Техника - молодёжи 1951-07, страница 35

Готовясь к исследованиям, разрабатывая стратегический план штурма тайны железа, Столетов внимательно ■анализируем и те метод! I, которыми пользоьались eri предшественники.

Все онг* действовали по старинке. Исследуя магнитные свойства образцов, ученые пользовались магнитометром — прибором, похожим на компас; глапной рабочей частью магнитометра является висящая на ьити чувствит< \ьная магнитная стрелка.

Чтобы узнать, насколько намагничен образец, его приближают к магнитометру Псд магнитным действием образца стрелка поворачивается. Замерив улэл, на который он£. повернулась, и расстояние между нею и образцом, можно вычислить степень его нама1ни-ченнс сти.

Работать с магнитометрами тогдашних конструкций было делом очень хлопотным и кропотливым.

Но недостатка магнитометрического метода не исчерпывались только этим. Есть у этого метода недостаток и похуже. Раютая с магнитометром, трудно найти истинные данные о способности испытуемого материала к на-иагни- нию. В э/ом виновен даже не сагт прибор.

Огиибки возникают вследстт-е тонкой и любопытной особенности намагниченных брусков и стержней

Магниты, как известно, создают вокруг себя силовое поле, превращают окружающее их пространство в облить, где проявляется действие магнитных сил,

Но магнит действует не только на окружающие предметы. Ведь и сам магнит находится в зоне, где дей :твуют порожденные им магнитные силы Магнит действует на самого себя! Это кажется пара-оксальним, чем-то напоминающим басню о бароне Мюнхгаузене, поднявшем самого себя за волосы, но тем не менее это неоспоримый факт.

Один конец магнита fleftcTBveT на другой: северный w люс на ю- сный, южный на северный-

Это воздействие ослпбляет намагниченность обра-j-ца. Разма^чичивпюшее тействие проявляется неодина-коло у образцов разной формы. Чем короче магнит, чем меньше расстояние между его полюсами и чем он толще, тем больше у него размагничивающий фактор, тчгм счльнее ослабляет он свою намагниченность, В одной и той же намагничивающей катуыке. в совершенно одинаковых условиях, образцы, еде/ 1ннь^те из одного и того же материала, но различающиеся сг >ей формой, намагнитятся по-разному Действие их на магнитометр будет неодинаковым. Пытаясь отделаться от ошибок, возникающих при пользовании магнитометрическим методом, ученее лридумывали всяческие ухищрения.

Вебер, например, стремясь ослабить размагничивающее действие, изготавливал образцы я виде очень дликных и тонких цилиндров. Квинтус-Ицилиус пытался придать своим образцам форму эллипсоидов — тел, для которых можно теоретически рассчитать размагничивающий фэк^тор.

Но всеми этлми ухищрениями можно было только уменьшить ошибки, исключить же их целиком нельзя.

Что г делать? Как определить истинные магнитное свойства железа?

Все иссле озатели толкутся в каком-то заколдованном кругу. Для исследования магнитных явлэнмй они, кан. уж издавна повелось, вооружаются магнитоме.г-ром. А применение магнитометра неизбежно влечет зэ собой применение образцов в виде стерз:сней, брусков, а значит — и появление ошибок.

Мучаясь с магнитометрическим ме-госом, исследователи не гробуют разорвать порочный круг, в который заводит их этот метод, поискать какой-нибудь иной способ исследование магнитьых явлений. Покорно мирятся ори с тем, что их образцы обл.°дак т размагничивающем фактором. Выхода вроде и быть не может, как же можно магнит уберечь от действия создаваемого им же самим магнитного поля? Всякий магнит мобо.о известного типа — и прямолинейный и подковообразный — окутывает себя идущими от одного полиса к другому силовыми магнитными линиями.

«Ни что сказал, что магниты всегда обязаны иметь концы?» - думает Столетов.

А что, если намагниченный брусок согнуть не в подкову, а смелее — в кольцо? Сомкнуть один полюс магнита с другим?..

Разве от этого обргзец перестанет быт-> намагниченным? Нет. конечно. Но кольцеобразный магнит не сможет действовать сам на себя. Ведь он не создает вокруг себя магнитного поля.

Намагничение кольцеобразного обра?ца не б.,дет зависеть от его размеров и формы сечения. Данные о магнитных свойствах кольца будут данными именно о магнитных свойствах материала, из которого оно сделано.

