1 в 1820 г х эрстед обнаружил действие электрического тока на – Ханс Кристиан Эрстед — датский физик. в 1820 обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. одним из первых ученый высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления.

Опыт Эрстеда — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Внешний вид эксперимента, демонстрирующего опыт Эрстеда

Опыт Эрстеда — классический опыт, проведённый в 1820 году Эрстедом и являющийся первым экспериментальным доказательством воздействия электрического тока на магнит[1].

Ганс Кристиан Эрстед помещал над магнитной стрелкой прямолинейный металлический проводник, направленный параллельно стрелке. При пропускании через проводник электрического тока стрелка поворачивалась почти перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180°. Аналогичный разворот наблюдался, если провод переносился на другую сторону, располагаясь не над, а под стрелкой.

Видеодемонстрация опыта Эрстеда

Принято считать, что это открытие было совершенно случайно: профессор Эрстед демонстрировал студентам опыт по тепловому воздействию электрического тока, при этом на экспериментальном столе находилась также и магнитная стрелка. Один из студентов обратил внимание профессора на то, что в момент замыкания электрической цепи стрелка немного отклонялась. Позднее Эрстед повторил опыт с более мощными батареями, усилив тем самым эффект. При этом сам он в своих поздних работах отрицал случайный характер открытия: «Все присутствующие в аудитории — свидетели того, что я заранее объявил о результате эксперимента. Открытие, таким образом, не было случайностью…»

[2].

Согласно современным представлениям, при протекании через прямолинейный проводник электрического тока в пространстве вокруг него возникает магнитное поле, силовые линии которого представляют собой окружности с центром на оси проводника. При этом величина магнитного поля пропорциональна силе тока, текущего в проводнике, и обратно пропорциональна расстоянию до проводника[3]:

B=2icr,{\displaystyle B={\frac {2i}{cr}},}

где B — модуль вектора индукции магнитного поля, i — сила тока,

r — расстояние от точки наблюдения до проводника, c — скорость света (здесь использована запись в гауссовой системе единиц).

При помещении в магнитное поле вещества, имеющего ненулевой магнитный момент (магнита), на него начинает действовать момент силы Лоренца, пропорциональный индукции магнитного поля и величине магнитного момента, а также синусу угла между их векторами[4]:

M=Bpmsin⁡α,{\displaystyle M=Bp_{m}\sin \alpha ,}

где M — модуль вектора момента сил, действующих на магнитный момент, pm{\displaystyle p_{m}} — величина магнитного момента, α{\displaystyle \alpha } — угол между векторами B→{\displaystyle {\vec {B}}} и p→m.{\displaystyle {\vec {p}}_{m}.}

Момент сил стремится выстроить магнитную стрелку параллельно направлению вектора магнитной индукции, то есть перпендикулярно проводнику с током. Этот эффект тем сильнее, чем выше сила тока в проводнике и чем больше сила магнита. На практике действию магнитной силы противостоят силы трения в точке крепления магнитной стрелки, поэтому эффект может быть слабо выражен.

Описанный 21 июля 1820 года в краткой статье «Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticam»[5] опыт стал первым экспериментальным доказательством взаимосвязи электрических и магнитных явлений.

Ханс Кристиан Эрстед — датский физик. в 1820 обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. одним из первых ученый высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления.

Ганс Христиан Эрстед родился в семье бедного аптекаря. Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской аптеки. Он решает поступать в Копенгагенский университет и берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию.

Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Следующая его работа касалась свойств щелочей, а диссертация, за которую он получил звание доктора философии, была посвящена медицине.

Ганс едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию.

В 1806 году Эрстед становится профессором Копенгагенского университета. В 1813 году во Франции выходит его труд «Исследования идентичности химических и электрических сил». В нем он впервые высказывает идею о связи электричества и магнетизма. Его соображения были простыми: электричество рождает свет — искру, звук — треск, наконец, оно может производить тепло — проволока, замыкающая зажимы источника тока, нагревается.

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились источник тока, провод, замыкающий его зажимы, и компас. В то время, когда Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась обратно. Это было первое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма.

