Техника - молодёжи 1936-06, страница 56

Проф. М. БРОНШТЕЙН

АНДРЕ АМПЕР

В 1836 году — ровно сто лет назад — умер замечательный французский ученый Андре-Мари Ампер. По профессии он был математиком: он написал много сочинений по алгебре, диференциальным уравнениям и теории вероятностей. Но не это доставило ему славу. Он знаменит не своими математическими работами, а тем, что открыл точные законы магнитных действий электрического тока. Работы Ампера положили начало новой эпохе в истории электричества и принадлежат к тем классическим работам, на которых основана современная электротехника.

В чем же заключалось открытие Ампера и как оно произошло?

Летом 1820 года некоторые европейские физики получили по почте из Копенгагена тоненькую брошюру. Брошюра была написана на латинском языке и озаглавлена «Опыты над действием электрического тока на магнитную стрелку». Внизу стояла дата 21 июля 1820 года и подпись Ганс Христиан Эрстед, профессор Копенгагенского университета.

В своей брошюре Эрстед сообщал всему миру о замечательном открытии, которое он сделал совершенно случайно, производя опыты с магнитной стрелкой. Он взял магнитную стрелку и поставил ее на острие иглы так, чтобы она могла свободно поворачиваться. Стрелка повернулась и стала указывать одним концом на север, другим на юг. Тогда Эрстед взял прямую -проволоку и расположил ее под стрелкой так, чтобы проволока и стрелка были в точности параллельны друг другу. А затем он пропустил через эту проволоку с юга на север сильный электрический ток. Под действием тока проволока раскалилась до-красна. И в то же время магнитная стрелка неожиданно повернулась: она стала указывать на восток тем самым концом, который до тех пор все время был направлен на север.

Значит, — заключил отсюда Эрстед, — проволока, раскаленная электрическим током, обладает удивительным свойством: от нее исходит какая-то невидимая сила, поворачивающая магнитную стрелку.

Брошюра Эрстеда произвела огромное впечатление на всех ученых того времени. И не только на ученых. Историк физики Розенбергер говорит об этом так:

«Открытие Эрстеда вызвало огромный интерес со стороны самых широких кругов, как всегда бывает в тех случаях, когда новооткрытое явление легко наблюдается и воспроизводится. Всякий, кто только был в состоянии достать и наладить гальванический элемент и магнитную стрелку, старался повторить опыт датского ученого».

Среди ученых, получивших по почте брошюру Эрстеда, были женевские физики Пиктэ и Делярив. Они повторили опыты с электрическим током и магнитной стрелкой в присутствии находившегося в то время в Женеве парижского физика Араго. Вернувшись в Париж, Араго рассказал об этих опытах на собрании Парижской Академии наук 4 сентября 1820 года. Доклад Араго поразил академиков. И больше всех был поражен новым открытием математик Андре-Мари Ампер.

Придя к себе домой, Ампер принялся изучать явление, открытое Эрстедом. Вот, что он писал впоследствии:

«Первое размышление, какое я сделал, когда хотел изыскать причины новых явлений, открытых Эрстедом, было следующее. Допустим на мгновение, что свойство магнитной стрелки располагаться перпендикулярно к направлению электрического тока было бы открыто учеными Прежде, чем стало известно ее свойство располагаться с юга на север. Простейшая мысль, которая в этом случае, естественно, представилась бы всякому, кто захотел бы объяснить стремление стрелки расположиться с юга на север, не заключалась ли бы в том, что в земле течет электрический ток в направлении от востока к западу?»

«Но если, — продолжает Ампер, — электрические токи суть причина направляющего действия земли на стрелку, то не в них ли должны мы искать причины и действия одного магнита на другой?»

Ампер взял медную проволоку и изогнул ее в виде спиральной пружины. По этой пружине он пропустил электрический ток, а затем поднес к ней магнитную стрелку. Стрелка отклонилась.

Тогда Ампер сделал новый шаг. Он заменил магнитную стрелку, другой спиралькой с электрическим током и поднес ее к первой спиральке. И что же? Оказалось, что конец спиральки Ns 1 отталкивается от одного конца спиральки № 2 и притягивается к ее другому концу.

Об этом замечательном открытии притяжения и отталкивания двух спиральных проводов, по которым течет, ток, Ампер сделал сообщение в Парижской академии 18 сентября 1820 года — всего лишь .через две недели после того, как впервые услышал об открытии Эрстеда.

На этом Ампер не остановился. Через месяц он докладывает Академии о новом и еще более замечательном открытии. Продолжая свои опыты над током, идущим по спиральному проводнику, Ампер пришел к заключению, что если пустить токи не по спиральным, а по прямолинейным параллельным проводникам, то они тоже должны действовать друг на друга: они должны отталкиваться, если токи по ним текут в противоположных направлениях, и притягиваться, если токи текут в одном и том же направлении. Так и оказалось.

Вот эти-то опыты Ампер и показал Академии наук в заседании 9 октября 1820 года.

Из своих опытов Ампер вывел новую замечательную теорию магнетизма. До Ампера ученые считали, что в природе есть две невесомые магнитные жидкости — северная и южная. Северная жидкость отталкивается от северной, южная —• от южной. А две разные жидкости друг к другу притягиваются.

Этим притяжением и отталкиванием магнитных жидкостей ученые стремились объяснить все магнитные явления.

Но Ампер утверждал: никаких магнитных жидкостей нет. Вещества обладают магнитными свойствами потому, что в атомах этих веществ текут электрические. токи. «Магнетизм,—писал Ампер,—это электричество в дви-

Теория Ампера казалась в его время темной и непонятной. Но современные физики знают, что Ампер был прав. Ведь внутри атомов,—утверждает современная физика,— есть электроны. Они движутся вокруг атомного ядра. Движения таких электронов — это и есть тот текущий внутри атомов электрический ток, о существовании которого столетие назад говорил гениальный Ампер.

Этими открытиями Ампер-" не удовлетворился. Ему было недостаточно знать, что электрический ток вызывает силу, действующую на другой электрический ток. Он стремился найти точный закон этой силы, количественный закон, математическую формулу, которая позволит в каждом отдельном случае в точности рассчитать, чему будет равна эта сила и куда она будет направлена.