Ханс Кристиан Эрстед: биография и открытия датского физика

ЭРСТЕД ГАНС ХРИСТИАН (1777-1851)

Девятнадцатое столетие, продолжая прекрасную традицию восемнадцатого, оставляет потомкам память об удивительно разносторонних ученых, их личности, человеческой сущности, беззаветной деятельности и научных достижениях. Вот один из примеров.

Ганс Христиан Эрстед, известный датский профессор-физик, получил золотую медаль при окончании Копенгагенского университета за литературное эссе «Границы поэзии и прозы», представив одновременно химическое исследование о свойствах щелочей. Звания доктора философии Эрстед был удостоен за диссертацию, посвященную медицине. Самостоятельные исследования будущий ученый начал в университете на кафедре фармацевтики, где изучали лекарства, а стал профессором университета по кафедре физики.

Ганс Христиан Эрстед родился в небольшом городке Рюдкобинг на датском острове Лангеланд в семье бедного аптекаря в 1777 году. Семья постоянно испытывала нужду, и начальное образование Гансу Христиану и его брату Андерсу пришлось получать, где и как придется. Городской парикмахер учил их немецкому языку, его супруга – датскому, пастор церквушки познакомил их с правилами грамматики, историей и литературой; землемер научил азам арифметики – сложению и вычитанию, а заезжий студент открыл удивительные знания о свойствах минералов, разжег любознательность и любовь к проникновению в тайны.

В двенадцать лет Ганс, прикоснувшийся лишь к малой части науки, был вынужден стать за стойку отцовской аптеки и помогать отцу. Здесь он увлекся проблемами медицины. Она казалась ему научным предназначением и надолго оставила в стороне химию, историю, литературу и другие ранее привлекательные науки.

Эрстед решил поступать в Копенгагенский университет, однако его интересы очень широки – ему хочется изучать и медицину, и физику, и астрономию, и философию, и поэзию. И он берется за все, и все изучает серьезно.

Молодому человеку было очень хорошо в университетских стенах. Эрстед позднее писал, что юноше для ощущения себя абсолютно свободным необходимо пребывание в царстве мысли и воображения с его свободой высказываний и борьбой, где побежденный имеет право собрать силы, подняться и бороться снова.

Ганс Христиан радовался и трудностям, которые учили жизни, и первым небольшим победам, и открываемым истинам, и возможности исправить предыдущие ошибки.

Как уже было сказано выше, он интересовался всем. В 1797 году он получил медаль университета за эссе о поэзии и прозе. В том же году он получил диплом фармацевта, а через два года защитил диссертацию, посвященную медицине и получил звание доктора философии.

Наступивший новый XIX век принес новый подход к жизненным вопросам и новые мысли, новую философию и новое восприятие культурных ценностей. Эрстед, желая приобщиться к передовым позициям науки и философии, после успешной защиты диссертации отправился на стажировку по направлению университета во Францию, Германию и Голландию. Он слушал лекции о возможном поэтическом подходе к исследованию физических явлений, о связи физики с мифологией. Его поразили взгляды философа Шеллинга на всеобщую связь явлений, они оказали большое влияние на формирование научного мировоззрения Эрстеда. Ганс Христиан увидел в этой связи причину своих разносторонних интересов. Он нашел поддержку своим стремлениям в лице немецкого физика Риттера, изобретателя аккумулятора и невероятного фантазера, который, в частности, по астрономическим данным предсказал начало эпохи новых открытий в области электричества в 1819-1820 годах. Известно, что предсказание сбылось: Эрстед поставил свой опыт с магнитной стрелкой, позволивший сделать открытие, в 1820 году.

Эрстед и ранее, в 1812-1813 годах, высказывал идею о возможной связи электрического тока и магнетизма. Он был в непрерывном поиске. В 1813 году во Франции выходит его работа «Исследования идентичности химических и электрических сил», где он предполагает возможность такого воздействия. Ведь производит же электричество свет, звук (треск), тепло!

Говорят, что Эрстед не расставался с кусочком намагниченного железа, чтобы постоянно думать в этом направлении.

К идее связи электричества и магнетизма обращались еще в предыдущем веке многие ученые. К ним относились петербургский академик Эпинус, французский физик и академик Араго, которого интересовали опыты с молнией Франклина в Америке, Ломоносова и Рихмана в России, а также, каким образом молния могла размагнитить стрелки компасов на французском военном судне «Ля Ралейн». Араго собирал все факты подобного воздействия, в том числе и «сухопутные», и предчувствовал новое открытие. Это открытие и было сделано в феврале 1820 года Эрстедом (он с 1806 года стал профессором химии Копенгагенского университета).

На первый взгляд, открытие произошло как бы случайно. Эрстед, читая лекцию студентам университета, демонстрировал способность электрического тока нагревать проволоку. На столе возле проволоки случайно оказался компас, и один из студентов, обратив на него внимание, указал профессору на отклонение стрелки компаса в то время, когда по проволоке шел ток. Для Эрстеда это был давно искомый им эффект, и он воспринял сообщение студента с удивлением и восторгом. Правда, Эрстед в своих более поздних работах писал, что все, присутствовавшие в аудитории, были свидетелями заранее сделанного им заявления о результатах эксперимента. Следует отметить также, что в то время набор инструментов для электрических и магнитных исследований был достаточно прост, и компас туда входил как непременный элемент. По словам физика Брэгга (автора рентгеноструктурного анализа кристаллов), удивительно не открытие Эрстедом действия тока на магнитную стрелку, а то, что открытия пришлось ждать целых двадцать лет, в то время, как в десятках лабораторий проводники и компасы множество раз находились рядом!

Придя домой, ученый стал анализировать обнаруженное явление, затем в июле 1820 года он повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Эрстед также обнаружил обстоятельство, идущее в разрез с представлениями Ньютона о действии и противодействии: сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по соединяющей их прямой, а перпендикулярно к ней. По словам Эрстеда, «магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него». Магнитная стрелка всегда была направлена по касательной к окружностям, охватывающим проволоку. Именно это (вихревое) поле (и в этом суть открытия) и удивило ученого более всего, и в своем труде («памфлете») он, опасаясь недоверия и насмешек, скрупулезно перечислил свидетелей эксперимента со всеми их научными заслугами.

Описывая свой эксперимент, Эрстед высказал мысль о вихревом характере электромагнитных явлений, что было новой тайной и долго не находило сторонников, так как большинство ученых считало, что силы между проводником с током и магнитной стрелкой есть обычными силами притяжения и отталкивания, подобно силам между электрическими зарядами.

