В детстве, мне бабушка рассказывала о некоем Магнисе, пастухе, который однажды в горах, чуть ли не в кавказских, заметил, что стальные подковки на его сапогах как-то странно прилипают к тропе. Эту забытую историю я случайно раскопал недавно: действительно, Лев Николаевич Толстой написал для детей рассказ «Магнит», в нем и упоминается тот пастух. Вы его можете без труда найти и прочитать на сайте онлайн-читать.рф. Но то легенда, красивая история, сочиненная великим писателем. А мы поговорим про историю настоящую.
На самом деле магнит был известен еще в древней Греции, древнем Египте. Первое упоминание о нем встречается у Еврипида, вернее у Платона, который в IV столетии писал, что Еврипид называет этот камень в своих драмах «камень из Магнезии». Магнезия или Магнисия – это одна из греческих провинций в Малой Азии, где и были найдены залежи минерала магнетита. В Европе же магнит появился лишь 1260 году, благодаря Марко Поло.
Как объект научных исследований магнит начинает свое путешествие с трудов французского ученого XIII века (т.е. задолго за всеми нами любимого Галилео Галилея) Пьера Пелере́на де Марику́ра (свои труды он непонятно зачем подписывал латинским именем Petrus Peregrinus – Петр Перегрин, что означает «пилигрим») , который первым в Европе предпринял систематическое экспериментальное исследование свойств магнитов, магнитных полюсов, их использование в навигации и опубликовал результаты в обширном трактате «Послание о магните» (Epistola Petri Peregrini de Maricourt ad Sygerum de Foucaucourt, militem, de magnete).
Эстафету изучения магнетизма спустя три с небольшим столетия подхватил лейб-медик английской королевы Елизаветы и ее преемника Якова I) Уильям Гильберт, который в 1600 году опубликовал фундаментальны труд «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле». Кроме всего прочего Гильберт сумел показать разницу природы притяжения тел магнитных и наэлектризованных.
Однако будет справедливым признать, что подлинную природу магнетизма, связь его с электричеством первым обнаружил датский ученый, профессор физики Ханс Христиан Эрстед в 1820 году, когда во время лекции в копенгагенском университете при замыкании электрической цепи было замечено отклонение магнитной стрелки лежащего на столе рядом с электрической цепью компаса.
После того случая Эрстед обнаружил еще одно замечательное с точки зрения физики явление: «магнитное воздействие электрического тока направлено по окружностям, охватывающим этот ток». Свои наблюдения Эрстед описал в работе "Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку и, как ни странно, больше электромагнетизмом не занимался.
Спустя два месяца после публикации, работы Эрстеда заинтересовали известного французского ученого Андре-Мари Ампера, который воспроизвел опыты своего предшественника, а затем показал, что два провода, несущие ток в одном направлении притягиваются, а провода с противотоками – отталкиваются.
Ампер стал экспериментировать, ориентируя провода друг относительно друга под самыми разными углами, скручивая провода в петли и спирали, он показал, что под воздействием внешнего магнитного поля рамка с током способна поворачиваться под определенным углом. На основе полученных результатов он сформулировал закон, который мы называем законом Ампера, и вывел формулу.
В это же время опытами с электромагнетизмом занимался Майкл Фарадей.
Начиная также с экспериментов Эрстеда, он обнаружил вполне себе реальность линий магнитного поля, которые он наблюдал всем известным теперь способом, рассыпая железные опилки, которые вдоль этих линий выстраивались.
Однако решающим его успехом стал опыт, показавший, что ток в проводнике может возникать только под действием изменяющегося магнитного поля. Прибор, сконструированный Фарадеем, выглядел примерно так:
На железное кольцо были намотаны две проволочные обмотки. Первая была соединена с источником тока – гальваническим элементом, вторая – обвивала компас, который, в сущности, выполнял роль гальванометра. Фарадей заметил, что при постоянном токе или его отсутствии стрелка компаса не двигалась, но в момент включения-выключения она покачивалась. Таким образом было открыто явление электромагнитной индукции.
О магнитном поле, как о «той части пространства, которая содержит и окружает тела, пребывающие в электрическом или магнитном состоянии» в 1861 году впервые написал Джеймс Клерк Максвелл, а в 1837 году, выполняя просьбу Фарадея, он опубликовал «Трактате об электричестве и магнетизме», уравнения из которого, переработанные и дополненные, мы сегодня называем уравнениями Максвелла.
