Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
Шрифт:
очередь за то, что он подарил миру новые тайны.
Железо обзаводится "помощником"
До XVIII века cлова "магнит" и "железо" были синонимами. Затем на авансцену
уверенно вышел электрический ток, он стал хозяином положения. А железо? Уже
"мягкое", а не "жесткое", оно превратилось в своеобразный усилитель магнитного
поля, повышая его в сотни раз!
Мало
совершился в 20-е годы прошлого столетия в лабораториях ученых.
После опубликования памфлета Эрстеда многие заинтересовались проблемами
электромагнетизма: в том же 1820 г. Араго продемонстрировал проволоку с током,
облепленную железными опилками, а Ампер доказал, что спираль с током — соленоид
— обладает всеми свойствами природного магнита, притягивая мелкие железные
предметы.
Что касается первого электромагнита, т. е. катушки, обтекаемой током и содержащей
внутри железный сердечник, то его изобретения пришлось ждать еще пять лет. Это
устройство создал Вильям Стерджен.
Он родился в Ланкастере в 1783 г. в семье сапожника. Отец не уделял семье ни
малейшего внимания; он наслаждался жизнью, удил рыбу и слыл большим любителем
петушиных боев. Молодого Вильяма послали учиться мастерству к сапожнику, и тот,
по-видимому, держал его в черном теле. Вильям голодал, и поэтому, как только
представился случай, сбежал от сапожника в воинскую часть. Было ему в то время
девятнадцать лет. Через два года Вильям дослужился до артиллериста, он много
читал, ставил физические и химические опыты.
Однажды, когда их часть стояла на острове Ньюфаундленд, налетел страшный ураган,
сопровождавшийся молниями и громом. Ураган произвел на Вильяма неожиданно
сильное впечатление и привлек его внимание к электричеству. Он стал читать книги
по естествознанию, однако вскоре с горечью понял, что ничего в них не понимает.
Тогда он решил начать с самых азов и занялся письмом, чтением и грамматикой.
Сержант тон же части снабжал его книгами, которые Вильям, освободившись от
вахты, читал по ночам. Вскоре он перешел к математике, мертвым и новым языкам,
оптике и естествознанию. Его страстью в свободное время было ремонтировать часы
и чертить.
После освобождения от воинской службы в 1820 г. Стерджен купил токарный станок и
посвятил себя изготовлению физических приборов, в частности электрических.
Благодаря поддержке известного тогда химика Джеймса Марша он был назначен
лектором в Военную академию Ост-Индской компании в Аддискомбе, где и преподавал
до 1838 г.
Первым
вращающихся цилиндров Ампера, описанной в "Философском журнале" в 1823 г. На
следующий год он написал четыре статьи по термоэлектричеству, а 23 мая 1825 г.
представил Обществу искусств несколько усовершенствованных приборов для
электромагнитных экспериментов, среди которых был ставший теперь знаменитым
первый электромагнит. Идея цилиндрического и подковообразного магнитов захватила
его еще в 1823 г. Тогда Стерджен и построил вращающееся "колесо Стерджена" —
фактически одну из первых модификаций электромотора.
Стерджен сделал ряд очень важных открытий, о которых написал несколько статей,
однако "Философский журнал", для которого они предназначались, отказался их
печатать, и Стерджену не оставалось ничего, как создать свой собственный журнал
— "Анналы электричества".
Музей науки в Манчестере, директором которого стал Стерджен в 1840 г., был
слишком научным, чтобы быть прибыльным, и Стерджен жил в бедности. В 1850 г.
изобретатель электромагнита умер, так и не получив в награду за свое великое
изобретение ни богатства, ни славы.
Ученик Стерджена, знаменитый английский физик Джеймс Прескотт Джоуль, писал, что
Стерджен был высокого роста и хорошо сложен, обладал благородной внешностью и
приятными манерами. К сожалению, портрета его не сохранилось. На его могильной
плите выбито: "Здесь лежит изобретатель электромагнита…"
Первый в мире электромагнит, продемонстрированный Стердженом 23 мая 1825 г.
Обществу искусств, представлял собой согнутый в подкову лакированный железный
стержень длиной 30 и диаметром 1,3 см, покрытый сверху одним слоем изолированной
медной проволоки. Электроэнергией он снабжался от гальванической батареи
(вольтова столба). Электромагнит удерживал на весу 3600 г и значительно
превосходил по силе природные магниты такой же массы. Это было блестящее по тем
временам достижение.
Сам Стерджен особенно высоко оценивал свою идею, связанную с заменой жесткого
железа мягким. Ученый свободно оперировал такими понятиями, как "магнетизм",
"магнитная энергия", "однородность магнитного материала", "отжиг железа" и т. д.
Правление общества оценило заслуги Стерджена. Он получил медаль и денежную
премию, а первый электромагнит был выставлен в музее общества.
Джоуль, экспериментируя с самым первым магнитом Стерджена, сумел довести его