Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyceTekst

0
Recenzje
Oznacz jako przeczytane
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa

3.3. Narodziny elektrodynamiki

Na początku września 1820 Arago zdał w Królewskiej Akademii Nauk w Paryżu raport o odkryciu Ørsteda. Pobudzony tym 45-letni matematyk (a także chemik, psycholog, filozof i naukoznawca, w żadnej z tych dziedzin niemający formalnego wykształcenia), André-Marie Ampère, przystąpił do badań, które trwały do stycznia następnego roku. Prowadził je, niezręcznie manipulując zamawianymi u rzemieślników przyrządami i poddając uzyskiwane rezultaty analizie matematycznej. Już po tygodniu przedstawił w Akademii pierwsze wyniki.

Najważniejsze było odkrycie, że prądy elektryczne działają na siebie siłami. W najprostszym przypadku dwóch równoległych przewodów występuje przyciąganie, gdy prądy w obu płyną w tym samym kierunku, a odpychanie, gdy płyną w kierunkach przeciwnych. Jeszcze we wrześniu uczony wywnioskował stąd – i potwierdził ten wniosek eksperymentalnie – że solenoid z prądem wywiera takie samo działanie jak magnes stały. Na tej podstawie twierdził, że magnesy zawdzięczają swoje działanie prądom elektrycznym, które płyną w nich w płaszczyznach prostopadłych do ich osi.

Rozważmy teraz oddziaływanie prądu elektrycznego i magnesu oraz oddziaływanie dwóch magnesów; zobaczymy, że oba podlegają temu samemu prawu rządzącemu oddziaływaniem dwóch prądów, jeżeli założymy, że prąd płynie w każdym punkcie linii narysowanej na powierzchni magnesu od jednego bieguna do drugiego w płaszczyznach prostopadłych do osi tego magnesu; z uwagi na wszystkie fakty nie wydaje mi się możliwe wątpić, że takie prądy istnieją wokół osi magnesu (Ampère 1820, § I.4).

Od tej chwili płyny magnetyczne zaczęły znikać z fizycznego obrazu świata: akceptacja twierdzeń Ampère’a oznaczała redukcję teorii magnetyzmu do teorii elektryczności.

Ostateczne podsumowanie swoich prac uczony dał w (1826). Twierdził w tytule, że wydedukował prawa – jak to nazwał – elektrodynamiki z samych wyników eksperymentów. Faktycznie były to dedukcje z wyników eksperymentów, praw mechaniki klasycznej, wiedzy towarzyszącej, a także pewnych założeń, najwyraźniej przyjętych przez analogię z prawami (1.2), (1.3) i (1.4). Założenie pierwsze brzmiało, że siły elektrodynamiczne są centralne: działają wzdłuż linii łączących elementy prądów. Drugie, że siły są proporcjonalne do natężeń prądów. Ale same natężenia były definiowane przez wartości sił:

Wyjaśnię teraz, jak z tych przypadków równowagi rygorystycznie wywnioskować wzór, za pomocą którego przedstawiam wzajemne oddziaływanie dwóch elementów prądu galwanicznego, pokazując, że jest to jedyna siła, która, działając wzdłuż linii prostej łączącej ich punkty środkowe, może zgadzać się z faktami eksperymentalnymi. Przede wszystkim jest oczywiste, że wzajemne oddziaływanie dwóch elementów prądu elektrycznego jest proporcjonalne do ich długości; ponieważ przy założeniu, że podzielono je na nieskończenie małe równe części wzdłuż ich długości, wszystkie przyciągania i odpychania tych części można uznać za skierowane wzdłuż tej samej linii prostej, tak że koniecznie się one sumują. To działanie musi być również proporcjonalne do natężeń obu prądów. Aby wyrazić natężenie prądu liczbowo, załóżmy, że do porównania wybrano inny arbitralny prąd, że z każdego prądu pobrano dwa równe elementy i że wyznacza się stosunek działań, które wywierają one z tej samej odległości na podobny element jakiegoś innego prądu do nich równoległego […]. Ten stosunek będzie miarą natężenia jednego prądu, jeśli drugi przyjmiemy za jednostkę (Ampère 1826).

Ostateczny wzór na przyciągającą bądź odpychającą siłę między elementami dwóch przewodników ds1 i ds2, przez które płyną prądy o natężeniach i1i2, miał postać:

(3.1)

gdzie α, β, γ – kąty między ds1 i ds2 i między ds1 i ds2 a łączącym je odcinkiem. Zawarte w tym wzorze twierdzenie o proporcjonalności siły do natężeń prądów miało – o czym świadczą trzy ostatnie zdania cytowanego przed chwilą fragmentu – charakter analityczny. (Na zdefiniowanie natężenia prądu jako stosunku przepływającego ładunku do czasu trzeba było jeszcze poczekać). Natomiast z praw mechaniki, wiedzy towarzyszącej i wyników eksperymentów Ampère wywnioskował, że siły między elementami prądów maleją proporcjonalnie do kwadratu odległości i są zależne od wymienionych przed chwilą kątów (podaną w równaniu (3.1) zależność trzeba było poprawić).

Tym i innym badaniom towarzyszyły rozliczne spekulacje na temat natury magnetyzmu, elektryczności i prądów elektrycznych. Biot spekulował, że powierzchnia przewodnika pod wpływem prądu zyskuje kołowe własności magnetyczne (a zatem nie prąd elektryczny, ale magnes działa na magnes). Humphry Davy pisał o wirze magnetyzmu wokół drutu, natomiast Ørsted o prądzie elektrycznym jako o serii zaburzeń rozchodzących się w sposób falowy. Ampère spekulował, że prąd elektryczny jest łańcuchem chwilowych polaryzacji dwóch płynów elektrycznych, a następnie, że siły elektrodynamiczne są przekazywane przez prostopadłe do kierunku prądu periodyczne polaryzacje cząstek eteru otaczających przewody. Wszystkie te twory wyobraźni – podobnie jak te wspomniane w komentarzu 1.8 – pozostały prywatnymi własnościami swych twórców i grup ich zwolenników. Natomiast równania – wyprowadzone z praw mechaniki klasycznej, wiedzy towarzyszącej i wyników eksperymentów – określające wartości sił między prądami i biegunami magnesu oraz między elementami prądów weszły do trwałego dorobku nauki.

Do badań nad oddziaływaniem prądów i magnesów włączył się Michael Faraday. Syn wiejskiego kowala nie odebrał formalnego wykształcenia, ale, zatrudniony przez Davy’ego jako asystent, odbył z nim w latach 1813–1815 podróż po Europie, w trakcie której poznał wielu znakomitych badaczy, przyglądał się ich pracy, a potem samodzielnie powtórzył najważniejsze eksperymenty m.in. z dziedziny elektryczności i magnetyzmu. Już w 1821, modyfikując sugestie Wollastona, uzyskał układ, w którym drut, przez który płynął prąd, wirował wokół magnesu – prototyp przyszłych silników elektrycznych. Prowadził też owocne badania nad elektrolizą i dokonał znaczących odkryć w chemii.

3.4. Odkrycie indukcji elektromagnetycznej

Gdy Arago stwierdził, że igła żelazna umieszczona wewnątrz cewki, przez którą płynie prąd, ulega namagnesowaniu, Ampère sprawdził, czy po umieszczeniu magnesu wewnątrz cewki powstaje w niej prąd elektryczny. Nie płynął. Wkrótce potem uczony znalazł się na skraju wielkiego odkrycia, a to w związku z pytaniem, czy magnetyzacja polega na uporządkowaniu prądów istniejących w ciele wcześniej, czy też są one w trakcie magnetyzacji wytwarzane. By znaleźć odpowiedź, badał m.in. układ, w którym miedziany pierścień zawieszony był we wnętrzu cewki, a zarazem w sąsiedztwie magnesu stałego. We wrześniu 1822 zaobserwował ruchy pierścienia raz w jedną, a raz w drugą stronę, zachodzące w chwili włączania bądź wyłączania prądu w cewce. W eksperymencie uczestniczył Auguste de La Rive, który wspomniał o jego wyniku krótko w jednym ze swych artykułów, nie podając przy tym informacji, które z naszego punktu widzenia byłyby niezbędne. Ampère, nie mogąc powiązać zaobserwowanego zjawiska ze swoją teorią i z dręczącymi go pytaniami, nie podjął nad nim dalszych badań. Wspomniał o poczynionej obserwacji na posiedzeniu Akademii Nauk, ale nie wzbudził tym zainteresowania.

