|
электродинамической постоянной. Эту постоянную впервые измерили немецкие
физики Вильгельм Вебер и Рудольф Кольрауш (1809-1858) в 1856 г. Они получили
поразительный для того времени результат: в пределах погрешностей эксперимента
электродинамическая постоянная оказалась равной скорости света в вакууме. Этот
факт стал понятным после открытия Максвеллом электромагнитной природы света.
Анализ закона Ампера о взаимодействии токов привел выдающегося
голландского физика Хендрика Антона Лоренца (1853-1928) к выражению для силы,
действующей на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу, - силы Лоренца.
В физике XIX в. одной из основных была идея «единства физических сил». Эту
идею особенно настойчиво реализовывал Фарадей. Он задавался вопросами - какова
связь между электричеством и магнетизмом? Можно ли превратить одно в другое?
Проведя многочисленные эксперименты, он пришел к открытию в 1831 г. закона
электромагнитной индукции. Этот закон стал важным шагом на пути создания
электродинамики. Вот как описал Фарадей в статье «Об индукции электрических
токов» эксперимент, который привел его к великому открытию: «На широкую
деревянную катушку была намотана медная проволока длиной 203 фута, а между ее
витками была намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлоп-
чатобумажной нитью. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, а
другая — с сильной батареей... При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но
чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось
при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из
спиралей не удавалось обнаружить отклонений гальванометра...». Фактически это
был прообраз трансформатора. В том же году Фарадей обнаружил возникновение
электрического тока с помощью только лишь магнита: «Один конец цилиндрического
магнитного стержня ... подводится к самому краю цилиндрической спирали из
проволоки, после чего стержень быстро вталкивается внутрь спирали на всю длину
— стрелка гальванометра при этом приходит в движение; стержень резко
вытаскивается - стрелка вновь приходит в движение, но в противоположную
сторону. Этот эффект наблюдается всякий раз, когда магнит вдвигается или
выдвигается, и, следовательно, при этом возникает электрическая волна».
Проводя фундаментальные опыты, Фарадей создал первый электрогенератор -
колесо Фарадея. Он писал: «Заставил медный диск вращаться между полюсами
большого подковообразного магнита Королевского общества. Ось и точка на краю
диска были соединены гальванометром. При вращении диска стрелка гальванометра
приходила в движение».
После многочисленных экспериментов Фарадей дал количественную
формулировку открытого им закона электромагнитной индукции.
В 1821 впервые осуществил вращение магнита вокруг проводника с током и
проводника с током вокруг магнита, создав тем самым лабораторную модель
электродвигателя.
Под датой 17 октября (1831) лабораторный журнал рассказывает об одном из
этих опытов. «Я взял цилиндрический магнитный брусок (3/4 дюйма в диаметре и 8,5
дюйма длиной) и ввел один его конец в просвет спирали из медной проволоки (220
футов длиной), соединенной с гальванометром. Потом я быстрым движением
втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка гальванометра
испытала толчок. Затем я также быстро вытащил магнит из спирали, и стрелка
опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания стрелки повторялись
всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался. Это значит, что
электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств,
присущих ему в покое».
В этих исторических опытах Фарадей впервые упоминает свои знаменитые
«линии магнитных сил» и поясняет: «Линиями магнитных сил я называю те линии,
которые становятся доступными нашему зрению, когда мы рассматриваем
расположение железных опилок вокруг полюсов магнита».
В 1833 – открыл законы электролиза, которые стали весомым аргументом в
пользу дискретного характера электричества. Ввел понятия: подвижность (1827);
катод, анод, ионы, электролиз, электролиты, электроды (1834).
В 1837 обнаружил влияние диэлектриков на электрическое взаимодействие и
ввел понятие диэлектрической проницаемости.
В 1845 открыл диамагнетизм, а в 1847 – парамагнетизм. В 1845 обнаружил
явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея) и
в этом же году употребил термин «магнитное поле».
По мнению А. Эйнштейна, идея поля была самой оригинальной идеей Фарадея,
самым важным открытием со времен Ньютона. У Ньютона и других ученых
пространство выступало как пассивное вместилище тел и электрических зарядов, у
Фарадея же пространство участвует в явлениях.
«
Надо иметь могучий дар научного
предвидения, - писал А. Эйнштейн, - чтобы распознать, что в описании
электрических явлений не заряды и не частицы описывают суть явлений, а скорее
пространство между зарядами и частицами».
Ради исторической справедливости следует отметить, что явление
электромагнитной индукции наблюдал в том же 1831 г. американский физик Джозеф
Генри (1797-1878). Однако Фарадей несколько раньше опубликовал свои результаты.
Генри первый сконструировал мощные подковообразные электромагниты, способные
поднимать грузы в одну тонну (1828), построил электрический двигатель (1831),
обнаружил явление самоиндукции и экстратоки (1832). Он изобрел электромагнитное
реле.
Do'stlaringiz bilan baham: |
