До создания телеграфа Морзе оставалось 20 лет (см. 1837 год).
1817 г. Лампадиус
В 1817 году профессор Горной академии во Фрайберге, Саксония, (в этой академии в
18-м веке учился Ломоносов) Вильгельм Лампадиус (1772-1842) выпустил первый
учебник по электрохимии: « Grundriß der Elektrochemie», Verlag Craz und Gerlach,
Freiberg, 1817. Термин «электрохимия» именно в этом учебнике предложен Лампадиусом.
1820 г. Эрстед, Швейгер, Ампер, Араго, Био и Савар
В 1820 году, 21 июля, непременный секретарь Датского королевского общества,
профессор университета в Копенгагене Ханс Христиан Эрстед (1777-1851) опубликовал
небольшую работу о своих экспериментах по влиянию гальванической цепи на
магнитную стрелку. Легенда о фундаментальном открытии Эрстеда приписывает это воле
случая – якобы на его лекции кто-то заметил, что при замыкании профессором Эрстедом
электрической цепи происходит отклонение магнитной стрелки. В короткой, но очень
содержательной работе Эрстеда нет никакого упоминания об этом. Свой мемуар Эрстед
по традиции тех времен разослал во все известные физические общества, известным
физиками и в редакции научных журналов.
Эрстед пишет в самом начале работы: «Prima experimenta circa rem, quam illustrare
aggredior, in scholis de Electricitate, Galvanismo et Magnetismo proxime-superiori hieme a
me habitis instituta sunt. His experimentis monstrari videbatur, acum magneticam ope
apparatus galvanici e situ moveri; idque circulo galvanico cluso, non aperto, ut frustra
tentaverunt aliquot abhinc annis physici quidam celeberrimi» [35].
Т.е. (авторский сокращенный перевод с латыни): «Первые эксперименты по этому
предмету на занятиях по электричеству, гальванизму, магнетизму я начал
показывать зимой. Эти эксперименты демонстрировали, что магнитная стрелка
реагировала на гальванический аппарат, при этом гальваническая цепь была
закрыта, а не открыта, что ранее пробовали делать многие видные физики ».
Главное свое открытие профессор Эрстед видел именно в том, что на магнитную
стрелку действует замкнутая гальваническая цепь - « cluso, non aperto».
Кроме того, Ханс Эрстед обнаружил удивительный факт - удаленный провод цепи,
перпендикулярный к плоскости магнитного меридиана, на стрелку не действует (!!!)
(«Si filum conjungens perpendiculare ad planum meridiani magnetici, vel supra vel infra
acum ponitur, hæc in quiete permanet» [35]),- это опровергало труды и постулаты всех
предшественников Эрстеда, в т.ч. великого Исаака Ньютона – идея о тождественности
законов взаимодействия электрических и магнитных «зарядов» рухнула.
В своей работе Ханс Эрстед не избежал и ошибки – он считал, что на стрелку
действует только накаливающаяся проводящая проволока, в то время как накаливание
было следствием большого тока, а не причиной действия тока на стрелку.
Рис 11. Схема опыта Эрстеда. По [22].
Неожиданное и прорывное открытие широко не известного датского физика Эрстеда
внесло смятение с умы европейских физиков. Некоторые даже пытались оспорить его
первенство – назывались имена итальянцев Альдине, Можоне, Романьози, эксперименты
которых состояли в намагничивании игл при помощи гальванизма, либо попытке показать
влияние магнитного поля Земли на столб Вольта (столб подвешивали горизонтально на
шелковых нитях и т.д. [11]), но физики, в первую очередь французские, дружно признали
- первенство в открытии электромагнетизма принадлежит профессору Хансу Эрстеду.
После изучения физиками работы Эрстеда открытия в области электричества и
магнетизма посыпались в 1820 году как из рога изобилия [11, 12, 16, 27, 36]:
1. 16 сентября 1820 г. профессор университета в Галле Иоганн Швейгер (1779-1857)
на съезде естествоиспытателей в Галле впервые показал « мультипликатор» -
первый измеритель силы тока, основанный на отклонении магнитной стрелки
компаса в поле провода, свитого в виде катушки из нескольких (т.е. «мульти»)
витков, через который пропускается измеряемый ток. Швейгеру принадлежит
термин « гальванометр», его прибор называли « мультипликатор Швейгера», в
настоящее время потомок этого прибора обычно называется « амперметр».
Швейгер независимо от Земмеринга и Шиллинга применил изоляцию витков
навитого провода, первоначально он делал это воском и сургучом, а затем стал
применять обвивку шелком - этот способ Швейгера-Земмеринга стал повсеместно
распространен.
