Magnetizm haqida dastlabki tushunchalar

MAGNETIZM HAQIDA DASTLABKI TUSHUNCHALAR

REJA:

1.Magnetizm haqida.

2. Elektr zaryadining saqlanish qonuni

Elektr va magnetizm hodisalarining o'zaro uzviy bog‘liqligi, parranda pati va hayvon junining qahraboga, temir qirindilarining magnitga tortilishi kabi oddiy fizik jarayonlar orqali,butun Yevropaning eng yuksak zehn zakovat egalarining farazlarida mavjud edi. Ilmiy adabiyotlarda po‘lat ignaning elektr uchqunlari bilan magnitlanib qolganligi hamda, kompas magnit strelkasining chaqmoq ta'sirida magnit xususiyatidan mosuvo bo'lganligi haqida faktlar allaqachon mavjud edi. Galvanizm bo‘yicha risolasida (1804 yil) Aldini, Volt ustuni tufayli magnitlanib qolgan po‘lat igna haqida, Romanozi esa, magnit strelkasining Volt ustuni ta'sirida magnitsizlanib qolganligi haqida yozgan edi. Lekin, bu faktlarning barchasi tasodifiy kuzatuvlar shaklida bo‘lib, ular umumlashtirilmagan va mufassal yoritilmagan edi.

Bu hodisalarning mohiyati va ahamiyatini birinchi bo‘lib, Daniyalik fizik olim, Hans Xristian Ersted angladi va unga butun dunyo olimlarining diqqatini jalb etdi.

"Daniyalik olim, professor, - deb yozgan edi Amper, - o‘zining buyuk kashfiyoti bilan fiziklar uchun yangi tadqiqotlar yo‘lini ochib berdi. Bu tadqiqotlar o‘z samarasini bermay qolmadi; ular, taraqqiyotning keyingi yo‘nalishiga befarq bo‘lmagan insonlar uchun e'tiborga molik bo'lgan ko‘plab faktlarning ochilishiga turtki bo'ldi."

Hans Xristian Ersted (1777-1851) Daniyaga qarashli Langeland orolidagi kichik Ryudkobing shaharchasida, o‘rtahol dorixonachi oilasida tug‘ildi. Oilaning moliyaviy holati, Hans va uning akasi Anderslarga boshlang‘ich ta'limni uzluksiz olishga imkoniyat bermagan. Shu sababli, ularning o‘qishi betartib ravishda, to'g‘ri kelgan joyda davom etgan. 12 yoshidan boshlab Hans, otasining dorixonasida sotuvchi bo‘lib ishlay boshlagan. Aynan shu davrda uning istiqboli uchun tibbiyot birinchi o‘ringa chiqib, adabiyot, kimyo, tarix va boshqa sohalarni ikkinchi darajaga surib qo‘ygan edi. U Kopengagen universitetiga kirganida, aynan tibbiyot sohasining mutaxassisi bo‘lishni reja qilgan edi. Lekin u talabalik yillaridayoq, tibbiyot bilan birgalikda, birvarakayiga fizika, astronomiya, falsafa va she'riyat sohalarini ham puxta o‘zlashtirib bordi.

Hans Xristian Ersted, nafaqat ilmiy sohada, balki badiiy did borasida ham yuksak salohiyatli inson bo‘lgan. U badiiy asarlarni ham nozik adabiy qochirimlar va g‘oyat katta mahorat bilan yozib, o‘z o‘quvchilariga ega bo'lgan. 1797-yilda unga berilgan Kopengagen universitetining oltin medali ham buni isbotlab turibdi. Mazkur medalni topshirish marosimi bayonnomasida, Hans Xristian Erstedga oltin medal "Nazm va Nasr sarhadlari" nomli esse uchun berilgani qayd qilingan. Kimlardir uchun Erstedning keyingi olgan yuksak mukofoti, ta'kidlab o‘tilgan badiiy asar uchun olgan mukofoti bilan o‘zaro mos kelmaydigan, tamomila qarama qarshi yo‘nalishdek tuyular, zero, u "Ishqorlarning xususiyatlarini baholash" bo‘yicha, ya'ni kimyo faniga oid edi. Biroq, bu olimning zehn va iqtidori, talabalik yillaridayoq haqiqatan ham yuksak, dunyoqarashi keng va serqirra bo‘lganidan dalolatdir. Erstedning falsafa fanlari doktori bo‘lganligi va tibbiyot yo‘nalishida katta mahoratga ega bo‘lganligi esa, uning iqtidori fenomenal darajada bo‘lganligiga ishora qilmoqda.

Ersted 20 yoshida farmatsevtika bakalavri diplomiga, 22 yoshida esa, falsafa fanlari doktori unvoniga ega bo‘lgan. Doktorlik dissertatsiyasini ajoyib ravishda himoya qilgach, universitetning yo‘llanmasi bilan, Ersted Fransiya, Germaniya, va Gollandiya davlatlariga malaka oshirishga yuboriladi. U yerda yosh olim, fizik hodisalarni she'riyat yordamida tadqiq qilish imkoniyatlari, fizika va mifologiyaning o‘zaro bog‘liqligi haqida ma'ruzalar tinglaydi.

1806-yilda Ersted Kopengagen universitetida professor unvoniga ega bo‘ladi. Shelling falsafasi bilan jiddiy qiziqib qolgan olim, issiqlik, yorug‘lik, elektr va magnetizmlarning o‘zaro bog‘liqligi haqida fikr yurita boshlaydi. 1813-yilda uning "Kimyoviy va elektr kuchlarining ayniyatining tadqiqi" nomli ilmiy ishi bosmadan chiqadi. Mazkur asarda u elektr va magnetizmning o‘zaro bog‘liq ekanligi g‘oyasini birinchi marta bayon qilgan va bu haqida: "Elektrning ta'sirida, magnitda qandaydir harakat paydo bo‘larmikan, shuni tekshirib ko‘rish kerak... " - deb yozgan edi. Uning mulohazasi sodda edi: elektr quyidagilarni paydo qiladi: yorug‘lik, uchqun, tovush - shovqin, va albatta issiqlik - o'tkazgichning manbaga ulangan joylari qiziydi. Lekin elektr magnit ta'sirini ham yuzaga keltirishi mumkinmi? Aytishlaricha, Ersted hech qachon magnitdan uzoqlashmagan ekan. U o‘zi bilan doimiy ravishda magnit bo‘lagini olib yurar, va bu bo‘lak uning doimiy tafakkur manbai bo‘lib xizmat qilar ekan. Bu haqida olimlar hazil aralash, "Magnit Erstedning kiyimida ancha mil masofani bosib o‘tgan" deyishar ekan.

Hozirgi kunda, har qanday maktab laboratoriyasida, o‘rtasidagi teshikdan elektr simi o‘tgan karton qog‘ozga temir qirindilarini sochib, "elektr qarama qarshiligi uyurmasi" hodisasini namoyish qilish orqali, oddiy maktab o‘quvchisi ham Ersted tajribasini oson takrorlashi mumkin. Lekin, Erstedgacha bo'lgan hamda, Erstedning o‘zi faoliyat yuritgan davrda bu narsaning mohiyatiga erishish oson bo‘lmagan. Ersteddan avval ham, elektr tokining magnit xususiyatlarini aniqlashga urinishlar ko‘plab bo'lgan. Masalan, rus fizigi Petrov, batareya qutblarini temir va po‘lat plastinalari bilan ulab, tokning magnit xususiyatini "tutib olmoqchi" bo‘lgan. Petrov o‘zining tajriba xonasida bir necha kunlab vaqt o‘tkazib, biroq aniq natijaga erisha olmagan. Shuningdek boshqa usul va vositalar bilan mazkur hodisani aniqlashga urinishlar haqida ma'lumotlar bor, biroq, elektr tokining magnit xususiyatlarini birinchi bo‘lib to‘liq o‘rganib chiqqan va batafsil ilmiy tahlil yordamida yoritib bergan olim bu baribir Ersted bo‘ldi.

