28 октября 1831 г. Эта дата может считаться днем рождения прототипа

современных динамо-машин — так называемого «медного диска Фарадея. В его

записной книжке отмечено, что он «заставил медный диск вращаться между

полюсами подковообразного магнита Королевского общества. Ось и край диска

были соединены с гальванометром. Стрелка отклонялась, как только диск

начинал вращаться».

Исключительно напряженная работа была проделана менее, чем в полтора

месяца. Верный своему методу начав работу, довести ее до конца и

опубликовать, Фарадей привел в систему все полученные им данные и составил

доклад для Королевского общества, который и был им прочитан 24 ноября 1831

г. Этот доклад послу-

Фиг. 3. Медный диск Фарадея (собственноручный рисунок Фарадея).

жил основанием первой серии знаменитых «Опытных исследований по

электричеству».

Заметим что в первых двух опытах о гальванометре не упоминается,

появление индуцированного тока Фарадей наблюдал по отклонению магнитной

стрелки, а уже в опыте с медным диском «ось и край диска были соединены с

гальванометром»

Гальванометр Фарадей изготовил сам, вот так его описал сам автор.

«гальванометр был изготовлен примитивно, но все же был достаточно

чувствителен в отношении своих показаний. Провод был медный с шелковой

изоляцией, и содержал 16 или 18 витков. Две швейные иглы были намагничены и

пропущены через высушенную соломинку параллельно одна другой. Эта система

была подвешена на волокне из сученого шелка, так чтобы нижняя игла

находилась внутри витков многократно намотанного провода, а верхняя под

ними. Последняя являлась более сильным магнитом и давала устройству

ориентировку относительно земли. На рис. 4 показано направление провода и

игл, когда был помещен в магнитный меридиан. Для удобства дальнейших ссылок

концы проводов отмечены буквами А и В, буквы S и N обозначают южный и

северный концы иглы, когда на нее действует только земной магнетизм. Коней

иглы N является, следовательно, отмеченным полюсом. Весь прибор был защищен

стеклянной банкой; его положение и расстояние относительно большого магнита

было такое же, как раньше.

Рис. 4

До открытия электромагнитной индукции многочисленные исследования, обогащая

учение об электромагнетизме новыми данными, скорее осложняли, чем

облегчали, понимание получаемых фактов. Фарадей же внес полную ясность в

эту область и тем самым открыл новые перспективы в изучении

электромагнитных явлений. Именно с момента открытия электромагнитной

индукции учение об электричестве пошло семимильными шагами вперед,

обогащаясь все новыми и новыми достижениями. Больше всего плодов от этого

открытия пожал сам Фарадей, придерживавшийся своеобразного мнения на права

и судьбы ученого, возделавшего новое поле в науке.

Тиндаль писал в своих воспоминаниях: -«Фарадей держался того взгляда,

что основатель важного закона или принципа имеет право на «остаточные

колосья после жатвы» (его собственное выражение), т. .е. на все выводы из

его открытий. Руководимый открытым принципом, его могучий ум с помощью

чудесных десяти пальцев обошел широкое поле и едва ли оставил для сбора

последователям хотя бы крохи фактов».

Открыв новый источник электричества, Фарадей стал размышлять о

«тождестве двух электричеств», т. е. о том, одна ли и та же природа у

электричеств, получаемых от различных источников: электростатической

машины, гальванического элемента, термоэлемента и т. п. Этот вопрос возник

сразу же как только вслед за электростатической машиной появился новый

источник электричества—вольтов столб (гальванический элемент). Многие

ученые отрицали, что вольтов столб производит то, что можно было бы назвать

«электричеством», и не употребляли даже этого последнего термина в связи с

вольтовым столбом, предпочитая в этом случае говорить «о гальванизме». В

учебных пособиях по физике в начале XIX века можно было встретить

самостоятельные разделы: «электричество» и «гальванизм». Вопрос о тождестве

электричёств до 20-х годов прошлого столетия оставался предметом дискуссий

на страницах научных журналов.

