Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 27 гостей.

Гильберт

Ханс Христиан Эрстед (датск. Hans Christian Ørsted).

(14.8. 1777 г. − 9.3. 1851 г.)

 В семье бедного аптекаря, проживавшего в маленьком датском городке Рюдкобинг на острове Лангеланд. В семье катастрофически не хватало денег, так что братьям Хансу и Андерсу пришлось получать начальное образование где придется: парикмахер учил их немецкому языку, его жена - датскому, пастор познакомил с литературой и историей, грамматическими правилами, землемер научил арифметике, а заезжий студент рассказал удивительные истории о свойствах минералов.
 В двенадцать лет Ханс был уже вынужден стоять за стойкой в отцовской аптеке.
 Обладая немалыми знаниями, он тем не менее не знал, за что взяться серьезно. Теперь уже медицина пленила его, отодвинув химию, историю, литературу. Он поступает в Копенгагенский университет, где занимается практически всем. Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе "Границы поэзии и прозы". Высоко оценена была также его работа в области химии, она была посвящена свойствам щелочей. Диссертация же, за которую он получил звание доктора философии, была на медицинскую тему. Он разбрасывался и, казалось, заранее ставил крест на своей научной карьере, предпочитая разносторонность профессионализму.
 Девятнадцатый век заявил о себе новым образом жизни и мыслей, новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы.
 Блестяще защитив диссертацию, он едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию. Там Эрстед слушал лекции о возможностях исследований физических явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией. Ему нравились лекции блиставших с трибун философов, но он никогда не смог бы согласиться с ними в отказе от экспериментального исследования физических явлений.
 Его увлекли философские воззрения Гегеля, а потом и Шеллинга, идея которого о всеобщей связи и взаимообусловленности явлений объясняла и оправдывала кажущуюся разбросанность Эрстеда. Вот что он писал: «Моё твёрдое убеждение, что великое фундаментальное единство пронизывает природу. После того как мы убедились в этом, вдвойне необходимо обратить наше внимание на мир разнообразия, где эта истина найдёт своё единственное подтверждение. Если мы не сделаем этого, единство само по себе становится бесплодным и пустым рассуждением, ведущим к неправильным взглядам».
 Затем Париж, где он слушает лекции учёных первой величины − физика Шарля, химика Бертолле, естествоиспытателя Кювье. Большое впечатление на молодого учёного производят студенческие лаборатории Парижской политехнической школы − ведь тогда в Дании таких не было.
 В 1804 г. Эрстед возвращается в Данию. Но с работой в университете у него не все ладилось. Он не мог рассчитывать на государственную оплачиваемую должность. Однако после того как Эрстеду было поручено ведать коллекцией физических и химических приборов, принадлежащих королю, он решается читать частные лекции по физике и химии. Именно этими лекциями Эрстед доказал администрации университета своё право на оплачиваемую штатную должность. В 1806 г. он становится профессором физики, в функции которого входила обязанность экзаменовать кандидатов по философии, а также преподавать физику и химию студентам-медикам и фармацевтам. «Отныне, − писал уже штатный профессор, − я получил привилегию основать физическую школу в Дании, для которой я надеюсь найти среди молодых студентов много талантливых людей». После этого назначения физика была признана полноправной дисциплиной в Копенгагенском университете. И через сто лет один из воспитанников этого университета Нильс Бор станет одним из создателей современной квантовой физики.
 В 1812 Эрстед снова выезжает за границу − в Берлин и Париж. И там он пишет работу «Исследование идентичности электрических и химических сил». Эта работа свидетельствует о том, что автор продолжает руководствоваться своей философской концепцией.
 История открытия, совершенного зимой 1819 − 1820 учебного года (в одних источниках − 15 февраля, в других − ещё в декабре) включает в себя два варианта событий.
 Эрстед на лекции в университете демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба, для чего составил электрическую, или, как тогда говорили, гальваническую цепь. На демонстрационном столе находился морской компас, поверх стеклянной крышки которого проходил один из проводов. Вдруг кто-то из студентов (здесь показания свидетелей расходятся − говорят, это был аспирант, а то и вовсе университетский швейцар) случайно заметил, что когда Эрстед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Однако существует мнение, что Эрстед заметил отклонение стрелки сам. В пользу стороннего наблюдателя говорит то, что, во-первых, сам Эрстед был занят манипуляциями скручивания проводов, к тому же вряд ли бы он, много раз проводивший такой опыт, стал живо интересоваться его ходом.
 Однако предыдущие исследования Эрстеда и его увлечённость концепцией Шеллинга говорят об обратном. В некоторых источниках даже указывается, что Эрстед якобы всюду носил с собой магнит, чтобы непрерывно думать о связи магнетизма и электричества. Возможно, это вымысел, призванный упрочить позицию Эрстеда как первооткрывателя. В самом деле, если был так озабочен проблемой, почему не попытался раньше целенаправленно поставить опыт с электрической цепью и компасом? Ведь компас − одно из наиболее очевидных практических использований магнита. Тем не менее, нельзя отрицать, что над проблемой связи электричества и магнетизма он задумывался, как впрочем, и над проблемами связи других явлений, между которыми никакой связи не было.
 Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта, а затем стал их менять. И обнаружил следующее: «Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата».
 Экспериментатор решает проверить действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. И о чудо! Металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них протекал электрический ток.
 Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гончарной глиной, камнями. Экранирование не состоялось. Стрелка упорно отклонялась. Отклонялась даже тогда, когда её поместили в сосуд с водой. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные вещества не наблюдалась у обычного электричества».
 Случайно ли то, что именно Ханс Эрстед сделал открытие? Ведь счастливое сочетание нужных приборов, их взаимного расположения и «режимов работы» могло получиться в любой лаборатории? Да, это так. Но в данном случае случайность закономерна − Эрстед был в числе тогда еще немногих исследователей, изучающих связи между явлениями.
 Однако стоит вернуться к сути открытия Эрстеда. Нужно сказать, что отклонение стрелки компаса в лекционном опыте было весьма небольшим. В июле 1820 года Эрстед снова повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Теперь эффект стал значительно сильнее, причем тем сильнее, чем толще была проволока, которой он замыкал контакты батареи. Кроме того, он выяснил одну странную вещь, не укладывающуюся в ньютоновские представления о действии и противодействии. Сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по прямой, их соединяющей, а перпендикулярно к ней.  Выражаясь словами Эрстеда, «магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него». Магнитная стрелка никогда не указывала на проволоку, но всегда была направлена по касательной к окружностям, эту проволоку опоясывающим. Как будто бы вокруг проволоки вихрились невидимые сгустки магнитных сил, влекущих легкую стрелку компаса. Вот чем поражен ученый. Вот почему в своем четырехстраничном «памфлете» он, опасаясь недоверия и насмешек, тщательно перечисляет свидетелей, не забывая упомянуть ни об одной из их научных заслуг.
 Эрстед, дав, в общем, неправильное теоретическое толкование эксперименту, заронил глубокую мысль о вихревом характере электромагнитных явлений. Он писал: «Кроме того, из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки». Другими словами, магнитные силовые линии окружают проводник с током, или электрический ток является вихрем магнитного поля. Таково содержание первого основного закона электродинамики, и в этом суть открытия ученого. Опыт Эрстеда доказывал не только связь между электричеством и магнетизмом. То, что открылось ему, было новой тайной, не укладывающейся в рамки известных законов.
 После своего открытия Эрстед стал всемирно признанным учёным. Он был избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской Академии. Англичане присудили ему медаль за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества. Он продолжил заниматься наукой − в 1822 независимо от Ж. Фурье открыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент. Изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрёл пьезометр (прибор для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического давления), пытался обнаружить электрические эффекты под действием звука. Занимался также молекулярной физикой.
Эрстед обладал не только научным, но и педагогическим талантом, вёл просветительскую деятельность: в 1824 создал Общество по распространению естествознания, в 1829 стал директором организованной по его инициативе Политехнической школы в Копенгагене.
 Умер Эрстед в Копенгагене 9 марта 1851. Хоронили его ночью. Толпа из двухсот тысяч человек, освещая путь факелами, провожала его в последний путь. Звучали траурные мелодии, специально сочиненные в его память. Ученые, правительственные чиновники, члены королевской семьи, дипломаты, студенты, простые датчане ощущали его смерть как личную потерю. За многое они были благодарны ему. И не в последнюю очередь за то, что он подарил миру новые тайны.


В глоссарий
Интересные вопросы
Качественные вопросы и задачи