Представления о связи между электричеством и магнетизмом до Ампера

Представления о связи между электричеством и магнетизмом до Ампера. Ампер дал название электродинамика совокупности новых электрических явлений и отказался от понятия электромагнетизм, которое тогда уже фигурировало в терминологии физики.

Ампер отбросил понятие электромагнетизм, по-видимому, по той причине, что считал теорию явлений, происходящих при взаимодействии токов, не нуждающихся в гипотезе того времени о магнитной жидкости. Он считал, что пока речь идт только о взаимодействиях между током и магнитом, наименование электромагнитные явления было вполне уместно, так как оно подразумевало одновременное проявление электрических и магнитных эффектов, открытых Эрстедом.

Но когда было установлено взаимодействие между токами, честь открытия которого принадлежит Амперу, то стало ясно, что здесь участвуют не магниты, а два или несколько электрических токов. Поскольку явления писал он о которых здесь идт речь, могут быть вызваны лишь электричеством, находящемся в движении, я счл нужным обозначить их наименованием электродинамические явления. История электричества и магнетизма богата наблюдениями и фактами, различными взглядами и представлениями о сходстве и различии электричества и магнетизма.

Впервые свойства магнитного железняка и янтаря описал Фалес Милетский в 6 веке до н.э собравший значительный материал наблюдений. Его опыты были чисто умозрительными, не подтвержднными опытами. Фалес дал малоубедительное объяснение свойствам магнита или натртого янтаря, приписывая им одушевлнность. Через столетие после него Эмпедокл объяснял притяжение железа магнитом истечениями.

Позднее подобное же объяснение в более определнной форме было представлено в книге Лукреция О природе вещей. Высказывания о магнитных явлениях имелись и в сочинениях Платона, где он описывал их в поэтической форме. Представления о существе магнитных действий были у учных более близкого к нам времени Декарта, Гюйгенса и Эйлера, причм эти представления в некоторых отношениях не слишком отличались от представлений древних философов. Со времени античности до эпохи Ренессанса магнитные явления использовались либо как средство развлечения, либо как полезное устройство для усовершенствования навигации.

Правда, в Китае буссоль применялась для навигации ещ до нашей эры. В Европе она стала известна лишь в 13 веке, хотя впервые упоминается в трудах средневековых авторов англичанина Некаме и француза Гио де Провенс в конце 12 века. Первым экспериментатором, занявшимся магнитами, был Петр Перегрин из Марикура 13 век. Он опытным путм установил существование магнитных полюсов, притяжение разноимнных полюсов и отталкивание одноимнных.

Разрезая магнит, он обнаружил невозможность изолировать один полюс от другого. Он выточил сфероид из магнитного железняка и пытался экспериментально показать аналогию в магнитном отношении между этим сфероидом и землй. Этот опыт впоследствии ещ более наглядно воспроизвл Гильберт, 1600 год. Затем в области изучения магнитных явлений наступило почти трхвековое затишье. Древние например, Теофраст в 4 веке до н.э. обнаружили, что, кроме янтаря, и некоторые другие вещества гагат, оникс способны в результате трения приобретать свойства, впоследствии названный электрическими. Однако в течение долгого времени никто не сопоставил магнитные и электрические действия и не высказал мысли об их общности.

Одним из первых средневековых учных а возможно, и самым первым, кто вл попутное наблюдение фактов, могущих навести на представления о взаимодействиях, сходстве или различии электрических и магнитных явлений, был Кардан, который внс в этот вопрос некоторую упорядоченность.

В сочинении О точности 1551 года он указывает на установлении им в результате экспериментов безусловного различия между электрическими и магнитными притяжениями. Если янтарь способен притягивать всякие лгкие тела, то магнит притягивает только железо. Наличие препятствия например, экрана между телами прекращает действие электрического притяжения лгких предметов, но не препятствует магнитному притяжению. Янтарь не притягивается теми кусочками, которые он сам притягивает, а железо способно притягивать сам магнит.

