Фарадей

Одна из катушек (соленоида из медной проволоки длиной в 203 фута) была соединена с плоским соленоидом, а вторая (катушка той же длины, намотанная на таком же деревянном бруске) — была соединена с полюсами батареи (было найдено, что между ними не было металлического контакта); магнитная стрелка у указательного плоского соленоида отклонилась, но так мало, что это едва было ощутимо. Когда вместо указательного соленоида был применен гальванометр и когда контакт батареи был замкнут и прерван, был замечен внезапный толчок, но настолько незначительный, что его едва было видно. Он имел одно направление при замыкании, другое — при прерывании, а в промежутках времени между ними стрелка занимала свое естественное положение. Следовательно, имеется индуктирующий эффект в отсутствии железа, но он или очень слаб, или слишком кратковременен, так что не успевает отклонить стрелку. Я скорее подозреваю последнее».

Пятый рабочий день был 17 октября 1831 года. Опыты этого дня завершились получением электричества от приближения магнита к проводнику (проволоке). Это и было собственно центральным моментом во всей серии опытов: проблема «превратить магнетизм в электричество» была разрешена.

Все неудачи, которые Фарадей терпел до этого времени, об'ясняются тем, что в опытах и магнит и проводник оставались в состоянии покоя. Как говорит Сильванус Томпсон (один из биографов Фарадея), магнит мог лежать близ проводника преспокойно сто лет и никакого действия не произвел бы. «Цилиндрический полосовой магнит, — гласит запись этого дня, — диаметром в три четверти дюйма и длиной в восемь с половиной дюймов одним концом был вставлен в конец цилиндра с соленоидом (220 футов длиной); затем он был быстро внесен внутрь во всю свою длину, и стрелка гальванометра отклонилась; далее он был удален, и стрелка снова отклонилась, но в противоположном направлении. Этот эффект повторялся каждый раз, когда магнит вносили или удаляли. Из этого следует, что волна электричества создавалась от простого приближения магнита, а не от его образования in situ[13].

Из дальнейшего наибольший интерес представляет девятый день его опытов, 28 октября 1831 года. Эта дата может считаться днем рождения прототипа современных динамомашин — так называемого «медного диска Фарадея». В его записной книжке отмечено, что он «заставил медный диск вращаться между полюсами подковообразного магнита Королевского общества. Ось и край диска были соединены с гальванометром. Стрелка отклонялась по мере вращения диска». Последним днем опытов было 4 ноября 1831 года. В записях этого дня замечательны следующие слова: «Медная проволока в одну восьмую дюйма, протянутая между полюсами и проводниками, произвела то же действие». В статье, в которой Фарадей сообщил о полученных им результатах, описывая опыт 4 ноября, он впервые употребляет знаменитое выражение: «линии магнитных сил», сыгравшее столь важную роль в его дальнейших исследованиях, и отчетливо говорит о «пересечении магнитных линий движущейся поперек них медной проволоки».

Медный диск Фарадея (факсимиле)

Вся эта исключительно напряженная работа была проделана менее, чем в полтора месяца. Верный своему методу, — начав работу, довести ее до конца и опубликовать, — Фарадей привел в систему все полученные им данные и составил доклад для Королевского общества, который и был им прочитан 24 ноября 1831 года. Этот доклад послужил основанием первой серии знаменитых «Опытных исследований по электричеству».

Колоссальное напряжение, связанное с этой важнейшей работой Фарадея, дало себя знать. Фарадей почувствовал себя настолько усталым, что был принужден уехать в деревню. Интересно письмо его Филлипсу, написанное после нескольких дней отдыха. Как и многие другие его письма, оно касается, кроме личных бытовых моментов, и научных вопросов. Фарадей дал здесь как бы набросок своего мемуара, опубликованного в начале 1832 года. Среди материалов, относящихся к истории открытия электромагнитной индукции, письмо это является одним из важнейших документов, и поэтому мы приводим его полностью в приложении I.

Между прочтением доклада в Королевском обществе и его опубликованием прошло около полугода. В печати стали появляться отдельные сообщения об открытии и о повторении опытов Фарадея. Ввиду того, что трактат самого Фарадея еще не был опубликован, некоторые сообщения страдали неточностями, а одно из них даже дало повод полагать, что до Фарадея, а следовательно, независимо от него, были достигнуты те же результаты.

Фарадей, наученный опытом предыдущих лет, решил внести полную ясность в эту начинавшуюся путаницу и свою статью, датированную ноябрем 1831 года, снабдил специальным примечанием: