Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

• Название: Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
• Автор: Владимир Карцев
• Издательство: Энергоатомиздат
• Жанр: Физика
• Год: 1988
• ISBN: 5-283-02929-8

В популярной и занимательной форме рассказывается об истории решения проблемы, волнующей в равной степени и ученых, и инженеров. Эта проблема — получение сильных магнитных полей. Известно, что чем большее магнитное поле удается создать в машине, тем меньшие габариты она имеет и дешевле стоит. Ученые разработали несколько эффективных способов получения сильного магнитного поля. Об успехах и неудачах на этом пути и рассказывается в книге.

Для учащихся старших классов, читателей, интересующихся историей и современными достижениями науки и техники.

---

сантиметров.

И на родине Гильберта продолжались исследования электричества. Этим занимался

Ньютон, его лаборант научился передавать заряд лейденской банки по влажной

веревке.

Наиболее дальновидному исследователю пришла в голову мысль о том, что и

сверкающая молния, раскалывающая грозовое небо, — это грандиозная электрическая

искра, полученная с помощью исполинской лейденской банки… Этим исследователем

оказался американец Бенджамин Франклин (1706…1790). Сын бедных родителей, он

мало ходил в школу, то помогал отцу варить мыло, то обучался слесарному делу, то

выполнял поручения брата-типографа.

В двадцать семь лет он стал популярнейшим писателем. Его "Бедный Ричард"

выдержал бесчисленное количество изданий. "Я мог бы попытаться вызвать к себе

добрые чувства, провозгласив, что я пишу эти выпуски не для чего иного, как для

блага общества; но это было бы неискренне, и, кроме того, современники мои

слишком умны для того, чтобы быть обманутыми таким образом… Истина же в том,

что я крайне беден, и… издатель обещал мне значительную часть выручки…", -

откровенно писал Франклин по поводу своей писательской деятельности.

Физикой он заинтересовался после того, как прослушал лекцию по электричеству, на

которой была показана электрическая искра и продемонстрировано неприятное

действие на человека разряда лейденской банки. Пользуясь словами батарея,

конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка, мы вряд ли помним о том, что

Франклин был первым, кто дал названия всем этим предметам и явлениям. Всего семь

лет он занимался физикой (с 1747 по 1753 г.), но его вклад в науку оказался

огромным.

В последние годы жизни Франклин стал одной из выдающихся фигур в политической

жизни Америки, активным борцом за освобождение ее от колониального ига Англии.

Обаятельнейший, интереснейший человек своего времени, веселый и жизнерадостный,

атлетически сложенный, Франклин был всегда окружен почитателями.

Обратимся же к семи "электрическим" годам из жизни Франклина, точнее, к тем из

них, которые были связаны с доказательством электрической природы молнии.

После случайно прослушанной лекции Франклин развил довольно простую, но стройную

и правильную теорию статического электричества и его передачи от одного тела к

другому — ту теорию, которую мы узнали в школе, впервые знакомясь с

электричеством. Сейчас мы сделали бы лишь одну поправку к этому учению: Франклин

наугад принял, что тело, которое накапливает электричество, заряжается

положительно, а тело, теряющее электричество, заряжается отрицательно. Мы знаем

теперь, что носителем электричества в проводниках является отрицательно

заряженный электрон. Поэтому наэлектризованное тело, на наш взгляд, должно быть

признано отрицательным. Естественно, что Франклин не мог предугадать этого.

Чтобы не ломать установившегося со времен Франклина представления, сейчас

направление тока (от "плюса" к "минусу") принимают обратным направлению

происходящего в действительности процесса — движения электронов.

Четкие представления Франклина о природе электричества позволили ему создать

теорию, по которой и молния есть не что иное, как электрическая искра. В одном

из своих трудов Франклин описал, как нужно поставить доказывающий это опыт.

Француз Далибар, по описанию Франклина, провел в Марли опыт: металлический

стержень, установленный на горе, приближали одним концом к заземленному стержню.

Во время грозы 10 мая 1752 г. Далибар получил из грозового облака большую синюю

электрическую искру, сопровождавшуюся резким треском и запахом озона. Уже через

восемь дней Далибар показал этот опыт королю.

Однако, хотя Далибар первым получил "молнию с небес", ясно, что

первооткрывателем был Франклин. В 1753 г. Франклин поставил и свой знаменитый

эксперимент с воздушным змеем.

В том же году аналогичные эксперименты провели М.В.Ломоносов и Г.В.Рихман.