Нужно сказать, что отклонение стрелки компаса в лекционном опыте было весьма небольшим. В июле 1820 года Эрстед повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Теперь эффект стал значительно сильнее. Сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по соединяющей их прямой, а перпендикулярно к ней. Магнитная стрелка никогда не указывала на проволоку, но всегда была направлена по касательной к окружностям, эту проволоку опоясывающим. Магнитные силовые линии окружают проводник с током, или электрический ток является вихрем магнитного поля. Таково содержание первого основного закона электродинамики, и в этом суть открытия ученого. Мемуар Эрстеда вышел в свет 21 июля 1820 года. Уже через несколько дней мемуар появился в Женеве, где в то время был с визитом Араго. Первое же знакомство с опытом Эрстеда доказало ему, что найдена разгадка задачи, над которой бился и он, и многие другие. На первом же заседании Академии, на котором Араго присутствовал сразу по возвращении, 4 сентября 1820 года он делает устное сообщение об опытах Эрстеда. Записи, сделанные в академическом журнале ленивой рукой протоколиста, свидетельствуют, что академики просили Араго уже на следующем заседании, 22 сентября, показать всем присутствующим опыт Эрстеда, чт о называется, «в натуральную величину».

После открытия почести посыпались на Эрстеда. Он был избран членом многих авторитетнейших научных обществ.

В 1821 году Эрстед одним из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822-1823 годах независимо от Ж. Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Эрстед экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр. Ученый проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет воздуха.

В 1830 году Эрстед стал почетным членом Петербургской академии наук. Он основывает в Дании общество для поощрения научных занятий и литературный журнал, читает просветительные лекции для женщин, поддерживает «маленького Ганса Христиана», своего тезку будущего великого писателя Ганса Христиана Андерсена. Эрстед становится национальным героем.

Открытие Эрстеда

В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики – электромагнетизма. Это событие было с энтузиазмом встречено представителями школы немецкой классической философии. Факты, указывающие на существование связи между электрическими и магнитными явлениями, были известны задолго до открытия Эрстеда. Еще в XVII веке наблюдали случаи перемагничения стрелки компаса после удара молнии.

Интерес представителей немецкой классической философии к открытию Эрстеда не был случайным. Сам Эрстед находился под сильным влиянием философии Шеллинга. Учение о целостности мира, о его развитии, о борьбе полярных сил, о всеобщей связи явлений чрезвычайно импонировало датскому физику. Не случайно в брошюре, посвященной своему открытию, он назвал процесс, происходящий в проволоке, соединяющей полюсы гальванического элемента, не электрическим током, а «электрическим конфликтом». Открытие Эрстеда шеллингианцы и гегельянцы рассматривали как успех своей философской системы. Они справедливо отмечали, что физика могла рассматривать химические, электрические и магнитные явления как независимые лишь до открытия гальванизма.

Исследования магнитного действия электрического тока привели Эрстеда к выводу, что «электрический конфликт, по-видимому, не ограничен проводящей проволокой, но имеет довольно обширную сферу активности вокруг этой проволоки». Далее следует еще более важное наблюдение: «Кроме того, из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки». Другими словами, Эрстед подметил вихревой характер магнитного поля.

Исследования электромагнетизма

Открытие Эрстеда вызвало широкий резонанс и инициировало новые исследования. В сентябре 1820 года Араго показал, что провод с током притягивает железные опилки. Месяц спустя Жан Батист Био и Феликс Савар доложили об экспериментальном установлении закона действия прямого электрического тока на элементарный магнит. Пьер Симон Лаплас придал закону Био и Савара строгую математическую форму закона элементарного взаимодействия между элементом тока и намагниченной точкой. Эта формула с тех пор практически не претерпела изменений и сегодня известна как закон Био-Савара-Лапласа для магнитной индукции элемента тока:

(10.1)

где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц измерения.

Наиболее значимый вклад в изучение электромагнетизма внес французский физик Андре Мари Ампер. В течение 1820 года он сделал ряд сообщений в Парижской Академии наук, посвященных исследованию этого нового явления. Ампер различает два основных понятия: электрический ток и электрическое напряжение. Под электрическим током Ампер понимал перенос электрического заряда по замкнутой «цепи проводящих и электродвижущих тел», а под его направлением – направление движения положительного заряда.