Когда Фарадей направлял свой интерес на какую-либо проблему { в

данном случае на проблему тождества электричёств), он уже не переставал

думать о ее разрешении до тех пор, пока не находил ясного ответа.

Проблемой тождества электричеств Фарадей занимался до конца 1832 г. В

январе 1833 года он доложил Королевскому обществу о своих исследованиях,

которые привели его к выводам, не допускающим никаких сомнений в том, что

природа всех видов электричества одинакова. Все эти виды, каково бы ни было

их происхождение, в состоянии произвести все присущие электричеству

действия — физиологические, химические, магнитные, световые и механические.

Фарадей опубликовал с 1831 по 1855 г. всего тридцать серий «Опытных

исследований», изложенных в форме кратких параграфов. Общее число этих

параграфов достигло 30430. «Опытные исследования» периодически

публиковались в журнале «Philosophical Transactions» — печатном органе

Королевского общества.

Отличительной чертой научных взглядов Фарадея было твердое убеждение

в единстве сил природы. Именно эта теоретическая установка побудила его

добиваться «превращения магнетизма в электричество». Той же, мыслью он

руководился и в дальнейших работах. Стремление доказать тождество

электричеств является следующим шагом в утверждении идеи о единстве сил,

природы.

Успешно завершив свои исследования по связи между магнетизмом и

электричеством, Фарадей предпринял ряд опытов по установлению связи между

химическими и электрическими явлениями. Этот вопрос, не менее чем другие,

занимал внимание его современников и изучался многими учеными. Фарадей

указывает на «замечательную теорию, предложенную сэром Гемфри Дэви и

развитую Берцелиусом и другими выдающимися учеными, согласно которой

обычное химическое сродство является следствием электрического притяжения

между частицами- вещества».

Исследования связи между химическими и электрическими явлениями

привели к весьма важным результатам. Фарадей приступил к этим исследованиям

в 1832 г., т. е. тогда же, когда занимался проблемой тождества

электричеств, а в 1833 г. он пришел к выводам, известным в истории науки

под названием «количественных электрохимических законов Фарадея». Поэтому-

то Фарадей справедливо считается одним из основателей электрохимии.

Открытие законов электролиза дало повод Фарадею высказать весьма важные

соображения относительно атомной структуры электричества. Несомненно, с

этим преемственно связано современное представление об электроне.

Фарадей ввел в научный язык основную, до сих пор сохранившуюся

электрохимическую терминологию. Ему принадлежат употребляемые теперь во

всем мире термины: «электролит», «электрод», «анод», «катод»

Исследованиям по электрохимии Фарадей посвятив несколько серий.

Электрохимия возникла вслед за изобретением «вольтова столба». По вопросу о

причине возникновения. электродвижущей силы в вольтовом столба шел спор с

самого начала его появления.

Первую теорию выдвинул сам Вольта. Эта теория известная в истории

науки под названием «контактной теории» (в русской литературе часто

употреблялся тер мин «теория прикосновения»), заключается в утверждении,

что электрический ток возбуждается от прикосновения различных металлов. От

этого прикосновения зарождается электродвижущая сила, которая «разделяет

соединенные электричества и гонит их (в виде то ков) по противоположным

направлениям»..

Контактная теория нашла многочисленных сторонников и долгое время,

как говорил Тиндаль, «самые высокие умы Европы принимали ее за выражение

естественного закона». Но как только вольтов столб стал предметом

исследований со стороны химиков, крупнейшие ученые, как, например, Фаброни,

Волластон, Беккерель, Делярив и другие, изучая химические явления,

связанные изобретением Вольта, в один голос стали заявлять, что дело не в

прикосновении металла, а что причиной возникновения электродвижущей силы

являются химические процессы, происходящие в гальваническом элементе.

