Здравствуйте, господин Ампер

Эрстед

единица интенсивности магнитного поля. Была названа в честь датского физика Ханса Кристиана Эрстеда.

1 эрстед — это напряженность магнитного поля в вакууме при индукции, равной 1 Гс.

эрстед — запрещенная единица. В настоящее время единицей интенсивности магнитного поля является ампер на метр (А/м).

1 Э = 1000/4π А/м.

Ханс Кристиан Эрстед родился 14 августа 1777 г. в городке Рудкьёбинг на датском острове Лангеланн в семье аптекаря. Затруднительное материальное положение родителей не позволило ему регулярно посещать школу. Он самостоятельно изучал учебники, иногда с частным учителем.

Когда ему исполнилось двенадцать лет, он начал помогать отцу в аптеке, и вскоре химические опыты стали его любимым занятием. После сдачи экзамена на аттестат зрелости он поступает в Копенгагенский университет изучать естественные науки, философию и медицину. В возрасте двадцати двух лет он стал доктором медицины и начал преподавать в университете физику и химию, одновременно исполняя обязанности управляющего аптекой. Еще во время учебы у него проявилось тяготение к научной работе, которой он смог заняться лишь теперь. Особенно его заинтересовал изобретенный Вольтой гальванический элемент.

С 1801 по 1804 г. Эрстед посетил ряд университетов Германии, где познакомился со многими выдающимися учеными. После возвращения он был назначен внештатным профессором физики и химии Копенгагенского университета, в котором с небольшими перерывами преподавал постоянно.

С 1815 г. и до конца своей жизни он занимал должность секретаря Датского королевского научного общества. В 1817 г. избирается штатным профессором физики и членом совета Копенгагенского университета.

В 1820 г. в написанной на латинском языке работе «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку» он опубликовал результаты своих исследований, которые привели к открытию магнитного действия электрического тока, а следовательно, и установлению зависимости между электричеством и магнетизмом. Это открытие имело принципиальное значение. Оно подтолкнуло Ома, Ампера и Фарадея к большим открытиям и привело к появлению нового раздела физики — области электромагнитных явлений. На основе открытия Эрстеда Швейгер и Поггендорф сконструировали приборы для измерения электрического тока.

В 1829 г. Эрстед наряду со своей основной работой стал директором городской политехнической школы. Научную деятельность он посвятил занятиям химией, а также изучению свойств сжимаемых газов и жидкостей. Последним его исследованием было изучение свойств парамагнитных и диамагнитных веществ.

Открытия Эрстеда были оценены Лондонским королевским обществом и Французской академией наук, которые наградили его своими медалями. Он совершил также большое путешествие по Франции, Англии, Норвегии и Германии, где встретился с Гауссом.

Однако Эрстед был не только блестящим исследователем, но и прекрасным педагогом. Его большой заслугой была реорганизация изучения физики в датских школах, а по его учебнику «Наука о всеобщих законах природы» физика преподавалась в Дании более пятидесяти лет. Он занимался также чтением научно-популярных лекций для широкой публики и основал общество по распространению естественнонаучных знаний.

В конце жизни он активно занимался общественными делами и стал одной из самых уважаемых и влиятельных личностей в стране. Умер Эрстед 9 марта 1851 г. в Копенгагене.

* * *

Студенты постепенно собирались в физической аудитории Копенгагенского университета. Лекцию должен был читать профессор Эрстед. Студенты с удовольствием посещали его лекции, а Эрстед с таким же удовольствием читал их. Чтению лекций он посвящал ежедневно четыре часа, и если не читал их в университете, то весьма успешно организовывал лекции для широкой публики о самых новейших открытиях в области физики и химии.

Запоздавшие студенты заняли свои места, и университетский фамулус[32] Йорген закрыл двери аудитории. В это же мгновение открылись двери кабинета и за кафедрой появился мужчина с выразительными чертами лица и ранней сединой на висках.

Эффектный выход был слабостью профессора Эрстеда, а вообще-то он был весьма добродушным и мягкосердечным человеком.

— Господа! — обратился он к студентам. — Всеобщие законы природы взаимосвязаны, как взаимосвязаны и все явления природы.

Эрстед был великолепным оратором, и уже первые слова его лекции привлекли внимание студентов. Сегодняшняя лекция посвящалась взаимосвязи тепловых и электрических явлений. Как всегда, сегодня для студентов у него был подготовлен опыт. Когда наступило время эксперимента, он подошел к столу, на котором Йорген уже тщательно приготовил все необходимое.

