Научен подвиг - Нютон на електричеството
Статия - История
Други статии по темата История
Научният подвиг на "Нютон на електричеството"
Днес ще говорим за научните постижения на известния учен, който въвежда в науката термина електрически ток, концепцията за посоката на електрическия ток и за век и половина предрича появата на науката за общите закони на процеса на управление, комуникациите и организираните системи на кибернетиката.
Трябва да се каже, че ако Ампер се беше ограничил само до изследвания в областта на математиката, той едва ли би бил известен в наше време. Или може би щеше да бъде напълно забравен като талантлив математик, който не би станал лесно известен на фона на своите съвременници като Лаплас, Фурие, Коши.
Съобщението за откритието на Ерстед беше направено на среща на Френската академия на науките от известния приятел на Ампер, академик Д. Ф. Араго. На една от тези срещи, където присъства Ампер, Араго повтаря експериментите на Ерстед. Преди това Ампер не се е занимавал сериозно с изследвания в областта на електромагнетизма. През лятото на 1820 г. Ампер не беше в Париж и не само не беше запознат с малките мемоари на Ерстед, но и не знаеше нищо за неговите експерименти.
Ако мнозинството от присъстващите на срещата академици, които не са участвали в изучаването на електрически явления, не са проявили голям интерес към откритието на Ерстед, тогава Ампер е бил буквално шокиран от този експеримент. Надарен от природата с необикновени способности, притежаващ енциклопедични познания по природни науки и завидно чувство за научна прозорливост, Ампер интуитивно разбира значението на това откритие за бъдещия напредък в областта на електромагнетизма. Той веднага заряза всичко и се потопи с глава в изследването на нов, непознат досега феномен.
На първо място, той внимателно повтори експериментите на Ерстед и веднага отбеляза неточността на заключенията си, тъй като Ерстед не взе предвид ефекта на магнитното поле на Земята върху магнитната игла. И седмица по-късно (само седмица!) Ампер говори на заседание на Академията на науките с доклад за новите си открития в областта на електромагнетизма. И тогава, почти една след друга, седмица след седмица (на редовни заседания на Академията), той представя на водещите учени резултатите от своите експериментални и теоретични изследвания, които по-късно са обобщени в неговия знаменит труд по електродинамика.
Араго забеляза, че меката желязна тел е магнитна. Ампер съветва Араго да замени правата тел с телена спирала, докато металната игла, поставена вътре в спиралата, ще се магнетизира по-интензивно. Така е създаден първият соленоид, чиито магнитни свойства са подобни на постоянен магнит с два противоположни полюса.
Ампер удивително ясно демонстрира магнитните свойства на тел, огънат в пръстен, подобен на тънък лист от постоянен магнит. И пръстенът, и листът имаха противоположни магнитни полюси, което убедително потвърди електрическата природа на магнетизма.
Соленоидът може да бъде представен като набор от безкрайно малки затворени кръгови токове, перпендикулярни на една и съща линия, преминаващи през техния център на тежестта и имащи една и съща посока. Ампер заявява, че всеки малък затворен ток действа върху всеки магнитен полюс, точно както ще действа малък магнит, поставен на мястото на тока, имащ същата магнитна ос. Ампер многократно подчертава, че единствената причина за електромагнитните явления е електричеството.
Удивително е, че никой преди Ампер не е стигнал до очевидното заключение: ако кръговият токе подобен на магнит, тогава взаимодействието на пръстеновидните проводници с тока трябва да бъде подобно на взаимодействието на магнитите.
Преди да разгледаме работата на Ампер с линейните токове, отбелязваме, че той е първият, който въвежда термина електрически ток и концепцията за посоката на електрическия ток в науката. Той предложи да се разглежда посоката на тока като посоката на положителното електричество от плюс към минус във външна верига. Той успя да формулира друго важно правило за посоката на отклонение на магнитната стрелка в зависимост от посоката на тока в проводника. Това правило стана известно като правилото на плувеца и беше формулирано по следния начин: ако човек е разположен мислено по протежение на проводник с ток, така че токът да тече в посока от краката на наблюдателя към главата и лицето му е обърнато към магнитната стрелка, тогава под въздействието на тока северният полюс на магнитната стрелка винаги ще се отклонява наляво.
Трябва да се отбележи, че Ампер е бил предимно теоретик и рядко се е занимавал с експерименти. Но в този случай той почувства необходимостта да провери правилността на идеите си чрез опит и сам построи няколко оригинални устройства, като само от време на време прибягваше до помощта на ключар.
За да изследва линейните токове, Ампер създава така наречената машина на Ампер (виж фигурата). С помощта на това оригинално устройство той можеше да наблюдава промени в позицията на подвижен проводник от друг неподвижен. Той експериментално доказва, че два линейни тока се привличат или отблъскват, в зависимост от това дали теченията имат еднаква или различна посока.
Въз основа на множество експерименти Ампер формулира