Ìàãíèòîïëàñòû äëÿ ïðîìûøëåííîñòè – "Âàëòàð"

Энциклопедия – Опыт Эрстеда

Главная
О фирме
Продукция
Магнитопласты
Магниты
Магнетизм
Энциклопедия

Ðåøàéòå ñàìè, íóæíû ëè Âàì ìàãíèòîïëàñòû Nd-Fe-B

Åñòü âîïðîñû ïî ìàãíåòèçìó – îòêðîéòå ýíöèêëîïåäèþ

Çàäàéòå âîïðîñ – è Âàì îòâåòÿò

Энциклопедия магнетизма.

Энциклопедия магнетизма

Ориентация магнитной стрелки электрическим током
(Опыт Эрстеда, 1820 г.).


Алхимия магнетизма (Engraved tile page from Musaeum hermeticum, 1625)

ЭРСТЕД
Ганс Христиан

"Следует испробовать, не производит ли электричество в своей самой скрытой стадии каких-либо действий на магнит, как таковой."
Г. Х. Эрстед (1812 г.)

Oersted H. Ch. Experimenta circa efficaсiam conflictus electrici in acum magneticam. - Hafniae, 1820.
[Г. Х. Эрстед. Опыты по действию электрического конфликта на магнитную стрелку. - Гафния, 1820].
(Русский перевод с немецкого перевода Гильберта.
В кн.: П. Лакур и Я. Аппель. Историческая физика. - Одесса, 1908, с. 334-337).

 

Опыты над действием электрического конфликта на магнитную стрелку.

Г. Хр. Э р с т е д а, профессора физики в Копенгагене.

Первые опыты, касающиеся того, что я намерен выяснить, были сделаны во время лекций об электричестве, гальванизме и магнетизме, читанных мною минувшей зимою. Из этих опытов явствовало, по-видимому, что под действием гальванического прибора магнитная стрелка выводится из своего положения и притом при замкнутой гальванической цепи, а не при незамкнутой (последнее напрасно пытались произвести несколько лет тому назад некоторые известные физики). Но так как эти опыты производились с не очень сильным прибором и вследствие чего полученные явления были недостаточны для столь важного вопроса, то я взял себе в помощники своего друга, юстицрата г. Эсмарха, чтобы ещё раз проделать опыты при помощи большого гальванического прибора, устроенного нами сообща. При наших опытах присутствовал также начальник местного управления г. Влейгель в качестве участника и свидетеля. Сверх того свидетелями их были давно пользующийся известностью превосходного физика обергофмаршал г. Гаух, профессор естественной истории г. Рейнгард, профессор медицины г. Якобсон, прекрасный экспериментатор и знаток химии доктор философии Цейзе. Очень часто я экспериментировал и один, но всякий раз, когда я замечал новые явления, я их снова воспроизводил в присутствии этих учёных.

В рассказе о наших опытах я опущу те из них, которые хотя и привели к открытию, однако, ничего не могут внести для большего выяснения предмета после того, как открытие уже сделано, и ограничусь лишь теми из них, которые ярко обрисовывают сущность предмета.

Гальванический прибор, которым мы пользовались, состоит из 20 прямоугольных медных сосудов, каждый длиною в 12 дюймов, вышиною в 12 дюймов и шириною в 21/2 дюйма. Каждый сосуд снабжён двумя медными полосками, расположенными таким образом, что на них покоится медная палочка, поддерживающая погруженную в жидкость цинковую пластинку соседнего сосуда. Вода, которой наполнялись сосуды, была на 1/60 часть своего веса разбавлена серной кислотой и таким же количеством азотной кислоты; погруженная в каждый сосуд часть цинковой пластинки представляла собой квадрат со стороною в 10 дюймов. Однако, можно пользоваться и меньшими приборами, лишь бы они были в состоянии накалить проволоку.

Представим себе, что два противоположных конца гальванического прибора соединены при помощи металлической проволоки. Последнюю я буду постоянно называть для краткости соединительным проводом или соединительной проволокой; процесс же, который происходит в этой проволоке и вблизи неё, я буду называть электрическим конфликтом.

