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.

---

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

мог подумать, что именно электричество порождает столь разные и столь могучие

эффекты — и молнию, и магнетизм?

Правильное направление мыслям ученых о природе магнетизма, как и в случае

электричества, дала молния.

В начале XIX столетия французский ученый Франсуа Араго выпустил книгу "Гром и

молния". В этой книге содержится несколько любопытнейших записей, некоторые из

них, быть может, и привели к тому, что приятель Араго, французский физик Андре-

Мари Ампер, впервые дал правильное объяснение магнетизму.

Вот некоторые выдержки из книги "Гром и молния": "…В июле 1681 года корабль

"Квик" был поражен молнией. Когда же наступила ночь, то оказалось по положению

звезд, что из трех компасов… два, вместо того, чтобы, как и прежде, указывать

на север, указывали на юг, прежний северный конец третьего компаса направлен был

к западу…"

И еще: "…В июне 1731 года один купец поместил в углу своей комнаты в

Уэксфильде большой ящик, наполненный ножами, вилками и другими предметами,

сделанными из железа и стали… Молния проникла в дом именно через угол, в

котором стоял ящик, разбила его и разбросала все вещи, которые в нем находились.

Все эти вилки и ножи… оказались сильно намагниченными…"

Все более очевидным для исследований становился факт тесной связи молнии и

магнетизма. Следует учесть, что связь молнии и электричества была в то время

хорошо известна, поэтому становится ясным, что недалек был день, когда наиболее

прозорливый увидит связь между электричеством и магнетизмом. Многие уже почти

угадали эту связь; не хватало лишь небольшого усилия, чтобы преодолеть барьер,

разделяющий две великие силы природы. Так, петербургский академик Франц Ульрих

Теодор Эпинус прочел 7 сентября 1758 г. на общем собрании Академии трактат "О

сходстве электрической силы с магнитною", в котором он почти вплотную подошел к

решению проблемы. Недоставало какого-то мостика, какой-то связующей нити…

Надежды усилились, когда научные круги Европы познакомились с итальянскими

"новинками" — опытами профессора анатомии Алоизо Луиджи Гальвани.

Случайно получилось так, что в комнате, где в ноябре 1780 г. Гальвани изучал на

препарированных лягушках их нервную систему, работал его приятель — физик,

производивший по методу Вольта опыты с электричеством. Одну из отпрепарированных

лягушек Гальвани по рассеянности положил на стол рядом с электрической машиной.

В это время в комнату вошла жена Гальвани. Ее взору предстала жуткая картина:

при искрах в электрической машине лапки мертвой лягушки, прикасавшиеся к

железному предмету (скальпелю), дергались. Жена Гальвани с ужасом указала на это

мужу. Гальвани был поражен и решил, что причина этого — электрические искры. Для

того чтобы получить более сильный эффект, он вывесил несколько препарированных

лягушек на медных проволочках на железный балкон во время грозы. Однако не

только молнии — гигантские электрические разряды — влияли на поведение лягушек.

При порывах ветра лягушки раскачивались на своих проволочках и иногда касались

железного балкона. Как только это случалось, лапки дергались.

Опыты Гальвани пробудили в широкой публике старые мечты о бессмертии. Бессмертие

казалось совсем близким, осязаемым. Сегодня содрогается лапка убитой лягушки, а

завтра… Бесчисленное количество людей стали проделывать опыты по методике

Гальвани.

Вот что писали об этом в одной из старых энциклопедий:

"В течение целых тысячелетий хладнокровное племя лягушек беззаботно совершало

свой жизненный путь, как наметила его природа, свободно росло и наслаждалось

земными благами, зная одного только врага, господина аиста, да еще, пожалуй,

терпя урон от гурманов, которые требовали для себя жертвы в виде пары лягушачьих

лапок со всего несметного рода. Но в исходе позапрошлого столетия наступил

злосчастный век для лягушек. Злой рок воцарился над ними, и вряд ли когда-либо

лягушки от него освободятся. Затравлены, схвачены, замучены, скальпированы,

убиты, обезглавлены — но и со смертью не пришел конец их бедствиям. Лягушка

стала физическим прибором, отдала себя в распоряжение науки. Срежут ей голову,

сдерут с нее кожу, расправят мускулы и проткнут спину проволокой, а она все же

не смеет уйти к месту вечного упокоения; повинуясь приказанию физиков или

физиологов, нервы ее придут в раздражение и мускулы будут сокращаться, пока не

высохнет последняя капля "живой воды". И все это лежит на совести Алоизо Луиджи

Гальвани…".

Но и сам Гальвани не был счастлив. Умерла любимая жена Лючия, он лишился кафедры

за отказ присягнуть Наполеону, занявшему Италию, погибли два его племянника.

Вскоре и сам ученый умер от голода.

Понять, почему лапки мертвых лягушек дергаются, Гальвани не было суждено. Лишь

великий Алессандро Вольта понял, что соединение разных металлических проводников

(у Гальвани медная проволока была привязана к железному балкону) само по себе

вызывает появление на их концах электрических зарядов. Если замкнуть концы через

тело лягушки, образуется электрический ток, который является не кратковременным,

как при "страшных опытах" Отто фон Герике, а длительным. О природе этого тока у

Вольта с Гальвани был очень серьезный спор: Гальвани был уверен, что источником

тока является сама лягушка, а Вольта считал, что первопричина тока — соединение

двух разных металлов.

Хотя в споре Гальвани оказался не прав, он тем не менее заложил основы учения о

биотоках организма.

Вольта ставил совсем другие опыты — он скептически относился к теории "животного

электричества" Гальвани. Иногда его можно было увидеть за странным занятием: он

брал две монеты или два кружочка — обязательно из разных металлов — и… клал их

себе в рот: одну на язык, другую под язык. Если после этого монеты или кружочки

соединяли проволочкой, Вольта чувствовал солоноватый вкус — тот самый вкус, но

гораздо слабее, что можем почувствовать мы, лизнув одновременно два контакта

батарейки. Из опытов, проведенных раньше с машиной Герике и электрофором, Вольта

знал, что такой вкус вызывается электричеством. Положив один на другой множество

кружков (свыше ста), Вольта получил довольно мощный источник электричества —

вольтов столб. Присоединив к верхнему и нижнему концам столба проводнички и взяв

их в рот, Вольта убедился в том, что этот источник, в отличие от машины Герике и

электрофора, действует длительно.

Вслед за этим Вольта сделал еще одно изобретение — он создал электрическую

батарею, пышно названную "короной сосудов" и состоявшую из многих

последовательно соединенных цинковых и медных пластин, опущенных попарно в

сосуды с разбавленной кислотой. Это был уже довольно солидный источник

электрической энергии (солидный, конечно, по тем временам; сейчас с помощью

"короны сосудов" можно было бы привести в действие разве что электрический

звонок).

20 марта 1800 г. Вольта сделал доклад о своих исследованиях в Лондонском

Королевском обществе. Можно считать, что с этого дня источники постоянного

электрического тока — вольтов столб и батарея — стали известны многим физикам и

их начали широко применять. Распространению этого изобретения и расширению

опытов с электричеством способствовало приглашение Вольта Наполеоном в Париж для

чтения лекций перед видными физиками Франции. В России тоже довольно быстро

узнали об открытии Вольта. Одна из самых гигантских и мощных электрических

батарей того времени, состоящая из 3000 "кружков", была построена русским

профессором В.В.Петровым, открывшим с помощью этой батареи прославившую его

электрическую дугу.

Уже в 1808 г. известный английский физик сэр Гемфри Дэви осуществил электрическое

дуговое освещение на практике. Электричество начало свое победное шествие по

всему миру. Особенно быстро развивалось электрическое освещение. Небольшие лампы

предлагалось даже помещать на головах слуг и служанок в богатых домах. Так,

журнал "Сайнтифик Америкэн" писал в середине прошлого века:

"Вскоре настанет то время, когда и частные дома будут освещаться девушками,

вместо того чтобы использовать электрические лампы на колоннах. Такая девушка

(яркостью в 50…60 свечей) будет сидеть в кресле гостиной и ждать, пока не