Само собой разумеется, что теоретические воззрения Фарадея и

исследования связи химических и электрических явлений толкали его на

активное участие в разгоравшейся борьбе между сторонниками и противниками

контактной теории. 7 апреля .1834 г. он представил Королевскому обществу

мемуар «Об электричестве вольтова столба», в котором он описывал ряд

опытов, приведших его к убеждению, что причиной электродвижущей силы (в

вольтовом столбе) «являются химические силы».

1831—1834 гг. были для Фарадея в высшей степени плодотворными. За это

время он опубликовал десять серий «Опытных исследований по электричеству»,

составляющих основную часть его работ в этой области. Труд был

исключительно напряженным. Приходилось работать на новых, неизведанных

участках науки, и самому прокладывать себе путь. Его работа была огромной и

с чисто количественной стороны. Все это не могло не сказаться на физическом

его состоянии. Силы Фарадея заметно ослабевают. В 1835 г. он не написал ни

одной работы, и единственный доклад Королевскому обществу «Об улучшенной

форме вольтова столба», прочитанный в 1835 г., был составлен еще в 1834 г.

Тиндаль назвал этот мемуар «относительно неважным». В 1836 и 1837 гг.

Фарадей не опубликовал ничего.

В 1837 г. Фарадей оправился и опять приступил к работе. 21 декабря

этого года он прочитал Королевскому обществу большой доклад, вошедший в

одиннадцатую серию, которая носит общее название «Об индукции».

Исследования Фарадея, как следует из всего сказанного выше, носили до

этого периода экспериментальный характер. Но было бы неправильно

утверждать, как делают противники теоретических взглядов Фарадея, что

вообще его исследования не выходили за пределы опытного естествознания.

Начиная с одиннадцатой серии, Фарадей, накопивший к тому времени огромный

фактический материал, предпринимает серьезные и решительные шаги к

теоретическому осмыслению результатов своих работ. Действительно, к этому

времени и самый характер исследований и вся освещавшаяся им область в целом

неизбежно вели его к теоретическим обобщениям. Вот что писал Фарадей во

вступлении к трактата «Об индукции»

«Учение об электричестве находится на той стадии) когда каждый из его

отделов требует экспериментального изучения не только в целях обнаружения

новых явлений, но что в данный момент гораздо более существенно — в целях

усовершенствования способов создания уже известных эффектов и,

следовательно, более точного определения основ действия этой самой замечав

тельной и универсальной силы в природе. Для тех исследователей, которые,

отдаваясь своей работе с энтузиазмом, тем не менее с осторожностью сочетают

опы1 с аналогиями, для исследователей, которые с недоверием относятся к

своим собственным предвзятым мнениям, отдают предпочтение факту перед

теорией, не слишком поспешно делают обобщения и на каждом шагу согласны

проверять свои суждения, для всех них ни одна отрасль знания не

представляет такого прекрасного и благодарного поля для открытий, как эта

Это вполне подтверждается успехами, достигнутыми в области электричества за

последние тридцать лет. Химия и учение о магнетизме одна за другим признали

господствующее влияние электричества, и весьма вероятно, что все явления,

обусловленные свойствами неорганической материи, а может быть и большинство

тех. которые относятся к растительной и животной жизни окажутся в конце

концов ему подчиненными».

Самым важным в учении об электричестве Фарадей считал явление

индукции: «Среди различного рода проявлений, по признакам которых принято

подразделять электричество, нет, я полагаю, ни одного, которое превосходило

бы или хотя бы было сравнимо с эффектом получившим имя индукции. Она играет

наибольшую роль во всех электрических явлениях, участвуя, по видимому, в

любом из них, и, действительно, носит характер первейшего существенного и

основного начала. Изучение индукции является настолько важным, что без

более глубокого понимания её природы нельзя, мне кажется, значительно

продвинуться вперед. Каким же иным путем можно надеяться понять ту гармонию

или даже единство действий, которое, несомненно, управляет возбуждением

электричества с помощью трения, химических реакций, тепла, магнитного

влияния, испарения и даже живого организма».