Е

Рис. 24. Станок Ампера

сли Эрстедом было установлено взаимодействие магнита с электрическим током, то Ампер впервые установил механическое взаимодействие двух проводников с током. С этой целью он исследовал поведение подвижных проволочных контуров прямоугольной формы, которые крепились в специальных приспособлениях (станках Ампера) на двух вертикальных остриях, опирающихся о днища двух чашек с ртутью (рис. 24). Вследствие ничтожного трения в игольчатых подшипниках рамка могла свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси, оставаясь все время включенной в цепь с помощью ртутных контактов. Приближая к подвижной рамке другую, неподвижную, Ампер наблюдал взаимодействие токов. Он обнаружил, что токи, направленные одинаково, притягиваются друг к другу, а токи, направленные противоположно, отталкиваются друг от друга. Пользуясь таким станком, Ампер изучал как взаимодействие двух токов, так и действие на подвижную рамку с током постоянного магнита. Результаты его исследований мы сегодня объединяем в одной формуле, задающей механическую силу, действующую на элемент проводника с током во внешнем магнитном поле
:

(10.2)

Ампер пришел к идее чисто токового происхождения явления магнетизма. Согласно его теории, все магнитные взаимодействия сводятся к взаимодействию скрытых в твердых телах круговых молекулярных токов, каждый из которых эквивалентен плоскому магниту – так называемому магнитному листку. На этой основе он разработал представление о магните «как о совокупности электрических токов, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к линии, соединяющей полюсы магнита». Следующим логическим шагом, непосредственно следующим из предыдущего, был вывод, что спираль, обтекаемая постоянным электрическим током (соленоид), должна быть эквивалентна постоянному магниту. И Ампер сделал этот вывод. В 1822 году с помощью своего станка он экспериментально исследовал поведение соленоида в магнитном поле постоянного магнита и убедился в абсолютной справедливости своих теоретических выводов. Соленоид с током вел себя как прямой постоянный магнит, направление от южного полюса к северному в котором было связано с направлением обтекания током витков правилом правого винта. Когда Ампер убирал постоянный магнит, соленоид с током подобно магнитной стрелке компаса устанавливался в направлении магнитного меридиана Земли. Взаимодействие же двух соленоидов с током было абсолютно идентично взаимодействию двух прямых постоянных магнитов. Наконец, Амперу принадлежит идея усиления магнитного поля соленоида путем введения внутрь последнего железного сердечника из мягкого железа.

Ханс Кристиан Эрстед — датский физик. в 1820 обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. одним из первых ученый высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления.

Ганс Христиан Эрстед родился в семье бедного аптекаря. Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской аптеки. Он решает поступать в Копенгагенский университет и берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию.

Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Следующая его работа касалась свойств щелочей, а диссертация, за которую он получил звание доктора философии, была посвящена медицине.

Ганс едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию.

В 1806 году Эрстед становится профессором Копенгагенского университета. В 1813 году во Франции выходит его труд «Исследования идентичности химических и электрических сил». В нем он впервые высказывает идею о связи электричества и магнетизма. Его соображения были простыми: электричество рождает свет — искру, звук — треск, наконец, оно может производить тепло — проволока, замыкающая зажимы источника тока, нагревается.

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились источник тока, провод, замыкающий его зажимы, и компас. В то время, когда Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась обратно. Это было первое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма.

Нужно сказать, что отклонение стрелки компаса в лекционном опыте было весьма небольшим. В июле 1820 года Эрстед повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Теперь эффект стал значительно сильнее. Сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по соединяющей их прямой, а перпендикулярно к ней. Магнитная стрелка никогда не указывала на проволоку, но всегда была направлена по касательной к окружностям, эту проволоку опоясывающим. Магнитные силовые линии окружают проводник с током, или электрический ток является вихрем магнитного поля. Таково содержание первого основного закона электродинамики, и в этом суть открытия ученого. Мемуар Эрстеда вышел в свет 21 июля 1820 года. Уже через несколько дней мемуар появился в Женеве, где в то время был с визитом Араго. Первое же знакомство с опытом Эрстеда доказало ему, что найдена разгадка задачи, над которой бился и он, и многие другие. На первом же заседании Академии, на котором Араго присутствовал сразу по возвращении, 4 сентября 1820 года он делает устное сообщение об опытах Эрстеда. Записи, сделанные в академическом журнале ленивой рукой протоколиста, свидетельствуют, что академики просили Араго уже на следующем заседании, 22 сентября, показать всем присутствующим опыт Эрстеда, чт о называется, «в натуральную величину».