W tym samym roku Arago, w trakcie pomiarów pola magnetycznego Ziemi, zauważył, że drgania igły magnetycznej są szybko wygaszane, jeśli w jej pobliżu znajdują się metale nieulegające magnetyzacji. Dwa lata później ogłosił, że wirująca w pobliżu magnesu miedziana tarcza szybko wytraca prędkość. Charles Babbage i John Herschel stwierdzili eksperymentalnie, że wirujący elektromagnes wprawia znajdującą się nad nim miedzianą tarczę w ruch obrotowy. Poprzestano na izolowanych doniesieniach, nie podjęto nad tą grupą zjawisk systematycznych badań.

Skoro prąd elektryczny wytwarza zjawiska magnetyczne, to wielu badaczy poszukiwało zjawiska odwrotnego: zamiany magnetyzmu na prąd elektryczny. (Tej zamiany nie poszukiwali Ampère i Arago w trakcie wspomnianych przed chwilą badań). Wypróbowywano najrozmaitsze układy magnesów i przewodników, na próżno. W 1825 Jean Daniel Colladon przeprowadzał eksperyment bardzo podobny do tych, jakie wykonali sześć lat później Faraday i Henry (zob. poniżej), ale by chronić galwanometr przed zakłóceniami, umieścił go w innym pomieszczeniu – co zapewne zdecydowało o niepowodzeniu (zanim uczony przemieścił się, by odnotować jego wskazania, igła galwanometru nieruchomiała w położeniu zerowym).

Wreszcie w 1829 i 1830 Francesco Zantedeschi doniósł, że prądy elektryczne powstają w obwodach zamkniętych, do których zbliżamy lub od których oddalamy magnesy. Prace te, ogłoszone po włosku, przeszły niezauważone.

W międzyczasie William Sturgeon zbudował pierwszy elektromagnes. Rozwijając jego konstrukcję, amerykański chemik i fizyk Joseph Henry w 1829 uzyskał elektromagnes unoszący ciężary przekraczające tonę. Nawinąwszy na niego jeszcze jedną cewkę, której końce połączone były z galwanometrem, odkrył, że w chwili włączania prądu w elektromagnesie w cewce powstaje chwilowy prąd elektryczny płynący w kierunku przeciwnym, a gdy prąd w elektromagnesie zostaje wyłączony, w cewce powstaje chwilowy prąd o kierunku zgodnym z kierunkiem prądu właśnie wyłączonego. Odkrył też, w innej serii eksperymentów, zjawisko samoindukcji. Odkrycia te ogłosił w 1832, zaznaczając, że indukowanie prądów zostało kilka miesięcy wcześniej opisane przez Faradaya.

 

Faraday przez dziesięć lat próbował jakoś zamienić magnetyzm w prąd elektryczny. Wypróbowywał, niemal po omacku, rozmaite układy przewodników z prądem, magnesów i obwodów, w sąsiedztwie których umieszczał galwanometr, na próżno. (Dziś wiemy, że w niektórych przypadkach powstawały indukowane prądy, zbyt słabe jednak, by mogły je wykryć dostępne wówczas przyrządy). Sukces przyszedł, gdy, podobnie jak Henry, posłużył się zwojnicami nawiniętymi na ten sam rdzeń żelazny. 29 sierpnia 1831 stwierdził, że w chwili gdy włącza lub wyłącza prąd w jednej ze zwojnic, igła magnetyczna znajdująca się tuż pod drutem łączącym końce drugiej zwojnicy wpada w drgania, po czym powraca do położenia początkowego.