Работа Эрстеда «Опыты, которые касаются действия электрического конфликта на магнитную стрелку» была опубликована 21 июля 1820 года и была им лично разослана ученым различных стран. Это был мемуар на четырех страничках на латинском языке. Араго увидел его в Женеве, где находился с визитом, и сразу понял, что мучившая его загадка связи электрических и магнитных явлений решена. Здесь же, в Женеве, Араго повторил опыты Эрстеда, и впечатление от них было так велико, что один из присутствовавших при демонстрации сказал: «Господа, происходит переворот!» С этим настроением Араго вернулся в Париж и на первом же заседании Академии, 4 сентября 1820 года, сделал устное сообщение об опытах Эрстеда. По просьбе академиков на следующем заседании в сентябре того же года Араго продемонстрировал опыт Эрстеда «в натуральную величину».

Особенно заинтересовали сообщения Араго академика Андре-Мари Ампера, который в течение последующих после первого сообщения двух недель проводил бесконечные эксперименты с проводниками с током и подтвердил экспериментально гениальную идею о том, что все магнитные явления можно свести к электрическим. Так зародилась новая наука – электродинамика, которая теоретически связала электрические и магнитные явления. Еще через сорок лет эта наука стала составной частью теории электромагнитного поля Джеймса Клерка Максвелла.

Таким образом, работа Эрстеда стала крупным явлением в истории физики, хотя объяснение обнаруженного эффекта, которое он дал, было ошибочным.

Эрстед и после своего главного открытия занимался вопросами электромагнетизма. В 1821 году он одним из первых высказал мысль о связи света с электрическими и магнитными явлениями. В 1822-1823 годах он независимо от Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент. Эрстед занимался также вопросами акустики и молекулярной физики: изучал отклонения от закона Бойля-Мариотта и изобрел пьезометр.

Научные интересы Эрстеда были широкими и разнообразными. С 1815 года он являлся секретарем Датского Королевского общества, а с 1829 года – директором копенгагенской Политехнической школы. В 1824 году Эрстед организовал общество для поощрения научных занятий в области естествознания и литературный журнал.

Под влиянием работ Л. Гальвани и А. Вольта Эрстед начал интересоваться явлениями электричества. В 1819 году в результате многочисленных экспериментов он установил, что если над магнитной стрелкой разместить прямолинейный проводник, ориентированный вдоль магнитного меридиана, и соединить его концы с источником электрической энергии, а затем пропустить через него ток, то магнитная стрелка отклоняется. Это еще одно, данное в литературе, объяснение описанного нами выше опыта Эрстеда, изложенного в знаменитом мемуаре.

Открытие Эрстеда дало возможность найти индикатор электрического тока в поле, вследствие чего И. Поггендорф в 1821 году создал один из первых гальванометров для количественного измерения электрического тока.

Эрстед создал первую в Дании физическую лабораторию и много внимания уделял повышению уровня преподавания физики.

За научные заслуги он был избран членом многих известных научных обществ: Лондонского Королевского общества, Парижской Академии. Он получил в Англии медаль за научные заслуги, а во Франции премию в 3 тыс. золотых франков, назначенную ранее Наполеоном за открытия в области электричества. Он был также избран иностранным членом Петербургской Академии наук. Польщенный европейской славой Эрстеда датский король Фредерик VI пожаловал ему Большой крест Данеборга – высшую награду и, кроме того, разрешил основать Политехнический институт.

Эрстед совершает десятки зарубежных поездок, овладевает немецким, французским, английским языками, на которых читает лекции и ведет просветительскую работу.

Он покровительствует своему тезке «маленькому Гансу Христиану» – будущему великому датскому сказочнику и писателю Гансу Христиану Андерсену.

Эрстед становится национальным героем.

Он скончался 9 марта 1851 года. Ночью толпа из 200 тысяч человек с факелами провожала его в последний путь. Звучали написанные в его память траурные мелодии. Люди разных сословий, и королевская семья, и дипломаты, и ремесленники, и студенты, и горожане, восприняли его смерть как личную потерю. За многое они были благодарны ему.

Ханс Кристиан Эрстед

Ганс Кристиан Эрстед (1777-1851) — датский физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике. Открыл (1820) магнитное действие электрического тока.

«Ученый датский физик, профессор, — писал Ампер, — своим великим открытием проложил физикам новый путь исследований. Эти исследования не остались бесплодными; они привлекли к открытию множества фактов, достойных внимания всех, кто интересуется прогрессом».

Ганс Христиан Эрстед родился 14 августа 1777 года на датском острове Лангеланд в городке Рюдкобинг в семье бедного аптекаря. Семья постоянно испытывала нужду, так что начальное образование братьям Ганса Христиану и Андерсу, пришлось получать где придется городской парикмахер учил их немецкому языку, его жена — датскому, пастор маленькой церквушки научил их правилам грамматики, познакомил с историей и литературой, землемер научил сложению и вычитанию, а заезжий студент впервые рассказал им удивительные вещи о свойствах минералов, посеял любопытство и приучил любить аромат тайны.

Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской аптеки. Здесь медицина надолго пленила его, потеснив химию, историю, литературу, и еще более укрепила в нем уверенность в его научном предназначении. Он решает поступать в Копенгагенский университет, но по прежнему одержим сомнениями: что изучать? Он берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию.

Ганс Эрстед был счастлив в университетских стенах Ученый писал позднее, что, для того чтобы юноша был абсолютно свободен, он должен наслаждаться в великом царстве мысли и воображения, где есть борьба, где есть свобода высказывания, где побежденному дано право восстать и бороться снова. Он жил, упиваясь трудностями и своими первыми небольшими победами, обретением новых истин и устранением предыдущих ошибок.

Чем он только не занимался. Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Следующая его работа, также высоко оцененная, касалась свойств щелочей, а диссертация, за которую Ганс Эрстед получил звание доктора философии, была посвящена медицине. Он разбрасывался и, казалось, заранее ставил крест на своей научной карьере, предпочитая разносторонность профессионализму.

Девятнадцатый век заявил о себе новым образом жизни и мыслей, новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы. Все это захватывает Ганса. Он стремится попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные и философские вопросы — в Германию, Францию, другие европейские страны. Дания, конечно, была в этом смысле европейской провинцией Эрстед не хотел и не мог там оставаться.

В двадцать лет Ганс Эрстед получил диплом фармацевта, а в двадцать два года — степень доктора философии. Блестяще защитив диссертацию, Ганс едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию. Там Эрстед слушал лекции о возможностях исследований физических явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией. Ему нравились лекции блиставших с трибун философов, но он никогда не смог бы согласиться с ними в отказе от экспериментального исследования физических явлений.

Ганса Эрстеда поразил Фридрих Шеллинг, как ранее поразил Георг Вильгельм Фридрих Гегель, и, прежде всего, шеллинговская идея о всеобщей связи явлений. Эрстед увидел в ней оправдание и смысл своей кажущейся разбросанности — все изучавшееся им оказывалось по этой философии взаимосвязанным и взаимообусловленным. Он стал одержим идеей связи всего со всем. Быстро нашлась и родственная душа, мыслящая так же, как и он, столь же разбросанная и романтичная. Это был немецкий физик Риттер, изобретатель аккумулятора, гениальный фантазер, генератор сумасброднейших идей. Он, например, «вычислил» (исходя из сугубо астрономических соображений), что эпоха новых открытий в области электричества наступит в 1819 или 1820 году. И это предсказание действительно сбылось: открытие произошло в 1820 году, сделал его Эрстед, но Риттеру не пришлось быть свидетелем — он умер за десять лет до этого.

Читайте также:  Майкл Фарадей: биография, открытия, изобретения

В 1806 году Г. Эрстед становится профессором Копенгагенского университета. Увлекшись философией Шеллинга, он много думал о связи между теплотой, светом, электричеством и магнетизмом. В 1813 году во Франции выходит его труд «Исследования идентичности химических и электрических сил». В нем он впервые высказывает идею о связи электричества и магнетизма. Эрстед пишет: «Следует испробовать, не производит ли электричество. каких-либо действий на магнит. » Его соображения были простыми: электричество рождает свет — искру, звук — треск, наконец, оно может производить тепло — проволока, замыкающая зажимы источника тока, нагревается. Не может ли электричество производить магнитных действий? Говорят, Эрстед не расставался с магнитом. Тот кусочек железа должен был непрерывно заставлять его думать в этом направлении.

Идея связи электричества и магнетизма, восходящая к простейшему сходству притяжения пушинок янтарем и железных опилок магнитом, носилась в воздухе, и многие лучшие умы Европы были ею увлечены. Сегодня любой школьник без труда воспроизведет опыт Ганса Эрстеда, продемонстрирует «вихрь электрического конфликта», насыпав на картон, через центр которого проходит проволока с током, железные опилки.

Но обнаружить магнитные действия тока было нелегко. Их пытался обнаружить русский физик Петров, соединяя полюсы своей батареи железными и стальными пластинками. Он не обнаружил никакого намагничивания пластинок после нескольких часов пропускания через них тока. Имеются сведения и о других наблюдениях, однако с полной достоверностью известно, что магнитные действия тока наблюдал и описал Эрстед.

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились источник тока, провод, замыкающий его зажимы, и компас. В то время, когда Ганс Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась обратно. Это было первое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма, того, что так долго искали многие ученые.

Казалось бы, все ясно Эрстед продемонстрировал студентам еще одно подтверждение давнишней идеи о всеобщей связи явлений. Но почему же возникают сомнения? Почему вокруг обстоятельств этого события впоследствии разгорелось так много споров? Дело в том, что студенты, присутствовавшие на лекции, рассказывали потом совсем другое. По их словам, Ганс Эрстед хотел продемонстрировать на лекции всего лишь интересное свойство электричества нагревать проволоку, а компас оказался на столе совершенно случайно. И именно случайностью объясняли они то, что компас лежал рядом с этой проволокой, и совсем случайно, по их мнению, один из зорких студентов обратил внимание на поворачивающуюся стрелку, а удивление и восторг профессора, по их словам, были неподдельными. Сам же Эрстед в своих позднейших работах писал: «Все присутствовавшие в аудитории свидетели того, что я заранее объявил о результате эксперимента. Открытие, таким образом, не было случайностью, как хотел бы заключить профессор Гильберт из тех выражений, которые я использовал при первом оповещении об открытии».

Случайно ли то, что именно Ганс Эрстед сделал открытие? Ведь счастливое сочетание нужных приборов, их взаимного расположения и «режимов работы» могло получиться в любой лаборатории? Да, это так. Но в данном случае случайность закономерна — Эрстед был в числе тогда еще немногих исследователей, изучающих связи между явлениями.

Однако стоит вернуться к сути открытия Эрстеда. Нужно сказать, что отклонение стрелки компаса в лекционном опыте было весьма небольшим. В июле 1820 года Эрстед снова повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Теперь эффект стал значительно сильнее, причем тем сильнее, чем толще была проволока, которой он замыкал контакты батареи. Кроме того, он выяснил одну странную вещь, не укладывающуюся в ньютоновские представления о действии и противодействии. Сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по соединяющей их прямой, а перпендикулярно к ней. Выражаясь словами Ганса Эрстеда, «магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него». Магнитная стрелка никогда не указывала на проволоку, но всегда была направлена по касательной к окружностям, эту проволоку опоясывающим. Как будто бы вокруг проволоки вихрились невидимые сгустки магнитных сил, влекущих легкую стрелку компаса. Вот чем поражен ученый. Вот почему в своем четырехстраничном «памфлете» он, опасаясь недоверия и насмешек, тщательно перечисляет свидетелей, не забывая упомянуть ни об одной из их научных заслуг.

Эрстед, дав, в общем, неправильное теоретическое толкование эксперименту, заронил глубокую мысль о вихревом характере электромагнитных явлений. Он писал: «Кроме того, из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки». Другими словами, магнитные силовые линии окружают проводник с током, или электрический ток является вихрем магнитного поля. Таково содержание первого основного закона электродинамики, и в этом суть открытия ученого. Опыт Эрстеда доказывал не только связь между электричеством и магнетизмом. То, что открылось ему, было новой тайной, не укладывающейся в рамки известных законов.

Мемуар Ганса Эрстеда вышел в свет 21 июля 1820 года. Дальнейшие события развивались в весьма непривычном для неторопливой тогда науки темпе. Уже через несколько дней мемуар появился в Женеве, где в то время был с визитом Араго. Первое же знакомство с опытом Эрстеда доказало ему, что найдена разгадка задачи, над которой бился и он, и многие другие. Впечатление от опытов было столь велико, что один из присутствующих при демонстрации поднялся и с волнением произнес ставшую впоследствии знаменитой фразу: «Господа, происходит переворот!»

Араго возвращается в Париж потрясенный. На первом же заседании Академии, на котором он присутствовал сразу по возвращении, 4 сентября 1820 года он делает устное сообщение об опытах Ганса Эрстеда. Записи, сделанные в академическом журнале ленивой рукой протоколиста, свидетельствуют, что академики просили Араго уже на следующем заседании, 22 сентября, показать всем присутствующим опыт Эрстеда, что называется, «в натуральную величину».

Сообщение Араго с особым вниманием слушал академик Ампер. Он, может быть, почувствовал в тот момент, что пришла его пора перед лицом всего мира принять из рук Эрстеда эстафету открытия. Он долго ждал этого часа — около двадцати лет, как Араго и как Эрстед. И вот час пробил — 4 сентября 1820 года Ампер понял, что должен действовать. Всего через две недели он сообщил миру о результатах своих исследований. Он высказал гениальную идею и сумел подтвердить ее экспериментально — все магнитные явления можно свести к электрическим. Так зародилась новая наука — электродинамика, теоретически связывающая электрические и магнитные явления. А еще через сорок лет электродинамика влилась составной частью в теорию электромагнитного поля Джеймса Максвелла, до сих пор являющуюся нашим компасом в мире всех электромагнитных явлений.

