Летопись электричества

— Ампер, прекратите ваши исследования! — сказал Араго и дружески обнял его.

Очнувшись от забытья, Ампер обернулся и узнал Араго.

— Представьте, Доминик, к каким замечательным выводам я пришел, продумав открытие Эрстеда. Я занимаюсь этим непрерывно уже целую неделю. Сядем на скамейку…

Ампер поднял с дорожки длинную ветку и продолжал волнуясь:

— Следите как можно внимательнее за ходом моих рассуждений. Я уверен, что уже настал момент решительного пересмотра всех существовавших у нас воззрений об электричестве и магнетизме. И прежде всего, Доминик, я выдвигаю новый раздел в учении об электричестве — электродинамику, которая должна охватить все проявления движущегося электричества. Движущееся электричество мы легко получаем теперь из гальванических батарей. Замкнув цепь, мы получаем течение электрической материи. Это — электрический ток. Не будь электрического тока, ни Эрстед и никто другой никогда бы не обнаружили отклонения магнитной стрелки! Покоящиеся электрические заряды (статическое электричество) не действуют на магнитную стрелку, не отклоняют ее. Это делает только движущееся электричество, электрический ток!

— В непонимании этого кроется причина неудач всех предыдущих опытов Эрстеда? — спросил Драго.

— Конечно! Факт отклонения магнитной стрелки электрическим током есть несомненное доказательство связи или единства сил электричества и магнетизма! Но теперь важно указать и на другое: отклонение электрическим током магнитной стрелки может происходить в одну или другую сторону. Оказывается, все дело в направлении тока. Эрстед очень неудачно изложил это. Я хочу предложить другое, более простое правило…

Низко склонившись, Ампер начал что-то чертить тростинкой на земле.

— Это правило, Доминик, я хочу назвать «правилом пловца».

— Однако при чем здесь пловец? — спросил удивленный Араго, подозревая проявление какой-то новой странности.

— Человек, плывущий по направлению тока, с лицом, обращенным к магнитной стрелке, всегда увидит отклонение северного полюса магнитной стрелки под действием этого тока влево. Вот вам, Доминик, мое «правило пловца». Я это изобразил здесь, на песке дорожки. Видите? Вот направление тока — допустим, от ног к голове пловца; а вот магнитная стрелка: ее ось параллельна направлению тока или направлению движения пловца. При таком расположении северный конец стрелки всегда будет отклоняться влево.

— А если изменится направление тока на обратное?

— Тогда вы должны плыть в новом, обратном, направлении, и та же стрелка повернет свой северный полюс опять же влево.

Смотря на чертеж, Араго молча обдумывал высказанную Ампером идею.

— Как вы думаете, Доминик, — спросил Ампер, — если взять два провода и пустить по ним ток, должно ли проявиться между ними какое-нибудь взаимодействие?

— Мне кажется, Андре, что это произойдет обязательно: ведь два проводника с током обладают магнитными свойствами.

— Жму вашу руку, Доминик. Правильно! А теперь позвольте нарисовать два одинаково направленных тока и спросить вас, как именно проявится их взаимодействие: эти провода с током взаимно притянутся или оттолкнутся?

— Провода оттолкнутся! Два одинаково направленные тока — два одноименных тока. Одноименные заряды и одноименные магниты отталкиваются.

— Но вы, Доминик, забыли, что здесь у вас два тока — два движущихся электричества. Вы ошиблись: на самом деле провода должны притянуться! Нетрудно убедиться и в том, что провода с разно направленными токами должны оттолкнуться. Сначала я ставил опыты с прямыми проводами, по которым пропускал ток в разных направлениях. Потом я исследовал магнитные свойства провода, свернутого в круг. При этом мне пришло в голову, что можно значительно усилить магнетизм провода, если последовательно связать несколько круговых токов. И вот я свернул провод в виде винтообразной спирали. Получился трубообразный провод, который я называю соленоидом (по-гречески «соленоид» — трубообразный). Магнитное действие соленоида, по которому я пропускал ток, было более значительным, чем действие одного его кольца. Я сразу уже обнаружил с каждой стороны соленоида магнетизм определенной полярности. Это легко было установить приближением к концам соленоида магнитной стрелки. Один конец соленоида притягивал северный конец магнитной стрелки, что означало, что этот конец соленоида проявляет южный магнетизм; другой конец соленоида притягивал южный конец магнитной стрелки, а это означает, что сам соленоид в этом конце действует как северный полюс магнита. В дальнейшем я убедился, что южный полюс соленоида всегда образуется на том его конце, глядя на который мы видим направление тока совпадающим с направлением вращения часовой стрелки, а северный полюс соответствует направлению тока против часовой стрелки. Размышления над соленоидом и его свойствами привели меня к одному очень важному предположению. Можете считать это моей гипотезой, Доминик, но я уверен, что опыты с соленоидом вскрывают истинную природу магнетизма!