Вот почему Фарадей придавал проблеме электрической индукции такое

важное значение и в течение двух лет (1837—-1838 гг.) неустанно занимался

ее изучением.

После трактата «Об индукции» четырнадцатая серия Фарадея была

посвящена «природе электрической силы или сил» и «связи между

электрическими и магнитными силами». Эта серия касается частных вопросов

теории о природе электричества и является заключением к первому тому,

изданному в 1839 г.

Первые признаки переутомления обнаружились, как уже было сказано, в

1835 г. С целью отдыха и лечения Фарадею пришлось поехать в Швейцарию, хотя

вообще ездить за границу ом не любил и делал это редко. Отдых не сразу

вернул ему утерянные силы. В течение двух лет он ничего не опубликовал и

вынужден был принять государственную пенсию.

B 1845 г. к Фарадею вернулась прежняя работоспособность., С присущей

ему "энергией он принялся за осуществление тех «прекрасных открытий,

которые бродили в его мыслях». Но силы были уже не те. Все чаще и чаще ему

приходилось уезжать на дачу в Брайтон «одновременно и для успокоения и для

освежения головы». «Я чувствую, — писал Фарадей своему другу Деляриву, —

что если бы я не пожил здесь и не был бы осторожным, я не смог бы

работать». Однако на деле Фарадей не был осторожен. В том же письме он

отмечает, что так захвачен своим открытием, что едва может урвать время для

еды.

В 1845 г. им были сделаны два открытия, относящиеся к самым

выдающимся в учении об электричества и магнетизмё. Первое, определявшееся

им как «намагничивание света», в нынешней физической литературе носит

название «магнитного вращения плоскости поляризации», а второе было

явлением диамагнетизма.

В успехе 1845 г. значительную роль сыграли его работы по оптическому

стеклу. В начальных опытах Фарадей пытался выяснить, не оказывает ли

электролитическая жидкость, при прохождении тока, влияния на поляризованный

свет. Получив отрицательные результаты, он в дальнейшем экспериментировал с

прозрачными кристаллами, пока, наконец, не решил испытать свое стекло,

которое отличалось особой тяжеловесностью. В последнем случае Фарадей

добился благоприятных результатов. Он заставил поляризованный свет

проходить через стекло, находившееся в магнитном поле, и обнаружил, что

плоскость поляризации светового луча, направленного вдоль магнитных силовых

линий, поворачивается на некоторый угол, причем угол поворота тем больше,

чем сильнее магнитное поле. Таким образом связь между световыми и

магнитными, а следовательно» и электрическими явлениями была установлена.

Новое достижение Фарадея немедленно привлекло всеобщее внимание. Не

успел он опубликовать свой доклад, как в прессе появились сообщения о новом

открытии. Не без удовольствия Фарадей отмечал, что в некоторых случаях

сообщения эти были составлены вполне точно. Деляриву он, например, писал:

«Я могу отослать вас к субботнему номеру «Таймса» (от 29 ноября), где

имеется очень хороший отчет о докладе. Я не знаю, кто именно поместил его,

но он составлен хорошо, хотя и коротко».

Интересно также письмо, полученное Фарадеем по поводу его открытия от

миссис Марсет, автора «Бесед по химии», служивших начальным источником

знаний для Фарадея, тогда еще мальчика.

«Дорогой м-р Фарадей! Сегодня утром я прочла в «Атенеуме» сообщение о

публично объявленном вами открытии относительно тождества невесомых

веществ, как-то: теплоты, света и электричества. Я в данный момент держу

корректуру «Бесед по химии» для нового издания и поэтому взяла на себя

смелость просить вас сообщить мне, где бы я могла получить правильный отчет

об этом открытии. Боюсь, что оно слишком сложно и трудно, чтобы его можно

было обработать для моих юных учеников, но все же я не могу решиться

выпустить новое издание без всякого упоминания о нем. Я намеренно задержала

корректуру «Бесед об электричестве», которые исправляла сегодня утром, до

получения вашего ответа, в надежде включить его в эти гранки».

