Открытия Ампера

Ампер Андре Мари (1775-1836), французский физик, математик, химик, член Парижской Академии наук, иностранный член Петербургской Академии наук, один из основоположников учения об электричестве.

О жизненном пути этого необыкновенно одарённого от природы человека, еще в детстве поражавшего своими выдающимися способностями и поистине энциклопедическими знаниями и завидным чувством научного предвидения, можно говорить много. Андре Мари Ампер ввёл в науку термин «электрический ток» и за полтора века предсказал возникновение кибернетики – науки об общих закономерностях управления и связи в организованных системах.
Звёздный час в жизни Ампера наступил в сентябре 1820 г., когда он впервые узнал об открытии датским физиком Г.Х.Эрстедом (1819) действия электрического тока на магнитную стрелку и занялся повторением его опытов. Ампер интуитивно понял значение этого открытия для будущих успехов в области электромагнетизма. Он с головой погрузился в изучение нового ранее неизвестного явления. Прежде всего, он тщательно повторил опыты Эрстеда и сразу же отметил неточность его выводов, так как Эрстед не учёл действия на магнитную стрелку магнитного поля Земли. И уже всего через неделю (!) Ампер выступил на заседании Академии наук с докладом о своих новых открытиях в области электромагнетизма. А затем почти подряд неделю за неделей (на регулярных заседаниях Академии) излагал перед крупнейшими учёными результаты своих экспериментальных и теоретических исследований, которые позднее были обобщены в его знаменитом труде по электродинамике.
Ампер первым в мире произнёс слова «сила тока». Не удивительно, что через много лет «ампером» была названа единица именно силы тока. В 1821 г. Ампер предложил «астатическую пару», представляющую собой две магнитные стрелки, укрепленные на общей медной оси параллельно друг другу с полюсами, обращёнными в разные стороны. Это стало прообразом прибора для обнаружения тока – гальванометра, и термин «гальванометр» Ампер впервые употребляет в своих работах.
Ампер поразительно наглядно продемонстрировал магнитные свойства проволоки, согнутой в кольцо, аналогичные «тонкому листку» постоянного магнита. И кольцо, и «листок» имели разноимённые магнитные полюса, что убедительно подтверждало электрическую природу магнетизма.
Ампер утверждает, что «какой угодно малый замкнутый ток действует на любой магнитный полюс, так же как будет действовать малый магнит, помещённый на месте тока, имеющий ту же магнитную ось». Ампер неоднократно подчёркивает, что «единственной причиной электромагнитных явлений является электричество». Ампер выдвинул принципиально новую, радикальную и даже, на первый взгляд, дерзкую идею: никаких магнитных зарядов в природе вообще не существует, есть только электрические заряды, и магнетизм возникает только из-за движения электрических зарядов, то есть из-за электрических токов.

Он предложил считать за направление тока направление положительного электричества «от плюса к минусу» во внешней цепи. Он сумел сформулировать и правило о направлении отклонения магнитной стрелки в зависимости от направления тока в проводнике. Это правило стало известным под названием «правила пловца» и формулировалось следующим образом: «Если мысленно расположиться человеку вдоль проводника с током так, чтобы ток проходил по направлению от ног наблюдателя к голове, и чтобы лицо его было обращено к магнитной стрелке, то под влиянием тока северный полюс магнитной стрелки всегда будет отклоняться влево».
На основании многочисленных экспериментов Ампер сформулировал закон взаимодействия прямых токов: «два параллельных и одинаково направленных тока взаимно притягиваются, тогда как два параллельных и противоположно направленных – отталкиваются». Чтобы найти, как взаимодействуют токи в различных контурах, ему пришлось сформулировать законы магнитного взаимодействия отдельных элементов тока («Закон Ампера») и воздействия токов на магниты («правило Ампера»).

Им был придуман и изготовлен ряд приборов, с помощью которых он, обладая обширными математическими знаниями, сумел выполнить достаточно точные измерения силы магнитного взаимодействия токов. Позднее великий Максвелл отметил эти измерения как чрезвычайно оригинальные. Далеко не всем известно, что Ампер был одним из пионеров электрометрии. В Германском музее шедевров науки и техники хранятся оригинальные приборы Ампера, при помощи которых он производил опыты. В иллюстрированном путеводителе по музею сказано, что «приборы Ампера принадлежат к числу драгоценнейших экспонатов музея. Невзрачные, покрытые сургучом составные проволочные контуры, висящие и вращающиеся в чашечках со ртутью, соединённые с переключателем тока, они помещены в шкафу, украшенном богатой резьбой и портретом.
По существу, Ампером была создана новая наука об электричестве и магнетизме, и даже термин «Электродинамика», ставший позднее названием одного из величественнейших разделов классической физики, был введён самим Андре Мари Ампером.

Пащенко Ирина Валентиновна (Иркутская область, г. Иркутск)