Amper

Se spune că, atunci când Amp citit raportul său cu privire la acțiunile curente electrodinamice, unul dintre colegii săi sfârșitul citi întrebat: „Dar ce este de fapt nou în ceea ce ne-ai spus este de la sine înțeles că, dacă cele două curente au un efect asupra? săgeată, ele au un efect, de asemenea, pe partea de sus a reciproc ". Amperi, luat prin surprindere, nu am știu ce să spun. Dar el a venit în ajutorul Arago. A scos din buzunar două chei și a zis: „Acesta este unul dintre ei are, de asemenea, un efect pe săgeată, dar ei nu au acționat pe unul pe altul.“ Un astfel de caz, se pare, a fost într-adevăr, pentru că Amp în marea sa operă ( „Teoria matematică a electrodinamice Fenomene, derivat în mod unic din experiența“) consideră că este necesar să se constate că experiența Oersted nu a putut concluziona în mod logic că interacțiunea dintre doi curenți, atât din acțiuni ale celor două bucăți de fier pe săgeată nu se poate face concluzii cu privire la interacțiunea lor. Dar, spune-ne mai multe despre celălalt caz. Laplace a participat la prima demonstrație publică a experienței Amperi. Publicul a fost eliminată, iar Laplace la ieșirea așteptat asistentul Daniel Colladon; la văzut, îl bătu pe umăr și, privindu-l, a întrebat: „Nu ești Tu, tânăr, împins firul?“ Imediat după descoperirea fizicieni Oersted părea destul de firesc să-l explice prin faptul că trecerea curentului electric printr-un conductor acesta din urmă devine un magnet. O astfel de explicație a fost făcută de Arago, care a început să experimenteze, reieșind din acest punct de vedere. Sa decis, de asemenea, Bio, care a lipi cu încăpățânare să-l timp de mai mulți ani. Acesta a avut loc, după cum Davy și Berzelius. Ultima specificat că fiecare secțiune transversală a conductorului prin care curge curent, devenind un magnet dublu cu poli opuși. Cu toate acestea Ampere a propus o altă explicație, care este cea mai ingenioasă contribuția sa la știință: nici un conductor prin care trece un curent, devenind un magnet, ci mai degrabă este un magnet curenți de colectare. De fapt, spune Amper, dacă presupunem că magnetul este prezent un set de curenți circulari care curge în planurile exact perpendicular pe axa sa, în aceeași direcție ca și paralel curent care curge cu axa magnetului, acesta va fi direcționat la un unghi față de această circulară curenții care provoacă interacțiune electrodinamice, care tinde să facă toate curentele paralel și în aceeași direcție. În cazul în care conductorul liniar este fix și mobil magnet, magnetul este deviat; Dar dacă magnetul este fixă ​​și conductorul mobil, conductorul se mișcă.

Este ușor de înțeles că, în acel moment, în 1820 Amperi ipoteza părea foarte îndrăzneață, și nu este surprinzător, prin urmare, că sistemul de siguranță cu care a fost întâmpinat. Ipoteză Bio și Arago a părut mult mai plauzibilă. Dar când, în 1821, Faraday a stabilit rotația curentă în câmpul magnetic, Ampere a observat că un astfel de efect nu poate fi explicat prin orice distribuire de magneți într-un conductor prin care curge curent; o astfel de distribuție ar cauza o forță de atracție sau repulsie, nu o pereche de forțe rotative.

Amperi îngrijit mai multe despre cum să găsească dovezi experimentale ale propriilor sale ipoteze, mai degrabă decât critica teoriilor străine. Se crede că, dacă magnetul este înțeles ca actualul sistem paralel circular îndreptat într-o direcție, elicea de sârmă de metal, în care trecerile actuale, trebuie să se comporte ca un magnet, t. E. Trebuie să ia o anumită poziție de câmpul magnetic al Pământului și au doi poli. Experiența a confirmat ipotezele cu privire la comportamentul unei astfel de spirală sub acțiunea magnetului, dar nu a fost rezultate experimentale clare referitoare la comportamentul unei spirale sub influența câmpului magnetic al Pământului. Apoi Amperi a decis să ia pentru a clarifica această întrebare, un singur conductor bobină cu un curent; sa dovedit că bobina se comportă exact ca o foaie magnetic.

