Науковий подвиг - Ньютона електрики
Стаття - Історія
Інші статті з предмета Історія
Науковий подвиг "Ньютона електрики"
Сьогодні мова піде про наукові досягнення знаменитого вченого, який ввів у науку термін електричний струм, поняття про напрям електричного струму і за півтора століття передбачив виникнення науки про загальні закономірності процесу управління, зв'язку та організовані системи кібернетики.
Потрібно сказати, що якби Ампер обмежився лише дослідженнями в галузі математики, то навряд він був би відомим у наш час. А може, й узагалі виявився б забутим як обдарований математик, якому нелегко було б прославитися на тлі таких його сучасників, як Лаплас, Фур'є, Коші.
Повідомлення про відкриття Ерстеда було зроблено на засіданні французької Академії наук відомим вченим другом Ампера академіком Д. Ф. Араго. На одному з цих засідань, де був Ампер, Араго повторив досліди Ерстеда. До цього Ампер серйозно не займався дослідженнями в галузі електромагнетизму. Влітку 1820 р. Ампера у Парижі був, і не лише знайомий з невеликим мемуаром Ерстеда, а й нічого не знав про його експерименти.
Якщо більшість присутніх на засіданні академіків, які не займалися вивченням електричних явищ, особливого інтересу до відкриття Ерстеда не виявили, Ампер буквально був вражений цим експериментом. Обдарований від природи незвичайними здібностями, що мав енциклопедичні знання в галузі природничих наук і завидне почуття наукового передбачення, Ампер інтуїтивно зрозумів значення цього відкриття для майбутніх успіхів в галузі електромагнетизму. Він негайно закинув усі справи і з головою поринув у вивчення нового, раніше невідомого явища.
Насамперед він ретельно повторив досліди Ерстеда і відразу ж відзначив неточність його висновків, оскільки Ерстед не врахував на магнітну стрілку магнітного поля Землі. І вже за тиждень (всього за тиждень!) Ампер виступає на засіданні Академії наук з доповіддю про свої нові відкриття в галузі електромагнетизму. А потім майже поспіль тиждень за тижнем (на регулярних засіданнях Академії) викладає перед найбільшими вченими результати своїх експериментальних та теоретичних досліджень, які пізніше були узагальнені у його знаменитій праці з електродинаміки.
Араго помітив, що дріт із м'якого заліза намагнічує. Ампер порадив Араго замінити прямолінійний дріт дротяною спіраллю, при цьому вміщена всередині спіралі металева голка намагнічувалася більш інтенсивно. Так було створено перший соленоїд, магнітні властивості якого були аналогічні постійному магніту з двома різноїменними полюсами.
Ампер наочно продемонстрував магнітні властивості дроту, зігнутого в кільце, аналогічні тонкому листку постійного магніту. І кільце, і листок мали різноманітні магнітні полюси, що переконливо підтверджувало електричну природу магнетизму.
Соленоїд можна представити як сукупність нескінченно малих зімкнутих кругових струмів, перпендикулярних до однієї і тієї ж лінії, що проходять через їхній центр ваги і мають однаковий напрямок. Ампер стверджує, що будь-який малий замкнутий струм діє на будь-який магнітний полюс, так само як діятиме малий магніт, поміщений на місці струму, що має ту ж магнітну вісь. Ампер неодноразово наголошує, що єдиною причиною електромагнітних явищ є електрика.
Вражає, що ніхто до Ампера не дійшов, здавалося, до очевидного висновку: якщо круговий струманалогічний магніту, те й взаємодія кільцевих провідників зі струмом має бути аналогічною взаємодії магнітів.
Перш ніж розглянути роботи Ампера з лінійними струмами, зазначимо, що він уперше ввів у науку термін електричний струм та поняття про спрямування електричного струму. Він запропонував вважати за напрямок струму напрямок позитивної електрики від плюса до мінуса у зовнішньому ланцюзі. Він зумів сформулювати ще одне важливе правило про напрям відхилення магнітної стрілки в залежності від напрямку струму в провіднику. Це правило стало відомим під назвою правило плавця і формулювалося так: Якщо подумки розташуватися людині вздовж провідника зі струмом так, щоб струм проходив у напрямку від ніг спостерігача до голови і щоб обличчя його було звернене до магнітної стрілки, то під впливом струму північний магнітний полюс стрілки завжди відхилятимуться вліво.
Слід зазначити, що Ампер був насамперед теоретиком та експериментами займався рідко. Але в даному випадку він відчув необхідність перевірки досвіду правильності своїх ідей, і сам спорудив кілька оригінальних приладів, лише іноді вдаючись до допомоги слюсаря.
Для дослідження лінійних струмів Ампер створив так званий верстат Ампера (див. рисунок). За допомогою цього оригінального пристрою міг спостерігати зміни положення рухомого провідника від іншого нерухомого. Він експериментально довів, що два лінійні струми притягують або відштовхують один одного залежно від того, мають струми однаковий напрямок чи різний.
На підставі численних експериментів Ампер сформулював