Cavendish diğer insanlardan gururlu veya küçümseyici bir ruhla uzak durmadı, onları kendi emsalleri olarak saymayı reddetti. Kendisini onlardan ne onlar ne de kendisinin köprü kurabileceği geniş bir boşluk tarafından ayrılmış hissetti ve bu boşluk üzerinde el uzatmak veya selamlaşmak boşunaydı. Kardeşlerinden izolasyon hissi, onu toplumdan çekindirdi ve onların varlığından kaçınmasına neden oldu, ancak bunu bir kusur bilincinde olan biri olarak yaptı, üstünlüğüyle övünmedi.
Henry Cavendish, İngiliz bir doğa filozofu, bilim insanı ve önemli bir deneysel ve teorik kimyager ve fiziğin mimarıydı. Hidrojen keşfiyle bilinir, buna "yanıcı hava" adını vermiştir. Yanıcı havanın yoğunluğunu, yanma sırasında su oluşturan, 1766'da yayınlanan "Yapay Havalar Üzerine" adlı makalesinde açıklamıştır. Antoine Lavoisier daha sonra Cavendish'in deneyini tekrarladı ve elementine adını verdi.
Kötü şöhretli bir utangaç kişi olmasına rağmen, Cavendish, atmosferik havanın bileşimi, farklı gazların özellikleri, suyun sentezi, elektrik çekişme ve itişini yöneten yasa, ısının mekanik teorisi ve Dünya'nın yoğunluğu ve dolayısıyla kütlesinin hesaplanması konusundaki araştırmalarında büyük doğruluk ve hassasiyet için ayırt edici idi. Dünya'nın yoğunluğunu ölçmek için yaptığı deney, Cavendish deneyi olarak bilinir hale gelmiştir.
Biyografi
Erken yaşam
Henry Cavendish, 10 Ekim 1731'de Nice'de doğdu; burada ailesi o sırada yaşıyordu. Annesi, Henry Grey'in dördüncü kızı Lady Anne de Grey, 1. Kent Dükü, babası ise William Cavendish'in üçüncü oğlu Lord Charles Cavendish, 2. Devonshire Dükü idi. Aile, soyu sekiz yüzyıl boyunca Norman zamanlarına kadar uzanıyor ve Büyük Britanya'nın birçok aristokrat ailesiyle yakından bağlantılıydı. Henry'nin annesi, 1733'te, ikinci oğlu Frederick'in doğumundan üç ay sonra ve Henry'nin ikinci doğum gününden kısa bir süre önce öldü; bu da Lord Charles Cavendish'i iki oğlunu yetiştirmek için bıraktı. Henry Cavendish, "The Honourable Henry Cavendish" unvanıyla anılıyordu.
11 yaşından itibaren Henry, Londra yakınında bulunan özel bir okul olan Newcome's School'a gitti. 24 Kasım 1748'de 18 yaşında, St Peter's College'de şu anda Peterhouse olarak bilinen Cambridge Üniversitesi'ne girdi, ancak 23 Şubat 1751'de o zamanlar yaygın bir uygulama olmak üzere derece almadan üç yıl sonra ayrıldı. Daha sonra Londra'da babası ile yaşadı ve kısa sürede kendi laboratuvarına sahip oldu.
Lord Charles Cavendish, hayatını ilk olarak siyasette, daha sonra giderek bilimde, özellikle London Royal Society'sinde geçirdi. 1758'de Henry'yi Royal Society'nin toplantılarına ve ayrıca Royal Society Club'ının akşam yemeklerine götürdü. 1760'ta Henry Cavendish, her iki gruba da seçildi ve bundan sonra katılımında dikkatli davrandı. Siyasette neredeyse hiç rol almadı, ancak araştırmaları ve bilimsel kuruluşlara katılımı yoluyla babasını bilime takip etti. 1765'te seçildiği London Royal Society Konseyi'nde aktif olmuştur.
