Избранные работы по электричеству - Фарадей М.
Скачать (прямая ссылка):
Для подтверждения своей теории относительно природы магнетизма как следствия действия электрических токов Амперу было весьма важно изучить действие земли на вольтовы токи, ибо согласно своей излагаемой ниже теории он полагал, что земля так же ориентирует эти токи, как и те, существование которых он предполагал в магнитной стрелке. После нескольких попыток ему удалось преодолеть затруднения, связанные с вопросами подвешивания, контакта и пр., и сконструировать аппарат, в котором часть провода, соединяющего оба полюса батареи, была так легка и подвижна, что движение удалось действительно наблюдать. При замыкании батареи провод занимал относительно земли постоянное и соответствующее теории Ампера направление. Описание этого опыта и аппарата, с помощью которого он был произведен, было прочитано на заседании Академии 20 октября2. Аппарат этот состоял первоначально из проволочного контура в форме почти замкнутой окружности диаметром около 16 дюймов; концы контура находились на небольшом расстоянии друг от друга и точно один под другим; на них были укреплены два стальных острия, опущенных в две соответствующим образом расположен-
1 На так называемом „станке" Ампера, см. Memoires, т. II, стр. 50. На заседании от 2 октября Ампер высказал идею об электромагнитном телеграфе. (Ред.)
2 На самом деле 30 октября 1820 г., см, Collect (je Мет.у т. II, стр. 83. (Ред.)
24
ИЗБРАННЫЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ
ные платиновые чашечки, наполненные ртутью. Одно острие достигало дна чашечки, так что трение было едва заметно, тогда как ртуть обеспечивала хороший контакт. Эти чашечки были соединены с проводами, идущими от вольтовой батареи, так что подвижный контур мог легко быть соединен в том или другом направлении с полюсами батареи. Весь прибор был заключен в стеклянный ящик для того, чтобы быть уверенным, что наблюдаемые движения вызываются исключительно действием электрических сил.
Тотчас же по установлении контакта между концами этого аппарата и полюсами батареи контур пришел в движение и после нескольких колебаний установился в плоскости, перпендикулярной к магнитному меридиану. Этот эффект повторялся при каждом повторении опыта. Направление движения зависело от способа соединения с батареей. Если взять ток, идущий по проволоке от положительного конца к отрицательному, то контур всегда устанавливался таким образом, что ток шел по восточной стороне вниз, а по западной ввефх. Этот контур вращался по вертикали и поэтому представлял собой только стрелку склонения. Для приготовления модели стрелки наклонения был взят провод в форме параллелограма, укрепленного на стеклянной оси и подвешенного на тонких остриях так, что он мог вращаться около горизонтальной оси, перпендикулярной к магнитному меридиану. При соединении с полюсами батареи параллелограм устанавливался в плоскости, почти перпендикулярной к направлению наклонения, возвращаясь в исходное положение при перерыве тока и затем снова в предыдущее при возобновлении тока. Таким образом влияние земного магнетизма на параллелограм было доказано. Ввиду того что чрезвычайно трудно добиться совпадения центра тяжести с точкой подвеса и сохранить это положение, проводник устанавливался не точно в плоскости, перпендикулярной к направлению наклонения, но лишь приближался к ней до тех пор, пока силы тяжести и земного магнетизма не уравновешивались.
30 октября Био и Савар1 прочли в заседании Академии
1 Био (Biot Jean Baptiste, 1774—1862 гг.) — известный французский ученый, работавший в весьма разнообразных областях физики и отчасти химии. Савар (Savart Felix, 1791—1841 гг.) занимался главным образом акустикой. Сообщение Био и Савара о законе, носящем их имя, напечатано в Colt, de Me moires, т. II, стр. 80, и Annates de Chimie et Physique, т, XV, 1820 г., стр. 222. (Ред.)
ОПЫТ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА
25
наук сообщение, содержащее формулировку закона, определяющего действие замыкающего провода на намагниченные тела. Прямоугольные пластинки и цилиндрические провода из отпущенной стали намагничивались двойным натиранием и подвешивались на шелковых нитях в различных положениях к замыкающему проводу батареи и на различных расстояниях от него так, чтобы влияние земного магнетизма в одних случаях совпадало с действием провода, в других же было ей противоположно или компенсировалось помещенным поблизости магнитом. Из наблюдений над различными положениями равновесия и числом колебаний стрелки Био и Савар вывели следующее положение, выражающее действие молекулы с северным или южным магнетизмом на намагниченную при помощи вольтова тока очень тонкую неограниченную цилиндрическую проволоку, находящуюся на любом расстоянии. Если провести нормаль от этой молекулы к оси провода, то сила, притягивающая молекулу, будет перпендикулярна к нормали и к оси провода, а величина ее будет обратно пропорциональна расстоянию молекулы от оси. Природа этого действия та же, что и природа магнитной стрелки, направление которой над проводом постоянно и определенно относительно направления вольтового тока так, что молекула с северным магнетизмом и молекула с южным магнетизмом притягиваются в различных направлениях, но всегда в соответствии с вышеизложенным законом.
