Андре Мари Ампер

Андре Мари Ампер (1775 - 1836) — французский физик, математик, химик, член Парижской Академии Наук в 1814, иностранный член Петербургской Академии Наук (1830), один из основоположников электродинамики. Выдающийся ученый в честь которого названа одна из основных электрических величин — единица силы тока — ампер. Автор самого термина «электродинамика» как наименования учения об электричестве и магнетизме, один из основоположников этого учения.

Основные  труды Ампера в области электродинамики. Автор первой теории магнетизма. Предложил  правило для определения направления  действия магнитного поля на магнитную  стрелку (правило Ампера).

Открыл (1820) механическое взаимодействие токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера). Сводил все магнитные взаимодействия к взаимодействию скрытых в телах круговых молекулярных электрических токов, эквивалентных плоским магнитам (теорема Ампера). Утверждал, что большой магнит состоит из огромного количества элементарных плоских магнитов. Последовательно проводил чисто токовую природу магнетизма.

Андре Мари Ампер открыл (1822) магнитный эффект катушки с током (соленоида). Высказал идею об эквивалентности соленоида с током и постоянного магнита. Предложил помещать металлический сердечник из мягкого железа для усиления магнитного поля. Высказал идею использования электромагнитных явлений для передачи информации (1820). Ампер изобрел коммутатор, электромагнитный телеграф (1829). Сформулировал понятие «кинематика». Проводил также исследования по философии и ботанике.

После избрания в Академию

Ампер был  избран в число членов Парижской  Академии наук по секции геометрии 28 ноября 1814. Круг его научных и педагогических интересов к тому времени уже вполне определился, и ничто, казалось бы, не предвещало здесь заметных изменений. Но пора этих изменений уже приближалась, близилось второе десятилетие девятнадцатого века, время самых главных научных свершений Ампера. В 1820 Ампер узнал об опытах, которые незадолго до того проводил датский физик Ганс Христиан Эрстед. Он обнаружил, что протекающий по проводу ток оказывает воздействие на расположенную возле провода магнитную стрелку.

4 и 11 сентября  Араго сделал в Париже сообщение  об этих работах Эрстеда и  даже повторил некоторые из  его экспериментов. Большого интереса  у академиков это, впрочем,  не вызвало, но Ампера захватило  полностью. Вопреки своему обыкновению,  он выступил здесь не только  как теоретик, но занялся в  маленькой комнатке своей скромной  квартиры проведением опытов, для  чего даже собственноручно изготовил  столик; эта реликвия сохраняется  поныне в Коллеж де Франс.  Он отложил все остальные дела  и 18 и 25 сентября 1820 сделал свои первые сообщения об электромагнетизме. Фактически за эти две недели Ампер пришел к своим самым главным научным результатам. Влияние этих трудов Ампера на многие отрасли науки — от физики атома и элементарных частиц до электротехники и геофизики — невозможно переоценить.

В 1785-88 гг. Шарль Огюстен Кулон провел свои классические экспериментальные исследования законов взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов. Эти опыты были в русле той грандиозной научной программы, которая была намечена трудами самого Ньютона, имея в качестве великого образца закон всемирного тяготения, изучать все возможные типы имеющихся в природе сил.

Многим тогда  казалось, что между электричеством и магнетизмом — полный параллелизм: что есть электрические, а есть и  магнитные заряды, и у мира электрических  явлений есть во всем подобный ему  мир явлений магнитных. Открытие Эрстеда многими толковалось  тогда так, что под действием  тока провод, по которому этот ток протекает, намагничивается, а потому и действует  на магнитную стрелку. Ампер выдвинул принципиально новую, радикальную  и даже, на первый взгляд, дерзкую  идею: никаких магнитных зарядов  в природе вообще не существует, есть только электрические заряды, и магнетизм возникает только из-за движения электрических зарядов, т. е. из-за электрических токов.

Прошло без  малого двести лет с того момента, когда Ампер выступил с этой гипотезой, и, казалось бы, пора разобраться, был  ли он прав (и тогда название «гипотеза» делается неуместным), или же от нее  нужно отказаться. Первое впечатление: гипотезе Ампера противоречит даже сам  факт существования постоянных магнитов: ведь никаких токов, ответственных  за возникновение магнетизма, здесь, вроде бы, нет! Ампер возражает: магнетизм  порождается огромным числом крошечных  электрических атомных контуров тока (можно только поражаться, что  такая глубочайшая идея могла  появиться в ту пору, когда не только еще не знали ничего об устройстве атомов, но даже еще не существовало и слово «электрон»!) Каждый такой  контур выступает как «магнитный листок» — элементарный магнитный  двухполюсник. Этим и объясняется, почему магнитные заряды одного знака —  «магнитные монополи», в отличие  от монополей электрических, в природе  не встречаются.

Почему же все-таки и поныне «гипотеза»? Ведь уже не раз казалось, что найдены  «магниты», в которых электрических  зарядов нет. Вот, к примеру, нейтрон. У этой частицы нулевой электрический  заряд, но есть магнитный момент. Опять  «момент», т. е. опять магнитный двухполюсник, и его появление вновь объясняется  в нынешней теории элементарных частиц «микроскопическими» токами, только теперь уже не внутри атома, а внутри нейтрона. Так можно ли уверенно утверждать, что магнетизм всегда порождается движением электрических  зарядов? Гипотеза Ампера в такой  заостренной формулировке принимается  не всеми теоретиками. Больше того, некоторые варианты теории говорят  о том, что магнитные монополи («однополюсники») должны проявляться, но только при огромных, недостижимых для нас сегодня энергиях.

Гипотеза  Ампера явилась важным принципиальным шагом к утверждению идеи о  единстве природы. Но она поставила  перед исследователями ряд новых  вопросов. В первую очередь, потребовалось  дать полную и замкнутую теорию взаимодействия токов. Эту задачу с подлинным  блеском, действуя как теоретик и  как экспериментатор, решил сам  Ампер. Чтобы найти, как взаимодействуют  токи в различных контурах, ему  пришлось сформулировать законы магнитного взаимодействия отдельных элементов  тока («Закон Ампера») и воздействия  токов на магниты («правило Ампера»). По существу, была создана новая  наука об электричестве и магнетизме, и даже термин «Электродинамика»  был введен одним из замечательных  ученых прошлого, Андре Мари Ампером.

 Выполнил: Асатов Ю.В.

Обучающийся в VIII кл.

                                                                                                                    Проверил: Асатов В.Г. 

Старый Варяш. 2012г.