Bilimsel aletleri kullanma konusundaki ilgisi ve uzmanlığı, Royal Society'nin meteorolojik aletlerini gözden geçirmek için bir komiteyi başkanı yapmak ve Royal Greenwich Gözlemevi'nin aletlerini değerlendirmeye yardımcı olmak için onu yönlendirdi. İlk makalesi, Yapay Havalar, 1766'da yayınlandı. Hizmet ettiği diğer komiteler arasında, Royal Society'nin Philosophical Transactions'a yayın için makale seçen makaleler komitesi ve Venus'un transit komitesi 1769, dağların gravitasyonel çekişi 1774 ve Kuzey Kutbu ve Kuzeybatı Geçidi arayışında Constantine Phipps'in seferi 1773 için bilimsel talimatlar yer aldı. 1773'te Henry, British Museum'un seçilmiş mütevelli'si olarak babasına katıldı ve buna iyi bir zaman ve çaba ayırdı. Royal Institution of Great Britain kurulduktan kısa bir süre sonra, Cavendish 1800'de bir yönetici oldu ve özellikle laboratuvarında aktif bir ilgi gösterdi; burada Humphry Davy'nin kimyasal deneylerini gözlemleyip yardımcı oldu.
Kimya araştırması
Babasının ölümü sırasında, Cavendish Charles Blagden ile yakından çalışmaya başladı ve bu birlik, Blagden'in Londra'nın bilimsel toplumuna tam olarak girmesine yardımcı oldu. Karşılığında, Blagden, dünyayı Cavendish'ten uzak tutmaya yardımcı oldu. Cavendish hiçbir kitap ve çok az makale yayınlamadı, ancak çok fazla başarı elde etti. Mekanik, optik ve manyetizm dahil olmak üzere araştırmanın birçok alanı, el yazılarında geniş yer alır, ancak yayınlanan eserinde neredeyse yer almaz. Cavendish, örneğin Joseph Priestley, Joseph Black ve Daniel Rutherford gibi on sekizinci ve on dokuzuncu yüzyılların sözde pnömatik kimyagerlerinden biri olarak kabul edilir. Cavendish, belirli asitlerin belirli metaller üzerindeki etkisi ile üretilen, "Yanıcı Hava" olarak adlandırdığı belirli, tuhaf ve oldukça yanıcı bir gaz buldu. Bu gaz, Cavendish'in su içinde iki bire oranında doğru bir şekilde tahmin ettiği hidrojendir.
Robert Boyle gibi diğerleri daha önce hidrojen gazı hazırlamış olsa da, Cavendish genellikle onun elementel doğasını tanıma kredisi verilir. 1777'de Cavendish, memeliler tarafından çıkarılan havanın Joseph Priestley tarafından öngörüldüğü gibi "phlogisticated hava" değil, "fixed air" karbondioksite dönüştürüldüğünü keşfetti. Ayrıca, alkali çözerek asitlerde, Cavendish, karbondioksit üretti, bunu diğer gazlarla birlikte su veya civa üzerinde ters çevrilmiş şişelerde topladı. Daha sonra su içinde çözünürlüğünü ve özgül ağırlığını ölçtü ve yanıcılıklarını not aldı. 1778 makalesinde "Asitler Hakkında Genel Değerlendirmeler" Cavendish, solunabilir havanın asitliği oluşturduğu sonucuna vardı. Cavendish'e bu makale için Royal Society'nin Copley Madalyası verildi. Gaz kimyası, 18. yüzyılın ikinci yarısında giderek artan önem kazandı ve Fransız Antoine-Laurent Lavoisier'in kimyada reform yapması, genellikle kimyasal devrim olarak bilineni, için çok önemli hale geldi.
1783'te Cavendish, eudiometry hakkında bir makale yayınladı; gazların solunum için iyiliğinin ölçümü. Kendi icadının yeni bir eudiometer'ını tanımladı; bununla bugüne kadar en iyi sonuçları elde etti; başka ellerde kesin olmayan gazları tartarak ölçme yöntemini kullandı. Daha sonra, Priestley tarafından 1781'de gerçekleştirilen bir deneyinin tekrarlanmasından sonra, Cavendish, hidrojenin "dephlogisticated hava" içinde yanması yoluyla saf su üretime hakkında bir makale yayınladı; hava yanma sürecinde, şimdi oksijen olarak bilinir. Cavendish, sentezlenme yerine, hidrojenin yanmasının havanın yoğunlaşmasına neden olduğu sonucuna vardı. Bazı fiziğin hidrojeni saf phlogiston olarak yorumladı. Cavendish, bulgularını Priestley'e Mart 1783'ten geç olmamak üzere bildirdi, ancak bunları bir sonraki yıla kadar yayınlamadı. İskoç mucit James Watt, 1783'te suyun bileşimi hakkında bir makale yayınladı; ilk olarak keşfi kim yaptığı hakkında tartışma çıktı.