Далее магнитное притяжение направлено преимущественно к полюсам, лгкие же тела притягиваются всей поверхностью натртого янтаря. Для создания электрических притяжений необходимы, по мнению Кардана, трение и теплота, в то время как природный магнит проявляет силу притяжения без какой-либо его предварительной подготовки. Наиболее яркий экспериментальный метод и именно в области магнитных и электрических явлений освоил Уильям Гильберт, возобновивший примы Петра Перегрина и развивший их. Вышедшее в 1600 году его сочинение о магнитах включало шесть книг и составило эпоху в научной литературе.

Оно стало источником, которым пользовался Галилей и Кеплер, когда объясняли эксцентричность орбит притяжениями и отталкиваниями между солнечными и планетарными магнитами. Гильберт излагает соображения о сходствах и различиях магнитных и электрических явлений и приходит к выводу, что электрические явления отличны от явлений магнитных. В 1629 году Николо Кабео опубликовал сочинение о магнитной философии, в котором впервые указал на существование электрических отталкиваний.

Кабео, как и Гильберт, высказывал мысль о сфере действия магнита, которая ограничивается некоторым пространством вокруг тела. Так ещ неясно намечалось представление о магнитном поле. Эта мысль с большей определнностью была высказала Кеплером, который пришл к понятию линии действия, составляющих в своей совокупности сферу действия вокруг каждого из полюсов.

Тогда явления электричества и магнетизма объяснялись действием невидимой тончайшей жидкости эфира. В 1644 году Декарт опубликовал свой известный труд Принципы философии, где было уделено место вопросам магнетизма и электричества. По Декарту, вокруг каждого магнита существует тончайшее вещество, состоящее из невидимых вихрей. Мнение Гильберта о коренном различии между электричеством и магнетизмом прочно удерживалось в науке более полутора столетий.

Ф.У.Т.Эпинус, занимавшийся исследованием электричества и магнетизма, заставил учных обратиться к вопросу о сходстве этих двух явлений. Он также положил начало новому этапу в истории теоретических исследований в данной области, он обратился к расчтным методам исследования. На новом этапе развития теорий электричества и магнетизма, открытом трудами Эпинуса, особо важными были работы Кевендиша и Кулона. Кевендиш в свом сочинении 1771 года рассмотрел разные законы электрических действий с точки зрения обратной их пропорциональности расстоянию 1r n. Величину n он утвердил равной 2. Он вводит понятие о степени наэлектризованности проводника то есть мкости и об уравнивании этой степени у двух наэлектризованных тел, соединнных между собой проводником. Это первое количественное уточнение о равенстве потенциалов.

В 1785 году Кулон произвл свои знаменитые исследования количественных характеристик взаимодействия между магнитными полюсами, с одной стороны, и между электрическими зарядами с другой.

Кроме того, он ввл понятие о магнитном моменте и приписал эти моменты материальным частицам. Вот примерно совокупность тех представлений, которые могли создаться у Ампера до 1800 года, когда впервые был получен электрический ток, и начались исследования явлений гальванизма. Новая эпоха в области электричества и магнетизма началась на рубеже 18 и 19 веков, когда Александро Вольта опубликовал сообщение о способе производить непрерывный электрический ток. Вслед за этим довольно быстро по историческим меркам были открыты разнообразные действия гальванического электричества, то есть электрического постоянного тока в частности способность тока разлагать воду и химические соединения Карлейль и Никольсон, 1800 Петров, 1802 Гей-Люссак и Готро, 1808 Дэви, 1807 производить тепловые действия, нагревая проводник Тенар, 1801, и другие и многое другое.

Историческое открытие, столь важное для последующего развития науки об электричестве и магнетизме и получившее название электромагнетизма, произошло в 1820 году. Оно принадлежало Г.Х.Эрстеду, впервые заметившему действие проводника с током на магнитную стрелку компаса.