Historiskt perspektiv
Då vi har valt att fördjupa oss inom fenomenet sluten strömkrets finns det många vetenskapsmän och uppfinningar att läsa om. Från vårt perspektiv är det intressant att titta närmare på de fenomen och uppfinningar som finns med i den slutna strömkrets som vi har tänkt skapa tillsammans med barnen då vi med hjälp av batterier och glödlampor vill prova oss fram för att se vilka material som leder respektive isolerar elektronerna. Ur ett historiskt perspektiv vill vi därför ta del av hur elektronen upptäcktes och hur batteriet och glödlampan uppfanns.
Elektronens upptäckt – Thomson
Joseph John Thomson upptäckte elektronen år 1897 vilket motbevisade den teori som då fanns om att atomer var odelbara. Begreppet atom kommer av det grekiska ordet átomos, vilket betyder "odelbar". Thomson trodde att det i atomen fanns en blandning av positiva laddningar och negativa laddningar (elektroner) som balanserade varandra. Ernest Rutherford visade sedan att Thomsons atomteori var felaktig och förklarade att atomens positiva laddning och större delen av massan finns i atomens kärna och att elektronerna är mindre partiklar som rör sig runt denna kärna.
Då vi har valt att fördjupa oss inom fenomenet sluten strömkrets finns det många vetenskapsmän och uppfinningar att läsa om. Från vårt perspektiv är det intressant att titta närmare på de fenomen och uppfinningar som finns med i den slutna strömkrets som vi har tänkt skapa tillsammans med barnen då vi med hjälp av batterier och glödlampor vill prova oss fram för att se vilka material som leder respektive isolerar elektronerna. Ur ett historiskt perspektiv vill vi därför ta del av hur elektronen upptäcktes och hur batteriet och glödlampan uppfanns.
Elektronens upptäckt – Thomson
Joseph John Thomson upptäckte elektronen år 1897 vilket motbevisade den teori som då fanns om att atomer var odelbara. Begreppet atom kommer av det grekiska ordet átomos, vilket betyder "odelbar". Thomson trodde att det i atomen fanns en blandning av positiva laddningar och negativa laddningar (elektroner) som balanserade varandra. Ernest Rutherford visade sedan att Thomsons atomteori var felaktig och förklarade att atomens positiva laddning och större delen av massan finns i atomens kärna och att elektronerna är mindre partiklar som rör sig runt denna kärna.
Batteriet – Volta
Det första batteriet skapades egentligen av Luigi Galvani då han under ett experiment år 1791 upptäckte att benet hos en död groda ryckte till då det vidrörde två metaller. Galvani trodde att grodan hade elektriciteten inom sig men det visade sig sedan att det var vätskan som fanns inuti benet som ledde till rycket. Alessandro Volta utnyttjade upptäckten och provade sig fram och kunde konstatera att vissa metaller fungerade bättre än andra. År 1800 skapade han ett batteri som bestod av metallplattor av zink och silver som fuktades med saltvatten och som skapade ett flöde av ström då de kopplades ihop med en ledning. Voltas batteri som även fick namnet Voltas stapel eller galvaniskt element påminner mycket om de batterier som vi använder idag.
Det första batteriet skapades egentligen av Luigi Galvani då han under ett experiment år 1791 upptäckte att benet hos en död groda ryckte till då det vidrörde två metaller. Galvani trodde att grodan hade elektriciteten inom sig men det visade sig sedan att det var vätskan som fanns inuti benet som ledde till rycket. Alessandro Volta utnyttjade upptäckten och provade sig fram och kunde konstatera att vissa metaller fungerade bättre än andra. År 1800 skapade han ett batteri som bestod av metallplattor av zink och silver som fuktades med saltvatten och som skapade ett flöde av ström då de kopplades ihop med en ledning. Voltas batteri som även fick namnet Voltas stapel eller galvaniskt element påminner mycket om de batterier som vi använder idag.
Undersökningarna kring Voltas batteri fortsatte och visade att det blev ännu effektivare då metallerna sänks ner i en vätska. Ett galvaniskt element består alltså av ett kärl med två olika metaller som omges av elektriskt ledande vätska. Ofta är det utspädd svavelsyra eller salmiak som används som denna vätska. Olika metaller leder till olika hög spänning mellan dem i det galvaniska elementet, exempelvis zink och kol ger 1,5 volt. Används däremot samma metall i de båda stavarna uppstår ingen spänning, zink och zink ger alltså 0 volt.
Batterier som vi använder idag har ett hölje av zink som är som är omgiven av en kemisk smet (istället för saltvatten som Volta använde). Den kemiska smeten (elektrolyt) gör så att de två metallerna, kol och zink, kan reagera då den har förmågan att leda elektriciteten som skapas. Efterhand som batteriet förbrukas avtar zinkens förmåga den avge elektroner samtidigt som den kemiska smetens förmåga att leda ström också avtar vilket leder till att batteriet slutar att fungera.