1822 yilning 15 fevral kuni, Kopengagen universitetining xizmat ko‘rsatgan professori Hans Xristian Ersted talabalarga ma'ruza o‘qir edi. Ma'ruzada professor ko‘rgazmali qurollardan keng foydalanardi. Laboratoriya stolida, elektr tok manbai, o'tkazgich, o'tkazgich tok manbaiga ulovchi qisqichlar hamda kompas turardi. Ersted elektr zanjirini yig‘ib, tokka ulashi bilan, kompas strelkasi harakatga kelib, aylana boshladi. Zanjir manbadan uzilishi bilan, kompas strelkasi dastlabki holatiga qaytib qolar edi. Bu olimlar uzoq yillardan beri qidirib kelayotgan bog‘liqlik - elektr va magnetizmning o‘zaro uzviyligining birinchi amaliy isboti edi. Ko‘rinishidan hammasi oddiydek: Ersted talabalarga, elektr va magnit hodisalarining bog‘liqligi haqidagi o‘z g‘oyasining yana bir isbotini namoyish qildi. Lekin nima uchun u mazkur tajribani o‘z g‘oyasi uchun isbot tariqasida qabul qilmadi? Nima uchun Ersted hamon ikkilanishda davom etmoqda?

Gap shundaki, uning ma'ruzasida hozir bo'lgan talabalar keyinroq unga butunlay boshqa narsani aytib berishdi: ularning so‘zlariga ko‘ra Ersted o‘sha ma'ruzada faqat elektr tokining qiziq xususiyatlaridan biri - o'tkazgichning qizishi va issiqlik ajratib chiqarishi hodisasini tushuntirmoqchi bo'lgan. Stol ustidagi kompas esa umuman tasodifan, Erstedning nazaridan tashqari ravishda o‘sha joyda turgan bo'lgan. Ha, aynan tasodifan! Talabalardan bir hushyorrog‘i, professorning tokni uzib, ulashi natijasida, o'tkazgich simlar yaqinida turgan kompas strelkasining holati o‘zgarayotganligini tasodifan ko‘rib qolgan va bu haqda Erstedga ma'lumot berganda, professorning hodisa yuzasidan taajjubi va hayrati nihoyatda katta bo'lgan ekan.

Ersted mazkur kashfiyotni tasodifan amalga oshirdi deyish adolatdanmi? - Axir, kerakli asboblar va ularning zaruriy ish rejimida tartiblanishi tasodifi har qanday boshqa laboratoriyada ham yuz berishi mumkin ediku? Ha, aynan shunday. Lekin, Ersted va uning tajribasi misolida tasodif bu - qonuniyatdir! Chunki o‘sha davrlarda Ersted, elektr va magnetizm, umuman olgan fizik hodisalarning mohiyatini tadqiq qilayotgan sanoqli olimlardan biri edi. Bu haqida Erstedning o‘zi shunday yozgan edi: "Ma'ruzamda hozir bo'lganlarning barchasi guvohlik berishi mumkinki, men tajribaning mohiyatini darhol tushuntirib berdim. Shu sababli, professor Gilbertning, bu boradagi e'lon qilingan dastlabki xulosalarimdan kelib chiqib, tasodif deb atashni hoxlayotganidek, kashfiyotni tasodif deyish o‘rinli emas."

Erstedning kashfiyotining mohiyatiga qaytsak: shuni ta'kidlash kerakki, ma'ruzada ko‘rsatilgan ko‘rgazmali qurollardagi kompasning strelkasining elektr toki ta'sirida harakatlanishi nisbatan sezilarsiz va qisqa bo'lgan. Buni bevosita tajriba o‘tkazayotgan professorning o‘zi ham ish ustida darhol sezmaganligidan ham anglash mumkin. Kompasning strelkasi aynan tokning uzib ulanishi ta'sirida harakatlanib, joyiga qaytayotganligini talabalardan bir sezib qolgan.

