Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек

Раскрытие природы магнетизма пришло только в начале XIX в. В 1820 г. датский физик X. Эрстед читал лекции о тепловом действии тока. По случайности рядом оказался компас. Его стрелка пришла в движение, едва Эрстед замкнул цепь. Один из студентов обратил внимание физика на этот факт, и ученый сразу же понял, что электрический ток, движущийся в цепи, создает собственное магнитное поле. В том же году проводили сходные исследования Ампер и Араго.

Физики также подтвердили существование магнитных свойств электрического тока. Как оказалось впоследствии, электричество и магнетизм представляют собой две стороны одного и того же природного явления. Магнитное и электрическое поля есть разновидности единого электромагнитного поля, посредством которого между собой взаимодействуют заряженные частицы. Каждый электрический заряд обладает электрическим полем. Если он движется, то способен генерировать магнитное поле. А переменное магнитное поле неизменно порождает электрический ток. Это объясняет причины притяжения магнитного железняка. Его магнитное поле порождается движущимися электронами.

Практически всякий природный магнит состоит из множества мельчайших частиц, которые представляют собой маленькие магнитики. Эти магнитики ориентированы в пространстве строго определенным образом и тем самым формируют направленное магнитное поле, усиливая друг друга.

Железо и сталь также состоят из магнитиков, которые, однако, очень слабы и в малой степени упорядочены.

Если на эти материалы повлиять сильным магнитным полем, то частицы железа выстроятся в ряды и металл приобретет магнитные свойства. Железо станет притягиваться магнитом, как если бы само было магнитным. Интересно, что перестройку малых магнитиков можно услышать. Достаточно для этого подсоединить катушку со стальным сердечником к динамику и пустить через нее ток. Катушка начнет вырабатывать магнитное поле, под влиянием которого частицы стали начнут упорядочиваться, принимать ориентированное по силовым магнитным линиям расположение. Звуки, раздающиеся из динамика, порождены этим процессом, они как бы служат его отражением.

Среда существования электрических и магнитных тел — электромагнитное поле. Первым высказал такую мысль Дж. Максвелл, который в 1860–1865 гг. обосновал свои идеи математически. Также Максвелл понял, что колебания зарядов приводят к возмущениям электромагнитного поля, которые тоже имеют характер колебаний. Эти колебания распространяются в поле со скоростью 300 000 км/с в виде электромагнитных волн. Физики привыкли называть электромагнитные волны излучением.

Каждый вид излучения, включая световое, является разновидностью электромагнитных колебаний с определенной длиной волны. Скорость движения электромагнитных волн, как впоследствии установили ученые, является максимальной скоростью распространения электромагнитного и любого другого взаимодействия в природе. Немецкий ученый Г. Герц в 1887 г. создал прибор для генерации электромагнитных колебаний и с его помощью поставил эксперименты, доказывающие справедливость теории Максвелла.

Изобретение средств связи

Покорение безграничного электромагнитного поля позволило человеку обеспечить свое техническое могущество посредством создания средств связи. Современные средства связи весьма разнообразны, однако все они в той или иной степени основаны на использовании электромагнитных явлений. Радиосвязь всецело опирается на возбуждение и прием электромагнитных волн большой длины, которые так и назвали радиоволнами. Изобретателем радио является русский физик A. C. Попов, придерживавшийся взглядов Максвелла на природу электромагнетизма.

В 1890-х гг. он увлекся опытами Герца и стал ставить сходные эксперименты самостоятельно, значительно усовершенствовав устройства излучения и приема электромагнитных волн. В результате этих экспериментов Попову удалось сконструировать радиопередатчик и радиоприемник, демонстрация которых проводилась 7 мая 1895 г. Первыми словами, переданными по радио, были имя и фамилия Генриха Герца.

Попов заложил фундамент техники радиосвязи, которую называл беспроволочным телеграфом. Изобретатель непрерывно совершенствовал свое детище. В 1897 г. он добился сначала увеличения расстояния передачи сигнала с 250 м до 600 м, а затем и до 5 км. При этом ученый прилагал все усилия, чтобы беспроволочный телеграф шире применялся во флоте. Благодаря стараниям Попова в начале XX в. была установлена радиосвязь на морских судах Российского флота. В январе 1900 г. радио впервые было применено в практических целях: на ледоход «Ермак» было передано сообщение о терпящих бедствие рыбаках. Таким образом, история радиосвязи началась со спасательной акции. В 1920-е гг. радиоприемники широко распространяются почти во всех странах мира.