После открытия почести посыпались на Эрстеда как из рога изобилия. Он был избран членом многих авторитетнейших научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской академии. Англичане присудили ему медаль за научные заслуги, а из Франции он получил премию в три тысячи золотых франков, некогда назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества.

В 1821 году Ганс Эрстед одним из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822—1823 годах независимо от Жана Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Эрстед экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр. Ученый проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет воздуха

В 1830 году Ганс Эрстед стал почетным членом Петербургской академии наук. Принимая все новые почести, Эрстед не забывает о том, что новый век требует нового подхода к обучению науке. Он основывает в Дании общество для поощрения научных занятий и литературный журнал, читает просветительные лекции для женщин, поддерживает «маленького Ганса Христиана», своего тезку будущего великого писателя Ханса Кристиана Андерсена. Эрстед становится национальным героем.

Ганс Эрстед скончался 9 марта 1851 года. Хоронили его ночью. Толпа из двухсот тысяч человек, освещая путь факелами, провожала его в последний путь. Звучали траурные мелодии, специально сочиненные в его память. Ученые, правительственные чиновники, члены королевской семьи, дипломаты, студенты, простые датчане ощущали его смерть как личную потерю. За многое они были благодарны ему. И не в последнюю очередь за то, что он подарил миру новые тайны.

Опыт Эрстеда со стрелкой демонстрируется в видео.

Ганс Кристиан Эрстед — биография

Ганс Кристиан Эрстед (дат. Hans Christian Ørsted) (1777-1851) — датский ученый, физик, исследователь явлений электромагнетизма. Иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике. Открыл (1820) магнитное действие электрического тока. Знак зодиака — Лев.

«Ученый датский физик, профессор, — писал Ампер (22.01.1775 — 10.07.1836), — своим великим открытием проложил физикам новый путь исследований. Эти исследования не остались бесплодными; они привлекли к открытию множества фактов, достойных внимания всех, кто интересуется прогрессом».

Ганс Христиан Эрстед родился 14 августа 1777 года на датском острове Лангеланд, в городке Рюдкобинг, в семье бедного аптекаря. Семья постоянно испытывала нужду, так что начальное образование братьям Ганса Христиану и Андерсу, пришлось получать где придется городской парикмахер учил их немецкому языку, его жена — датскому, пастор маленькой церквушки научил их правилам грамматики, познакомил с историей и литературой, землемер научил сложению и вычитанию, а заезжий студент впервые рассказал им удивительные вещи о свойствах минералов, посеял любопытство и приучил любить аромат тайны.

Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской аптеки. Здесь медицина надолго пленила его, потеснив химию, историю, литературу, и еще более укрепила в нем уверенность в его научном предназначении. Он решает поступать в Копенгагенский университет, но по прежнему одержим сомнениями: что изучать? Он берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию.

Ганс Эрстед был счастлив в университетских стенах Ученый писал позднее, что, для того чтобы юноша был абсолютно свободен, он должен наслаждаться в великом царстве мысли и воображения, где есть борьба, где есть свобода высказывания, где побежденному дано право восстать и бороться снова. Он жил, упиваясь трудностями и своими первыми небольшими победами, обретением новых истин и устранением предыдущих ошибок.

Чем он только не занимался. Золотая медаль университета 1797 года была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Следующая его работа, также высоко оцененная, касалась свойств щелочей, а диссертация, за которую Ганс Эрстед получил звание доктора философии, была посвящена медицине. Он разбрасывался и, казалось, заранее ставил крест на своей научной карьере, предпочитая разносторонность профессионализму.

Девятнадцатый век заявил о себе новым образом жизни и мыслей, новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы. Все это захватывает Ганса. Он стремится попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные и философские вопросы — в Германию, Францию, другие европейские страны. Дания, конечно, была в этом смысле европейской провинцией Эрстед не хотел и не мог там оставаться.

В двадцать лет Ганс Эрстед получил диплом фармацевта, а в двадцать два года — степень доктора философии. Блестяще защитив диссертацию, Ганс едет по направлению университета на стажировку во Францию, Германию, Голландию. Там Эрстед слушал лекции о возможностях исследований физических явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией. Ему нравились лекции блиставших с трибун философов, но он никогда не смог бы согласиться с ними в отказе от экспериментального исследования физических явлений.

Ганса Эрстеда поразил Фридрих Шеллинг, как ранее поразил Георг Вильгельм Фридрих Гегель, и, прежде всего, шеллинговская идея о всеобщей связи явлений. Эрстед увидел в ней оправдание и смысл своей кажущейся разбросанности — все изучавшееся им оказывалось по этой философии взаимосвязанным и взаимообусловленным. Он стал одержим идеей связи всего со всем. Быстро нашлась и родственная душа, мыслящая так же, как и он, столь же разбросанная и романтичная. Это был немецкий физик Риттер, изобретатель аккумулятора, гениальный фантазер, генератор сумасброднейших идей. Он, например, «вычислил» (исходя из сугубо астрономических соображений), что эпоха новых открытий в области электричества наступит в 1819 или 1820 году. И это предсказание действительно сбылось: открытие произошло в 1820 году, сделал его Эрстед, но Риттеру не пришлось быть свидетелем — он умер за десять лет до этого.

В 1806 году Г. Эрстед становится профессором Копенгагенского университета. Увлекшись философией Шеллинга, он много думал о связи между теплотой, светом, электричеством и магнетизмом. В 1813 году во Франции выходит его труд «Исследования идентичности химических и электрических сил». В нем он впервые высказывает идею о связи электричества и магнетизма. Эрстед пишет: «Следует испробовать, не производит ли электричество. каких-либо действий на магнит. » Его соображения были простыми: электричество рождает свет — искру, звук — треск, наконец, оно может производить тепло — проволока, замыкающая зажимы источника тока, нагревается. Не может ли электричество производить магнитных действий? Говорят, Эрстед не расставался с магнитом. Тот кусочек железа должен был непрерывно заставлять его думать в этом направлении.

Идея связи электричества и магнетизма, восходящая к простейшему сходству притяжения пушинок янтарем и железных опилок магнитом, носилась в воздухе, и многие лучшие умы Европы были ею увлечены. Сегодня любой школьник без труда воспроизведет опыт Ганса Эрстеда, продемонстрирует «вихрь электрического конфликта», насыпав на картон, через центр которого проходит проволока с током, железные опилки.

Но обнаружить магнитные действия тока было нелегко. Их пытался обнаружить русский физик Петров, соединяя полюсы своей батареи железными и стальными пластинками. Он не обнаружил никакого намагничивания пластинок после нескольких часов пропускания через них тока. Имеются сведения и о других наблюдениях, однако с полной достоверностью известно, что магнитные действия тока наблюдал и описал Эрстед.

