Избранные работы по электричеству - Фарадей М.
Скачать (прямая ссылка):
Для более легкого запоминания этих положений магнитной стрелки Эрстед составил следующее правило: „полюс, над которым входит отрицательное электричество, поворачивается к западу, полюс, под которым оно входит, поворачивается к востоку".
Затем Эрстед показал, и это нетрудно видеть из выше описанных опытов, что повороты стрелки образуют круг около замыкающего провода. Хотя в своих первых опытах он выражает отклонение, испытываемое стрелкой под влиянием провода в градусах, однако затем он прибавляет, что величина эта изменяется с увеличением мощности батареи. Как скоро стрелка выводится из своего естественного положения и поворачивается по горизонтальному или иному кругу, сила земного магнетизма стремится вернуть ее в прежнее положение; мы имеем здесь силу, противодействующую влиянию замыкающего провода и уменьшающую возможное отклонение магнитной стрелки. Даже в том случае, когда магнитная стрелка лежит в одной горизонтальной плоскости с проводом, влияние которого проявляется в опускании одного и поднятии другого конца последней, сила земного магнетизма является, наряду со
ОПЫТ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА
13
способом укрепления стрелки, причиной, препятствующей ей двигаться по вертикальному кругу. Когда же эти причины устраняются, т. е. стрелка укрепляется таким образом, что может свободно вращаться во все стороны, а земной магнетизм равен нулю, т. е. компенсируется либо положением стрелки, либо другим магнитом, расположенным поблизости, удается достичь гораздо более простого представления о движении стрелки относительно провода.
Наладить такую, вполне совершенную установку является делом нелегким. Однако совсем нетрудно устроить ее таким образом, чтобы позволить исследовать раньше движение в одном, а затем в другом направлении. Тогда мы увидим, что если замыкающий провод достаточно мощной батареи расположен вблизи центра стрелки, то последняя устанавливается поперечно проводу, независимо от положения, которое стрелка и провод занимали до этого. Если обводить провод вокруг центра стрелки или центр стрелки вокруг провода, то стрелка и провод сохраняют свое положение друг относительно друга, причем расположение стрелки поперечно проводу не является индифферентным, но полюсы последней находятся в определенном положении относительно полюсов батареи. Если положительный полюс батареи находится справа, а соединенный- с ним прямым проводом отрицательный полюс—слева, то северный полюс, расположенный над проводом магнитной стрелки, будет показывать направление от нас, а южный полюс в нашу сторону. Если стрел-ка находится под проводом, то северный полюс будет указывать от нас, а южный в нашу сторону (рис. 1 и 2). Если представить себе замыкающий провод и стрелку в виде двух жестко закрепленных стержней, то таким путем могут быть представлены все положения провода и стрелки относительно друг друга, ибо любому положению одного стержня будет соответствовать
Рис. 1.
14
ИЗБРАННЫЕ РАБОТ/Ы ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ
определенное положение другого. Или же, если на нижней поверхности прямоугольной стеклянной пластинки провести черту сверху вниз и назвать верхний конец отрицательным^ а нижний положительным, а на верхней поверхности провести линию слева направо и назвать левый конец ее южным, а правый — северным, то нижняя линия будет всегда изображать замыкающий провод, а верхняя магнитную стрелку (рис. 3).
Теперь если при этом взаимном расположении провода и стрелки мы будем двигать провод вдоль стрелки по направлению к тому или другому концу, то будет наблюдаться сильное притяжение между последним и тем полюсом, против которого он будет находиться. Это явление будет наблюдаться, если даже принять меры, чтобы в обоих положениях под подю-сом находилась та же часть провода, и несмотря на то, что полюсы противоположны. Таким образом в этом случае, повидимому, та же самая точка провода вызывает притяжение как северного, так и южного полюсов стрелки. Если при таком положении провода вблизи конца стрелки последнюю повернуть так, чтобы на месте первого полюса оказался противоположный, то наблюдается сильное отталкивание, независимо от того, вблизи какого полюса первоначально находился провод. Таким образом та точка, которая раньше притягивала оба полюса, теперь их отталкивает. Если провод, расположенный вблизи конца стрелки, где притяжение всего сильнее, переходит, поворачиваясь вокруг стрелки, с одной стороны на другую, оставаясь направленным к одной и той же точке стрелки, то сила притяжения на стрелку возрастает по мере приближения провода к концу последней, поскольку провод остается на той же стороне. Она убывает при обходе провода вокруг конца, становится равной нулю, когда провод расположен
N
+
S
Рис. 3.
ЬПЫТ ИСТОРИЙ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА
15
Притяжение (^)^.
о.
Отталкивание
О"
Рис. 4.
прямо против полюса, и при переходе на другую сторону превращается в силу отталкивания, которая наиболее сильна в положении, противоположном исходному (рис. 4).
Во всех описанных случаях положения провода и стрелки, как вызывающие притяжение, так и вызывающие отталкивание, соответствуют описанным выше, за исключением того, что теперь провод находится не по середине, а у конца стрелки. На рис. 5 представлены два положения провода, в которых он притягивает противолежащий полюс, и мы
