Открытие и исследования магнитного поля
Явления, которые мы называем магнитными, известны людям давно. Необыкновенные свойства магнетита (одного из видов железной руды) использовались в Древнем Китае, а потом и в других странах для изготовления компасов.
Магнитам приписывались магические свойства, их действием объясняли непонятные явления природы, пытались лечить болезни.
Систематические исследования магнитов провел английский физик У. Гильберт в XVI в. Он не только исследовал взаимодействие постоянных магнитов, но и установил, что Земля — это большой магнит.
Учение о магнитах продолжительное время развивалось обособленно, как отдельная отрасль науки, пока ряд открытий и теоретических исследований в XIX в. не доказали его органическую связь с электричеством.
Убедительным доказательством единства электрических и магнитных явлений является результат опыта Г. X. Эрстеда, датского физика, который в 1820 г. заметил, что магнитная стрелка изменяет свою ориентацию возле проводника с током (рис. 6.1).
Очевидным было, что причиной этого явления есть направленное движение заряженных частиц в проводнике (электрический ток).
Подобное явление наблюдалось и в опытах американского физика Г. Роуланда, выполненных в 1878 году. Главной частью его исследовательской установки (рис. 6.2) был эбонитовый диск, покрытый тонким слоем золота (1).
Диск был насажен на вал и мог свободно вращаться между двумя стеклянными дисками (2). Над эбонитовым диском были подвешены на тонкой нити две намагниченные иголки (3).
Как только диск начинал вращаться, иголки поворачивались на определенный угол, регистрируя наличие магнитного поля. При увеличении скорости вращения диска намагниченные иголки поворачивались на больший угол.
Опытами Г. Роуланда подтверждено открытие Эрстеда о связи магнитного поля с движущимися электрически заряженными частицами или телами.
Магнитные явления хотя и связаны с электрическими, но не тождественны им. Это также подтверждается опытами.
Генри Роуланд (1848 — 1901) — американский физик. Научные труды в области электродинамики, оптики, спектроскопии и теплоты.
Если взять два длинных параллельных проводника и присоединить их к источнику тока, то заметного изменения в их состоянии мы не увидим, хотя они и будут заряжены разноименно. Соединим концы проводников и увидим, что проводники, по которым течет ток в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга.
Если же составить цепь таким образом, чтобы в проводниках проходил ток одного направления, то заметим, что проводники притягиваются друг к другу (рис. 6.3).
Действие проводника с током на магнитную стрелку или на другой проводник с током происходит при отсутствии непосредственного контакта между ними, благодаря наличию магнитного поля.
Магнитное поле имеет свои особенности, которыми отличается от других полей:
- магнитное поле связано с движением заряженных частиц или тел;
- магнитное поле действует на подвижные заряженные частицы или тела.
