Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

424. Среди исследуемых величин мы рассматривали до сих пор истинное распределение намагниченности в магните, как распределение, заданное в явном виде. При этом мы не делали никаких предположений относительно того, является ли эта намагниченность постоянной или временной, кроме тех мест в наших рассуждениях, где допускалось, что магнит разламывается на малые доли, или где считалось, что небольшие участки магнита удаляются из него таким способом, при котором намагниченность других его частей остаётся неизменной.

Теперь мы должны рассмотреть намагниченность тел с точки зрения способов её создания или изменения. Установлено, что железный стержень, удерживаемый параллельно направлению земной магнитной силы, становится магнитом с полюсами, повёрнутыми противоположно полюсам Земли, т.е. направленными так же, как полюса стрелки компаса в устойчивом равновесии.

Обнаружено, что любой кусок мягкого железа, помещённый в магнитное поле, проявляет магнитные свойства. Если его поместить в такой участок поля, где магнитная сила велика, как, например, между полюсами подковообразного магнита, то намагниченность железа становится интенсивной. При удалении железа из магнитного поля его магнитные свойства сильно ослабевают или исчезают полностью. Если магнитные свойства железа целиком определяются магнитной силой поля, в которое оно помещено, и исчезают при удалении из этого поля, то такое железо называют Мягким. Железо, мягкое в магнитном смысле, является мягким и буквально тоже: оно легко сгибается, принимает заданную форму, но с трудом разламывается.

Железо, сохраняющее магнитные свойства при удалении из магнитного поля, называется твёрдым. Оно не переходит в магнитное состояние с той податливостью, которая характерна для мягкого железа, но ковка или любой другой вид вибрации позволяет твёрдому железу под влиянием магнитной силы легче осуществлять переход в магнитное состояние и легче расставаться с этим состоянием при удалении намагничивающей силы. Магнитно-твёрдое железо обладает одновременно большей сопротивляемостью к изгибам и большей способностью к разломам.

Процессы ковки, прокатывания, растягивания и быстрого охлаждения способствуют повышению твёрдости железа, а процесс отжига способствует его размягчению.

И магнитные, и механические различия между сталью твёрдой и мягкой закалки гораздо больше, чем между твёрдым и мягким железом. Мягкая сталь намагничивается и размягчается почти также легко, как железо, зато самая твёрдая сталь служит наилучшим материалом для магнитов, которые мы хотели бы сделать постоянными.

Чугун, хотя и содержит больше углерода, чем сталь, не так хорошо сохраняет магнетизм.

Если бы удалось сделать такой магнит, у которого распределение намагниченности не изменялось бы под действием любой приложенной магнитной силы, этот магнит можно было бы назвать жёстко намагниченным телом. Единственным известным телом, удовлетворяющим этому условию, является проводящий контур, в котором поддерживается постоянный электрический ток.

Такой контур проявляет магнитные свойства, и поэтому он может быть назван электромагнитом; эти магнитные свойства не подвержены влиянию со стороны других магнитных сил в поле. К этому вопросу мы вернёмся ещё в IV части.

Всё же реальные магниты независимо от того, изготовлены ли они из закалённой стали или магнитного железняка, подвержены, как выяснилось, влиянию любой магнитной силы, приложенной к ним.

Для научных целей удобно различать постоянную и временную намагниченность, определив постоянную намагниченность, как существующую независимо от магнитной силы, а временную намагниченность, как зависящую от этой силы. Следует заметить, однако, что это различие не основано на знании внутренней природы намагничивающихся веществ - это только выражение гипотезы, введённой ради выполнения расчётов, относящихся к данному явлению. Мы вернёмся к физической теории намагниченности в главе VI.

425. Сейчас мы будем исследовать временную намагниченность в предположении, что намагниченность любой частицы вещества зависит только от магнитной силы, действующей на эту частицу. Эта магнитная сила может быть частично обусловлена внешними причинами, а частично временной намагниченностью соседних частиц.

Про тело, намагниченное посредством действия магнитной силы, говорят, что оно намагничено через индукцию, а про намагниченность такого тела говорят, что она индуцирована намагничивающей силой.

Намагниченность, индуцированная данной намагничивающей силой, в разных веществах различна. Она максимальна в самом чистом и мягком железе, где отношение намагниченности к магнитной силе может достигать значения 32 или даже 45 ¹.

¹ Thal'en, Nova Acta, Reg. Soc. Sc., Upsal, 1863.

Другие вещества, такие, как металлы никель и кобальт, плохо поддаются намагничиванию, и всё же под действием достаточно большой магнитной силы все вещества, как это было обнаружено, проявляют признаки полярности.