Реферат: Жизнь и творчество Майкла Фарадея

При поднесении к концам спирали В древесного угля можно было обнаружить искорку при замыкании контакта с батареей в цепи А. Эта искорка не могла быть вызвана ответвлением части тока от батареи через железо в спираль В, так как при сохранении контакта с батареей гальванометр тем не менее возвращался к своему совершенно безразличному состоянию. При размыкании контакта искра наблюдалась редко. Платиновую проволочку раскалить этим индуцированным током не удавалось; однако есть, по-видимому, все основания думать, что это действие можно было бы получить при пользовании более сильным начальным током или более мощной комбинацией спиралей.

Через спираль В и гальванометр был пропущен слабый гальванический ток таким образом, чтобы стрелка отклонилась на 30 или 40°; после этого к цепи А была присоединена батарея из ста пар пластин; однако по прекращении первого действия стрелка гальванометра возвращалась в положение, строго соответствующее тому слабому току, который проходил по цепи самого гальванометра. Это имеет место независимо от того, каким путем осуществлять соединение с батареей, и указывает, что и в этом случае не существует постоянного влияния токов друг на друга ни в отношении их величины, ни в отношении их напряжения.

Затем было испытано другое устройство, связывающее первые опыты по вольта-электрической индукции с настоящими. Система спиралей, подобная вышеописанной, была навита на полый картонный цилиндр; спирали состояли из восьми отрезков медной проволоки общей длиной в 220 футов; четыре из этих спиралей были соединены концы с концом, а затем с гальванометром; остальные четыре были также соединены конец с концом, н через них разряжалась батарея из ста пар. При таких условиях действие на гальванометр было едва ощутимым, хотя индуцированный ток обладал намагничивающей способностью. Однако, когда внутрь картонной трубки, окруженной спиралями, вводился цилиндр из мягкого железа, толщиной в семь восьмых дюйма и длиной в двенадцать дюймов, индуцированный ток оказывал на гальванометр очень сильное действие, сопровождающееся всеми вышеописанными явлениями. Намагничивающая способность, которой он обладал, была, по-видимому, также выше, чем в отсутствие железного цилиндра.

Когда железный цилиндр заменялся таким же точно медным цилиндром, то не получалось никакого действия помимо того, какое имело место при наличии одних только спиралей. Устройство с железным цилиндром оказалось менее сильным, чем вышеописанное устройство с кольцом.

Подобные действия были затем получены при помощи обыкновенных магнитов: так, все элементарные спирали только что описанной полой спирали были соединены с гальванометром посредством двух медных проводов длиной по пять футов каждый; во внутрь спирали, по ее оси, был введен цилиндр из мягкого железа; два полосовых магнита длиной по двадцать четыре дюйма каждый были приложены друг к другу разноименными полюсами так, что давали подобие подковообразного магнита; другие два полюса прикладывались к концам железного цилиндра так, что он временно превращался в магнит (рис. 2); при размыкании магнитных контактов или при изменении их на обратные намагничение железного цилиндра можно было по желанию прекращать или изменять на противоположное.

Рисунок 2

В момент образования магнитного контакта стрелка отклонялась; при продолжительном контакте стрелка становилась безразличной и возвращалась в свое первоначальное положение; при нарушении контакта она снова отклонялась, но в направлении, противоположном первому; а затем опять становилась безразличной. При обращении магнитных контактов отклонения стрелки также обращались.

При образовании магнитного контакта отклонение стрелки было таково, что указывало на ток электричества, индуцированный в направлении, обратном тому, которое способно образовать магнит той же полярности, какой получался в действительности при соприкосновении с полосовыми магнитами. Так, когда полюс с меткой * и полюс без метки были расположены, как изображено на рис. 3, ток в спирали проходил в указанном на рисунке направлении, где Р есть конец провода, идущего к положительному полюсу батареи, т. е. тот конец, к которому обращены цинковые пластины, aN — отрицательный провод. Такой ток намагнитил бы цилиндр в противоположном направлении по сравнению с магнитом, который образуется при соприкосновении с полюсами А и В; а такой ток направлен противоположно токам, которые, согласно прекрасной теории Ампера, образуют такой магнит, какой изображен на рисунке.

Рисунок 3

Однако, поскольку можно было бы предположить, что во всех предыдущих опытах, описанных в этой главе, мгновенный индуцированный ток возбуждался благодаря некоторому особому действию, имевшему место во время образования магнита, а не благодаря самому факту его приближения, то был произведен следующий опыт. Все тождественные концы составной полой спирали были соединены вместе медной проволокой, и образованные таким образом два главных вывода были связаны с гальванометром. Цилиндр из мягкого железа был заменен цилиндрическим магнитом в три четверти дюйма диаметром и в восемь с половиной дюймов длиной. Один конец этого магнита был введен внутрь спирали по ее оси (рис. 4), а затем, после того как стрелка гальванометра успокоилась, магнит был быстро вдвинут внутрь спирали; стрелка немедленно отклонялась в таком направлении, как если бы магнит был образован посредством одного из двух предыдущих процессов. При оставлении магнита внутри стрелка возвращалась в свое первоначальное положение, а при вытаскивании его отклонялась в противоположном направлении. Действия эти не были особенно сильны; однако, вдвигая и выдвигая магнит таким образом, чтобы каждый последующий толчок прибавлялся к произведенным уже ранее, удавалось сообщить стрелке колебания размахом в 180° и более.

Рисунок 4

Все попытки получить посредством индуцированных токов электричества химические действия оказались неудачными, хотя были приняты не только все описанные выше меры предосторожности, но и всякие другие, какие только можно было вообразить. Не получалось никакого ощущения на язык; равным образом не обнаруживалось судорожного сокращения конечностей лягушки. Не удавалось также накалить ни древесный уголь, ни тонкую проволоку. Но при повторении на досуге опытов в Королевском институте с оправленным магнитным железняком, принадлежащим проф. Даниэлю (он был способен поднять около тридцати фунтов), наблюдались сильные сокращения мышц лягушки при каждом замыкании магнитного контакта. Сначала не удавалось вызывать сокращений при разрыве магнитного контакта; однако, предположив, что отсутствие действия обусловлено сравнительной медленностью разъединения, я стал производить это последнее ударом, и тогда лягушка содрогалась весьма сильно. Чем более мгновенно происходит соединение и разъединение, тем сильнее содрогание. Мне показалось также, что я мог заметить ощущение на язык и вспышку перед глазами, но никаких признаков химического разложения я обнаружить не мог.

Различные опыты, описанные в этом разделе, подтверждают, я полагаю, с достаточной полнотой получение электричества при помощи обыкновенного магнетизма. Что напряжение его очень слабо, а количество мало, это не будет казаться удивительным, если припомнить, что, подобно термоэлектричеству, оно развивается полностью внутри самого вещества металлов, сохраняющих всю свою проводящую способность. Но если что-то проходит описанным способом вдоль металлических проводов, если оно проявляет при этом прохождении особые магнитные действия и силу, присущие электрическому току, если оно может приводить в движение конечности лягушки и вызывать их содрогание, если, наконец, оно может производить искру при разряде через древесный уголь, то это что-то может быть только электричеством. Поскольку все действия могут производиться электромагнитами с железом, то нет сомнения, что для этих опытов пригодны устройства, подобные магнитам профессоров Молля (Moll), Генри (Henry), Тэн-Эйке (TenEyke) и др., способным поднимать до двух тысяч фунтов, и что в этом случае" не только возможно получить более яркую искру, но можно было бы также раскалить проволоки и, поскольку ток способен проходить через жидкости, произвести и химическое действие. Вероятность получения таких действий станет еще больше, если силой подобных аппаратов возбуждать магнитоэлектрические устройства, описанные в разделе 4.

Доходящее почти до тождества сходство действия обычных магнитов, с одной стороны, и электромагнитов или вольта-электрических токов, с другой, находится в поразительном согласии с теорией г. Ампера, подтверждая последнюю и давая сильные доводы в пользу предположения, что действие в обоих случаях одинаково; однако, поскольку все же требуется различие в наименовании, то я предлагаю называть это действие, обнаруживаемое обыкновенными магнитами, магнитоэлектрической или электрической индукцией.

Единственное, резко бросающееся в глаза различие, существующее между вольта-электрической и магнитоэлектрической ин?