Astfel găsit fenomen ciudat: o singură bobină se comportă ca o placă magnetică și o spirală care Ampere considerat exact echivalent cu sistemul de plăci magnetice, nu se comporta ca un magnet. Încercând să dau seama ce se întâmplă, Amper a fost surprins să constate că electrodinamică conductorul fenomene Helix se comportă exact ca un conductor drept cu aceleași obiective. Din acest Amperi am ajuns la concluzia că, în ceea ce privește acțiunea electrodinamice a elementelor curente și electromagnetice pot fi adăugate și se descompun pe regula paralelogramului. Prin urmare, elementul curent poate fi descompus în două componente, dintre care una este paralelă cu axa, iar celălalt - perpendicular. Pentru a rezuma rezultatele acțiunii diferitelor elemente ale helixului, curentul rezultat va fi rectilinie echivalentă care se extinde de-a lungul unei axe și un sistem de curenți de circulare, dispuse perpendicular pe axa și direcționată într-o singură direcție. Prin urmare, spirala de-a lungul care fluxurile de curent, s-au comportat exact ca un magnet, aveți nevoie pentru a compensa efectul curentului în linie dreaptă. Acest amperi este cunoscut a fi realizat foarte simplu, de-a lungul întregii zone. axa conductorului se încheie. Cu toate acestea, a existat o diferență între helix care formează curentul și magnet: poli spirală au fost doar la capete, în timp ce polii unui magnet - punctele de interior. Pentru acest din urmă diferența repara și, Ampere a părăsit ipoteza lui inițială despre curenți, direct perpendicular pe axa magnetului, și a acceptat că acestea sunt situate în planuri care sunt în unghiuri diferite față de axa.

Imediat după primele sale experimente electrodinamică Amperi a decis să obțină o formulă pentru magnitudinea forței generate între cele două elemente actuale la această formulă pot fi găsite forță care acționează între cele două părți ale formei de sârmă și poziția. Nefiind capabil să efectueze experimente cu elementele actuale, Ampere în 1820, în primul rând a încercat să folosească următoarea metodă: pentru a efectua măsurători detaliate și numeroase acțiuni ale celor două finale curenții de diferite forme și poziții, și apoi să accepte orice ipoteză cu privire la interacțiunea dintre doi membri actuali, să se retragă din interacțiunea ei două curente de capăt și modificate în continuare această ipoteză, atâta timp cât rezultatele teoretice și experimentale nu vor apărea în deplină conformitate. Acesta este un mod clasic de a încerca de mai multe ori în aceste studii, cu toate acestea Amperi în curând a devenit convins că metoda în acest caz, s-ar fi construit pe o presupuneri solide, iar rezultatele dorite pot fi realizate într-un mod mai direct.

După ce a stabilit că conductorul mobil este exact în echilibru sub efectul forțelor egale cauzate de ghiduri, dimensiuni și formă fixă, care poate, fără a perturba schimbarea de echilibru în condiții de experiență acceptabilă Amperi a fost în măsură să calculeze în mod direct ceea ce ar trebui să fie o interacțiune între cele două elemente actuale pentru stabilirea unui echilibru în astfel de condiții nu depind de forma și dimensiunea conductoarelor fixe. El a fost în măsură să aplice cu succes criteriul mult mai îngust, deoarece empiric patru cazuri de echilibru a fost identificat, dintre care încă astăzi două sunt în cursuri de fizică (egalitatea valorilor absolute ale forțelor care acționează asupra acelorași curenții care curge în direcții opuse, același efect pe linie dreaptă conductor mobil a două ghidaje fixe, drepte și curbe, egal distanțate și având capetele la același punct).