Faradayowi przede wszystkim należy się miano odkrywcy indukcji elektromagnetycznej, gdyż po pierwszych udanych obserwacjach przeprowadził, w ciągu kilku miesięcy, setki eksperymentów. Wyniki uzyskane w 1831 przedstawił w I i II serii „Experimental Researches in Electricity”. Wytwarzał prądy w zwojnicach, włączając i wyłączając prąd w innych zwojnicach, nawiniętych na tym samym rdzeniu żelaznym. Wykazał, że po usunięciu rdzenia indukowane prądy stają się o wiele słabsze. Wytwarzał prądy, zbliżając i oddalając magnesy stałe do i od żelaznego rdzenia, na który nawinięta była zwojnica, a także szybko wsuwając i wysuwając magnes sztabkowy do i ze zwojnicy bez rdzenia. Nie znając matematyki, ograniczył się do opisów jakościowych, a nie mając formalnego wykształcenia w zakresie fizyki, posługiwał się dość osobliwym językiem. Główną rolę w jego opisach odgrywały krzywe magnetyczne, które później przemianował na linie sił. Źródłem takich wyobrażeń były obrazy opiłków żelaznych rozsypywanych np. na kartonie znajdującym się nad magnesem stałym albo przez który przechodziły przewodniki z prądem. Wzdłuż linii, w jakie układają się opiłki, będzie w każdym miejscu, dodawał Faraday, ustawiać się mała igła magnetyczna. Początkowo krzywe magnetyczne uważał raczej za wygodne narzędzia, pozwalające planować kolejne eksperymenty, a przede wszystkim wyrażać odkrywane prawidłowości. Oto charakterystyczna próbka (usunąłem z tekstu odsyłacze):

232. Gdy prąd elektryczny płynie przez drut, drut ten jest otoczony w każdej części przez krzywe magnetyczne, o natężeniu malejącym zgodnie z ich odległością od drutu, i które w myśli da się porównać do pierścieni usytuowanych w płaszczyznach prostopadłych do drutu, a raczej do prądu elektrycznego w nim zawartego. Krzywe te, choć różne kształtem, są doskonale analogiczne do krzywych istniejących między dwoma przeciwnymi biegunami magnetycznymi przeciwległymi do siebie; a gdy drugi drut, równoległy do tego, który przenosi prąd, zbliża się do niego, przechodzi przez krzywe magnetyczne dokładnie tego samego rodzaju, jakie by przecinał będąc przenoszony między przeciwnymi biegunami magnetycznymi w jednym kierunku; a gdy oddala się od drutu indukującego, przecina krzywe wokół niego w taki sam sposób, jak przecinałby te między tymi samymi biegunami, gdyby poruszono go w kierunku odwrotnym. 238. W pierwszych eksperymentach drut indukujący i ten poddany indukcji umieszczono w stałej odległości od siebie, a następnie przez ten pierwszy przepuszczono prąd elektryczny. W takich przypadkach same krzywe magnetyczne należy uznać za poruszające się (jeśli mogę użyć tego wyrażenia) przez drut poddany indukcji, od chwili, gdy zaczną się one rozwijać, do chwili, gdy siła magnetyczna prądu osiągnie maksimum; rozchodząc się jakby od drutu na zewnątrz, a w konsekwencji będąc w tym samym stosunku do nieruchomego drutu poddanego indukcji, jak gdyby poruszał się on w przeciwnym kierunku przez nie, lub w kierunku drutu przewodzącego prąd. Z tego powodu pierwszy prąd indukowany w takich przypadkach płynął w kierunku przeciwnym niż prąd główny. Po przerwaniu kontaktu z baterią krzywe magnetyczne (które są jedynie wyrazem uporządkowanych sił magnetycznych) można sobie przedstawić jako kurczące się i powracające w kierunku zanikającego prądu elektrycznego, a zatem poruszające się w przeciwną stronę przez drut i wywołujące prąd indukowany przeciwny do pierwszego (Faraday 1832).