После открытия почести посыпались на Эрстеда. Он был избран членом многих авторитетнейших научных обществ.

В 1821 году Эрстед одним из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822-1823 годах независимо от Ж. Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Эрстед экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр. Ученый проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет воздуха.

В 1830 году Эрстед стал почетным членом Петербургской академии наук. Он основывает в Дании общество для поощрения научных занятий и литературный журнал, читает просветительные лекции для женщин, поддерживает «маленького Ганса Христиана», своего тезку будущего великого писателя Ганса Христиана Андерсена. Эрстед становится национальным героем.

Эрстед, Ханс Кристиан — Википедия

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Эрстед.

Ханс Кристиан Э́рстед  (дат. Hans Christian Ørsted; 14 августа 1777, Рудкёбинг, о. Лангеланн — 9 марта 1851, Копенгаген) — датский учёный, физик, исследователь явлений электромагнетизма.

Иностранный член Лондонского королевского общества (1821)[5], иностранный почётный член Петербургской академии наук (1830)[6].

Родился 14 августа 1777 г. в маленьком городке Рудкёбинге, расположенном на датском острове Лангеланн. Его отец был аптекарем, денег в семье не было. Начальное образование братья Ханс Кристиан и Андерс получали где придётся: городской парикмахер учил их немецкому; его жена — датскому; пастор маленькой церкви научил их правилам грамматики, познакомил с историей и литературой; землемер научил сложению и вычитанию, а приезжий студент впервые рассказал им о свойствах минералов.

С 12 лет Ханс помогает своему отцу в аптеке. Здесь он заинтересовывается естественными науками и решает поступать в университет.

Учеба в Копенгагенском университете[править | править код]

Университет в столице Дании Копенгагене был основан ещё в 1478 г., но его общеобразовательный уровень был ещё весьма низким. Достаточно сказать, что с начала XVIII века кафедра физики в нём была ликвидирована с целью усилить курс богословия.[источник не указан 412 дней]

В 1794 г. (17 лет) Эрстед в качестве абитуриента выезжает в Копенгаген и целый год готовится к экзаменам, которые затем успешно выдерживает. Его брат последовал за ним в Копенгаген и изучал там юриспруденцию. Во время учёбы Эрстед занимается практически всеми возможными дисциплинами. За эссе «Границы поэзии и прозы» ему была присуждена Золотая медаль университета.

Он предпочитал разносторонность профессионализму. Следующая его работа, также высоко оценённая, была посвящена свойствам щелочей, а блестяще защищённая диссертация, за которую он в 1798 году (едва окончив обучение) получил степень доктора философии, была посвящена медицине. По другой версии, степень доктора философии он (без защиты) получил за свой первый опубликованный труд «Метафизические основы естествознания Канта».

По окончании 3-летнего обучения в университете Эрстед получает звание фармацевта высшей ступени. Физику и химию, фундаментальные предметы для естествоиспытателя науки, преподавал в университете по совместительству профессор медицины.

Выпускник-фармацевт устраивается временным управляющим одной из столичных аптек, но желание заниматься преподаванием приводит его к должности адъюнкта (младшая ученая должность в академиях и в вузах; помощник академика или профессора) при университете. Ему поручается чтение двух лекций в неделю без оплаты труда. Следовательно, он вынужден был продолжать работать в аптеке. Эта работа хоть и отвлекала от науки, но позволяла использовать оборудование аптеки в качестве исследовательской лаборатории.

Три года преподавания в университете не проходят даром. Старательный адъюнкт был замечен начальством и отправлен в заграничную командировку для повышения научной квалификации. Сначала Германия, где произошла встреча командированного учёного с человеком, талант и ум которого оказал глубокое влияние на его научные интересы. Речь идёт о «гениальном фантазёре» и сумасброде, неординарном физике и химике Иоганне Вильгельме Риттере, принципиальном стороннике натурфилософии Шеллинга, идеи которой заключались в том, что будто бы все силы в природе возникают из одних и тех же источников. Эти положения и заинтересовали Эрстеда. Вот что он писал: «Моё твёрдое убеждение, что великое фундаментальное единство пронизывает природу. После того как мы убедились в этом, вдвойне необходимо обратить наше внимание на мир разнообразия, где эта истина найдёт своё единственное подтверждение. Если мы не сделаем этого, единство само по себе становится бесплодным и пустым рассуждением, ведущим к неправильным взглядам».

