Техника - молодёжи 1937-07, страница 31

неразделимость полюсов, указал на свойство одноименных концов магнитов отталкиваться друг от друга, определил направление магнитной стрелки, точно сформулировал разницу между магнитными и электрическими явлениями и ввел термин «электрическая сила». Кроме того, Джиль-берт впервые рассматривал Землю как большой магнит и изучил множество явлений, связанных с электричеством и электромагнетизмом. Таким образом, он положил начало систематическому изучению различных магнитных явлений и справедливо может быть назван отцом современной науки о магнетизме.

Четыре столетия изучения магнитных и электрических явлений привели к грандиозным достижениям в области познания строения и свойств материи. Магнит-'ное поле сыграло здесь основную роль.

Вспомним, что такое магнитное ноле. Бели у нас в руке находится какой-нибудь магнит в виде стержня или подковы, то, для того чтобы притянуть им железные опилки, его вовсе не следует погрузить в эти опилки. Достаточно лишь приблизить магнит очень близко к опилкам, и последние сами притянутся и «приклеются» к его полюсам. Очевидно, магнит обладает какой-то силой, притягивающей опилки. Эти силы действуют по определенным путям, называющимся магнитными силовыми линиями.

Можно проделать весьма простой опыт, который наглядно убеждает в существовании магнитных силовых линий. Возьмите кусок плотной бумаги, насыпьте на него тонким слоем железные опилки и поднесите снизу магнит. После легкого встряхивания опилки располагаются в определенном порядке, показывающем четкий рисунок магнитных силовых линий.

Силовых линий в магните имеется бесчисленное множество, и все они действуют в каком-то ограниченном пространстве. Это пространство, в котором можно обнаружить действие магнитных силовых линий, и называется магнитным полем.

Описанный опыт с опилками можно проделать и без постоянного магнита. Для этого нужно взять соленоид, т. е. свитую в спираль (катушку) проволоку,

и пропустить через него электрический ток. При этом мы получим магнитное поле, состоящее из магнитных силовых линий, подобно полю постоянного магнита.

Поле соленоида можно усилить, если внутрь катушки поместить плотно входящий железный стержень — так называемый сердечник. В момент замыкания электрического тока соленоид с сердечником становится сильным магнитом, во много раз превосходящим постоянный магнит. Такой соленоид с железным сердечником называется электромагнитом,

Во время своих опытов по изучению свойств альфа-частиц радиоактивных тел проф. Капица встал перед необходимостью создать магнитные поля, гораздо более сильные, чем те, которые можно было получить при помощи уже существовавших методов.

Над созданием сверхсильных магнитных полей ученые и инженеры работают уже очень давно. Однако все многочисленные попытки разрешить эту проблему не приводили к желаемым результатам.

Казалось бы, что наилучшим и, пожалуй, единственным средством для этого мог • служить электромагнит. Можно было бы воспользоваться также и соленоидом. Однако ни тот, ни другой не смогли привести к цели. В электромагните с железным сердечником явление так назы

ваемого «насыщения» железа магнетизмом кладет предел усилению поля. Применение соленоида ^встречает другую трудность: уже при получении полей обычной силы требуется электрический ток, в несколько тысяч раз более сильный, чем для электромагнита, — и здесь дает себя знать тепловое действие тока. В быту мы часто сталкиваемся с проявлением этого действия в электрических лампочках и различных электронагревательных приборах, как например, утюг, чайник, плита и т. д. Тепловое действие увеличивается при усилении тока. И вот. чтобы получить очень сильное магнитное поле при помощи соленоида,--через него нужно пропускать ток огромной силы, но выделяющееся при этом тепло расплавило бы любой материал, из которого сделан соленоид Нагревание соленоида очень быстро кладет предел усилению поля. Пользуясь обычным соленоидом, можно создать поле силой, не превышающей 2 тыс. гаусс.

Известный французский ученый Перрен предложил охлаждать соленоид в жидком воздухе, т. е. при температуре около минус 190°. Но подсчеты показали, что для охлаждения соленоида, дающего поле в 100 тыс, гаусс (при диаметре поля всего в 1 см), потребовался бы колоссальный расход жидкого воздуха — 25 кг/сек. Это — полтонны в минуту. Для этого нужно было бы построить огромный завод, оборудованный большим