1820-yilning iyulida Ersted tajribani yana bir bora takrorlab ko‘radi. Bu safar elektr tokining ancha kuchliroq manbalarini - kattaroq hajmli batareyalarni qo‘llab ko‘rdi. Endilikda effekt sezilarli darajada kuchliroq va yaqqolroq namoyon bo‘la boshladi. Qaytanga, zanjirni yig‘ishda qo‘llanilgan o'tkazgich simning qalinligi qanchalik yo‘g‘on bo‘lsa, effekt shunchalik kattaroq kuch bilan namoyon bo‘lar edi. Bundan tashqari olim, qarama-qarshi harakat borasidagi nyutoncha tushunchalarga muvofiq kelmaydigan g‘alati bir fizik hodisani payqab qoldi. Kompasning magnit strelkasi hech qachon o'tkazgich simga qarab parallel yo‘nalmas edi, lekin, simga nisbatan perpendikulyar yo‘nalib, Erstedning ta'biri bilan aytganda, "Elektr tokining magnit effekti sim atrofida aylana bo‘ylab harakat qilar edi". Magnit strelkasining yo‘nalishi, o'tkazgich sim urinma sifatida chizilgan hayoli aylana chizar edi. Xuddi havoda ko‘zga ko‘rinmas magnit kuchlarining uyurmaviy harakati, kompas strelkasining u yoqdan bu yoqqa aylanishga majbur qilayotgandek taassurot uyg‘otardi. Olimni aynan shu holat o‘ta ajablantirib, qiziqish va tadqiqotlarining keyingi manbaiga aylangan edi.

Ersted o‘z tajribalariga, o‘sha davrning mashhur va nufuzli kishilarini, asosan olimlarni guvohlikka taklif etar va tajriba yakunlari bo‘yicha xulosalarni oshkor etishda, guvoh sifatida qatnashgan kishilarni nomma-nom sanab, ularning ijtimoiy va ilmiy unvonlarini erinmasdan bayon qilardi. Chunki, Erstedning ochgan kashfiyotiga va uning mohiyatini tushunishga bo‘lishi mumkin bo'lgan shubha va kesatiqlarni oldini olishi va o‘z ilmiy g‘oyalarining to'g‘ri yo‘nalishda ekanligini, nufuzli guvohlar hay'ati huzurida isbotlash kerak edi. Aytib o‘tganimizdek, Erstedning bu kashfiyoti o‘sha zamona fizik tushunchalari qolipiga mos kelmasdi. Shu sababli, elektr va magnetizm borasidagi tajribalarni mufassal bayon qilish maqsadida Ersted 400 sahifalik pamflet yozdi. Ersted, tajribaning nazariy bayonini umumiy qilib bayon qilgan bo‘lsa-da, unda elektromagnit hodisalarning uyurma xarakteriga ega ekanligi haqidagi yangi g‘oyani ilk marta ta'kidlab o‘tdi. Bu haqida u: "Kuzatishlar natijasidan shunday xulosaga kelish mumkinki, bu qarama-qarshilikni simning atrofidagi uyurma paydo qiladi" - deb yozgan edi. Boshqacha aytganda, magnit kuch chiziqlari, tokli o'tkazgichni o‘rab oladi, yoki, elektr toki magnit maydoning uyurmasi bo'ladi. Elektrodinamikaning birinchi qonuning mazmuni shunday va Hans Xristian Erstedning kashfiyotining mohiyati shunda namoyon bo'ladi.

Ersted tajribasi faqatgina elektr va magnetizm orasidagi uzviy bog‘liqlikni tasdiqlab qolmasdan, balki, u orqali asrlar davomida olimlar ko‘zidan yashirinib kelgan ilmiy asrorlardan biri - uyurma xarakterining kashf etilishi ham aniqlandi.

