (независимо от Г. Феррариса и несколько ранее его) дал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. В том же году Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую он считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС (1895), крупнейшая в те годы.

12 Радио Тесла одним из первых запатентовал способ надёжного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent (англ.), выданный в США 10 марта 1891 года, описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc- Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот. Тесла демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 г. В 1891 году на публичной лекции Тесла описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрёл мачтовую антенну.

13 Резонанс Катушки Тесла до сих пор иногда используются именно для получения длинных искровых разрядов, напоминающих молнию. В 1998 году инженер из Стенфорда Грег Лей продемонстрировал публике эффект «молнии по заказу», стоя в металлической клетке под гигантским контуром Тесла и управляя молниями с помощью металлической «волшебной палочки». Недавно он развернул кампанию по сбору средств на строительство ещё двух «башен Тесла» на юго-западе США. Проект обойдётся в 6 миллионов долларов. Однако укротитель молний надеялся вернуть расходы, продав установку Федеральному управлению авиации. С помощью неё авиаторы смогут изучать, что происходит с самолётами, попавшими в грозу. В одном из научных журналов Тесла рассказывал об опытах с механическим осциллятором, настроив который на резонансную частоту любого предмета, его можно разрушить. В статье Тесла говорил, что он подсоединил прибор к одной из балок дома, через некоторое время дом стал трястись, началось небольшое землетрясение. Тесла взял молоток и разбил изобретение. Приехавшим пожарным и полицейским Тесла сказал, что это было природное землетрясение, своим помощникам он велел молчать об этом случае.