Фарадей
Шрифт:
Каждый раз, когда магнитный контакт в N или S замыкался или прерывался, у указательного соленоида имелось магнитное движение, причем эффект, как и в первых случаях, был не постоянным, а представлял собой кратковременный толчок или натяжение. Но если электрическая связь (при помощи медной проволоки) прерывалась, тогда размыкание и контакты не производили никакого действия. Следовательно, здесь происходило определенное превращение магнетизма в электричество».
В четвертый день — 1 октября 1831 года — Фарадей описал открытие индуктированных электрических токов, получаемых при отсутствии железа: «Батарея из десяти ящиков, — писал он, — из которых каждый состоял из десяти пар пластин в 4 кв. дюйма, была заряжена соответствующей смесью серной и азотной кислоты, и с нею в указанном порядке были проделаны следующие опыты:
Одна из катушек (соленоида
Пятый рабочий день был 17 октября 1831 года. Опыты этого дня завершились получением электричества от приближения магнита к проводнику (проволоке). Это и было собственно центральным моментом во всей серии опытов: проблема «превратить магнетизм в электричество» была разрешена.
Все неудачи, которые Фарадей терпел до этого времени, об'ясняются тем, что в опытах и магнит и проводник оставались в состоянии покоя. Как говорит Сильванус Томпсон (один из биографов Фарадея), магнит мог лежать близ проводника преспокойно сто лет и никакого действия не произвел бы. «Цилиндрический полосовой магнит, — гласит запись этого дня, — диаметром в три четверти дюйма и длиной в восемь с половиной дюймов одним концом был вставлен в конец цилиндра с соленоидом (220 футов длиной); затем он был быстро внесен внутрь во всю свою длину, и стрелка гальванометра отклонилась; далее он был удален, и стрелка снова отклонилась, но в противоположном направлении. Этот эффект повторялся каждый раз, когда магнит вносили или удаляли. Из этого следует, что волна электричества создавалась от простого приближения магнита, а не от его образования in situ [13] .
13
In situ — общепринятое латинское выражение, означающее «на месте».
Из дальнейшего наибольший интерес представляет девятый день его опытов, 28 октября 1831 года. Эта дата может считаться днем рождения прототипа современных динамомашин — так называемого «медного диска Фарадея». В его записной книжке отмечено, что он «заставил медный диск вращаться между полюсами подковообразного магнита Королевского общества. Ось и край диска были соединены с гальванометром. Стрелка отклонялась по мере вращения диска». Последним днем опытов было 4 ноября 1831 года. В записях этого дня замечательны следующие слова: «Медная проволока в одну восьмую дюйма, протянутая между полюсами и проводниками, произвела то же действие». В статье, в которой Фарадей сообщил о полученных им результатах, описывая опыт 4 ноября, он впервые употребляет знаменитое выражение: «линии магнитных сил», сыгравшее столь важную роль в его дальнейших исследованиях, и отчетливо говорит о «пересечении магнитных линий движущейся поперек них медной проволоки».
Медный диск Фарадея (факсимиле)
Вся эта исключительно напряженная работа была проделана менее, чем в полтора месяца. Верный своему методу, — начав работу, довести ее до конца и опубликовать, — Фарадей привел в систему все полученные им данные и составил доклад для Королевского общества, который и был им прочитан 24 ноября 1831 года. Этот доклад послужил основанием первой серии знаменитых «Опытных исследований по электричеству».
Колоссальное напряжение, связанное с этой важнейшей работой Фарадея, дало себя знать. Фарадей почувствовал себя настолько усталым, что был принужден уехать в деревню. Интересно письмо его Филлипсу, написанное после нескольких дней отдыха. Как и многие другие его письма, оно касается, кроме личных бытовых моментов, и научных вопросов. Фарадей дал здесь как бы набросок своего мемуара, опубликованного в начале 1832 года. Среди материалов, относящихся к истории открытия электромагнитной индукции, письмо это является одним из важнейших документов, и поэтому мы приводим его полностью в приложении I.
