Ампер. Классическая электродинамика

Ампер так и не оправился от воспаления легких, а во время работы над эссе о классификации наук его здоровье значительно ухудшилось. В мае 1836 года ученый отправился в одну из инспекционных поездок. Остановился он в Лионе, и его друг Бредан, который видел, что Ампер плохо себя чувствует, убеждал его вернуться в Марсель, но ученый продолжил поездку. Доехав до места назначения, он написал 6 июня последнее письмо сыну. Через два дня тот ответил отцу, умоляя его «во имя неба [...] не покидать Марселя, пока не станет лучше». Однако было уже поздно, и Андре-Мари Ампер умер 10 июня 1835 года в доме директора марсельского колледжа Дешампа. Все произошло так стремительно, что близкие даже не успели попрощаться с ним. Похороны в Марселе были скромными, без проявлений публичного признания. В последние годы жизни Ампер общался с небольшой группой университетских ученых, современники ничего не знали о нем.

В 1869 году останки Ампера были перевезены на Монмартрское кладбище в Париже, и он был перезахоронен рядом с сыном. На могиле выгравирована надпись, в которой с ошибкой указана дата рождения ученого:

«Андре Мари Ампер

Родился в Лионе 21 июня [sic!] 1775 года. Умер в Марселе 10 июня 1836 года.

Член Академии наук.

Внес вклад в познания человека в математических, физических, метафизических и нравственных науках.

Создал теорию электродинамики. Написал «Наброски о философии науки». Истинный христианин,

Он любил человека. Был добр, прост и велик».

Приложение

В 1839 году Араго произнес в честь Ампера речь, в которой высказал сожаление, что столь талантливый ученый был вынужден работать на износ ради финансовой стабильности. После этого великому ученому, умершему в безвестности, были оказаны бесчисленные почести.

Хотя «Историческая хвала Амперу» Араго считается биографией ученого, первые работы о его жизни — «Великий Ампер» (1924) и «Переписка великого Ампера» (1936) — появились лишь в начале XX века, и они принадлежали геологу Луи Огюсту Альфонсу де Лоне.

Невозможно перечислить все почести, оказанные с тех пор Амперу, поэтому мы остановимся на двух событиях. Во-первых, в 1974 году французской Академией наук была учреждена премия Ампера в честь двухсотлетия со дня рождения ученого. Эта премия вручается ежегодно исследователям за работы в области математики, фундаментальной либо прикладной физики. Во-вторых, имя Ампера было включено в список наиболее выдающихся ученых, размещенный на Эйфелевой башне. Фамилии 72 ученых и инженеров выгравированы на четырех сторонах конструкции, по 18 с каждой стороны. Имя Ампера находится на 13 месте с северной стороны, напротив площади Трокадеро.

АМПЕР

Именем Ампера названа единица измерения силы тока, связанная с омом. Это название было принято на Международном конгрессе электриков (International Electrical Congress) в Чикаго в 1893 году и подтверждено на Международной конференции в Лондоне в 1908 году. Решение Международного комитета мер и весов 1946 года гласит:

«Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метра один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2 • 10 ⁷ ньютона».

Удивительно, что это определение может быть легко выведено из математических результатов Ампера, полученных им из закона Био — Савара. Оно также связано с заключениями Ампера о притягивании и отталкивании двух прямолинейных проводников.

На схеме представлены два прямых проводника бесконечной длины, разделенные расстоянием a, по ним проходит ток одного направления, I₁ и I₂. Рассмотрим магнитное поле, производимое проводником 1 в сторону проводника 2, которое, согласно закону Био — Савара, описывается уравнением

B = μ₀∙I₁/2∙π∙a.

Благодаря выражению Ампера, которое описывает взаимодействие между двумя элементами тока, мы можем узнать, что на проводник длиной L, по которому проходит ток I₂

(речь идет о законченном сегменте другого проводника), воздействует магнитное поле В первого проводника с силой

F₂=B∙L∙I₂.

Заменим выражение магнитного поля, а затем разделим на L для определения силы на единицу длины:

F2 = (μ₀∙I₁/2∙π∙a)∙L∙I₂ → F/L = μ₀∙I₁∙I₂/2∙π∙a

Если два проводника разделены расстоянием в 1 метр, они притягиваются с силой 2 • 10^-7Н, а магнитная проницаемость μ₀ в вакууме равна 4π10^-7. Таким образом, мы получим выражение ампера, предложенное Международным комитетом мер и весов (см. рисунок на предыдущей странице). Заметим также, что ампер является основной единицей, то есть не выводится из других единиц.

ЗАКОН, НЕСПРАВЕДЛИВО НОСЯЩИЙ ИМЯ УЧЕНОГО