Henry Cavendish Biographie

Der englische Physiker und Chemiker Henry Cavendish bestimmte den Wert der universellen Gravitationskonstante, führte bemerkenswerte elektrische Studien durch und wird die Entdeckung des Wasserstoffs und der Zusammensetzung des Wassers zugeschrieben.

Frühe Jahre

Henry Cavendish wurde am 10. Oktober 1731 in Nizza, Frankreich, als ältester Sohn von Lord Charles Cavendish und Lady Anne Grey geboren, die wenige Jahre nach Henrys Geburt starben. Als Jugendlicher nahm er teil Newcombs Academy in Hackney, England. Er trat 1749 in Peterhouse, Cambridge, ein, verließ es aber nach drei Jahren ohne Abschluss.

Cavendish kehrte nach London, England, zurück, um bei seinem Vater zu leben. Dort baute Cavendish sich ein Labor und eine Werkstatt. Als sein Vater 1783 starb, verlegte Cavendish das Labor nach Clapham Common, wo er auch lebte. Er hat nie geheiratet und war so zurückhaltend, dass es kaum Aufzeichnungen darüber gibt, dass er ein soziales Leben hatte, außer gelegentlichen Treffen mit wissenschaftlichen Freunden.

Beiträge zur Chemie

Zu seinen Lebzeiten machte Cavendish bemerkenswerte Entdeckungen in der Chemie, hauptsächlich zwischen 1766 und 1788, und in der Elektrizität zwischen 1771 und 1788. 1798 veröffentlichte er eine einzige bemerkenswerte Arbeit über die Dichte der Erde. Zu der Zeit, als Cavendish mit seiner chemischen Arbeit begann, begannen die Chemiker gerade zu erkennen, dass die „Luft“, die sich in vielen chemischen Reaktionen entwickelte, klare Bestandteile und nicht nur Modifikationen gewöhnlicher Luft waren. Cavendish berichtete 1766 in „Three Papers Containing Experiments on Factitious Air“ über seine eigene Arbeit. Diese Papiere trugen erheblich zum Wissen über die Bildung von „entzündlicher Luft“ (Wasserstoff) durch die Einwirkung verdünnter Säuren (geschwächter Säuren) auf Metalle bei .

Cavendishs andere große Errungenschaft in der Chemie ist seine Messung der Dichte von Wasserstoff. Obwohl seine Figur nur halb so groß ist wie sie sein sollte, ist es erstaunlich, dass er überhaupt die richtige Reihenfolge gefunden hat. Nicht, dass seine Ausrüstung grob wäre; Wo die Techniken seiner Zeit es zuließen, war seine Ausrüstung zu präzisen Ergebnissen fähig. Cavendish untersuchte auch die Produkte der Fermentation, einer chemischen Reaktion, die komplexe organische Verbindungen in einfache Substanzen spaltet. Er zeigte, dass das Gas aus der Gärung von Zucker fast dasselbe ist wie die „feste Luft“, die durch die Verbindung von Kreide und Magnesiumoxid gekennzeichnet ist (beide sind in moderner Sprache Kohlendioxid).

Ein weiteres Beispiel für Cavendishs Fähigkeiten war „Experiments on Rathbone-Place Water“ (1767), in dem er den höchstmöglichen Standard an Genauigkeit festlegte. „Experimente“ gelten als Klassiker der analytischen Chemie (dem Zweig der Chemie, der sich mit der Trennung von Stoffen in die verschiedenen Chemikalien befasst

Eine von Cavendishs Forschungen zum aktuellen Problem der Verbrennung (des Verbrennungsprozesses) leistete einen herausragenden Beitrag zur allgemeinen Theorie. 1784 bestimmte Cavendish die Zusammensetzung (Zusammensetzung) von Wasser und zeigte, dass es sich um eine Kombination aus Sauerstoff und Wasserstoff handelte. Joseph Priestley (1733–1804) hatte über ein Experiment berichtet, bei dem die Explosion der beiden Gase Feuchtigkeit an den Seiten eines zuvor trockenen Behälters hinterlassen hatte. Cavendish untersuchte dies, bereitete Wasser in messbarer Menge auf und erhielt eine ungefähre Zahl für seine Volumenzusammensetzung.

elektrische Forschung

Cavendish veröffentlichte nur einen Bruchteil der experimentellen Beweise, die ihm zur Stützung seiner Theorien zur Verfügung standen, aber seine Kollegen waren von der Richtigkeit seiner Schlussfolgerungen überzeugt. Er war nicht der Erste, der ein Gesetz des umgekehrten Quadrats der elektrostatischen Anziehung (die Anziehung zwischen entgegengesetzten – positiven und negativen – elektrischen Ladungen) diskutierte. Cavendishs Idee, die teilweise auf mathematischen Argumenten beruhte, war jedoch die effektivste. Er begründete das Studium der Eigenschaften von Dielektrika (nichtleitender Elektrizität) und unterschied auch klar zwischen der Elektrizitätsmenge und dem, was man heute Potenzial nennt.

