— Тогда вы должны плыть в новом, обратном, направлении, и та же стрелка повернет свой северный полюс опять же влево.
Взаимодействие токов: проводники с током одного направления притягиваются; проводники с током разного направления отталкиваются. Внизу показаны матнитные поля этих же проводников.
Смотря на чертеж, Араго молча обдумывал высказанную Ампером идею.
— Как вы думаете, Доминик, — спросил Ампер, — если взять два провода и пустить по ним ток, должно ли проявиться между ними какое-нибудь взаимодействие?
— Мне кажется, Андре, что это произойдет обязательно: ведь два проводника с током обладают магнитными свойствами.
— Жму вашу руку, Доминик. Правильно! А теперь позвольте нарисовать два одинаково направленных тока и спросить вас, как именно проявится их взаимодействие: эти провода с током взаимно притянутся или оттолкнутся?
— Провода оттолкнутся! Два одинаково направленных тока — два одноименных тока. Одноименные заряды и одноименные магниты отталкиваются.
— Но вы, Доминик, забыли, что здесь у вас два тока— два движущихся электричества. Вы ошиблись: на самом деле провода должны притянуться! Нетрудно убедиться и в том, что провода с разно направленными токами должны оттолкнуться. Сначала я ставил опыты с прямыми проводами, по которым пропускал ток в разных направлениях. Потом я исследовал магнитные свойства провода, свернутого в круг. При этом мне пришло в голову, что можно значительно усилить магнетизм провода, если последовательно связать несколько круговых токов. И вот я свернул провод в виде винтообразной спирали. Получился трубообразный провод, который я называю соленоидом (по-гречески «соленоид» — трубообразный). Магнитное действие соленоида, по которому я пропускал ток, было более значительным, чем действие одного его кольца. Я сразу уже обнаружил с каждой стороны соленоида магнетизм определенной полярности. Это легко было установить приближением к концам соленоида-магнитной стрелки. Один конец соленоида притягивал северный конец магнитной стрелки, что означало, что этот конец соленоида проявляет южный магнетизм; другой конец соде-ноида притягивал южный конец магнитной стрелки, а это означает, что сам соленоид в этом конце действует как северный полюс магнита. В дальнейшем я убедился, что южный полюс соленоида всегда образуется на том его конце, глядя на который мы видим направление тока совпадающим с направлением вращения часовой стрелки, а северный полюс соответствует направлению тока против часовой стрелки. Размышления над соленоидом и его свойствами привели меня к одному очень важному предположению. Можете считать это моей гипотезой, Доминик, но я уверен, что опыты с соленоидом вскрывают истинную природу магнетизма!
Я твердо уверен в том, что каждый магнит, как бы он ни был мал, является собранием естественных соленоидов. В каждой отдельной молекуле магнитного тела, повидимому, есть круговой ток. Можно прэтому сказать, что магнетизм какого-либо тела есть результат общего действия всех гальванических токов в каждой частице вещества. Вот какова природа магнетизма всего данного тела! Отсюда общий вывод: токи создают магнитные свойства тел.
Магнитное поле тока. Наверху слева: магнитное поле прямого проводника с током. Наверху справа: спектр магнитного поля тока. Внизу слева: магнитное поле кольцевого проводника с током. Внизу справа: магнитное поле соленоида — трубообразной катушки.
Ампер начертил на земле прямоугольник, изображавший конец стержневого магнита, и внутри него много маленьких кружков. Они обозначали молекулы тел. Внутри каждого кружка он нарисовал стрелку по движению стрелки часов — это изображало направление движения тока в молекуле. А вокруг всего прямоугольника — в том же направлении — четыре прямые стрелки, параллельные граням.
— Вот моя схема, Доминик. В этом сущность магнетизма! Согласитесь с тем, что неверно и даже просто чудовищно представлять себе земной магнетизм, как результат действия какого-то зарытого в недрах земли огромного постоянного магнита. Гораздо правильнее представить себе, что вокруг земли, как и в соленоиде, протекают токи. Эти токи создают земной магнетизм, воздействующий известным образом на наши магнитные «стрелки. Такова природа земного магнетизма!
— Андре! Ваши гипотезы потрясли меня. Отныне домашняя лаборатория Ампера на улице Фоссесен-Виктор по праву должна стать исторической!
Франция, мир Вас не забудут, Андре. Вы пролили свет на одну из самых темных сторон современной науки об электричестве. Все это так. Но скажите, Андре, всегда ли в металлах имеются молекулярные токи, или они возникают в момент намагничивания?
—Можно допустить, что в железе или стали постоянно существуют молекулярные круговые токи, но их оси беспорядочно разбросаны внутри тела. Поэтому и не проявляются магнитные свойства этих металлов. Железо или сталь становятся магнитами только тогда, когда все молекулярные - токи будут параллельны друг другу и направлены в одну и ту же сторону. Этого можно добиться либо воздействием тока, либо воздействием естественных или искусственных магнитов. Это пока все, к чему я пришел. Сейчас я занят математическим оформлением закона взаимодействия токов.
18 сентября 1820 года было «большим днем» в Парижской Академии наук: Андре Ампер начал серию докладов по электромагнетизму. И именно с этого времени французы с гордостью стали называть его «наш великий Ампер».
«Теория и опыт как будто в полной силе и законченности вылились сразу из головы этого «Ньютона электричества»,— так много позднее оценил работу Ампера другой математический гений электричества, Джемс Максвелл.
Через месяц после доклада Ампера в Парижской Академии физики Био и Савар установили на опыте закон действия гальванического тока на магнит.
Открытие Эрстеда и гениальные исследования Ампера нашли живейший отклик в работах ряда физиков.
Уже через год молодой английский физик Майкл Фарадей на построенном им приборе наблюдал беспрерывное вращение провода с током вокруг магнита. Электричество во взаимодействии с магнетизмом давало движение!
Термоэлектрическая батарея.
В марте 1825 года Доминик Араго сообщил Парижской Академии наук о вращении магнитной стрелки под влиянием вращения медного диска, помещенного .под стрелкой.
Около этого же времени были сделаны и другие важные открытия в области электричества.
Томас Зеебек, друг Эрстеда, сообщил, что им в 1821 году Открыт новый источник тока, возникающий при соприкосновении двух разных металлов (например, меди и висмута, сурьмы и висмута) при подогревании места их соприкасания (спая). Этот источник тока назвали термоэлементом, так как возбудителем электрического тока здесь являлось тепло. «Термос» — по-гречески значит теплый. Теплота давала электричество!
С другой стороны, стали известны многие интересные наблюдения, подтверждающие возможность превращения электричества в другие виды энергии: в тепло и свет (вольтова дуга, открытая Петровым и Дэви), в химическую энергию (разложение воды и различных растворов), в звуковую энергию (гром и другие шумы при электрических разрядах). Это были годы бурного расцвета основ науки об электричестве. Открытия следовали одно за другим.