По сигналу профессора он включил ток от гальванической батареи Вольты. Ток, проходя через тонкую платиновую проволоку, раскалил ее докрасна. Эрстед, объясняя суть опыта, мимолетно бросил взгляд на магнитную стрелку, подвешенную на нитке вблизи платиновой проволоки и оставшуюся, по-видимому, здесь от предыдущего опыта, и увидел, что, после того как нить накалилась, стрелка изменила свое положение. Вначале он не придал этому никакого значения, думая, что это отклонение обусловлено температурой проволоки.

Опыт продолжался, и казалось, что Эрстед забыл обо всем, но когда Йорген взял для опыта более толстую проволоку, которая не слишком нагрелась, он, ведомый каким-то шестым чувством, взглянул на магнитную стрелку и увидел, что она отклонилась вновь. А как только Йорген выключил ток, стрелка вернулась в свое исходное положение, хотя проволока оставалась еще горячей.

— Ну и дела! — подумал с беспокойством Эрстед. — Может быть, это то, что я давно уже предполагал: должна существовать какая-то взаимная связь между электрическими и магнитными явлениями…

Эта мысль пришла ему в голову еще в 1807 г., но до сих пор она не была подтверждена опытным путем.

Эрстед вышел из задумчивости. Минутная пауза в лекции была для него настолько нетипична, что студенты усилили внимание, но никакой сенсации не произошло. Эрстед, преодолев себя и приказав Йоргену ничего не трогать на столе, закончил лекцию.

Когда последний студент покинул аудиторию, Эрстед в буквальном смысле слова ринулся к оборудованию. Снова и снова он включал и выключал ток, наблюдая за отклонением магнитной стрелки. Погруженный в работу, Эрстед даже не заметил, что за окном стало уже совсем темно.

Он шел домой, и хотя присутствие друзей и гостей в доме его всегда радовало, сегодня оно было нежелательным. В голове носился рой мыслей.

— Завтра, завтра нужно будет взяться как следует, — бормотал он, подсчитывая, сколько у него гальванических элементов в различных опытных установках, которые он может использовать для нового опыта.

Дома он сравнительно рано попрощался с гостями, но в эту ночь спал мало и плохо.

На следующий день вместе с Йоргеном они построили большой «гальванический аппарат» из двадцати элементов Вольты, чтобы как можно лучше понаблюдать за действием тока на магнитную стрелку.

Он взял в руки свободно висящую, легко вращающуюся в горизонтальной плоскости магнитную стрелку. Игла замерла в направлении с севера на юг. Под стрелкой в таком же направлении он закрепил проводник. При включении тока игла отклонилась и застыла в направлении, новом по отношению к направлению проводника.

Опыт он повторял в различных вариантах: над стрелкой, под ней, сбоку, на разных расстояниях и в различных направлениях. Было установлено, что обнаруженная сила не притягивает и не отталкивает магнитные полюса и направлена вокруг проводника по окружностям, центры которых находятся на его оси.

Но Эрстед все еще не был уверен в своем открытии. Со здоровым скептицизмом исследователя он испытал проводники из восьми разных металлов, но отклонения стрелки были почти одинаковыми. Действие гальванического электричества на магнитную стрелку проявлялось даже через препятствие из металла, стекла, дерева, воды, смолы, глины и камня. Наконец, Эрстед поместил стрелку в медный пенал, наполненный водой, но эффект оставался неизменным.

Но когда он изготовил «магнитные стрелки» из стекла, смолы и других веществ, то эти стрелки не реагировали на электрический ток.

День прошел в работе, и Эрстед впервые забыл о своих любимых лекциях. Йоргена же он послал домой передать, чтобы его не ждали на ночь…

Уже наступило утро, а Эрстед, не выспавшийся, но счастливый, все еще сидел в кабинете. Да, теперь уже все ясно! Ему удалось открыть магнитное действие электрического тока, а тем самым и взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Связь между двумя группами явлений, которые со времен Гильберта считались совершенно различными.

Эрстед придвинул кресло к столу и приготовил перо и бумагу. На мгновение он задумался, а затем стал писать по-латыни: «Гальваническое электричество, идущее с севера на юг над свободно подвешенной магнитной стрелкой, отклоняет северный конец стрелки на восток; при том же направлении электричества, когда оно под магнитной стрелкой, отклоняет ее на запад…»

Он писал несколько часов подряд. Завтрак на столе уже давно остыл и настало время обеда, когда на конверте он написал имя адресата: Андрэ Мари Ампер…