15 февраля 1820 года Эрстед, уже заслуженный профессор химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились источник тока, провод, замыкающий его зажимы, и компас. В то время, когда Ганс Эрстед замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась обратно. Это было первое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма, того, что так долго искали многие ученые.

Читайте также:  Бенардос Николай Николаевич: биография, изобретения, интересные факты

Казалось бы, все ясно Эрстед продемонстрировал студентам еще одно подтверждение давнишней идеи о всеобщей связи явлений. Но почему же возникают сомнения? Почему вокруг обстоятельств этого события впоследствии разгорелось так много споров? Дело в том, что студенты, присутствовавшие на лекции, рассказывали потом совсем другое. По их словам, Ганс Эрстед хотел продемонстрировать на лекции всего лишь интересное свойство электричества нагревать проволоку, а компас оказался на столе совершенно случайно. И именно случайностью объясняли они то, что компас лежал рядом с этой проволокой, и совсем случайно, по их мнению, один из зорких студентов обратил внимание на поворачивающуюся стрелку, а удивление и восторг профессора, по их словам, были неподдельными. Сам же Эрстед в своих позднейших работах писал: «Все присутствовавшие в аудитории свидетели того, что я заранее объявил о результате эксперимента. Открытие, таким образом, не было случайностью, как хотел бы заключить профессор Гильберт из тех выражений, которые я использовал при первом оповещении об открытии».

Случайно ли то, что именно Ганс Эрстед сделал открытие? Ведь счастливое сочетание нужных приборов, их взаимного расположения и «режимов работы» могло получиться в любой лаборатории? Да, это так. Но в данном случае случайность закономерна — Эрстед был в числе тогда еще немногих исследователей, изучающих связи между явлениями.

Однако стоит вернуться к сути открытия Эрстеда. Нужно сказать, что отклонение стрелки компаса в лекционном опыте было весьма небольшим. В июле 1820 года Эрстед снова повторил эксперимент, используя более мощные батареи источников тока. Теперь эффект стал значительно сильнее, причем тем сильнее, чем толще была проволока, которой он замыкал контакты батареи. Кроме того, он выяснил одну странную вещь, не укладывающуюся в ньютоновские представления о действии и противодействии. Сила, действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по соединяющей их прямой, а перпендикулярно к ней. Выражаясь словами Ганса Эрстеда, «магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него». Магнитная стрелка никогда не указывала на проволоку, но всегда была направлена по касательной к окружностям, эту проволоку опоясывающим. Как будто бы вокруг проволоки вихрились невидимые сгустки магнитных сил, влекущих легкую стрелку компаса. Вот чем поражен ученый. Вот почему в своем четырехстраничном «памфлете» он, опасаясь недоверия и насмешек, тщательно перечисляет свидетелей, не забывая упомянуть ни об одной из их научных заслуг.

Эрстед, дав, в общем, неправильное теоретическое толкование эксперименту, заронил глубокую мысль о вихревом характере электромагнитных явлений. Он писал: «Кроме того, из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки». Другими словами, магнитные силовые линии окружают проводник с током, или электрический ток является вихрем магнитного поля. Таково содержание первого основного закона электродинамики, и в этом суть открытия ученого. Опыт Эрстеда доказывал не только связь между электричеством и магнетизмом. То, что открылось ему, было новой тайной, не укладывающейся в рамки известных законов.

Мемуар Ганса Эрстеда вышел в свет 21 июля 1820 года. Дальнейшие события развивались в весьма непривычном для неторопливой тогда науки темпе. Уже через несколько дней мемуар появился в Женеве, где в то время был с визитом Араго. Первое же знакомство с опытом Эрстеда доказало ему, что найдена разгадка задачи, над которой бился и он, и многие другие. Впечатление от опытов было столь велико, что один из присутствующих при демонстрации поднялся и с волнением произнес ставшую впоследствии знаменитой фразу: «Господа, происходит переворот!»

Араго возвращается в Париж потрясенный. На первом же заседании Академии, на котором он присутствовал сразу по возвращении, 4 сентября 1820 года он делает устное сообщение об опытах Ганса Эрстеда. Записи, сделанные в академическом журнале ленивой рукой протоколиста, свидетельствуют, что академики просили Араго уже на следующем заседании, 22 сентября, показать всем присутствующим опыт Эрстеда, что называется, «в натуральную величину».

Сообщение Араго с особым вниманием слушал академик Ампер. Он, может быть, почувствовал в тот момент, что пришла его пора перед лицом всего мира принять из рук Эрстеда эстафету открытия. Он долго ждал этого часа — около двадцати лет, как Араго и как Эрстед. И вот час пробил — 4 сентября 1820 года Ампер понял, что должен действовать. Всего через две недели он сообщил миру о результатах своих исследований. Он высказал гениальную идею и сумел подтвердить ее экспериментально — все магнитные явления можно свести к электрическим. Так зародилась новая наука — электродинамика, теоретически связывающая электрические и магнитные явления. А еще через сорок лет электродинамика влилась составной частью в теорию электромагнитного поля Джеймса Максвелла, до сих пор являющуюся нашим компасом в мире всех электромагнитных явлений.

После открытия почести посыпались на Эрстеда как из рога изобилия. Он был избран членом многих авторитетнейших научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской академии. Англичане присудили ему медаль за научные заслуги, а из Франции он получил премию в три тысячи золотых франков, некогда назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества.

В 1821 году Ганс Эрстед одним из первых высказал мысль, что свет представляет собой электромагнитные явления. В 1822—1823 годах независимо от Жана Фурье переоткрыл термоэлектрический эффект и построил первый термоэлемент. Эрстед экспериментально изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрел пьезометр. Ученый проводил исследования по акустике, в частности пытался обнаружить возникновение электрических явлений за счет воздуха.

В 1830 году Ганс Эрстед стал почетным членом Петербургской академии наук. Принимая все новые почести, Эрстед не забывает о том, что новый век требует нового подхода к обучению науке. Он основывает в Дании общество для поощрения научных занятий и литературный журнал, читает просветительные лекции для женщин, поддерживает «маленького Ганса Христиана», своего тезку будущего великого писателя Ханса Кристиана Андерсена. Эрстед становится национальным героем.

Астрология возникла в древности (вавилонская храмовая астрология и другие), была тесно связана с астральными культами и астральной мифологией. Получила широкое распространение в Римской империи (первые гороскопы — на рубеже 2-1 веков до нашей эры). С критикой астрологии как разновидности языческого фатализма выступило христианство. Арабская астрология, достигшая значительного развития в 9-10 веков, с 12 века проникла в Европу, где астрология пользуется влиянием до середины 17 века и затем вытесняется с распространением естественнонаучной картины мира.