1820-yilning 21-iyulida Kopengagenda Erstedning lotin tilidagi "Elektr ixtiloflarining magnit strelkasiga ta'siriga oid tajribalar" nomi ostidagi risolasi chop etildi. Olim uni Yevropaning barcha ilmiy muassasalariga va olimlariga, fizik jurnallariga yuborib, tarqatib chiqdi. Bu orqali Ersted ilmiy jamoatchilik diqqatini elektr va magnetizm hodisalariga qaratmoqchi edi. Haqiqatan ham, Ersted tajribasi ilmiy jamoatchilikda katta bahs-munozaralarga sabab bo‘ldi. bu galvanizmning ikkinchi tug‘ilishi edi.

Natijada, Gilbert davridan buyon alohida-alohida qarab kelinayotgan ikki guruh hodisalarning orasidagi bog‘liqlik tamoyili o‘rnatildi. Yangicha o‘zaro ta'sir turi aniqlandi: bungacha fizikada markazlashgan (markaziy) kuchlar tushunchasi yo‘q edi. O'tkazgich sim ham kompas qutblarini itarmaydi ham, tortmaydi ham, aksincha ularni o‘z uzunligi bo‘ylab perpendikulyar muvozanatlanishiga intiladi. "Ersted tajribalari boshlang‘ich mexanika qonuniyatlariga tamomila zid", - deb qayd qilgan edi Arago.

Erstedning yangi kashfiyoti, fiziklarga elektr toki uchi o‘ta sezgir va qulay indikator tayyorlash imkonini berdi. Erstedning o‘z tajribalari borasidagi esdaliklarining nashr etilishi bilan, voqealarning keyingi o‘sha zamonga xos bo‘lmagan jadallik bilan, tezkor templarda rivojlana boshladi. Esdaliklar chop etilishidan bir necha kun o‘tib, ularning dastlabki nusxalari Jeneva kitob do‘konlarida paydo bo‘ldi. Bu vaqtda Jenevada Arago mehmon bo‘lib turgan edi. Uni Ersted tajribalari bilan birinchi tanishuviyoq, o‘zining va boshqa hamkasblarining ko‘p yillardan beri tushuna olmayotgan savollariga javob topilishi bilan quvontirib yubordi. Aragoning Ersted tajribalaridan ta'sirlanishi va to‘lqinlanishi shu darajada bo‘lganki, u tajribani takrorlash chog‘ida, ko‘z o‘ngida yuz berayotgan fizik hodisadan hayajonlanib: "Janoblar, Inqilob yuz bermoqda!" degan mashhur iborani ataylab o‘rnidan turib takrorlagan ekan.

Ersted tajribalaridan ta'sirlangan Arago Parijga qaytadi va shu kuniyoq, 4-sentyabr 1820-yilda Fanlar Akademiyasining majlisida nutq bilan ishtirok etib, farang olimlariga Ersted tajribalari haqida og‘zaki ma'lumot beradi. Akademiyaning erinchoq xizmatchisining yig‘ilish bayonnomalari jurnalida o‘ta erinchoqlik va notekis dastxat bilan belgilagan qaydlariga ko‘ra, farang Fanlar Akademiyasi, akademiyaning keyingi majlisi, ya'ni 2-sentyabr kunida Aragodan Ersted tajribasini amalda, "Tabiiy o‘lchamlarda" namoyish qilishni so‘rashgan.

Aragoning nutqini va keltirgan fakt-ma'lumotlarni akademik Andre Mari Amper alohida diqqat-e'tibor bilan tingladi. Balki aynan o‘sha lahzalarda, majoziy ma'noda albatta, Erstedning qo‘lidan kashfiyotlar estafetasi tayoqchasini qabul qilib olgan bo‘lsa kerak. u ham bu lahzalarni xuddi Arago va Ersted kabi uzoq kutgan edi - 20 yildan ortiqroq... o‘sha kuni - 4 sentyabr 1820 yilda u harakat qilish lozimligini anglab yetdi. Atiga ikki haftadan so‘ng esa, u butun dunyoga o‘zining olamshumul kashfiyoti haqida ma'lum qildi.