Между прочтением доклада в Королевском обществе и его опубликованием прошло около полугода. В печати стали появляться
Фарадей, наученный опытом предыдущих лет, решил внести полную ясность в эту начинавшуюся путаницу и свою статью, датированную ноябрем 1831 года, снабдил специальным примечанием:
«Вследствие большого промежутка времени, протекшего между прочтением настоящего доклада и его напечатанием, начали распространяться рассказы о моих опытах и благодаря моему собственному письму к мистеру Ашету [14] достигли Франции и Италии. Это письмо было переведено (с некоторыми ошибками) и прочитано в Парижской Академии наук 26 декабря 1831 года. Копия его в «Le Temps», от 28 декабря 1831 года, быстро дошла до мистера Нобили, который, совместно с мистером Антинори, немедленно произвел опыты, относящиеся к этому вопросу, и получил многие из результатов, упомянутых в моем письме; других же он не мог получить или уяснить из-за краткости моего описания. Эти результаты мистеры Нобили и Антинори изложили в статье, датированной 31 января 1832 года, и опубликовали ее в номере «Antologia», датированном ноябрем 1831 года (согласно, по крайней мере, оттиску статьи, любезно присланному мне мистером Нобили). Очевидно, что работа не могла тогда быть напечатана, и хотя мистер Нобили в своей статье цитировал мое письмо как основание его опытов, все же, то обстоятельство, что там фигурировала предшествующая опытам дата, заставило многих, знавших об опытах Нобили только по рассказам, ошибочно заключить, будто бы его результаты предшествовали моим, вместо того чтобы являться их следствием.
14
Французский ученый, член Парижской Академии наук.
Да будет мне позволено при этих обстоятельствах заметить, что я производил опыты на эту тему и опубликовал результаты несколько лет назад (см. «Quarterly Journal of Science» за июнь 1835 года, стр. 338)».
Но все же электромагнитная индукция была открыта и независимо от Фарадея. В далекой Америке скромный, но исключительно талантливый ученый, Джозеф Генри [15] (1797–1878) наблюдал то же явление, занимаясь, как и Фарадей, вопросами электромагнетизма, в частности — электромагнитным вращением. Генри получил, правда, несколько позже, те же результаты и сообщение о своем открытии опубликовал в американском научном журнале «Silimans Journal.» Как бывало нередко, — история науки знает много таких примеров, — статья Генри не обратила на себя должного внимания, и его открытие прошло незамеченным. Фарадей также ничего не знал об открытии Генри, как не знали о нем вообще в Европе. Впрочем и теперь вряд ли широкие круги физиков осведомлены о достижениях Генри. Его статья не была переведена на европейские языки, тем более — на русский язык, и даже не вошла в известную серию «Ostwalds Klassiker», поэтому будет уместно привести ее полностью (см. приложение III).
15
С именем Генри связан один из первых электродвигателей, питаемых током от гальванических батарей.
Как и следовало ожидать, новое достижение Фарадея обратило на себя всеобщее внимание. Великий продолжатель Фарадея, Клерк Максвелл, подчеркивает, что открытие «немедленно сделалось предметом исследований со стороны всего ученого мира».
Совершенно иное отношение проявили чиновники от науки. Джон Тиндаль приводит следующий «анекдот»: «Спустя некоторое время после опубликования исследований над магнитно-электрической индукцией, Фарадей присутствовал на с'езде Британского общества в Оксфорде в 1832 году. Пользуясь случаем, несколько ученых попросили его повторить знаменитый опыт получения искры из магнита. Он согласился, и большое общество собралось присутствовать при опыте, который, конечно, в совершенстве удался. В это время в комнату вошло одно чиновное университетское лицо и, обращаясь к профессору Даниэли, стоявшему возле Фарадея, осведомилось о том, что здесь происходит. Профессор об'яснил, как можно популярнее, поразительный результат открытия Фарадея. Чиновник слушал с вниманием и сурово посматривал на блестящие искры. Минуту спустя он принял важную осанку и, покачав головой, сказал: «Это меня раздражает». Уходя, он остановился посреди комнаты и повторил: «Это меня сердит». А подойдя к двери и взявшись за ручку, он обернулся и снова повторил: «В самом деле, это сердит меня! Здесь дается новое средство в руки поджигателей». В одной оксфордской газете, которая сообщила об «анекдоте», было сказано, что этот чиновник выразил свое негодование несколько иначе, — он произнес: «Это дает новое средство в руки неверующих»… Этот факт при всей своей курьезности весьма характерен для той деляческой и чиновничьей атмосферы, которая и поныне окружает науку в буржуазном обществе.