2. Профессор Политехнической школы Парижа Андре Ампер (1775-1836) в 1820 году
повторил опыты Эрстеда и серьезно их развил:
18 сентября в Парижской академии он сделал первое сообщение о проверке
опытов Эрстеда и о своих опытах. Андре Ампер первым применил термин
« электрический ток», он дал некоторую теорию взаимодействия магнитной
стрелки и тока, сформулировал правило отклонения стрелки ( правило пловца);
25 сентября на втором докладе в Парижской академии Ампер сообщил об открытии
взаимодействии (притяжении и отталкивании) токов в проводах, т.е. он заложил
основы электродинамики (магнит в этих опытах Ампера отсутствовал), и
взаимодействии токов в проволоках навитых спиралью и по винтовой линии вокруг
стеклянной трубки – тем самым он первым создал прототип индуктивного
дросселя;
2 октября он представил в академию резюме двух своих докладов, в котором дал
четкое определение понятий « электрическое напряжение» и «электрический
ток»;
30 октября он доложил об открытии действия магнитного поля Земли на ток;
4 декабря Ампер опубликовал теоретическую работу о законах взаимодействия
элементарных токов.
3. Коллега Ампера профессор Политехнической школы Доминик Араго (1786-1853)
20 сентября на заседании в «Бюро долгот» доложил о своем открытии и первым
продемонстрировал намагничивание и притяжение железных опилок проволокой,
по которой протекает ток;
4. 30 октября французские физики Жан-Батист Био (1774-1862) и Феликс Савар
(1792-1841) на заседании Парижской академии доложили о проверке работ Эрстеда
и своем открытии опытным путем закона о действии гальванического тока на
магнит; этот закон известен как «закон Био-Савара-Лапласа».
1821 г. Дэви, Волластон, Фарадей
Как мы помним в 1820 году, 21 июля, руководитель датской науки секретарь Датского
королевского общества Ханс Эрстед опубликовал работу, которая знаменовала переворот в
науке об электричестве, сравнимый разве что с созданием Вольта в 1800 году своего
столба. А месяцем ранее, 19 июня 1820 года в Англии умер президент Лондонского
королевского общества Джозеф Банкс, который возглавлял британскую науку 42 года.
Временно президентом был избран Уильям Волластон (1766-1828) (наиболее известен
как первооткрыватель палладия и родия), который 20 ноября 1820 года уступил свое место
Хэмфри Дэви. Честолюбие Дэви было удовлетворено, но дополнительного авторитета он
не снискал, ибо уже был известен в научном мире как великий химик. [37].
В 1821 году Дэви, заинтересовавшийся работами Эрстеда, сделал свое последнее
крупное открытие - он обнаружил, что «вольтова дуга» отклоняется магнитом, о чем
5 июля 1821 года доложил на заседании королевского общества. «В тот самый день,
когда в Лондоне стала известна работа Эрстеда, Дэви принес в лабораторию
Королевского института экземпляр статьи и вместе с Фарадеем приступил к опытам
Эрстеда, проделывая их согласно описаниям автора.» . [38].
В 1826 году Хэмфри Дэви серьезно заболел, в 1827 году он оставил пост президента и
29 мая 1829 года умер в Женеве – эпоха великого химика Дэви завершилась.
В апреле 1821 года Волластон, также заинтересовался работами Эрстеда и Ампера, и
первым высказал мысль, что движение магнитной стрелки у проводника с током
можно превратить в непрерывное вращение. Волластон провел серию экспериментов в
лаборатории королевского института, но практического результата не достиг.
Вскоре работы Волластона без извещения последнего продолжил талантливый
помощник Хэмфри Дэви самоучка Майкл Фарадей (1791-1867), который узнал об идее
Волластона из его разговора с Дэви. Уже в 1821 году Фарадею первому удалось создать
взаимное электромагнитное вращение – он показал, что и проводник с током может
вращаться вокруг магнита и намагниченные иглы могут вращаться вокруг проволоки с
током. В декабре 1821 года Фарадею удался опыт с вращением проволоки с током в
магнитном поле Земли. Все эти достижения проходили на фоне скандала с украденной
Фарадеем у Волластона идеи о создании вращения – многие ученые обвинили Фарадея в
плагиате. Проблема состояла и в том, что Фарадей опубликовал отчет о своих работах без
упоминания заслуг Волластона. Первым кто осудил действия Фарадея был его учитель
Дэви, и он оставался в своем мнении до конца. Фарадей объяснился с Волластоном, и