Возникновение и развитие электродинамики

Когда в декабре 1801 Алессандро Вольта впервые демонстрировал на торжественном собрании Французского института источник электрического тока, которое он изобрел, ни сам докладчик, ни присутствующие при этом известные французские ученые даже не подозревали, что главным направлением дальнейших исследований в этой области станет электромагнетизм. Впрочем, это новое направление проявил себя лишь через двадцать лет спустя в потоке чрезвычайных новых открытий, которые через полвека вызвали мощный технический переворот.

Преобразование электричества на магнетизм

Первые важные шаги в этом направлении сделал датский физик X. К. Эрстед (1777-1851). Находясь под влиянием идей Шеллинга о единстве "всех сил природы", Эрстед считал, что должен существовать связь между электрическими и магнитными явлениями. Эта связь ему удалось продемонстрировать в 1820 г.. В опытах, которые подтвердили влияние электрического тока на магнитную стрелку. Опыты произвели на современников сильное впечатление; их немедленно повторили в Германии, Швейцарии, Франции.

В том же 1820 французский физик А. Ампер (1775-1836) выступил с сообщением о новом явлении - взаимодействие двух проводников, по которым течет ток. В этом же сообщении Ампер впервые высказал мысль об электрической природе магнетизма. В течение очень короткого времени он выполнил ряд важных исследований, которые блестяще подтвердили его мнение. Все полученные результаты Ампер систематизировал в книге "Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта", опубликованной в 1826 Отныне с магнитными жидкостями было покончено, теперь в них не было необходимости. Магнитные явления, как оказалось, обусловлены электрическими токами. Магнит нужно рассматривать, исходя из совокупности круговых электрических токов, плоскости которых перпендикулярны к прямой, проведенной через полюса магнита. Спираль с током (соленоид) уподоблялась магнита. С полным правом Ампер мог заявить: "Таким образом, все магнитные явления я свел к чисто электрических действий". Разрабатывая основы электродинамики нового направления, объединившего электричество и магнетизм, ученый предложил выражение для силы, с которой взаимодействуют два элемента тока; это выражение есть во всех современных учебниках по электродинамике. В частности, он обратил внимание на то, что электродинамические силы, в отличие от известных в то время гравитационных и электростатических, не является центральным.

Преобразование магнетизма на электричество

В 20-х годах XIX в. проблемами электромагнетизма заинтересовался гениальный английский ученый-самоучка Майкл Фарадей (1791-1867). Эрстед и Ампер превратили электричество на магнетизм; Фарадей поставил перед собой задачу - превратить магнетизм в электричество. С 1831 он начал систематическую публикацию своих исследований, в результате чего возникла многотомный труд под общим названием "Экспериментальные исследования по электричеству". В первой серии этой работы (1831) описаны знаменитые опыты Фарадея, которые привели к открытию явления электромагнитной индукции. Фарадей показал, что изменение магнитного потока во времени порождает электродвижущую силу индукции, и, следовательно, приводит к возникновению электрического тока в замкнутом контуре. Направление этого тока определяется правилом, которое установил молодой профессор Петербургского университета Э. X. Ленц (1804-1865).

Во второй серии своих "Экспериментальные исследования" (1832) Фарадей продолжает изучение электродинамической индукции. В третьей серии (1833) он доказал, что разнообразие видов электричества является притворной. Изучая действия, выполненные обычной, вольтовой, "животной", термической, магнитной электричеством, он пришел к выводу: "Все виды электричества идентичны по своей природе". Правда, сама эта природа не была еще понятной того времени. Фарадей осторожно заметил по этому поводу: "В током я имею в виду что-то такое, что движется поступательно - все равно, что при этом находится в движении: электрическая жидкость или две жидкости, которые движутся в противоположных направлениях".

Пятая серия посвящена электролиза. Здесь, а также в следующих трех сериях Фарадей исследует "химические воздействия" электрического тока. Всего вышло двадцать серий. В девятнадцать серии рассматривается открытое Фарадеем явление вращения плоскости поляризации света в намагниченном среде. "Таким образом, - заключил ученый, - впервые, по моему мнению, установлено настоящий непосредственную связь и зависимость между светом и магнитными и электрическими силами и тем самым сделан большое дополнение к фактам и соображений, которые служат для доказательства того, что все природные силы связаны между собой и имеют единое общее происхождение ".

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >