История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
действовать сила. Однако Бадд показал3, что сам контур приобретает
электростатический заряд, частично в результате того же действия, которое
вызывает силу, действующую на внешний проводник, а частично, в результате
электростатической индукции, которую заряд вызывает во внешнем
проводнике; и что общая сила между контуром и внешним провод-
4
ником тем самым сводится к нулю .
Мы видели, что разграничение между разными законами электродинамической
силы тесно связано с вопросом о том, существует ли в электрическом токе
два рода электричества, которые движутся в противоположных направлениях,
или только один род, который движется в одном направлении. Согласно
унитарной гипотезе о том, что ток заключается в переносе одного рода
электричества с определенной скоростью относительно провода, можно
ожидать, что катушка, которую быстро вращают вокруг своей собственной
оси, создаст
^ва следующих решающих опыта вместе с другими предложил Э. Бадд Ann. d.
Phys. XXX (1887), с. 100.
2Лпп. d. Phys. IX (1880), с. 261.
3Апп. d. Phys. X (1880), с. 553.
^Этот случай с зарядом и током, которые движутся вместе, впоследствии
исследовал Фитцджеральд (Trans. Roy. Dub. Soc. I [1882], с. 319: Scient.
Writings of G. F. FitzGerald, c. Ill) без каких-либо ссылок на формулу
Клаузиуса, с позиций теории Максвелла. Был получен тот же самый
результат: электричество, индуцированное на проводник, который проводит
ток, нейтрализует пондеромоторную силу, которая действует между током и
внешним зарядом. Этот вопрос также обсуждался Аоренцом в свете теории
относительности, Phys. ZS. XI (1910), с. 1234.
Математическая теория электричества
283
магнитное поле, отличное от того, которое эта же самая катушка создаст в
состоянии покоя. Опыты по определению этого вопроса провели А. Феппль1 и
Э.А. Никольс и В. С. Франклин^, однако, они получили отрицательные
результаты. Более поздние исследователи обнаружили, что скорость
электричества должна быть такой, что количество, проведенное через
определенную точку в единицу времени, когда направление тока совпадает с
направлением движения витка, отличается от количества, переданного при
движении тока и витка в противоположных направлениях, только на одну
десятимиллионную, даже когда скорость движения провода составляет 9 096
см/сек. Они считали, что смогут обнаружить изменение отклонения,
вызванное движением катушки, даже несмотря на то, что скорость тока
значительно больше, чем тысяча миллионов метров в секунду.
За десятилетия в середине века значительного развития достиг-
3
ла наука о термоэлектричестве, истоки которой мы уже описали . В
лабораторном журнале Фарадея, под датой 28 июля 1836 года, мы читаем4:
"Преобразование термоэлектричества нужно непременно получить на опыте.
Пропустить ток через цепь из сурьмы и висмута".
Фарадей не знал, что описанный здесь опыт уже был проведен, хотя его
автор пришел к нему, следуя цепочке несколько иных идей. В 1834 году Жан
Шарль Пельтье4 (1785-1845) попытался решить задачу, которую впоследствии
успешно решил Джоуль^, измерения тепла, выделившегося при прохождении
электрического тока через проводник. Он обнаружил, что ток вызывает в
однородном проводнике повышение температуры, которое одинаково во всех
частях проводника с одинаковым сечением. Но он не сумел установить
количественную связь тепловых явлений с силой тока - неудача, которая
произошла, главным образом, из-за того, что его внимание было приковано к
повышению температуры, а не к количеству выделившегося тепла. Но это
исследование случайно привело к важному открытию: при последовательном
прохождении тока через два проводника, сделанные из различных металлов, в
месте их стыка выделяется тепло, которое зависит от направления тока, т.
к. при течении тока в одном
хАпп. d. Phys. XXVII (1886), с. 410.
2Amer. Jour. Sci. XXXVII (1889), с. 103.
3См. стр. 115.
4Бенс Джонс Life of Faraday. II, с. 79.
^Annates de Chimie, LVI (1834), c. 371.
6См. стр. 255.
284
Глава 1
направлении стык нагревается, а при течении тока в противоположном
направлении стык охлаждается. Этот эффект Пельтье, как его назвали,
весьма отличается от обыкновенного джоулева высвобождения тепла, когда
количество энергии, освобожденное в тепловой форме, не зависит от
изменения направления тока; джоулево тепло фактически пропорционально
квадрату силы тока, а тепло Пельтье прямо пропорционально силе тока.
Тепло Пельтье, которое поглощается из внешних источников, когда ток г
протекает за единицу времени через стык из одного металла В в другой
металл А, можно обозначить как
П i(T)i,
где Т - абсолютная температура стыка. Функцию П^(Т) можно выразить как
разность двух частей, одна из которых зависит только от металла А, а
другая - только от металла В. Таким образом, можно записать
П^(Т) = Пл(Т)-Пв(Т).
В 1851 году на основе открытий Зеебека1 и Пельтье У. Томсон"^ создал
общую теорию термоэлектрических явлений. Рассмотрим цепь, образованную