1. Прямолинейную часть этой соединительной проволоки располагают горизонтально над обыкновенной свободно движущейся магнитной стрелкой; проволоку для этой цели можно как угодно гнуть без ущерба. Когда всё это налажено, магнитная стрелка приходит в движение и притом так, что под той частью соединительной проволоки, которая идёт от отрицательного конца гальванического прибора, стрелка отклоняется к западу. Если расстояние проволоки от магнитной стрелки не превышает 5/4 дюйма, то это отклонение составляет 45°. При большем расстоянии отклонение уменьшается в такой же мере, в какой увеличивается расстояние. Сверх того отклонение меняется с изменением силы прибора.

Соединительную проволоку можно повернуть к востоку или к западу и, если она остаётся параллельной стрелке, -- это не окажет никакого иного влияния на результат, как только то, что отклонение уменьшится. Вышеотмеченное действие, следовательно, никоим образом не может быть приписано силе притяжения, так как тот же самый полюс стрелки, который поворачивался к соединительной проволоке, когда последняя находилась на восток от стрелки, поворачивается в обратную сторону от неё, когда проволока находится к западу от стрелки, что было бы невозможно, если бы эти отклонения обусловливались притяжением и отталкиванием.

2. Соединительный провод может состоять из нескольких соединённых проволок или металлических полос. Природа металла не меняет результата, разве только, пожалуй, в отношении величины. С одинаковым результатом мы пользовались проволоками из платины, золота, серебра, латуни и железа, а также оловянными и свинцовыми полосами и ртутью. Если прервать проводник водою, то действие прекращается не совсем, если, конечно, вода занимает длину лишь в несколько дюймов.

3. Соединительная проволока действует на магнитную стрелку сквозь стекло, металлы, дерево, воду, смолу, сквозь глиняные сосуды и сквозь камень, так как, когда мы помещали между ними стеклянную или металлическую пластинку или деревянную доску, то результат не исчезал; даже в том случае, когда между ними помещалось всё это одновременно, результат едва ослаблялся. Так же мало менялся результат при помещении электрофора, доски из порфира и глиняной посуды, даже и наполненной водой. Наши опыты обнаружили, что указанное действие не меняется и в том случае, если брать магнитную стрелку, помещённую в латунную коробку, наполненную водой. Что при электричестве и магнетизме до сих пор не наблюдалось действие через все указанные вещества, об этом едва ли нужно говорить. Следовательно, действия, которые имеют место при электрическом конфликте, совершенно отличны от действий той или другой электрической силы.

4. Если соединительная проволока находится в горизонтальной плоскости под магнитной стрелкой, то все перечисленные действия происходят в направлении, противоположном тому направлению, какое имело место, когда она находилась в горизонтальной плоскости н а д стрелкой; но в остальном эти действия происходят совершенно одинаково. На восток отклоняется теперь тот полюс магнитной стрелки, под которым находится часть соединительной проволоки, куда прежде всего вступает электричество отрицательного конца гальванического прибора.

Чтобы легче удержать это в памяти, можно пользоваться следующей формулой: полюс, над которым вступает отрицательное электричество, поворачивается на запад, полюс, под которым оно вступает, поворачивается на восток.

5. Если поворачивать соединительную проволоку в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы она составляла всё больший и больший угол с магнитным меридианом, то отклонение стрелки будет увеличиваться, если вращение проволоки будет происходить в направлении положения отклонённой стрелки; оно, напротив, будет уменьшаться, если вращение будет происходить в обратном направлении.

6. Соединительная проволока, находящаяся в горизонтальной плоскости, в которой движется уравновешенная магнитная стрелка, и параллельная стрелке, не отклоняет её ни на восток, ни на запад, а заставляет её колебаться в плоскости наклонений таким образом, что полюс, вблизи которого в проволоку вступает отрицательное электричество, опускается вниз, если проволока находится с западной стороны стрелки, и наоборот, поднимается вверх, если проволока находится с восточной стороны стрелки.

7. Если поместить соединительную проволоку над стрелкой или под нею перпендикулярно к плоскости магнитного меридиана, то стрелка остаётся в покое, за исключением того случая, когда проволока находится близко к полюсу. Но в этом случае полюс поднимается, если начало тока находится с западной стороны проволоки, и опускается, если оно находится с восточной стороны.

8. Если соединительная проволока помещена отвесно против одного из полюсов магнитной стрелки и близко к нему и если верхний конец проволоки получает электричество от отрицательного конца гальванического прибора, то этот полюс поворачивается к востоку; если же, напротив, проволока находится вблизи такой точки стрелки, которая лежит между полюсом и серединой стрелки, то эта точка отклоняется на запад. Если верхний конец проволоки получает электричество от положительного конца прибора, то явления происходят в обратном порядке.

9. Если согнуть соединительную проволоку таким образом, чтобы она образовала у сгиба две параллельные части или две параллельные стороны, то магнитные полюсы притягиваются или отталкиваются ею в зависимости от обстоятельств. Проволоку помещают против одного из полюсов стрелки таким образом, чтобы плоскость параллельных сторон была перпендикулярна к магнитному меридиану, и восточную сторону соединяют с отрицательным концом гальванического прибора, а западную с положительным концом. В этом положении ближайший полюс отталкивается либо на восток, либо на запад, в зависимости от положения плоскости сторон. Если восточная сторона соединена с положительным концом прибора, а западная с отрицательным, то ближайший полюс притягивается. Если поместить плоскость ветвей перпендикулярно у точки между полюсом и серединой стрелки, то произойдут те же явления, но в обратном порядке.

10. Латунная стрелка, подвешенная подобно магнитной стрелке, не приходит в движение от действия соединительной проволоки. Равным образом остаётся в покое при таких опытах и стрелка из стекла или каучука.

Всё изложенное позволяет отметить некоторые важные пункты для объяснения этих явлений. Электрический конфликт обладает способностью действовать только на магнитные вещества. Все немагнитные тела, по-видимому, пропускают сквозь себя электрический конфликт; напротив, магнитные тела или, вернее, их магнитные частицы оказывают сопротивление прохождению этого конфликта, в силу чего они, от столкновения борющихся сил, могут приходить в движение.

Что электрический конфликт не ограничен только проводящей проволокой, но, как сказано, распространяется ещё в окружающем пространстве довольно далеко, достаточно видно из вышеизложенных наблюдений.

Из сделанных наблюдений можно также заключить, что этот конфликт распространяется по кругам; ибо без этого допущения трудно понять, каким образом одна и та же часть соединительной проволоки, находясь под полюсом магнитной стрелки, заставляет стрелку поворачиваться к востоку; находясь же над полюсом, отклоняет стрелку к западу, круговое же движение происходит на противоположных концах диаметра в противоположных направлениях. Нужно сверх того думать, что круговое движение, в связи с поступательным движением вдоль по проводнику, должно давать улиткообразную линию или спираль; это, однако, если я не ошибаюсь, ничего не прибавляет к объяснению до сих пор наблюдённых явлений.

Все изложенные здесь действия на северный полюс стрелки могут быть легко понятны, если допустить, что отрицательная электрическая сила или вещество пробегает спираль, завитую вправо, и отталкивает северный полюс, но не действует на южный; таким же образом можно объяснить все действия на южный полюс, если приписать положительной электрической силе или материи движение в обратном направлении и способность оказывать действие на южный, но не на северный полюс стрелки. В совпадении этого закона с природой можно лучше убедиться путём воспроизведения опытов, чем при помощи длинных объяснений. Однако, разобраться в опытах легче всего при помощи фигур, указывающих путь, по которому идут электрические силы в соединительной проволоке.

К сказанному я добавлю ещё, что в одном сочинении [Имеется в виду: "Recherches sur l'identite des forces electriques et chimiques". - Paris, 1813. – Примеч. Ред. ], вышедшем много лет тому назад, я показал, что теплота и свет суть электрические конфликты. Из вновь полученных наблюдений можно заключить, что и в этих явлениях имеет место движение по кругам; такое заключение, по моему мнению, даст возможность объяснить те факты, которые называют поляризацией света.

Писано в Копенгагене 21 июля 1820 года.

Ганс-Христиан Эрстед
Кавалер ордена Дании, профессор
физики Копенгагенского университета,
секретарь королевского Научного общества

Назад Вверх Следующая

© 2004-2017