Cavendish hatte die Fähigkeit, eine scheinbar begrenzte Studie zu weitreichenden Ergebnissen zu führen. Ein Beispiel ist seine Studie über den Ursprung der Fähigkeit einiger Fische, einen elektrischen Schlag zu geben. Er stellte Fischimitate aus Leder und Holz her, die in Salzwasser getränkt waren, mit Zinnaufsätzen, die die Organe des Fisches darstellten, der den Effekt erzeugte. Durch die Verwendung von Leyden-Gläsern (mit Alufolie isolierte Glasgefäße) zum Aufladen der nachgeahmten Organe konnte er zeigen, dass die Ergebnisse vollständig mit der Fähigkeit des Fisches, Strom zu erzeugen, übereinstimmten. Diese Untersuchung gehörte zu den frühesten, bei denen die Leitfähigkeit wässriger (in Wasser) Lösungen untersucht wurde.

Cavendish begann mit seinem Vater, Wärme zu studieren, und kehrte dann 1773–1776 mit einer Untersuchung der meteorologischen Instrumente der Royal Society zum Thema zurück. (Die Royal Society ist die älteste und angesehenste wissenschaftliche Organisation der Welt.) Während dieser Studien arbeitete er die wichtigsten Korrekturen aus, die in der genauen Thermometrie (Temperaturmessung) verwendet werden sollten. 1783 veröffentlichte er eine Studie über die Mittel zur Bestimmung des Gefrierpunkts von Quecksilber. Darin fügte er der allgemeinen Theorie der Fusion (Zusammenschmelzen durch Wärme) und des Gefrierens und der damit einhergehenden Veränderungen der latenten Wärme (der vom geschmolzenen Material absorbierten Wärmemenge) viel hinzu.

Cavendishs berühmteste Untersuchung betraf die Dichte der Erde. Er nahm an einem Programm zur Messung der Länge eines Sekundenpendels in der Nähe eines großen Berges (Schiehallion) teil. Variationen aus der Zeit in der Ebene würden die Anziehungskraft des Berges zeigen, aus der die Dichte seiner Substanz abgeleitet werden könnte. Cavendish näherte sich dem Thema auch grundlegender, indem er die Anziehungskraft einer sehr großen, schweren Bleikugel für eine sehr kleine, leichte Kugel bestimmte. Aus dem Verhältnis dieser Kraft zum Gewicht der Lichtkugel ergäbe sich die Dichte der Erde. Seine Ergebnisse blieben fast ein Jahrhundert lang unbestritten.

Unveröffentlichte Werke

Hätte Cavendish alle seine Arbeiten veröffentlicht, wäre sein bereits großer Einfluss zweifellos noch größer gewesen. Tatsächlich hinterließ er eine große Menge an Werken in Manuskriptform, die oft die Arbeit derer vorwegnahmen, die ihm folgten. Bis zur gründlichen Untersuchung durch James Maxwell (1831–1879) und Edward Thorpe (1845–1925) kam es nur nach und nach ans Licht. In diesen Notizen findet sich Material wie Details seiner Experimente zur Untersuchung der Leitfähigkeit von Metallen sowie viele chemische Fragen wie eine Theorie chemischer Äquivalente. Er hatte sogar eine Theorie der Partialdrücke vor John Dalton (1766–1844).

Die Wissenschaftsgeschichte ist jedoch voll von Beispielen unveröffentlichter Arbeiten, die andere beeinflusst haben könnten, es aber nicht taten. Was auch immer er nicht preisgab, Cavendish gab anderen Wissenschaftlern genug, um ihnen auf dem Weg zu modernen Ideen zu helfen. Nichts, was er getan hat, wurde abgelehnt, und aus diesem Grund ist er immer noch auf einzigartige Weise Teil des modernen Lebens.

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