Jeśli chodzi o odkryte niegdyś przez Arago oddziaływania między magnesami a tarczami z metali niemagnetycznych, wirującymi względem siebie, to Faraday domyślił się – i potwierdził ten domysł eksperymentalnie – że w tarczach indukowane są wirowe prądy elektryczne. Układ eksperymentalny, który zestawił w celu zbadania tych zjawisk, można uznać za prototyp prądnicy.

3.5. Inne odkrycia w dziedzinie elektryczności i magnetyzmu

W 1822 Thomas Seebeck – lekarz z wykształcenia, a z zamiłowania poszukiwacz ukrytej jedności przyrody – stwierdził, że jeśli jedną część obwodu zbudowanego z bizmutu i miedzi podgrzejemy, to działa on na igłę magnetyczną. Nazwał to efektem termomagnetycznym. Z uporem przeczył wynikom badań m.in. Jean-Baptiste’a Fouriera, które świadczyły o tym, że mamy tu do czynienia z wywołanym różnicą temperatur przepływem prądu. Ostatecznie opinia fizyków przeważyła, a zjawisko zyskało miano efektu termoelektrycznego.

Wykorzystując ten efekt jako źródło napięcia, Georg Ohm sformułował prawo określające związek napięcia, natężenia prądu i oporu, uzupełnione twierdzeniem, że opór przewodu jest funkcją jego przekroju, długości i rodzaju substancji, z jakiej został wykonany. Ogłoszone w 1827, zostało parę lat później dokładnie potwierdzone przez Gustava Fechnera – jednak nawet wtedy nie wszyscy je zaakceptowali.

Faraday po 1831 poświęcił się badaniom nad elektrolizą. Zdawał sobie sprawę z tego, że jeśli hipoteza atomistyczna jest prawdziwa, to wykryte przez niego prawidłowości każą sądzić, iż z każdym atomem związana jest stała porcja elektryczności – stanowczo jednak takich twierdzeń nie wygłaszał. Z dużą dokładnością potwierdził zasadę zachowania ładunków elektrycznych. Systematycznie badał wpływ obecności dielektryków na pojemność kondensatorów.

Prac Henry’ego najwyraźniej w Anglii nie czytano. Zjawisko samoindukcji zostało ponownie odkryte przez Williama Jenkina, a przebadane i opisane przez Faradaya w 1835.

Uzyskane wyniki od czasu do czasu pobudzały Faradaya do spekulacji, które zwykle – z uwagi na brak formalnego wykształcenia w zakresie fizyki i chemii, a także nieznajomość matematyki – przybierały dziwaczne formy. Wyobrażał sobie np., że siły elektryczne rozchodzą się wprawdzie na odległość, ale tylko między sąsiadującymi cząstkami ośrodka; w rezultacie siła, jaką obserwujemy między odległymi ciałami, jest wynikiem łańcucha oddziaływań lokalnych. Spekulował też, że rzekomo odpychające siły elektryczne powstają wskutek przyciągania przez ciała znajdujące się po przeciwnej stronie. To, co uważamy za ładunek zgromadzony w przewodniku, traktował tu i ówdzie jako zakończenie linii, wzdłuż których następuje deformacja ośrodka otaczającego – a wobec tego to ośrodek, a nie ciała ważkie, byłby siedliskiem elektryczności. Opisując wyniki badań nad wyładowaniami w rozrzedzonych gazach, które przybierały formy iskier lub poświat o rozmaitych kształtach, pisał o liniach indukcji elektrycznej, analogicznych do linii prądów czy linii sił magnetycznych. Podkreślał wprawdzie tu i ówdzie, że takie pojęcia są raczej wygodnymi narzędziami opisu niż obrazami rzeczy samych w sobie, niemniej w miarę upływu lat interpretował je coraz bardziej realistycznie. Choć odkrycia eksperymentalne Faradaya budziły powszechne uznanie, to tego typu rozważania natrafiały na mur niezrozumienia.

