Электромагнетизм

15 февраля 1820 года, Ганс Христиан Эрстед, уже заслуженный профессор химии, читал своим студентам лекцию по электричеству. Набор для электрических и магнитных исследований был в то время весьма невелик – вольтов столб, провода, лягушачьи лапки, магнит да компас. Студенты, присутствующие на лекции, рассказывают о том, что Эрстед хотел продемонстрировать на лекции интересное свойство электричества нагревать проволоку. Случайно рядом с проволокой оказался компас. Один зоркий слушатель обратил внимание на поворот стрелки, во время протекания тока. Легкое отклонение магнитной стрелки при протекании тока связывало, как казалось, не связанные друг с другом силы природы – электричество и магнетизм, удивление учителя было неподдельным.

Чем же был поражен ученый?

И дело было не только в том, что впервые была обнаружена связь между электрическими и магнитными явлениями, которые в то время рассматривались как не сводимые друг к другу; впервые наблюдалось «противодействие», которое не было направлено по прямой к «действию» - стрелка компаса не отклонялась в направлении к току, она поворачивалась перпендикулярно ему.
Ньютоновское описание действия на расстоянии дало первую трещину. Пройдет еще немного времени и сама идея «действия на расстоянии» будет отвергнута в работах Фарадея и Максвелла, работы, развитие которых отвергнет не только идеи абсолютного пространства, но и времени.

Господа, это переворот, возвещает Араго 11 сентября 1820 года на заседании Академии, демонстрируя опыты Эрстеда. Бледный Ампер слушал с сердцебиением, час пробил, он знает что должен делать, начинаются дни его великой работы.

Он бежит сломя голову к слесарю, чтобы заказать копию инструментов, показанных только что Араго. Нужно скорей установить инструменты дома, небольшой столб, замкнутый проводом, – основной объект изучения Ампера. Им владеет идея, магнит – это система замкнутых электрических токов, но гипотеза требовала опытного подтверждения.

Прошло две недели и уже 25 сентября Ампер на той же трибуне демонстрирует свои опыты. Он показывает, что сила, возникающая в проводе, воздействует не только на магнитную стрелку, но и на расположенный рядом второй провод с током, эта сила является силой притяжения, если токи в них имеют одинаковое направление, и отталкивания, если направление противоположно. Подобно проводу и магнитной стрелке, взаимодействовали между собой провод с током и спираль с током, магнит и спираль. И, наконец коронный номер, две спирали с током (соленоиды), взаимодействовали друг с другом как магниты.

Электричества в то время было два – первое, которое получали натиранием различных предметов – статическое электричество, второе, гальваническое, получаемое с помощью вольтовых столбов. Магнетизм был присущ только второму электричеству, когда по проводу шел ток, стоило зарядам придти в движение и возникала сила. Величину этой силы рассчитали французские ученые Био и Савар, они установили, что она направлена перпендикулярно по кратчайшему расстоянию от полюса до проводника и ее модуль (подобно гравитационной) обратно пропорционален этому расстоянию и теория дальнодействия положила еще один камешек на свои весы.