Затем Париж, где он слушает лекции учёных первой величины — физика Шарля, химика Бертолле, естествоиспытателя Кювье. Большое впечатление на молодого учёного производят студенческие лаборатории Парижской политехнической школы — ведь тогда в Дании таких не было. И вот его вывод: «Сухие лекции без опытов, какие читают в Берлине, не нравятся мне. Все успехи науки должны начинаться с экспериментов».

В 1804 г. Эрстед возвращается в Данию. Но с работой в университете у него не все ладилось. Он не мог рассчитывать на государственную оплачиваемую должность. Однако после того как Эрстеду было поручено ведать коллекцией физических и химических приборов, принадлежащих королю он решается читать частные лекции по физике и химии.

«Мои лекции по химии, — писал начинающий лектор, — привлекают столько слушателей, что не все могут поместиться в аудитории». Именно этими лекциями Эрстед доказал администрации университета своё право на оплачиваемую штатную должность. В 1806 г. он становится профессором физики, в функции которого входила обязанность экзаменовать кандидатов по философии, а также преподавать физику и химию студентам-медикам и фармацевтам. «Отныне, — писал уже штатный профессор, — я получил привилегию основать физическую школу в Дании, для которой я надеюсь найти среди молодых студентов много талантливых людей». После этого назначения физика была признана полноправной дисциплиной в Копенгагенском университете. И через сто лет один из воспитанников этого университета Нильс Бор (1885—1962) станет одним из создателей современной квантовой физики.

В 1812 Эрстед снова выезжает за границу — в Берлин и Париж. И там он пишет работу «Исследование идентичности электрических и химических сил». Эта работа свидетельствует о том, что автор продолжает руководствоваться своей философской концепцией. С 1815 г. Эрстед — непременный секретарь Датского королевского общества.

Главное открытие Эрстеда — впервые экспериментально установлена связь между электрическими и магнитными явлениями. История этого открытия, совершенного зимой 1819—1820 учебного года (в одних источниках — 15 февраля, в других — ещё в декабре) включает в себя два варианта событий:

Эрстед на лекции в университете демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба, для чего составил электрическую, или, как тогда говорили, гальваническую цепь. На демонстрационном столе находился морской компас, поверх стеклянной крышки которого проходил один из проводов. Вдруг кто-то из студентов (здесь показания свидетелей расходятся — говорят, это был аспирант, а то и вовсе университетский швейцар) случайно заметил, что, когда Эрстед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Однако существует мнение, что Эрстед заметил отклонение стрелки сам.

В пользу стороннего наблюдателя говорит то, что, во-первых, сам Эрстед был занят манипуляциями скручивания проводов, к тому же вряд ли бы он, много раз проводивший такой опыт, стал живо интересоваться его ходом.

Однако предыдущие исследования Эрстеда и его увлечённость концепцией Шеллинга говорят об обратном. В некоторых источниках даже указывается, что Эрстед якобы всюду носил с собой магнит, чтобы непрерывно думать о связи магнетизма и электричества. Возможно, это вымысел, призванный упрочить позицию Эрстеда как первооткрывателя. В самом деле, если был так озабочен проблемой, почему не попытался раньше целенаправленно поставить опыт с электрической цепью и компасом? Ведь компас — одно из наиболее очевидных практических использований магнита. Тем не менее, нельзя отрицать, что над проблемой связи электричества и магнетизма он задумывался, как впрочем, и над проблемами связи других явлений, между которыми никакой связи не было (напомним, он был приверженцем концепции Шеллинга).

Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта, а затем стал их менять. И обнаружил следующее: «Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата». (Используя данное сообщение, А. М. Ампер вскоре предложит на его принципе магнитоэлектрический гальванометр, роль которого в развитии электрической науки трудно переоценить.)

Дальше начались вообще чудеса. Экспериментатор решает проверить действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. И о чудо! Металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них протекал электрический ток.

Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гончарной глиной, камнями, диском электрофора. Экранирование не состоялось. Стрелка упорно отклонялась. Отклонялась даже тогда, когда её поместили в сосуд с водой. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные вещества не наблюдалась у обычного электричества и электричества вольтаического».

Когда соединительную проволоку Эрстед ставил вертикально, то магнитная стрелка совсем не указывала на неё, а располагалась как бы по касательной к окружности с центром по оси проволоки. Исследователь предложил считать действие проволоки с током вихревым, так как именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра.

Уже в июне 1820 Эрстед печатает на латинском языке небольшую работу под заголовком: «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку»[7]. В ней учёный пишет резюме: «Основной вывод из этих опытов состоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут. Именно потому, что контур оставался разомкнутым, не увенчались успехом попытки такого же рода, сделанные несколько лет тому назад известными физиками».

В этой же работе он пытается выработать правило, с помощью которого можно было бы заранее определить направление магнитного действия сил, возникающих в проводнике при прохождении по нему электрического тока. Вот это правило: «Полюс, который видит отрицательное электричество входящим над собой, отклоняется к западу, а полюс, который видит его входящим под собой, отклоняется к востоку».

Опыты Эрстеда ставили науку в затруднительное положение. Из экспериментов следовало, что сила, действующая между магнитным полюсом и током в проводнике, направлена не по соединяющей их прямой, а по нормали к этой прямой, то есть перпендикулярно. Этот факт подвергал сомнению всю ньютонианскую систему построения мира. Это почувствовали переводчики, переводившие на французский, итальянский, немецкий и английский языки латинский текст датского учёного. Зачастую, сделав буквальный перевод, представлявшийся им неясным, они приводили в примечаниях латинский оригинал.

После своего открытия Эрстед стал всемирно признанным учёным. Он был избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского королевского общества и Парижской Академии. В частности в 1830 г. его избрали почетным членом Петербургской академии наук. Англичане присудили ему медаль Копли за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества. Он продолжил заниматься наукой — в 1822-23 независимо от Ж. Фурье открыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент. Изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрёл пьезометр (устройство, служащее для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического давления), пытался обнаружить электрические эффекты под действием звука. Занимался также молекулярной физикой, в частности, изучал отклонения от закона Бойля — Мариотта.

Эрстед обладал не только научным, но и педагогическим талантом, вёл просветительскую деятельность: в 1824 создал Общество по распространению естествознания, в 1829 стал директором организованной по его инициативе Политехнической школы в Копенгагене.

Умер Эрстед в Копенгагене 9 марта 1851. Его хоронили как национального героя.

  • Эрстед Г. Х. Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку. // В книге: Ампер А. М. Электродинамика. М.: АН СССР, 1954. — 492 с.
  • Эрстед придумал ряд научных терминов для датского языка, некоторые из которых используются и по сей день, например: кислород (ilt), водород (brint), объём (rumfang), плотность (vægtfylde).
  • В сказке «Два брата» Х. К. Андерсен писал про знаменитых братьев Ханса Кристиана и Андерса Эрстедов.
  • Братья Эрстеды — главные герои трилогии Г. Л. Олди и А. Валентинова «Алюмен».

Открытие Эрстеда • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Электрический ток порождает магнитное поле.

Внешне электричество и магнетизм проявляют себя совершенно по-разному, но на самом деле они теснейшим образом связаны между собой. Заслуга окончательного слияния двух этих понятий принадлежит Джеймсу Кларку Максвеллу, разрабатывавшему единую теорию электромагнитных волн с 1850-х годов и до самой его безвременной кончины в 1879 году. Однако появлению уравнений Максвелла предшествовала целая череда открытий первой половины XIX века, начало которой положил датский физик Ханс Кристиан Эрстед.

Эрстеду были свойственны два качества, которые принято считать помехой для успешной карьеры исследователя, а именно, страстное увлечение философией и сильное желание донести науку до понимания масс. В начале своей стажировки в Париже, например, он серьезно подмочил свою научную репутацию, яростно защищая взгляды немецких философов-обскурантистов. На этом фоне и его доводы в пользу наличия связи между электричеством и магнетизмом были восприняты, по крайней мере, современниками, как очередное мистическое пустозвонство. Эрстед утверждал, например, что магнетизм возникает в результате неизбежного конфликта между положительным и отрицательным аспектом электричества.