Рихман хотел количественно оценить явление электризации при разряде молнии.

Неосторожно наклонившись слишком близко к стержню своей "громовой машины",

Рихман был поражен молнией в голову.

Научный мир содрогнулся. И до того молнии убивали, особенно звонарей у колоколов

на церковных башнях, а тут жертвой оказался ученый. По Ломоносову, "погиб Рихман

славной смертью", печалился петербургский коллега Крафт ("это был второй

Плиний"), оплакивал учителя молодой Румовский ("молнией поражен Орфей, Эскулап и

Зороастр"). Со временем страсти утихли, а ученые стали принимать меры

безопасности.

К.Г.Кратценштейну (1723…1795), который констатировал ужасную смерть Рихмана от

разряда, вошедшего в висок и покинувшего тело через мизинец ноги ("башмак

разодравши, но даже не прожегши"), не суждено было утешиться до конца жизни. Он

приехал в Петрополь служить механиком в Академии наук уже известным доктором

медицины и философии, получив премию Академии Бордо за объяснение механизма

подъема водяных паров в воздухе, будучи избранным в Академию Леопольдины за

излечение электризацией паралича пальца у женщины. Рихмана он, по его мнению, не

уберег, в отчаянии уехал из России, даже не продлив контракта с Академией Санкт-

Петербурга, и осел в Копенгагене до конца своих дней.

О молнии и защите от нее всегда ходило множество диковинных рассказов и небылиц.

Известно было, например, что кельтские воины, если гроза застигала их в поле,

ложились на землю, зажигали факел и втыкали в землю острием вверх свои длинные

мечи. Молния била в мечи и уходила в землю, не причиняя вреда воину.

Много позднее итальянец Вольта на опыте показал, что пламя свечи создает столб

теплого воздуха, электропроводность которого повышена. Сам ученый построил

эффектный электрометр со свечой, вдохновляясь, как он говорил, примером

древнеегипетских жрецов. Когда надо было "выпросить бога", они разжигали

огромный жертвенный костер, по столбу дыма из небес в землю била молния, якобы

возвещавшая волю Юпитера, Зевса или Озириса.

Впрочем, о древних громоотводах забылось, только монахи пытались отогнать громы

и молнии охранными молитвами, а в народе далекими отзвуками прошлого жили

странные рассказы о молниях, богах, грозах и жертвах небесного огня. И нет числа

таким рассказам, как не было меры тайне, сопутствующей природе молнии.

Неудивительно, что после предложения Франклина поставить железные палки для

защиты от молнии, Европа и Америка разделились на два лагеря: ярых приверженцев

громоотвода и столь же ярых его противников. В Париже одно время считались

модными шляпки с громоотводом. В то же время парижский домовладелец де Визери,

поставивший на своем доме на Сен-Опера громоотвод, подвергся яростным нападкам

соседей, которые в конце концов подали на него в суд. Это было в 1780 г. Процесс

длился четыре года. Защитником громоотвода на процессе выступал никому еще не

известный адвокат Максимилиан Робеспьер. На стороне противников громоотвода

экспертом выступал Жан-Поль Марат. В конце концов де Визери был оправдан… Но

французы еще долго противились громоотводу. Может быть, это продолжалось бы и

дальше, если бы не один курьезный случай.

В Филадельфии (США) в 1782 г. было установлено 400 громоотводов (всего в

Филадельфии было в то время 1300 домов). Крыши всех общественных зданий, за

исключением, разумеется, гостиницы французского посольства, были увенчаны

металлическими штырями громоотводов. Во время грозы 27 марта 1782 г. именно в

дом-исключение ударила молния. Гостиница была частично разрушена, а живший в ней

французский офицер убит. После этого случая, вызвавшего широкий общественный

резонанс, даже Франция официально признала громоотвод.

Возможно, лишь после этих очень громких процессов и событий электрическая

природа молнии стала общепризнанной. Ни у кого не оставалось сомнений в том, что

молния — это электрическое явление. Связь молнии с электричеством была прочно

доказана. Примерно в это же время ученые стали понемногу подходить к восприятию

идеи о том, что молния каким-то образом связана и с магнетизмом. Однако

перебросить такой мостик было чрезвычайно сложно главным образом из-за

недостатка систематических сведений, касающихся магнита.

Какая неведомая, таинственная сила направляет стрелку компаса? В чьих силах

сообщить неживому камню способность двигаться, присущую только живому? Кто бы