Ханс Кристиан Эрстед: биография и открытия датского физика

Родился 14 августа 1777 г. в маленьком городке Рудкёбинге, расположенном на датском острове Лангеланн. Его отец был аптекарем, денег в семье не было. Начальное образование братья Ханс Кристиан и Андерс получали где придётся: городской парикмахер учил их немецкому; его жена — датскому; пастор маленькой церкви научил их правилам грамматики, познакомил с историей и литературой; землемер научил сложению и вычитанию, а приезжий студент впервые рассказал им о свойствах минералов.

С 12 лет Ханс помогает своему отцу в аптеке. Здесь он заинтересовывается естественными науками и решает поступать в университет.

Учеба в Копенгагенском университете

Университет в столице Дании Копенгагене был основан ещё в 1478 г., но его общеобразовательный уровень была ещё весьма низким. Достаточно сказать, что с начала XVIII века кафедра физики в нём была ликвидирована с целью усилить курс богословия.

В 1794 г. (17 лет) Эрстед в качестве абитуриента выезжает в Копенгаген и целый год готовится к экзаменам, которые затем успешно выдерживает. Его брат последовал за ним в Копенгаген и изучал там юриспруденцию. Во время учёбы Эрстед занимается практически всеми возможными дисциплинами. За эссе «Границы поэзии и прозы» ему была присуждена Золотая медаль университета.

Он предпочитал разносторонность профессионализму. Следующая его работа, также высоко оценённая, была посвящена свойствам щелочей, а блестяще защищённая диссертация, за которую он в 1798 году (едва закончив обучение) получил степень доктора философии, была посвящена медицине. По другой версии, степень доктора философии он (без защиты) получил за свой первый опубликованный труд «Метафизические основы естествознания Канта».

По окончании 3-летнего обучения в университете Эрстед получает звание фармацевта высшей ступени. Физику и химию, фундаментальные предметы для естествоиспытателя науки, преподавал в университете по совместительству профессор медицины.

Выпускник-фармацевт устраивается временным управляющим одной из столичных аптек, но желание заниматься преподаванием приводит его к должности адъюнкта (младшая ученая должность в академиях и в вузах; помощник академика или профессора.) при университете. Ему поручается чтение двух лекций в неделю без оплаты труда. Следовательно, он вынужден был продолжать работать в аптеке. Эта работа хоть и отвлекала от науки, но позволяла использовать оборудование аптеки в качестве исследовательской лаборатории.

Три года преподавания в университете не проходят даром. Старательный адъюнкт был замечен начальством и отправлен в заграничную командировку для повышения научной квалификации. Сначала Германия, где произошла встреча командированного учёного с человеком, талант и ум которого оказал глубокое влияние на его научные интересы. Речь идёт о «гениальном фантазёре» и сумасброде, неординарном физике и химике Иоганне Вильгельме Риттере, принципиальном стороннике натурфилософии Шеллинга, идеи которой заключались в том, что будто бы все силы в природе возникают из одних и тех же источников. Эти положения и заинтересовали Эрстеда. Вот что он писал: «Моё твёрдое убеждение, что великое фундаментальное единство пронизывает природу. После того как мы убедились в этом, вдвойне необходимо обратить наше внимание на мир разнообразия, где эта истина найдёт своё единственное подтверждение. Если мы не сделаем этого, единство само по себе становится бесплодным и пустым рассуждением, ведущим к неправильным взглядам».

Затем Париж, где он слушает лекции учёных первой величины — физика Шарля, химика Бертолле, естествоиспытателя Кювье. Большое впечатление на молодого учёного производят студенческие лаборатории Парижской политехнической школы — ведь тогда в Дании таких не было. И вот его вывод: «Сухие лекции без опытов, какие читают в Берлине, не нравятся мне. Все успехи науки должны начинаться с экспериментов».

В 1804 г. Эрстед возвращается в Данию. Но с работой в университете у него не все ладилось. Он не мог рассчитывать на государственную оплачиваемую должность. Однако после того как Эрстеду было поручено ведать коллекцией физических и химических приборов, принадлежащих королю он решается читать частные лекции по физике и химии.

«Мои лекции по химии, — писал начинающий лектор, — привлекают столько слушателей, что не все могут поместиться в аудитории». Именно этими лекциями Эрстед доказал администрации университета своё право на оплачиваемую штатную должность. В 1806 г. он становится профессором физики, в функции которого входила обязанность экзаменовать кандидатов по философии, а также преподавать физику и химию студентам-медикам и фармацевтам. «Отныне, — писал уже штатный профессор, — я получил привилегию основать физическую школу в Дании, для которой я надеюсь найти среди молодых студентов много талантливых людей». После этого назначения физика была признана полноправной дисциплиной в Копенгагенском университете. И через сто лет один из воспитанников этого университета Нильс Бор (1885—1962) станет одним из создателей современной квантовой физики.

В 1812 Эрстед снова выезжает за границу — в Берлин и Париж. И там он пишет работу «Исследование идентичности электрических и химических сил». Эта работа свидетельствует о том, что автор продолжает руководствоваться своей философской концепцией. С 1815 г. Эрстед — непременный секретарь Датского королевского общества.

История открытия

Главное открытие Эрстеда – теоретическое обоснование существования электромагнитных волн. История этого открытия, совершенного зимой 1819—1820 учебного года (в одних источниках — 15 февраля, в других — ещё в декабре) включает в себя два варианта событий:

Эрстед на лекции в университете демонстрировал нагрев проволоки электричеством от вольтова столба, для чего составил электрическую, или, как тогда говорили, гальваническую цепь. На демонстрационном столе находился морской компас, поверх стеклянной крышки которого проходил один из проводов. Вдруг кто-то из студентов (здесь показания свидетелей расходятся — говорят, это был аспирант, а то и вовсе университетский швейцар) случайно заметил, что, когда Эрстед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Однако существует мнение, что Эрстед заметил отклонение стрелки сам.

В пользу стороннего наблюдателя говорит то, что, во-первых, сам Эрстед был занят манипуляциями скручивания проводов, к тому же вряд ли бы он, много раз проводивший такой опыт, стал живо интересоваться его ходом.

Однако предыдущие исследования Эрстеда и его увлечённость концепцией Шеллинга говорят об обратном. В некоторых источниках даже указывается, что Эрстед якобы всюду носил с собой магнит, чтобы непрерывно думать о связи магнетизма и электричества. Возможно, это вымысел, призванный упрочить позицию Эрстеда как первооткрывателя. В самом деле, если был так озабочен проблемой, почему не попытался раньше целенаправленно поставить опыт с электрической цепью и компасом? Ведь компас — одно из наиболее очевидных практических использований магнита. Тем не менее, нельзя отрицать, что над проблемой связи электричества и магнетизма он задумывался, как впрочем, и над проблемами связи других явлений, между которыми никакой связи не было (напомним, он был приверженцем концепции Шеллинга).

Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта, а затем стал их менять. И обнаружил следующее: «Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата». (Используя данное сообщение, А. М. Ампер вскоре предложит на его принципе магнитоэлектрический гальванометр, роль которого в развитии электрической науки трудно переоценить.)

Читайте также:  Никола Тесла: биография и изобретения великого ученого

Дальше начались вообще чудеса. Экспериментатор решает проверить действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. И о чудо! Металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них протекал электрический ток.

Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гончарной глиной, камнями, диском электрофора. Экранирование не состоялось. Стрелка упорно отклонялась. Отклонялась даже тогда, когда её поместили в сосуд с водой. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные вещества не наблюдалась у обычного электричества и электричества вольтаического».

Когда соединительную проволоку Эрстед ставил вертикально, то магнитная стрелка совсем не указывала на неё, а располагалась как бы по диаметру окружности с центром по оси проволоки. Исследователь предложил считать действие проволоки с током вихревым, так как именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра.

Публикации и признание

Уже в июне 1820 Эрстед печатает на латинском языке небольшую работу под заголовком: «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку». [1] В ней учёный пишет резюме: «Основной вывод из этих опытов состоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут. Именно потому, что контур оставался разомкнутым, не увенчались успехом попытки такого же рода, сделанные несколько лет тому назад известными физиками».

В этой же работе он пытается выработать правило, с помощью которого можно было бы заранее определить направление магнитного действия сил, возникающих в проводнике при прохождении по нему электрического тока. Вот это правило: «Полюс, который видит отрицательное электричество входящим над собой, отклоняется к западу, а полюс, который видит его входящим под собой, отклоняется к востоку».

Опыты Эрстеда ставили науку в затруднительное положение. Из экспериментов следовало, что сила, действующая между магнитным полюсом и током в проводнике, направлена не по соединяющей их прямой, а по нормали к этой прямой, т. е. перпендикулярно. Этот факт подвергал сомнению всю ньютонианскую систему построения мира. Это почувствовали переводчики, переводившие на французский, итальянский, немецкий и английский языки латинский текст датского учёного. Зачастую, сделав буквальный перевод, представлявшийся им неясным, они приводили в примечаниях латинский оригинал.

После своего открытия Эрстед стал всемирно признанным учёным. Он был избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской Академии. В частности в 1830 г. его избрали почетным членом Петербургской академий наук. Англичане присудили ему медаль за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества. Он продолжил заниматься наукой — в 1822-23 независимо от Ж. Фурье открыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент. Изучал сжимаемость и упругость жидкостей и газов, изобрёл пьезометр (устройство, служащее для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического давления), пытался обнаружить электрические эффекты под действием звука. Занимался также молекулярной физикой, в частности, изучал отклонения от закона Бойля — Мариотта.

Эрстед обладал не только научным, но и педагогическим талантом, вёл просветительскую деятельность: в 1824 создал Общество по распространению естествознания, в 1829 стал директором организованной по его инициативе Политехнической школы в Копенгагене. Умер Эрстед в Копенгагене 9 марта 1851. Его хоронили как национального героя.

Интересные факты

В сказке «Два брата» Х. К. Андерсен писал про знаменитых братьев Ханса Кристиана и Андерса Эрстедов.

Ханс Кристиан Эрстед
Hans Christian Oersted

Датский ученый. Физик. Исследователь явлений электромагнетизма. Открыл взаимодействие электрического поля и магнита. Ему удалось правильно объяснить возникновение электродвижущей силы при условии разных температур на концах спаянных проводников, что породило возникновение понятия термоэлектричество. Иностранный член Лондонского королевского общества. Иностранный почетный член Петербургской академии наук.

Ханс Кристиан Эрстед родился 14 августа 1777 года в городе Рудкебинг, Дания. Отец работал обыкновенным аптекарем, поэтому семья жила небогато. Родители не могли позволить дать хорошее образование, поэтому мальчику вместе с братом приходилось получать отрывочные знания, которые им преподавали добросердечные соседи – местный пастор, парикмахер, студент и даже землемер. В результате у будущего физика сложились обобщенные представления о немецком и датском языке, литературе, истории, геологии и других науках.

Чтобы прокормить семью, Ханс с двенадцати лет стал помогать отцу в аптеке. В этот период жизни всерьез увлекся медициной и осознал свою тягу к науке. Для подготовки к поступлению в университет переехал в Копенгаген, где в течение года усиленно штудировал литературу, необходимую для сдачи экзамена.

После поступления в университет, Эрстед с упоением изучает различные дисциплины, отдавая предпочтение разностороннему образованию. В этом изрядно преуспел, заслужив Золотую университетскую медаль за блестяще написанное эссе под названием «Границы поэзии и прозы». Такую же высокую оценку получил его труд, посвященный свойствам щелочей. В дальнейшем с успехом защитил диссертацию по медицине, за что удостоен звания фармацевта высшей категории. Это позволило ему получить работу временного управляющего в одной из аптек Копенгагена.

В то же время его не покидало желание преподавать в университете, поэтому ученый подрядился читать лекции на протяжении нескольких недель без всякой оплаты. В 1806 году в его жизни случилось знаменательное событие – к степени доктора философии добавилось звание профессора физики. Теперь мог на законных основаниях преподавать физику, химию и философию.

Дания в то время находилась на периферии научного мира, и чтобы пополнить запас знаний Эрстед добивается командировки в Германию и Францию, где с интересом слушал лекции своих коллег. В это время приходит к многозначному выводу о связи всего со всем. Пытливый ум ученого взбудоражили мысли немецкого философа Иоганна Фихте о возможности изучения физических явлений, используя для этого поэзию и даже мифологию. Также огромное влияние на мировоззрение оказал философ Фридрих Вильгельм Шеллинг с его идеей взаимосвязи и взаимообусловленности.

В 1813 году увидела свет работа Ханса Эрстеда «Исследования идентичности химических и электрических сил». В ней автор предположил существование связи между магнетизмом и электричеством. Утверждал наличие влияния тока на магнит и обосновал это довольно простым доводом. Если электричество способно порождать тепло, свет и звук, почему оно не может вызывать магнитные действия.

Во время чтения лекции студентам 15 февраля 1820 года ученый показывал нагревание проволоки с помощью электричества. Поблизости от нее случайно находился компас. Один из студентов подсказал профессору, что его стрелка реагирует на замыкание/размыкание электрической цепи, поворачиваясь в разные стороны. Ханс сразу заявил, что в присутствии аудитории произошло великое открытие, которого ждали два десятилетия с момента создания первого источника электротока Вольтой.

Через несколько месяцев Эрстед повторил этот эксперимент, используя более мощные источники тока. В результате смог сделать вывод, что магнитный эффект электричества обладает круговым движением вокруг него. Причина такого явления связана с наличием перпендикулярной силы, которая возникает между проволокой и магнитом. Обнаруженный факт никак не стыковался с утвердившимися со времен Ньютона представлениями о действии и противодействии.