Glödlampan – Edison
Tomas Alwa Edison är den som sägs uppfunnit glödlampan, även om elektriskt ljus var något som många arbetat med och försökt utveckla före honom. Ingen hade dock lyckats med att framställa en elektrisk lampa som passade för hemmen. Exempelvis hade Humpry Davy 1809 uppfunnit det första elektriska ljuset då han kopplade två kablar till ett batteri och fäste en träkolsremsa mellan ändarna på kablarna. Det laddade kolet glödde och blev då det första elektriska ljuset, glödtiden var dock mycket kortvarig. År 1820 skapade Warren de la Rue en lampa då han omslöt rullar av platina med en tom tub som han förde elektrisk ström genom vilket skapade elektriskt ljus. Lampdesignen fungerade men då metallen platina var alldeles för kostsam blev det aldrig en storslagen uppfinning. Det fanns vid den här tiden även lampor som var för starka för inomhusbruk men som användes till gatubelysning. Edison ville skapa en glödlampa med elektriskt ljus som var praktisk, säker och ekonomisk för inomhusbruk.
Den tidens uppfinnare resonerade att för att skapa en lampa som skulle kunna användas i hemmen var man tvungen att dela upp det elektriska ljuset för att få ljussvagare enheter, hur detta skulle göras visste de dock inte. Edison försökte hitta en lösning och trodde att han klara av detta på sex veckor år 1878. Han stötte dock på problem med glödtråden och lösningen dröjde. Efter ett års experimenterande, i oktober 1879, började han närma sig lösningen då han lyckades skapa en tråd av en blandning av kol och tjära, lampan lyste då i 40 timmar vilket inte var tillräckligt. Efter ytterligare ett år hade han utvecklat en bättre fungerande lampa samt ledningar, kontakter och en generator.
Glödlampan – Edison
Tomas Alwa Edison är den som sägs uppfunnit glödlampan, även om elektriskt ljus var något som många arbetat med och försökt utveckla före honom. Ingen hade dock lyckats med att framställa en elektrisk lampa som passade för hemmen. Exempelvis hade Humpry Davy 1809 uppfunnit det första elektriska ljuset då han kopplade två kablar till ett batteri och fäste en träkolsremsa mellan ändarna på kablarna. Det laddade kolet glödde och blev då det första elektriska ljuset, glödtiden var dock mycket kortvarig. År 1820 skapade Warren de la Rue en lampa då han omslöt rullar av platina med en tom tub som han förde elektrisk ström genom vilket skapade elektriskt ljus. Lampdesignen fungerade men då metallen platina var alldeles för kostsam blev det aldrig en storslagen uppfinning. Det fanns vid den här tiden även lampor som var för starka för inomhusbruk men som användes till gatubelysning. Edison ville skapa en glödlampa med elektriskt ljus som var praktisk, säker och ekonomisk för inomhusbruk.
Den tidens uppfinnare resonerade att för att skapa en lampa som skulle kunna användas i hemmen var man tvungen att dela upp det elektriska ljuset för att få ljussvagare enheter, hur detta skulle göras visste de dock inte. Edison försökte hitta en lösning och trodde att han klara av detta på sex veckor år 1878. Han stötte dock på problem med glödtråden och lösningen dröjde. Efter ett års experimenterande, i oktober 1879, började han närma sig lösningen då han lyckades skapa en tråd av en blandning av kol och tjära, lampan lyste då i 40 timmar vilket inte var tillräckligt. Efter ytterligare ett år hade han utvecklat en bättre fungerande lampa samt ledningar, kontakter och en generator.
Denna uppfinning ledde till att belysning inomhus blev möjlig, i början av 1900-talet började elektriskt ljus dyka upp i hemmen. Edison var en av de första uppfinnarna som massproducerade sina skapelser och han hade även ett laboratorium med anställda ingenjörer som konstruerade saker för hans räkning utifrån hans idéer.
Det sägs att Edison ska ha gjort omkring 2000 försök att skapa en glödlampa och han ska ha sagt ”jag har inte misslyckats, jag har kommit på tvåtusen sätt att inte göra en glödlampa”. Så talar en sann uppfinnare!
Det är intressant att tänka på hur dessa uppfinningar har påverkat vår vardag och vår livsstil, idag skulle vi knappast klara oss utan dem eller den slutna strömkretsen! Många nya uppfinningar är inte helt nya utan en utveckling av något som redan finns, vem vet hur framtiden kommer att se ut… Samtidigt som det är spännande att fantisera kring framtiden är det viktigt att se bakåt och ta del av den utveckling som har skett. Under det lärandetillfälle som vi ska ha tillsammans med elever i år 2 och 3 har vi tänkt synliggöra den slutna strömkretsens utsträckning och användning i vardagen, är de medvetna om hur ofta de använder dessa uppfinningar?
Använda litteratur:
Angliss, S. (2003). Egna experiment med elektricitet och magneter. Stockholm: Valentin förlag AB.
Cash, T. & Taylor, B. (1989). Kul att kunna om elektricitet och magnetsim. Solna: Teknografiska Institutet.
Platt, R. (2003). Snilleblixten Heureka! Stora uppfinnare och deras geniala idéer. Slovakien.
Rönnlund, B. (1985). Teori och experiment för lärare och elever.
Elektronisk källa:
Hämtat: 2009-03-11
http://sv.wikipedia.org/wiki/Portal:Huvudsida
Hämtat: 2009-04-17
http://inventors.about.com/library/inventors/bllight2.htm
Hämtat: 2009-04-17
http://inventors.about.com/od/estartinventors/a/Edison_Bio_2.htm
Hämtat: 2009-03-11
http://sv.wikipedia.org/wiki/Portal:Huvudsida
Hämtat: 2009-04-17
http://inventors.about.com/library/inventors/bllight2.htm
Hämtat: 2009-04-17
http://inventors.about.com/od/estartinventors/a/Edison_Bio_2.htm
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar