Рассказы об электричестве - [81]
Эмилий Христианович Ленц
Имя Ленца уже не раз встречалось в нашем повествовании, и читатель имел возможность сделать вывод о том, что этот ученый сыграл весьма важную роль в развитии учения об электричестве. Время Фарадея-Ленца было сложным для науки. Экспериментаторы накопили множество разнообразных сведений об электрических явлениях, а объяснения не находили.
В ту пору довольно большой круг интересовавших физиков явлений объяснялся присутствием и поведением «невесомых жидкостей». Так, тепловые явления старались объяснить поведением «теплорода», способного переливаться из одного тела в другое. Проявления магнетизма — существованием «магнитной жидкости», действие электрических сил — наличием «электрической жидкости». Причем физиков немало смущало то обстоятельство, что, с одной стороны, электричество можно было «добывать» трением, с другой — при помощи гальванических элементов, то есть химическим путем. В 1821 году добавилось термоэлектричество Зеебека. Затем Фарадей показал, что можно получать электричество еще и индукционным путем…
Многочисленные дурно поставленные непрофессионалами опыты при этом давали разноречивые результаты, а следовательно, приводили и к неверным выводам. Так, одно время считалось, что к токам, полученным путем фарадеевской индукции, не применимы законы, выведенные для гальванических токов от химических элементов. В свою очередь, «гальванические явления» считались отличающимися от «истинно электрических», демонстрируемых электрической силой, получаемой от трения и накапливающейся в лейденских банках. Возникало впечатление, что явления разных электрических сил обусловливаются разными причинами. Одни от собственно электрического флюида и «гальванической жидкости», другие от «индукционной электрической жидкости». В условиях такой путаницы следовало прежде всего проникнуться идеей о единой природе и единых законах для любого электрического тока, подтвердив это экспериментами. Сделать это впервые удалось Э. X. Ленцу.
«Тотчас же по просматривании мемуара Фарадея, — писал он в своем знаменитом докладе Петербургской академии наук 29 ноября 1833 года, — мне показалось, что все без исключения опыты электродинамического распространения (индукционных токов. — А. Т.) могут быть очень простым способом сведены обратно к законам электродинамических движений, так что ежели эти законы известны, то и все явления электродинамических распределений (индукционных токов. — А. Т.) могут быть выведены из них».
После убедительных экспериментов Ленц дал обобщенный закон индукции, о котором речь уже шла. То есть, размышляя о физической сущности исследованного явления, он пришел к обобщению: «Ежели мы хорошо уясним себе приведенный выше закон, то мы сможем вывести заключение, что каждому явлению движения под действием электромагнитных сил должен соответствовать определенный случай электромагнитной индукции». Выражаясь современным языком, можно сказать i каждому электромагнитному явлению соответствует определенное магнитоэлектрическое явление.
Вместе с Якоби Ленц установил, что любая магнитоэлектрическая машина, которая служит для производства электрического тока, может быть использована в качестве электродвигателя, если через ее якорь или «арматуру», как тогда говорили, пропускать ток от постороннего источника.
Ленц родился в старинном прибалтийском городе Дерпте (ныне город Тарту в Эстонской ССР) в 1804 году и получил при крещении имя Генрих Фридрих Эмиль.
Шестнадцати лет поступил он в Дерптский университет, где очень скоро обратил на себя всеобщее внимание выдающимися способностями и серьезным отношением к учебе.
В 1823 году наш знаменитый мореплаватель Отто Евстафьевич Коцебу пригласил молодого человека принять участие в кругосветном путешествии на шлюпе «Предприятие» в качестве физика и натуралиста экспедиции. Ленц, естественно, согласился и блестяще справлялся со своими обязанностями в течение всего плавания. Свидетельством его успехов является то, что сразу по возвращении Ленц был принят адьюнктом Петербургской академии наук и четыре года спустя, едва достигнув 26 лет, стал ординарным академиком.
Деятельность свою в Академии наук Ленц начал с реорганизации лаборатории физики и постановки целой серии работ по электричеству и магнетизму. Именно там, независимо от Джоуля, вывел он закон, утверждающий, что количество тепла, выделяющееся в проводнике при прохождении тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника и квадрату силы тока. Затем он повторил опыты Дэви, обнаружившего, что при нагревании электрическое сопротивление провода растет, и нашел закон, по которому должна меняться электропроводность металлов с изменением температуры.
В то же время он преподавал в Морском кадетском корпусе, возглавлял кафедру физики и физической географии в Петербургском университете. Был избран сначала деканом физико-математического факультета, а потом и ректором. Он преподавал в Михайловском артиллерийском училище, читал лекции в Главном педагогическом институте, и везде вокруг Ленца теснились молодые люди — ученики и помощники. Позже из этой школы вышли замечательные ученые, сыгравшие видную роль в развитии физической науки.