Можно себе представить, какое удовольствие испытывал Фарадей, читая

это письмо. Четыре десятилетия отделяли его от того времени, когда он

начал заниматься самообразованием. Но он не переставал считать Mapсет своей

учительницей и все время питал к ней чувство глубокой благодарности.

Сохранилось письмо от 2 сентября 1858 г., которое Фарадей написал Деляриву

по поводу смерти Марсет.

«То, что вы мне сообщили, глубоко опечалило меня," во всех

отношениях, так как миссис Марсет была мне . добрым другом, как, вероятно,

и многим другим людям. В 1804 году, тринадцати лет от роду, я поступил в

учение к книготорговцу и переплетчику. Пробыл я у него восемь лет и все

время был занят переплетением книг. По окончании работ я черпал из этих

книг первые свои знания. Две книги были мне особенно полезны — это, во-

первых, «Британская энциклопедия», из которой я получил первые понятия об

электричестве, и, вторых, «Беседы по химии» миссис Марсет, положившие

начало моим познаниям в этой науке... Можете представить мое восхищение,

когда я лично познакомился с Марсет. Как часто я обращался к прошедшему и

сравнивал его с настоящим, как часто я думал о моей первой учительнице,

посылая ей какое-нибудь из моих сочинений как благодарственную жертву, и

эти чувства меня никогда не покинут...».

Доклад Фарадея Королевскому обществу, озаглавленный «Намагничивание

света и освещение магнитных силовых линий», был прочитан 20 ноября 1845 г.,

а 6 декабря он представил новый мемуар «О магнитном состоянии всякого

вещества», в котором было изложено второе открытие — явление диамагнетизма,

заключающееся в том, что полюс магнита обладает свойством отталкивания

некоторых веществ.

До этого в мире науки было известно, что одни тела притягиваются

магнитом, а на другие он не оказывает никакого действия. Фарадей обычно

экспериментировал с очень сильными магнитами. При их помощи он многократно

действовал на различные вещества, но кроме обычных явлений ничего не

замечал. Когда же он проделал опыт со стеклом своего состава, то обнаружил

необычайное явление — стекло начало удаляться от полюса магнита.

Подобное явление наблюдали и другие ученые, но Фарадей об этом не

знал, так как должного внимания оно на себя не обратило, да и авторы этого

открытия. видимо, не придавали ему особого значения. Фарадей всесторонне

исследовал новое явление и установил, что все твердые и жидкие тела

подвержены магнитному влиянию (при соответственной силе магнита). «Каждое

вещество, — писал Фарадей, — принадлежит к классу магнитных или

диамагнитных». Магнитными он называет в данном случае те тела, которые

притягиваются полюсом магнита (в настоящее время принято называть эти тела

парамагнитными), а диамагнитными — те, которые им отталкиваются.

В 1851 г. он представил Королевскому обществу двадцать восьмую и

двадцать девятую серии «Опытных исследований по электричеству». В них

изложены выношенные им в течение многих лет идеи о магнитных силовых

линиях.

В самом начале работ над исследованием связи электрических и

магнитных явлений Фарадей создал себе ' представление о силовых линиях «как

об изображении магнитной силы». Оно вытекало из его общих идей о реальности

магнитного поля и помогло ему разобраться в самых сложных явлениях

электричества и магнетизма. Важность этого представления была очевидна, и

Фарадей принялся за серьезную его разработку.

«Изучение этих линий,—писал Фарадей, — многократно оказывало большое

влияние на мой ум и приводило меня к различным результатам, доказывающим на

деле пользу и плодотворность этого представления». Дальнейшее развитие

науки показало всю справедливость рассуждений Фарадея.

Последняя, тридцатая, серия «Опытных исследований по электричеству»

написана в 1855 г. Она касается магнитных явлений в их зависимости от

кристаллической формы, температуры и т. п. Серия эта не включена в III том

«Опытных исследований по электричеству», так как она была опубликована

через год после его выхода.