Кроме того, Ханс Эрстед изучал влияние на стрелку проводников, выполненных из различных материалов. В качестве образцов использовалось золото, свинец, латунь, серебро и ряд других металлов. По итогам эксперимента удалось установить наличие магнитных свойств даже у тех материалов, в которых ранее не отмечались. Получалось, что они приобретали их только после того, как через них пропущен электрический ток.

Затем физик начал экранировать стрелку от провода другими материалами, обладающими разными свойствами – деревом, смолой, глиной, камнями и всегда стрелка продолжала отклоняться, то есть экранирования не происходило. Эффект наблюдался даже после помещения стрелки в резервуар с водой. Все это позволило сделать вывод, что подобной передачи действия сквозь различные материалы не было у обычного электричества. Открытие ученого позволило создать чувствительный и эффективный индикатор электротока, а немецкий физик Иоганн Швейггер сконструировал мультипликатор.

Все свои эксперименты и их результаты Эрстед изложил в небольших мемуарах, занявших всего несколько страниц. Направил их многим авторитетным ученым, настаивая на вихревом характере магнитных явлений. Благодаря этому открытию датский ученый получил огромную известность, его приняли в свои ряды многие Академии наук. Все это позволило ему создать на родине общество, поощрявшее научные разработки.

В 1822 году Ханс Эрстед независимо от Жана Батиста Фурье объяснил термоэлектрический эффект, который связан с возникновением электродвижущего потенциала в спаянных разнородных проводниках при условии изменения температуры. В последующем ученому удалось создать первый термоэлемент и сконструировать термоэлектрический генератор, выполненный с использованием шести термопар свинец-висмут. В процессе работы «горячие» спаи подвергались нагреву пламенем, а «холодные» охлаждались в резервуарах с водой.

Объясняя возникновение вихревых движений, возникающих в результате электрического конфликта, Эрстед пришел к убеждению, что они связаны с группой явлений, получивших название поляризация света. В сфере его интересов находились жидкости и газы, чью упругость изучал экспериментально. Ученому удалось сконструировать пьезометр – специальное устройство для измерения объема элементов, находящихся под воздействием гидростатического давления.

Также Ханс Кристиан Эрстед всерьез интересовался проблемами акустики и намеревался доказать возможность возникновения электрических эффектов за счет воздуха. В 1825 году ему удалось получить чистый алюминий, однако сообщение об этом было опубликовано в малоизвестном издании, и пальма первенства в этом вопросе отошла к Фридриху Велеру.

Ханс Эрстед проводил огромную просветительскую работу. Ученый стоял у истоков общества по распространению естествознания, с 1829 года в течение многих лет возглавлял политехническую школу в Копенгагене. В 1830 году избран почетным членом Петербургской академии наук.

Ханс Кристиан Эрстед умер 9 марта 1851 года в возрасте семидесяти трех лет. Попрощаться с ним пришло огромное число людей, среди которых были представители королевской семьи, коллеги, чиновники. Его хоронили как национального героя.

В сказке «Два брата» Х. К. Андерсен писал про знаменитых братьев Ханса Кристиана и Андерса Эрстедов.

Братья Эрстеды – главные герои трилогии Г. Л. Олди и А. Валентинова «Алюмен».

В честь Эрстеда назван несложный опыт, который легко повторит любой школьник, насыпав на картонное основание металлические опилки и пропустив через его центр проволоку с электричеством – «вихрь электрического конфликта» будет налицо.

Ассоциация учителей физики (США) вручает специальную «медаль Эрстеда», которая присуждается учителю года.

Ханс Эрстед

Краткая Биография

Родился Ханс Кристиан 14 августа 1777 года в маленьком датском городе Рудкебинге в небогатой семье аптекаря. Начальное образование вместе с братом Андерсом получал где придется: городской парикмахер с женой учили мальчишек немецкому и датскому, пастор маленькой церкви — правилам грамматики, истории и литературе, землемер — сложению и вычитанию, а приезжий студент впервые рассказал им о свойствах минералов.

С 12 лет Ханс помогает своему отцу в аптеке. Здесь он заинтересовывается естественными науками и решает поступать в университет. В 17 лет юноша в качестве абитуриента выезжает в Копенгаген и целый год готовится к экзаменам, которые затем успешно выдерживает. Его брат последовал за ним в Копенгаген и изучал там юриспруденцию. Во время учебы Эрстед занимается практически всеми возможными дисциплинами. За эссе «Границы поэзии и прозы» ему была присуждена Золотая медаль университета.

За блестяще защищенную диссертацию по медицине Эрстед, едва закончив обучение, получил степень доктора философии. Он также получает звание фармацевта высшей ступени и после выпуска устраивается временным управляющим одной из столичных аптек. Впрочем тяга к преподаванию приводит его в университет, где первые три года ему приходится доказывать свою профессиональную состоятельность, читая несколько лекций в неделю без оплаты.

В 1806 г. он становится профессором физики, в функции которого входила обязанность экзаменовать кандидатов по философии, а также преподавать физику и химию студентам-медикам и фармацевтам. После этого назначения физика была признана полноправной дисциплиной в Копенгагенском университете.

После открытия в 1820 году действия электрического тока на магнитную стрелку Эрстед стал всемирно признанным ученым. Через четыре года он создал Общество по распространению естествознания, в 1829 стал директором организованной по его инициативе Политехнической школы в Копенгагене.

Умер Х. К. Эрстед 9 марта 1851 года в возрасте 73 лет в Копентгагене.

Изобретения и открытия

15 февраля 1820 года Эрстед читал лекцию по электричеству. Лекция сопровождалась демонстрациями опытов. На столе находились источник тока, провод, замыкающий его, зажимы, а также компас. Когда ученый замыкал цепь, стрелка компаса вздрагивала и поворачивалась. При размыкании цепи стрелка возвращалась в исходное положение. Это было первое очень простое экспериментальное подтверждение связи электричества и магнетизма.

В июле 1820 года Эрстед повторил свой эксперимент, применив более мощные батареи источников тока. Ему удалось обнаружить, что «магнитный эффект электрического тока имеет круговое движение вокруг него», ведь сила действующая между магнитом и проволокой, была направлена не по прямой, соединяющей их, а ей перпендикулярно.

Он также протестировал действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого взял проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. Металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них протекал электрический ток.

Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гончарной глиной, камнями, диском электрофора. Экранирование не состоялось. Стрелка упорно отклонялась. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные вещества не наблюдалась у обычного электричества и электричества вольтаического».

Награды и звания

  • Эстред был избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской Академии. В частности в 1830 году его избрали почетным членом Петербургской академий наук.
  • Англичане присудили ему медаль за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества.

Интересный факт

Соотечественник ученого Х. К. Андерсен написал про знаменитых братьев Ханса Кристиана и Андерса Эрстедов в сказке «Два брата».

Добавить комментарий