1785'te Cavendish, adi yani atmosferik havanın bileşimini araştırdı ve çok doğru sonuçlar elde etti. Hidrojen ve sıradan havanın bilinen oranlarda birleştirildiği ve daha sonra elektriğin kıvılcımı ile patlatıldığı deneyler yürüttü. Ayrıca, modern terminolojide, atmosferik havanın bir örneğinden hem oksijen hem de azot gazlarını çıkarabileceği deneyini tanımladı ve orijinal örneğinde sadece küçük bir reaktif olmayan gaz balonu bıraktı. Gözlemlerini kullanarak, Cavendish, phlogisticated hava azotu ve dephlogisticated hava oksijeninin miktarlarını belirledikten sonra, orijinal azot hacminin 1/120'sine eşit bir gaz hacmi kaldığını gözlemleyerek hata yaptı. Dikkatli ölçümleri yoluyla, "sıradan hava bir kısım dephlogisticated havadan" oluştuğu sonucuna varılmasına yol açtı.
1890'larda yaklaşık 100 yıl sonra iki İngiliz fizikçi, William Ramsay ve Lord Rayleigh, yeni keşfedilmiş eylemsiz gazları, argon'u sorumlu tutuldu; Cavendish'in sorunu Cavendish hata yapmamıştı. Yaptığı şey, standartlaştırılmış aletler ve yöntemler kullanan titiz nicel deneyler yürütmek, tekrarlanabilir sonuçlar; birkaç deneyin sonucunun ortalamasını almak; ve hata kaynakları tanımlamak ve buna izin vermekti. Kullandığı denge, Harrison adlı bir zanaatçı tarafından yapıldı; 18. yüzyılın ilk kesin dengeleri arasında ve Lavoisier'in dengesinden daha doğru; 400.000'de bire ölçmek için tahmin edilmiştir. Cavendish, tamamen yeni olanları icat etmek yerine, genel olarak mevcut aletleri geliştirerek alet yapıcıları ile çalışmıştır.
Cavendish, yukarıda gösterildiği gibi, kimyada eski phlogiston teorisinin dilini kullandı. 1787'de, yeni antiphlogistic teorisine dönüşen Fransa dışında en erkene olanlardan biri oldu; Lavoisier teorisinin ait oldu, ancak yeni teorinin nomenklatürü hakkında şüpheci kaldı. Ayrıca Lavoisier'in ısıyı maddi veya temel bir temele sahip olduğunun tanımlanmasına karşı çıktı. Newtonian mekanizm çerçevesi içinde çalışarak, Cavendish, 1760'larda ısının doğası sorununun ele alındı ve ısıyı maddenin hareketi sonucu açıkladı.
1783'te, civanın donduğu sıcaklık hakkında bir makale yayınladı ve bu makalede gizli ısı fikrini kullanmak ve kullanmadığı halde yine de terim kullanmadı; çünkü ısının maddi bir teorisini kabul etmek anlamına geldiğini inanıyordu. 1784'te havadaki makalesinde itirazlarını açık hale getirdi. Bir ısı teorisi geliştirmeye devam etti ve bu teorinin el yazması ikna edici bir şekilde 1780'lerin sonuna tarihlendi. Teorisi, aynı anda matematiksel ve mekanikti: ısının korunması ilkesini içeriyordu; daha sonra enerji korunması örneği olarak anlaşılan ve hatta mekanik özdeş ısının kavramını içeriyordu, etiket olmaksızın.
