История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
пересекающих единичную площадь, расположенную перпендикулярно их
направлению в любой точке, определяет напряженность магнитного поля в
этой точке.
Все размышления Фарадея основывались на силовых линиях. "Я не могу
удержаться, - писал он в 1851 году'', - от повторного выражения своей
убежденности в истинности такого представления магнитного действия,
которое дает идея силовых линий. Все, что
хЕхр. Res. III, с. 405.
2В этой связи мы должны помнить, что напряженностью магнитного поля в
веще-стве намагниченных тел является напряженность, испытываемая в
трещине, стороны которой перпендикулярны линиям намагничивания; другими
словами, мы должны принять, что это то самое, что со времен Максвелла
называлось магнитной индукцией.
3?лр. Res. §3073. Эту теорему впервые доказал французский геометр Мишель
Шаль в своем научном труде по притяжению элипсоидального листа, Journal
de I'Ecole Polyt. XV (1837), с. 266.
^Ibid. §3122. "Относительная величина силы, или силовых линий, в данном
пространстве показана их сгущенностью или разреженностью, т. е. их
количеством в данном пространстве".
5Exp. Res. §3174
210
Глава 6
установили в отношении этого действия опытным путем, то есть все то, что
не является гипотетическим, кажется хорошо и ясно представленным этой
идеей"*.
Фарадей обнаружил, что ток в контуре индуцируется при изменении силы
соседнего тока, при приближении к контуру магнита или при перенесении
самого контура в присутствие другого тока или магнита. Из этого^ он
увидел, что во всех случаях индукция зависит от относительного движения
контура и магнитных силовых линий, расположенных в непосредственной
близости от этого контура. Точная природа этой зависимости стала
предметом множества последующих опытов. В 1832 году Фарадей обнаружил^,
что токи, созданные индукцией при одних и тех же условиях в разных
проводах, пропорциональны проводящей способности этих проводов. Этот
результат показал, что индукция заключается в создании определенной
электродвижущей силы, которая не зависит от природы провода, а зависит
только от пересечений провода с магнитными кривыми. Эта электродвижущая
сила создается независимо от того, образуют ли провода замкнутый контур
(так что протекает ток) или нет (так что возникает электрическое
напряжение).
Теперь осталось только узнать, каким образом электродвижущая сила зависит
от относительного движения провода и силовых линий. Сам Фарадей4 ответил
на этот вопрос так: "Независимо от того, движется провод через силовые
линии прямо или косо, в одном направлении или в другом, электродвижущая
сила равна сумме величин сил, представленных линиями, которые пересек
провод", так что "количество электричества, попавшего в ток, напрямую
зависит от количества пересеченных кривых"^. Наведенная электродвижущая
сила фактически просто пропорциональна количеству единичных магнитных
силовых линий, пересеченных проводом за секунду.
^Некоторые из самых выдающихся современников Фарадея не разделяли это
убеждение. "Я заявляю, - писал в 1855 году Георг Эйри, - что я с трудом
могу представить, что человек, который практически и теоретически знает
согласованность "между наблюдением и результатами вычисления, основанного
на действии на расстоянии", может медлить при выборе между этим простым и
точным действием, с одной стороны, и чем-то столь смутным и изменчивым,
как силовые линии, с другой стороны". Ср. Бене Джонс Life of Faraday, II,
с. 353.
2Ехр. Res. §116.
3Ibid. §213.
4Exp. Res. §3082.
5Ibid. §3115.
Фарадей
211
Это фундаментальный принцип индукции токов. Вся честь этого открытия
несомненно принадлежит Фарадею; однако для правильного понимания
прогресса электрической теории в этот период необходимо помнить, что
прошло много лет, прежде чем все концепции, содержащиеся в принципе
Фарадея, стали ясными и понятными для его современников, а до этого
времени к задаче формулировки законов индукционных токов успешно
подходили с иных позиций. В действительности существовало множество
препятствий для непосредственного принятия работы Фарадея современными
ему математиками. Сам Фарадей не был математиком, а потому он не мог
разговаривать с ними на их языке, и его излюбленный способ представления
через движущиеся силовые линии отталкивал аналитиков, которые прошли
школу Лапласа и Пуассона. Более того, сама идея электродвижущей силы,
которую Ом в своем научном труде применял к токам несколькими годами
ранее, была, как мы видели, не ясна и превратно понята.
Теория Фарадея порождала любопытный вопрос: если вращать стержневой
электромагнит вокруг своей оси, будут ли вместе с ним вращаться его
магнитные силовые линии. Сам Фарадей считал, что силовые линии не
вращаются^. В соответствии с этим взглядом вращающийся магнит, как и
Землю, следует рассматривать как движущийся через свои собственные
силовые линии, так что он должен приобретать на экваторе и полюсах заряды
противоположных знаков; и если бы провод, не участвующий во вращении