Чем бы ученый ни руководствовался, но в 1820 году в Копенгагенском университете состоялась его лекция с демонстрацией, на которой он использовал только что изобретенную электрическую батарею в качестве источника тока. На этой лекции Эрстед продемонстрировал, что под воздействием поднесенного на близкое расстояние проводника магнитная стрелка компаса отклоняется. Это было первое наглядное и неоспоримое подтверждение существования прямой связи между электричеством и магнетизмом. Открытие Эрстеда буквально вдохновило целый ряд ученых, прежде всего Ампера (см. Закон Ампера), а также Био и Савара (см. Закон Био—Савара), на проведение новых экспериментов с целью определения математических закономерностей выявленной связи и, в конечном итоге, проложило дорогу к теории электромагнетизма Максвелла.

За преданность Эрстеда делу популяризации науки и публичную демонстрацию только что открытого явления Американская ассоциация учителей физики назвала премию, присуждаемую учителю года, «медалью Эрстеда».

См. также:

Ханс Кристиан ЭРСТЕД

Ханс Кристиан ЭРСТЕД
Hans Christian Oersted, 1777–1851

Датский физик. Родился в Рудкебинге в семье аптекаря. Начальное образование состояло преимущественно в изучении немецкого в приемной семье, в которой он какое-то время воспитывался, после чего Эрстед с одиннадцатилетнего возраста стал помогать отцу в аптеке, где на практике освоил аптечное дело. После переезда семьи в Копенгаген поступил в местный университет, в 1777 году получил диплом фармацевта, а еще через два года защитил докторскую диссертацию. Продолжил свое образование, переезжая из города в город и стажируясь в ведущих европейских лабораториях, где и познакомился с последними исследованиями электрических и магнитных явлений. После нескольких лет чтения публичных научно-популярных лекций в 1806 году получил преподавательскую должность в родном университете. В 1820 году Эрстед сделал своё уникальное открытие, наглядно демонстрирующее связь между электричеством и магнетизмом. С 1829 года работал директором Копенгагенского политехнического института.


0

Написать комментарий

Вход в систему

«Элементы» в соцсетях: 

НАЧАЛА ФИЗИКИ


Рис. 28.2

(2) выбор между этими двумя возможными направлениями осуществляется с помощью правила «буравчика» (иногда приводят эквивалентный вариант этого правила, который называют правилом «левой руки»): если поставить правый буравчик (винт, отвертку, штопор и т.д.) на плоскость, в которой лежат и r, и вращать его так, что его ручка движется от тока к , то направление его вкручивания указывает направление вектора индукции (траектория ручки буравчика показана на рис. 28.2 изогнутой стрелкой). В ситуации, изображенной на рис. 28.2, винт, поставленный на плоскость чертежа и вращаемый от тока к (т.е. против часовой стрелки на рис. 28.2), будет выкручиваться, т.е. индукция магнитного поля в исследуемой точке направлена «на нас».


Ганс-Христиан Эрстед (1777-1851) — датский физик. В 1820 г. Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. Открытие Эрстеда, быстро ставшее широко известным, впервые указало на связь электрических и магнитных явлений.

Эрстед был не только выдающимся ученым, но и выдающимся гражданином, остро чувствующим социальную ответственность науки. Он организовал Общество по распространению научных знаний, научный лекторий для женщин и детей, создал первую в Дании физическую лабораторию, занимался улучшением преподавания физики в школах. Эрстед материально поддерживал нескольких талантливых молодых датчан и, в частности, «второго Ганса-Христиана», будущего великого писателя Г.-Х. Андерсена.

Умер Эрстед в зените своей славы. На его похоронах присутствовали представители всех слоев датского общества — члены королевской семьи и правительства, ученые, студенты, простые датчане. Простится с Эрстедом пришло (по некоторым данным) 200 тысяч (!) человек — совершенно немыслимое для Дании середины 19 века количество (да и для современной, думаем, тоже).

Закон Био-Савара-Лапласа и принцип суперпозиции позволяют найти поле любых токов. Для этого все токи нужно мысленно разбить на малые элементы, по закону Био-Савара-Лапласа найти индукцию поля каждого элемента, по принципу суперпозиции — индукцию суммарного поля. Технически эта процедура, как правило, очень сложна и требует использования высшей математики.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о