W 1841 W. Thomson ogłosił artykuł o analogiach między wzorami opisującymi rozchodzenie się ciepła w jednorodnych ciałach stałych a elektrostatyką: wzór na rozkład temperatury w zależności od wydajności źródeł ciepła i odległości miał identyczną strukturę ze wzorem na potencjał elektryczny w zależności od wielkości ładunków i odległości. Thomson był przekonany, że siły elektryczne działają na odległość i z niechęcią odnosił się do uwag Faradaya o liniach sił. Ale teoria rozchodzenia się ciepła opisywała właśnie zjawiska przebiegające między sąsiadującymi punktami. Nagle w 1843 zrozumiał, że obrazy kreślone przez Faradaya są na swój sposób spójne, a linie sił elektrycznych odpowiadają liniom, po jakich rozchodzi się ciepło.

Pobudzony przychylną reakcją Thomsona, Faraday powrócił do badań, które kilka lat wcześniej zawiesił, wyczerpany pracą i zniechęcony nieporozumieniami. W 1845 zaobserwował skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła przechodzącego przez szkło ołowiowe umieszczone między biegunami silnego elektromagnesu. Zgodnie z zasadą systematyczności zaczął wypróbowywać inne substancje i stwierdził, że podobnie działają na światło m.in. woda, alkohol i sól kamienna.

W trakcie tych badań odkrył, że wiele substancji – szkło ołowiowe, woda, alkohol, siarka, bizmut czy miedź – jest wypychanych z obszaru działania sił magnetycznych. Nazwał te substancje diamagnetykami. Stwierdził też, że niektóre substancje są wciągane między bieguny elektromagnesu. Te nazwał paramagnetykami. Opisując takie zjawiska, obszar wokół magnesu lub prądu elektrycznego określił mianem pola magnetycznego. Niechętny koncepcji eteru zaczął spekulować, że światło polega na poprzecznych drganiach linii sił pola. Ale, podkreślmy to raz jeszcze, takie spekulacje przechodziły bez echa.

Po raz kolejny okazało się, że odpychanie bizmutu przez magnes spostrzegł i opisał już w 1778 Anton Brugmans. Przed Faradayem donosili o tym Antoine H. Becquerel, Seebeck i inni. Żaden z nich nie podjął jednak nad tym zjawiskiem systematycznych badań, nie może więc być uznany za odkrywcę diamagnetyzmu. Pojedyncze obserwacje, niepowiązane z innymi udanymi zastosowaniami przyjętych teorii, o niczym na dobrą sprawę nie świadczą.

W 1847 Thomson, w związku ze wspomnianymi analogiami, zapisał równanie

(3.2)

gdzie α w teorii ciepła oznacza przewodność cieplną, a w elektrostatyce stałą dielektryczną, V to odpowiednio temperatura lub potencjał elektryczny. (3.2) jest – przy oczywistych założeniach fizycznych – równoważne prawu Coulomba (1.2), a bezpośrednio otrzymuje się z niego jedno z równań Maxwella. Na tym etapie W. Thomson definiował używane pojęcia czysto operacyjnie, wzbraniał się zaś przed spekulacjami na temat ukrytej natury elektryczności i magnetyzmu. Odkąd ok. 1850 stał się zwolennikiem kinetycznej teorii ciepła, zaczął jednak spekulować na temat ogólnej teorii materii i eteru – co tutaj pominiemy.

