Томас Эдисон, Никола Тесла, Майкл Фарадей — вы все неоднократно слышали эти имена. Но сегодня речь пойдет не о них, а о человеке, который своим открытием сделал большой шаг в мире электричества задолго до них.
К концу XVIII века ученые заметили множество электрических и магнитных явлений, но большинство из них считали, что эти силы ни как не зависят друг от друга, пока в июле 1820 года датский натурфилософ Ханс Кристиан Эрстед опубликовал брошюру, в которой доказал, что на самом деле они тесно связаны.
Ханс Кристиан Эрстед родился в августе 1777 года в Рудкобинге, Дания. Он получал образование в основном дома и уже в детстве проявил некоторый интерес к науке. В 13 лет он стал учеником своего отца, который работал аптекарем. В 1794 году он поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику, философию и фармацию, а также получил степень доктора философии.
В 1801 году он защитил докторскую диссертацию и, как это было принято, начал путешествовать по Европе, посещая Германию и Францию и встречаясь с другими учеными. Одним из тех, кого он встретил и, возможно, вдохновил, был Иоганн Риттер, один из немногих ученых того времени, который верил в существование связи между электричеством и магнетизмом.
Вернувшись в Копенгаген в 1803 году, Эрстед искал место преподавателя физики в университете, но не сразу получил его. Вместо этого он начал читать частные лекции, взимая плату за вход. Вскоре его лекции стали популярными, и в 1806 году он получил работу в Копенгагенском университете, где расширил программу по физике и химии и создал новые лаборатории. Он также продолжал свои собственные исследования в области физики и других областей науки. Его первая научная работа была посвящена электрическим и химическим силам. Он исследовал множество проблем в области физики, включая сжимаемость воды и использование электрического тока для взрыва мин.
Открытие, которым он прославился, Эрстед сделал в 1820 году. В то время большинство ученых считали, что электричество и магнетизм ни как не связаны между собой, однако, вопреки логики, были некоторые причины полагать, что связь существует. Например, как было уже давно известно, компас, в который ударила молния, может менять полярность. Ранее Эрстед уже отмечал сходство между тепловым излучением и светом, хотя и не определил, что оба они являются электромагнитными волнами. Он считал, что электричество и магнетизм - это силы, излучаемые всеми веществами, и эти силы могут как-то взаимодействовать друг с другом.
Во время одной из демонстраций своих лекций, 21 апреля 1820 года, устанавливая свой прибор, Эрстед заметил, что, когда он включил электрический ток, подключив провод к обоим концам батареи, игла компаса, находившаяся рядом, отклонилась от магнитного севера, куда она обычно указывала. Игла компаса двигалась совсем немного, настолько немного, что зрители даже не заметили этого. Но Эрстеду было ясно, что произошло что-то значительное.
Некоторые люди предполагают, что это было совершенно случайное открытие, но мнения расходятся в том, была ли эта демонстрация направлена на поиск связи между электричеством и магнетизмом или же имела целью продемонстрировать нечто совершенно иное. Безусловно, Эрстед был хорошо подготовлен к наблюдению такого эффекта, имея под рукой иглу компаса и батарею (или «гальванический аппарат», как он ее называл).
Случайно или хотя бы в какой-то мере ожидаемо, но Эрстед был заинтригован своим наблюдением. Не сразу найдя математическое и физическое объяснение, он обдумывал его в течение следующих трех месяцев, а затем продолжил эксперименты, пока не убедился, что электрический ток может создавать магнитное поле (которое он назвал «электрическим конфликтом»).
21 июля 1820 года Эрстед опубликовал свои результаты в брошюре, которая была распространена в частном порядке среди физиков и научных обществ. Его результаты были не особо качественными, но эффект был очевиден - электрический ток порождает магнитную силу.
Его батарея, куча из 20 медных прямоугольников, вероятнее всего, создавала ЭДС около 15-20 вольт. Когда он изменил направление тока, то обнаружил, что игла отклоняется в противоположном направлении. Он экспериментировал с различной ориентацией иглы и направлением тока. Он также заметил, что эффект невозможно экранировать, поместив дерево или стекло между компасом и электрическим током.
Публикация вызвала немедленную сенсацию и повысила статус Эрстеда как ученого. Другие ученые начали исследовать вновь обнаруженную связь между электричеством и магнетизмом. Французский физик Андре Ампер разработал математический закон для описания магнитных сил и их связь с током. Примерно через десять лет, после открытия Эрстеда, Майкл Фарадей продемонстрировал, по сути, обратное тому, что обнаружил Эрстед, - что изменяющееся магнитное поле вызывает электрический ток. Вслед за Фарадеем, Джеймс Клерк Максвелл разработал уравнения Максвелла, формально объединившие электричество и магнетизм.
Эрстед продолжал работать в области физики. Он основал Общество распространения естественных наук, целью которого было сделать науку доступной для общественности, что он считал очень важным. В 1829 году он основал Политехнический институт в Копенгагене. Он также был искусным писателем. Эрстед внес вклад и в другие области науки, например, химия. В 1825 году он впервые произвел алюминий.
Ханс Кристиан Эрстед умер в 1851 году. Его открытие, сделанное в 1820 году, положило начало революции в понимании электромагнетизма, впервые установив связь между двумя, как считалось ранее, совершенно разными физическими явлениями.
Друзья, если вам понравилась эта статья, буду очень благодарен, если вы подпишетесь. Это действительно поможет мне развиваться и создавать больше интересного для вас. Спасибо!