Din aceste patru postulate experimentale Ampere prin dovezi destul de complexe derivate din formulele primei interacțiuni electrodinamice a elementelor actuale, urmate de multe alte formule derivate de unii oameni de știință (Grassmann, Weber, Riemann și colab.). Toate aceste formule sunt folosite pentru a calcula, iar acestea au fost criticate. Aceste formule sunt date de valoare a forței care acționează între cele două elemente curente, în funcție de intensitatea curentului, distanțele dintre elementele și poziția lor reciprocă.

Din elementele lor curente formula de interacțiune, luând în considerare atât sistemul molecular de curenți de magnet Amperi adus prima lege a Laplace, iar din aceasta metoda descrisă în toate manualele de astăzi, - legea Biot și Savart. Amper a adus, de asemenea, legea lui Coulomb pentru interacțiunea magnetostatic între doi magneți, sunt considerate ca fiind cele două sisteme actuale.

Alte potrivit teoriei circumstanta lui Amperi văzut în faptul că la scurt timp înainte de Poisson derivată formula pentru forța elementului magnetic pe elementul de nord sau la sud de coincide fluid cu formula obținută din teoria sa pentru o foarte mică curent buclă închisă plan. Acest lucru presupune imediat că în cazul în care o buclă de curent plat mică închisă este echivalentă cu magneți elementare, se extinde, după cum se recomandă acum în cărți, bucla finală în inele individuale, se poate arăta că bucla închisă acționează la fel ca și magneți elementare distribuite uniform peste o delimitată de acest contur de orice suprafață, astfel încât axele lor sunt suprafețe normale. Aceasta este celebra teorema lui Ampere echivalență.

Amperi înțeles că la aceleași concluzii de experiență verificabile se poate ajunge pornind de la alte legi curenții elementare de interacțiune sunt, prin urmare, a subliniat în mod special un alt avantaj al teoriei - capacitatea sa de a reduce la un singur motiv (interacțiunea a două elemente ale unui curent) sunt trei tipuri de interacțiuni care aparent destul de diferite: magnetostatic, electromagnetice și electrodinamice. Dar principalul avantaj al formulei sale (singurul care, în opinia sa, are dreptul de a fi numit într-adevăr elementar), a văzut că a fost exclus din fizica de „forță de rotație“, aducând toate forțele naturii interacțiunii particulelor de-a lungul unei linii drepte conectarea acestora.

Weber bazat teoria sa de curent electric, considerat ca un adevărat flux de particule incarcate care se deplasează taxa de acțiune electromagnetică; Maxwell a adoptat, de asemenea, conceptul. La sfatul Helmholtz Rowland în 1876, cu ajutorul experimentului clasic, a provocat o discuție lungă, opriți practic numai în anul 1903, datorită Poincaré demonstrat că circumferențial se deplasează sarcină electrică pe acul magnetic are exact același efect ca și curentul circular. Mai mult decât atât, prin creșterea crește rata de încărcare și forța care acționează asupra fiecărui pol al săgeții, adică. E. Valoarea forței depinde de viteza taxei. În același timp, pentru o explicație mecanicistă a conceptului de forțe fenomene caracteristice depinde numai de distanța dintre particule. Experiența Rowland nu numai că a confirmat existența unor „forțe de rotație“, dar a introdus un element nou, cu totul străină concepției mecaniciste, și, prin urmare, se agită puternic. Dar să ne întoarcem din nou la activitatea Amperi.

Lăsând la o parte polemica dure cu Bio, plin de atacuri personale, dorim să rețineți că Ampere explică așa cum a făcut deja, iar în 1821 existența magnetismul intern al curenților de pământ în pământ - aceasta este una dintre multele și maloudovletvoritelnyh teorii care încearcă să explice magnetismul pământului.

În 1822 g. Leopold Nobili vedere Ampere întărită prin plasarea „dispozitivul“ constând din. „Minge sferică, o rană sârmă de metal într-o direcție paralelă, care leagă capetele cu zinc și cupru electrozi piloți voltaic“.

Compilată Savelyev F. Ph.D.