Dünya'nın Yoğunluğu
Babasının ölümünden sonra, Henry şehirde başka bir ev satın aldı ve ayrıca Thomas Cubitt tarafından Clapham Common'a inşa edilen ve o sırada Londra'nın güneyinde bulunan bir ev aldı. Londra evi kütüphanesinin çoğunluğunu içeriyordu; en çok Clapham Common'da tuttuğu araçlar, burada deneylerinin çoğunu yürüttü. Bu deneylerden en ünlüsü, 1798'de yayınlanan, Dünya'nın yoğunluğunu belirlemek için yapılmış ve Cavendish deneyi olarak bilinir hale gelmiştir. Cavendish'in Dünya'yı tarımak için kullandığı cihaz, deneyimi başlamadan önce ölen İngiliz ve jeolog John Michell tarafından inşa edilen bir burulma dengesinin bir modifikasyonuydu. Cihaz sandıklarda Cavendish'e gönderildi; o, 1797–1798'de deneyimi tamamladı ve sonuçları yayınladı.
Deneysel cihaz, bir torsiyon dengesi içeriyordu ve bir çift 2 inç 1.61 pound kurşun küre, bir torsiyon dengesinin kolundan asılı ve iki çok daha büyük sabit kurşun top 350 pound. Cavendish, iki arasındaki çekim kuvvetini ölçmek istedi. Michell'in cihazının sıcaklık farklılıkları ve harita akımlarına duyarlı olacağını fark etti; bu nedenle harici kontroller ve gözlem yapma için teleskoplar içeren ayrı bir odada cihazı izole ederek değişiklikler yaptı.
Bu ekipmanı kullanarak, Cavendish, torsiyon dengesinin oscillasyon döneminden toplar arasındaki çekimi hesapladı ve daha sonra Dünya'nın yoğunluğunu hesaplamak için bu değeri kullandı. Cavendish, Dünya'nın ortalama yoğunluğunun su'dan 5.48 kat daha büyük olduğunu buldu. John Henry Poynting daha sonra verilerin 5.448 değerine yol açması gerektiğini belirtti ve gerçekten de Cavendish'in makalesine dahil ettiği yirmi dokuz tayinin ortalama değeri budur. Cavendish'in deneyinin olağanüstü yanı, her hata kaynağının ve denemeyi rahatsız edebilecek her faktörün eliminasyonu, ve kurşun topların ağırlığının 1/50.000.000'ine kadar çok küçük bir çekimi ölçmedeki hassasiyetiydi. Cavendish'in Dünya'nın yoğunluğu için elde ettiği sonuç, şu anda kabul edilen rakamın yüzde 1'i içindedir.
Cavendish'in çalışması, diğerlerinin yerçekimi sabiti G ve Dünya'nın kütlesi için doğru değerler elde etmesine yol açtı. Sonuçlarına dayanarak, 6.754 × 10−11N-m2/kg2 olan G değeri hesaplanabilir ve bu, 6.67428 × 10−11N-m2/kg2 olan modern değeri ile uygun görünüyor.
Kitaplar sık sık Cavendish'in çalışmasını G veya Dünya'nın kütlesinin ölçümü olarak tanımlar. Bunlar Dünya'nın yoğunluğu ile basit bir cebirsel ilişkiler ağı ile ilişkilendirildiğinden, bu kaynakların hiçbiri yanlış değildir; ancak Cavendish'in tam sözcük seçimiyle eşleşmezler ve bu hata birçok yazar tarafından belirtilmiştir. Cavendish'in belirtilen amacı Dünya'nın yoğunluğunu ölçmekti; bunun sonucu açıkça G'yi hesapladı.
Sabitin bu adı ilk kez 1873'te, Cavendish deneyinden neredeyse 100 yıl sonra elde edildi, ancak sabit Newton zamanından beri kullanımdaydı. Cavendish'in sonuçları ayrıca Dünya'nın kütlesini verir.
Elektrik araştırması
Cavendish'in elektrik ve kimyasal deneyler, ısı üzerine olanlar gibi, babası ile Londra'daki laboratuvarda yaşadığı sırada başlamıştı. Lord Charles Cavendish, 1783'te öldü ve neredeyse tüm çok büyük malvarlığını Henry'ye bıraktı. Isının teorisine benzer şekilde, Cavendish'in kapsamlı elektrik teorisi matematiksel biçim aldı ve kesin nicel deney.