3.6. KOMENTARZ: Odkrycia „przegapione”

W trzech ostatnich paragrafach zetknęliśmy się ze zjawiskiem, z jakim wielokrotnie będziemy mieć do czynienia poniżej (zob. §§ 4.2, 6.7, 6.9, 6.15): gdy już dokonano ważnego odkrycia eksperymentalnego, często okazywało się, że inni już coś takiego widzieli – a jakby nie zobaczyli. Zapewne wspomniane epizody stanowią jedynie wierzchołek góry lodowej – bo w tych przypadkach zachowały się jednak jakieś zapisy, relacje świadków, wspomnienia. A zatem coś zobaczono, tyle że wzięto to za coś innego niż było – z punktu widzenia przyszłych pokoleń badaczy – lub za coś, czego nie warto uczynić przedmiotem systematycznych badań. Przypadków, gdy coś widziano, ale w ogóle nie zauważono lub kompletnie zignorowano, było zapewne o wiele więcej.

Te przypadki znakomicie ilustrują sformułowane w § 1.2 tezy o czynnej roli naukowego obrazu świata w procesie widzenia. Widzenie polega na rozpoznawaniu w strumieniach wrażeń przyswojonych wcześniej form. A gdy potrzebnych – z punktu widzenia przyszłych badaczy – form nie ma, to albo sygnały docierające do zmysłów zostają zignorowane, albo wtłacza się je w którąś z form, jakimi się dysponuje.

Najwyraźniej Ørsted ujrzał elektryczny konflikt działający na igłę magnetyczną tam, gdzie Gautherot, Laplace czy Biot widzieli coś innego, gdyż należał zarazem do wspólnoty myślowej Schellingowskich filozofów przyrody, a to kazało mu szukać podobieństw między zjawiskami różnego – na pozór – rodzaju.

Ampère dostrzegł siły między prądami, gdyż pobudziło go doniesienie Ørsteda. Skoro magnes działa na magnes, a prąd działa na magnes, to może prąd działa na prąd? Ale gdy zobaczył coś, co dzisiejszy fizyk automatycznie rozpozna jako przypadek indukowania prądów, to swoją obserwację niemal zignorował. Zignorowali ją też ci, do których dotarły lakoniczne o niej wzmianki. Gdy Ampère dowiedział się o odkryciu indukcji elektromagnetycznej, pisał do La Rive’a:

Faktem jest, że w 1822 roku my pierwsi uzyskaliśmy prąd elektryczny przez wpływ czy indukcję, jak to nazywa pan Faraday, kiedy to przepuszczaliśmy prąd w cewce otaczającej cienki pierścień zawieszony na nici jedwabnej; efekt ten ujawnił się jako odpowiednio przyciąganie lub odpychanie przez silny magnes podkowiasty […]. Na nieszczęście ani Pan, ani ja nie pomyśleliśmy o analizie tych zjawisk i wyciągnięciu wszystkich wniosków (cyt. za Taton 1957: 136).

 

Podobnie Arago i inni wprawdzie dostrzegli, że tarcza wykonana z metalu niemagnetycznego wygasza drgania igły kompasu, ale nie podjęli na ten temat badań dostatecznie systematycznych na to, by odkryć indukcję elektromagnetyczną.

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej to najwyraźniej efekt piasku niesionego przez wiatr, który niemal nieuchronnie wypełnia wszystkie zagłębienia (zob. § 1.3). Rozumowano przez analogię: skoro prąd elektryczny wytwarza magnetyzm, to magnetyzm powinien jakoś wytwarzać prąd elektryczny. Przez dziesięć lat wielu badaczy szukało takiego efektu, postępując po omacku, wypróbowując dziesiątki i setki układów. Z roku na rok budowano coraz czulsze galwanometry i inne przyrządy pomiarowe, a przełomem stało się – dokonane w innych celach – zbudowanie elektromagnesów. Tego, że trzech badaczy prawie w tym samym czasie i pracując niezależnie – Zantedeschi, Faraday i James – odkryło indukcję elektromagnetyczną, nie należy więc uważać za wynik przypadkowego zbiegu okoliczności. Trudno też wyobrazić sobie, że gdyby ci trzej badacze zaprzestali w roku, powiedzmy, 1825 prowadzenia badań, to indukcji elektromagnetycznej nie odkryłby wkrótce ktoś inny.

Бесплатный фрагмент закончился. Хотите читать дальше?