§ 4.1. МАГНІТНІ ВЗАЄМОДІЇ
На значній відстані через порожнечу (не повітря йому допомагає!) магніт здатний притягувати важкі шматки заліза. З гвоздиків та скріпок легко спорудити цілі гірлянди. Не менш дивовижна поведінка магнітної стрілки компаса, яка наполегливо прагне повернутися на північ, як би ви не обертали компас, прагнучи збити його з пантелику. Недарма протягом багатьох століть їх плутали. Лише англійському вченому У. Гільберту (1544-1603) наприкінці XVI ст. вдалося довести, що це не одне й те саме. Справді: магніт не потребує таких попередніх операцій, як натирання, щоб притягувати. І ця здатність не зникає з часом, як у наелектризованих тіл, якщо тільки його не нагрівати дуже сильно і не трясти. Магніти можуть як притягуватися, так і відштовхуватися, подібно до зарядів. Але що дивно! Відокремити північний полюс магніту від південного, отримати ізольований магнітний полюс нікому не вдалося, незважаючи на те, що на це було витрачено чимало зусиль. Як і у випадку електричного тяжіння, наукові дослідження магнітної взаємодії тривалий час не проводилися. Чого, наприклад, коштувала дивовижна думка, що дія магніту припиниться, якщо натерти часником. Лише починаючи з Гільберта дослідження магнітів було поставлено сувору наукову основу. Саме Гільберт першим здогадався, що земна куля є величезним магнітом, і тому магнітна стрілка орієнтується певним чином. Гільберт зумів підтвердити свій здогад експериментально, намагнітивши велику залізну кулю (він назвав її «терела» — маленька Земля) і спостерігаючи його дію на стрілку. Положення невеликих магнітів по відношенню до терели Гільберт зображено на малюнку в книзі «Промагніті» (рис. 4.1).
Кількісно взаємодію магнітів вивчав Ш. Кулон, використовуючи той самий метод крутильних терезів, що і при вивченні взаємодії зарядів. Кулон встановив закон взаємодії полюсів довгих магнітів, розглядаючи полюси як місця зосередження магнітних зарядів - аналогів електричних зарядів. Закон цей виявився таким самим, як і закон взаємодії електричних зарядів. Неможливість розділити північний і південний полюси магніту Кулон пояснював нездатністю магнітних зарядів усередині молекул речовини вільно переходити з однієї молекули в іншу. у разі взаємодії нерухомих електричних зарядів. Ввівши нову величину — магнітний заряд, Кулон вирішив, що відкриття закону взаємодії магнітних зарядів вичерпує проблему магнетизму. Жодних видимих підстав сумніватися в цьому не було. Діяв Кулон за готовим «шаблоном» — законом Ньютона для взаємодії гравітаційних мас. Якщо цей «шаблон» в одному випадку призвів до відкриття нового фундаментального закону, то в іншому це теж мало статися. Відкриття Ерстеда Насправді все виявилося набагато складнішим. Розгадка магнетизму прийшла зовсім з іншого боку. Це сталося після того, як навчилися одержувати електричний струм. (Про електричний струм було вже розказано в розділі 2.) Найважливіше відкриття було зроблено датським фізиком X. Ерстедом (1777-1851) в 1820 р. Розташувавши магнітну стрілку паралельно дроту (рис. 4.2), Ерстед виявив, що при замиканні ланцюга вона повертається. Це відкриття не було випадковим. Ще в 1807 р. Ерстед поставив собі за мету вивчити, чи надає електрику якийсь вплив на магніт.
«Наполегливість,з якою він. прагнув до своєї мети, була винагороджена відкриттям нового факту, існування якого ніхто, крім нього, навіть віддалено не міг припускати, але який, ставши відомим, не сповільнив привернути увагу всіх, що можуть оцінити його важливість і значення »(М. Фарадей). 1>Між випадково відкритою пастухами в далекому минулому дивовижною здатністю шматків магнітного залізняку притягуватися на відстані і тремтіння жаб'ячої лапки в дослідах Гальвані було знайдено прямий зв'язок. Магне-
тизм та електрику виявили глибоке спорідненість, і це було доведено прямим досвідом. З'ясувалося, що тільки до зарядів, що покояться, магнітна стрілка залишалася абсолютно байдужою. А заряди, що рухаються, виявилися здатними пробудити в ній «споріднені емоції». Магнетизм пов'язаний не зі статичною електрикою, а з електричним струмом. Магнітна взаємодія є взаємодія електричних струмів