Кольцо, именно кольцо поможет выбраться из по ро' ного круга, в котором находятся магнитолой!

Как намагнитить кольцо — это яс.ю: его надо обвит: прочолокой. Кеда по обмотке пойдет электрический ток, кольцо намагнитится.

Но как узнать- как сильно оно намагнити \ось?

Магнитометр в этом случае ничем не сможет помочь, — вед! у кольца нет концов, оно не создает в окружающем пространстве магнитного поля.

Но неужели, исследуя магнитные явления, надо обязательно хвататься за магнитную стрелку, как за единственный якор» спасения, следовать традиционным представлениям о том, что силу магнита надо измерять с помощью магнита же?

Разве нельзя магнитные явления изучать с помощью электрических приборов? Всдг. магнетизм и электричестве тесно связаны между собою.

Если помахать мотком проволоки перед магнитом, в пров<локе возбудится электрический ток.

Замерив силу порожденного в проволоке тока, можно оценить степень намагниченности магнита. Но как воспользоваться явлением электромагнитной индукции для исследования магнитных свойств кольца'

Сделать в кол*.це разрез и двигать в нем витки ко/.ьца про юлоки? Это. конечно, не выход.

Но обязательно ли для возникновения электромагнитной индукции дви »енис проволоки относительно магнита? Нет, конечно! Если и магнит i. проволока будут неподвижны, но намагниченность образца будет меняться, число магнитных силовых линий Зудет расти или уменьшаться, ^о это будет равносильно движению магнита и проволоки относительно друг друга.

Когда же меняется намагниченность кольца? В моменты включения или выклю аения тока, подаваемого в намагничивающую обмотку!

Если на кольцо навить еще одну обмотку, то в ней в эти моменты должен возникнуть ток. Магнитное поле, рождгясь и исчезая, будет возбуждать в обмотке мгновенные импульсы электрического тока Вот эти-то мгновения и должен подстеречь экспериментатор.

Зарегистрировать импу\ьс тока, измерить количество заряда, прошедшего через вторичную обыотку, -дело нехитрое.

Для этого нужно будет употребить баллистический гальванометр - прибор, способный улавл ивать и кратковременные то\ 1ки электрического toi. ...

Зная же величину заряда, можно будет рассчитать силу магнитного поля, вызвавшего этот импульс тока. А узнать магнитное по\е, создаваемое кольцо»:, — это значит узнать и степень намагничивания образца.

Баллистический гальванометр, работая в паре со вторичной обмоткой, сможет определить намагниченность кольца — сделать то, что недоступно магнитометру.

Вот каким ь-етодом надо иссле_мова гь магнитны е свойства железа!

К концу весны 1471 года у Столетова полностью созрел замечательный план исследований железа. Теперь попа уже перестать чертить схемы установки и заниматься расчетами — надо начинать опыты.

Но где это сдела .ь? Ведь в университете все еше нет физичегкой лаборатории.

Снова ехать за границу? Да- видимо, придется. Надо подавить в себе горькое чувство: за-ача ргзгад-ки тайны железа уже не терпит стлагателвстг.

Кирхгоф, услышавший о п/ана> Столетова, звал его к себе в Гейд^льберг, в свою лабораторию

Закончив экзамены. Столетов тронулся в путь.

Работая упоепно. неутомимо, Столетов уже к осени собрал установку для испытания магнитных свойств железа. Сердцевинной частою установки Оыло железное кольцо. Оно имело две проволочные обмотки. Гер-вичная обмотка через реостат и выключатель была присоединена к аккумуляторной батарее.

Вторичная об.лотка присоединялась к оаллистическо-му г^альваномитру. Этот же гальванометр Столетов приспособил для измерения силы тока л в первичной цепи. На это пришлось ему пойти из-за отсутствия второго гальванометра.

Контроль за поворотом подвижной системы гальпано-метра Столетов вел с помощью зеркального отсета На нити, на которой была подвешена под1 ижная система. Столетов укрепил зеркальце, а на лабораторном с'л'оле он поместил зрительную трубу со шкалой чад ней. Нацелив трубу в ьеркальце, ] южно было видеть делён и я шка,»ы.

При поворотах зеркальце как бы «оглядывает» шкалу—в поле зрения трубы будут попадать вое новые и новые участки шкалы. Замерив, на сколько смещается изебражение шкалы, и зная расстояние ее от зер

33