Основоположник учения об электромагнитном поле

Имя Фарадея уже стало известным в ученых кругах, но он неустанно занимался самообразованием: изучал труды знаменитых физиков и химиков. И хотя большую часть времени он посвящал изучению электромагнитных явлений, ему в отличие от Дэви удалось в 1823 году впервые получить жидкийка, который все более убеждался в одаренности и таланте молодого ученого.

Коллеги Фарадея выступили с предложением избрать его в члены Лондонского Королевского общества, президентом которого был Дэви. Вначале он резко возражал против избрания Фарадея: никак не мог примириться с мыслью, что его бывший лакей и ученик будет удостоен высшего научного звания. Однако под воздействием ряда ученых Дэви дал согласие на проведение выборов. 8 января 1824 года

Фарадей избирается членом Королевского общества. Как пишут биографы Фарадея, в баллотировочном ящике оказался лишь один черный шар «и Фарадей никогда не узнал, голосовал Дэви за или против его избрания». Но в кругу друзей Дэви любил повторять, что среди его немаловажных для науки открытий самым большим было «открытие Фарадея».

В 1827 году Фарадей получил «профессорскую кафедру» в Королевском институте. Его лекции вызывали всеобщий интерес. Но чем бы ни занимался Фарадей, все его мысли были о «превращении магнетизма в электричество».

Рассказывают, что он носил в кармане небольшую спираль из медной проволоки и тонкий железный брусок, нередко доставал эту своеобразную модель электромагнита и устанавливал детали в разнообразные положения. Многие друзья и коллеги считали его чудаком. Фарадею не давала покоя мысль о физической сущности явления, описанного в 1824 году французским ученым Араго и названного им «магнетизмом вращения».

Магнитная стрелка компаса, помещенная в медную коробку с медной крышкой (медь – немагнитный материал), при повороте крышки поворачивалась в том же направлении. При неподвижной крышке стрелка оставалась также неподвижной. Даже великий Ампер не мог объяснить это явление.

В течение долгих десяти лет день за днем Фарадей ставил опыт за опытом, тщательно записывая их в лабораторный журнал. Опытов были тысячи, но «возбуждения электричества посредством магнетизма» достичь не удавалось.

29 августа 1831 года – памятный день не только в жизни Фарадея, но и в истории науки.

В первом эксперименте на деревянную или картонную катушку была намотана медная проволока, между ее витками – вторая проволока, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью (рис. 2). Одна из спиралей соединялась с гальванометром, другая – с сильной батареей из 100 пар пластин. При замыкании и размыкании электрической цепи стрелка гальванометра слабо отклонялась. Но при непрерывном прохождении тока через первую спираль гальванометр оставался неподвижным.

Очевидно, во вторичной цепи возникал ток. Но почему только при замыкании и размыкании первичной цепи? А каковы свойства этого тока? Поместив внутрь спирали, включенной во вторичную цепь, стальную иглу, Фарадей обнаружил, что она намагничивается индуктированным током. Следовательно, этот ток обладает теми же свойствами, что и ток, полученный от гальванической батареи.

Но почему все-таки стрелка гальванометра неподвижна, когда ток проходит по первой спирали и даже нагревает ик, а великий экспериментатор оставался наедине со своими сомнениями.

Было очевидно, что, поскольку спирали между собой электрически не соединены, первая действует на вторую через окружающую их среду. Естественно было предположить, как повлияет на отклонение стрелки гальванометра замена деревянной катушки железным кольцом? Ведь железо легко намагничивается током (рис. 3).

Оказалось, что стрелка отклоняется на больший угол, т. е. среда, окружающая проводник с током, играет активную роль и может усиливать явление индукции.

Отметим, кстати, что в опыте с железным кольцом и двумя спиралями можно увидеть прообраз простейшей конструкции трансформатора.

Стремясь выяснить причину возникновения индукционного тока только при замыкании и размыкании первичной цепи, Фарадей пытался логически представить физический процесс этого явления. При замыкании и размыкании цепи возникало и исчезало магнитное поле, создаваемое током. Другими словами, происходило изменение магнитного состояния среды, окружавшей первичную и вторичную спирали. Но ведь магнитное состояние среды можно получить и без электрического тока, применяя обыкновенные стержневые постоянные магниты.

Другое по технологическим наукам

Российско-германский энергетический пакт
Один из первых телеграфов, первые динамомашины, трамваи и электропоезда, лифты и еще много чего, вплоть до ноутбуков, – всем этим мир обязан компании Siemens. А Россия – еще и первыми телеграфными линиями, лампочками и электростанциями. Только обязана она не немецким Сименсам, а своим – российским ...