«Опытные исследования по электричеству» история науки признает

величайшим вкладом в учение об электричестве. Все, занимавшиеся историей

физики, считают, что труды Фарадея заложили основы современных

представлений об электричестве, одной из основных отраслей естествознания,

изучавшейся им около полувека.

В. 1857 г. кандидатура Фарадея была выдвинута на .пост президента

Королевского общества Фарадёи" отказался.

12 марта 1862 г. он произвел последнюю экспериментальную работу в

своей лаборатории, а 20 июня того же года он в последний раз выступил на

еженедельном собрании (по пятницам) в Королевском институте.

Годом раньше, когда Фарадею было семьдесят лет, он подал в отставку.

Руководители Королевского института ее не приняли и просили его остаться,

разгрузив себя от любых обязанностей по своему усмотрению. Но глубокая

добросовестность не позволяла Фарадею относиться к делу «кое-как». Несмотря

на преклонный возраст и частое физическое недомогание, он старался возможно

аккуратнее выполнять все, за что он считал себя ответственным, пока в марте

1865 г. снова не попросил увольнения.

Руководители Королевского института вынесли решение, которое принесло

Фарадею полное удовлетворение. Выразив ему благодарность за «добросовестную

заботливость, которую он всегда проявлял, действуя во всех отношениях на

благо Королевского института», они постановили просить его взять на себя те

обязанности, которые «ему самому будут приятны».

Однако и это вскоре оказалось ему не по силам, Зимой 1865 года наступило

резкое ухудшение в его здоровья. Он уже не выходил из дома. Все же, -когда

ему становилось лучше, он не переставал проявлять интерес к тому, что

происходило в мире науки. Последним, что занимало его внимание, были

электромагнитная машина Уайльда, составлявшая важное звено в развитии

современных генераторов электрической энергии, и электростатическая машина

Гольца, которая также представляет собой значительное изобретение.

Наступивший 1866 год не принес улучшения, хотя Фарадею часто

казалось, что он очень близок к разрешению какой-то исключительно важной

задачи и что осуществление ее приведет его к «чудесному открытию». Эти

мысли свидетельствовали о непрекращающихся исканиях угасающего ума.

23-августа 1867 г. Фарадей скончался, сидя за письменным столом. Он

пожелал, чтобы смерть его была отмечена так же скромно, как скромно провел

всю свою жизнь. Его желание было выполнено. Только ближайшие родственники и

друзья присутствовали при погребении. На его могиле—его похоронили на

Хайгэйтском кладбище в Лондоне.

Заключение.

«Опытные исследования по электричеству» история науки признает

величайшим Вкладом в учение об электричестве. Все занимавшиеся историей

физики, считают что труды Майкла Фарадея заложили основы современных

представлений об электричестве, одной из основной области естествознания,

изучавшейся им около полувека.

Однако практическое значение его открытий выявилось лишь через много

лет после смерти; так, например первые электрогенераторы промышленного типа

появились в 70-х годах прошлого века. При жизни же Фарадея его труды

рассматривались. Главным образом с научной точки зрения, вне всякого

практического применения, хотя ранние изобретатели электромагнитных машин

прекрасно знали, что создаваемая ими отрасль техники- электротехника

вырастает на основе великих открытий Фарадея.

Фарадей жил в эпоху «предыстории» электротехники. Ни ему ни его

современникам не суждено было стать свидетелями проникновения

электрического тока, генерируемого электромагнитным генератором. Во все

отрасли хозяйства.

Список используемых источников.

1. Кудрявцев П. С. Фарадей. – М., 1969.

2. Радовский М. И. Михаил Фарадей. Библиографический очерк. – М., 1946.

3. Радовский М. И. Фарадей. – М., 1936.

4. Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству. Пер с англ.

Е.А. Чернышевой и Я.Р. Шмидт – Чернышевой. – АН СССР. 1947.

-----------------------

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Страницы: 1, 2