Рассказы об электричестве - [67]
Нельзя сказать чтобы это были такие уж сложные исследования. Важно было правильно сформулировать и поставить задачу. А потом, обобщив результаты экспериментов, попытаться увидеть закономерности и вывести обобщенное правило — закон. Было бы неверным считать, что до Густава Роберта Кирхгофа эта задача никому не приходила в голову. Для некоторых частных случаев ее решали еще Ом, Ленц и Уитстон. Брались за нее и другие физики и по мере надобности делали требуемые выводы. Но в общем виде ее в 1845 году решил Кирхгоф. Он написал, что «если через систему проволок, связанных между собой произвольным образом, проходят гальванические токи, то:
1. В случае, если проволоки 1,2….,n сходятся в одной точке и токи, направленные к ней, считать положительными, то сумма всех токов будет равна нулю.
2. В случае же, если проволоки 1,2…,n образуют замкнутую фигуру, то сумма произведения тока в каждой из них на собственное сопротивление проволоки должна быть равна сумме всех электровозбудительных сил на всем пути 1, 2…,n».
Окончив Кенигсбергский университет, Кирхгоф примерно через год сформулировал окончательно эти закономерности, и оба его правила совместно с законом Ома легли в «математические основания динамического электричества».
С тех пор прошло больше полутораста лет, и сегодня на экзаменах на вопрос о законах Кирхгофа большинство студентов браво отвечают: «Первый закон: „Сумма токов, притекающих к узлу, равна сумме токов утекающих“. А второй: „В замкнутом контуре сумма падений напряжения равна сумме ЭДС“». Просто, правда? Но это — через сто пятьдесят лет…
Что же касается дальнейшей научной судьбы самого Густава Роберта, то она была вполне благоприятной. Следующий цикл его работ касался главным образом исследований в области теории деформаций, движения и равновесия упругих тел, а также течения жидкостей. Кирхгоф показал себя знающим механиком, защитил докторскую диссертацию и перешел в знаменитый Гейдельбергский университет ординарным профессором. Там он совместно с Робертом Бунзеном положил начало спектральному анализу. А в пятьдесят пять лет возглавил кафедру математической физики в Берлине и написал обширный четырехтомный труд «Лекции по математической физике». Эта книга сыграла большую роль в развитии науки.
Уильям Стёрджен — изобретатель электромагнита
23 мая 1825 года на заседании Британского общества искусств за длинным столом, заставленным различными электрическими приборами и внушительной батареей из вольтовых столбов, сидел высокий джентльмен с военной выправкой и благородным, хотя и несколько грубоватым лицом. Лет ему было за сорок. Скорее всего, его можно было принять за отставного военного.
Когда члены общества собрались, председатель коротко представил гостя: «Мистер Уильям Стёрджен — эсквайр», — и сказал, что мистер Стёрджен любезно согласился показать обществу ряд своих приборов для электромагнитных экспериментов и познакомить со своим изобретением…
После открытия Эрстеда опыты с электричеством и с магнитами вновь стали популярны среди образованной публики. Поэтому собравшиеся не без интереса следили за ловкими руками экспериментатора, демонстрировавшего по большей части знакомые всем и лишь слегка усовершенствованные приборы. Но вот Стёрджен сделал паузу и с некоторой торжественностью открыл большой футляр. Там лежал согнутый подковой черный лакированный стержень из мягкого железа, обмотанный блестящей медной проволокой.
Изобретатель положил прибор на весы. Английская система мер всегда отличалась замысловатостью, и я не стану перечислять фунты и унции, поставленные на другую чашку весов. Общий вес прибора составил что-то около двухсот граммов. Экспериментатор подвесил прибор на штатив и подключил к вольтовой батарее. Концы подковы, обретя магнитную силу, притянули к себе железную полосу. Стерджен стал нагружать полосу гирями: одна, другая, третья… — полоса держится: пятая, десятая… Лишь когда вес притянутого железа в 18 раз превзошел вес самого магнита, груз оторвался.
Это было неслыханно! Как удалось Стерджену так увеличить подъемную силу? Ведь ни один естественный магнит не в состоянии поднять и пятой доли такого груза… И вообще, кто такой этот джентльмен?
Люди становятся чрезвычайно предприимчивыми, если их любопытство задето. К сожалению, не всегда такой интерес направлен на должное.
Прошло всего несколько дней, и ученый Лондон узнал все подробности об изобретателе электромагнита. Оказалось, что Уильям Стерджен родился в семье сапожника. До девятнадцати лет он был практически малограмотен, находясь в обучении у коллеги родителя по цеховой принадлежности. По-видимому, предначертанная судьба не устраивала Уильяма. И в один прекрасный день, улучив момент, парень удрал от благодетеля в Вест-Морленд, где поступил в армию.
Рядовому Стерджену определенно повезло. Сержант, у которого он оказался в подчинении, был начитанным и добрым человеком. Видя тягу молодого солдата к знаниям, он принялся снабжать Стерджена книжками, которые тот читал в свободное время. По-видимому, последнего оказывалось достаточно, потому что Уильям Стерджен не только приохотился к чтению, но и научился ставить немудреные опыты по химии и физике. Более того, со временем он научился разбираться в различных механизмах и в дальнейшем всю жизнь обожал ремонтировать часы.
