4.4 Гениальный подмастерье

И так случилось в истории, что эту эстафету подхватил не известный и не маститый среди ученых подмастерье Лондонской букинистической лавки: Майкл Фарадей. Действительный член Лондонского королевского общества сэр Гэмфри Дэви сделал главное открытие в науке: он открыл Майкла Фарадея и привел его в Академию.

На работу в книжный магазин Фарадей попал двенадцати лет от роду. Здесь и читать доучился. Книг было много, на чтение уходило все свободное время. Его воображение поразили “Британская энциклопедия”, “Беседы о химии”, труды Леонарда Эйлера и его переписка с М. Ломоносовым. Поэтому у Фарадея рано сложилось представление, что в природе все явления едины. Сохранилось его письмо приятелю: ”Первая построенная мною батарея состояла из несметного числа пар пластин (!!!) - из семи пар. Каждая пластина – непомерной величины (!!!) - с полупенсовик. Я, милостивый государь, сам, собственноручно вырезал эти пластины…”

Лавку посещали многие образованные люди. Один из покупателей заметил, что мальчишка читает журнал ”Химическое обозрение”. Это был мистер Денс, член Королевского института. Он и пригласил Фарадея послушать лекции своего друга, сэра Гемфри Дэви. Лекции покорили Майкла. Ему исполнился 21 год, когда он решил посвятить себя науке. Однако письменное обращение к президенту Королевского общества осталось без ответа. Позже он с таким же письмом обращается к Гемфри Дэви, приложил к нему конспекты прослушанных лекций. После нескольких неудачных попыток он был устроен к Дэви лаборантом. Это случилось первого марта 1813 года. Фарадей вместе с Дэви объехали Францию, Италию, Германию, Бельгию. Это - начало новой эпохи в жизни юноши. В это время он знакомится с Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом. В Милане – видел самого Вольта. Он ощутил аромат витающих в воздухе новых открытий об электричестве. Из путешествия Фарадей вернулся зрелым, самостоятельно мыслящим ученым. Первая его научная статья была посвящена исследованию тосканского известняка.

В августе 1820 года Дэви и Фарадей повторяют опыт Эрстеда. Они уже предвидели открытия, но их обогнал Ампер. Дэви занялся другими проблемами. Зимой 1821 года Фарадей упорно ставит опыты один за другим, но результатов, удовлетворяющих его, не было. Толчком к успеху послужило предложение Фарадею написать для научного журнала статью по истории электромагнетизма. Будучи человеком педантичным, он решил лично проделать все опыты, которые привели к пониманию электромагнетизма. Под конец он решил поставить опыт, который они не раз обсуждали с Дэви: проволочка с током должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси. Установка состояла из серебряной чаши с ртутью, в центре ее был помещен магнит. Медная проволока была воткнута в пробку, которая плавала на поверхности ртути. По проволоке пропустили ток от вольтового столба, один полюс которого был присоединен к чаше. При включении тока проволочка начала быстро вращаться вокруг магнита. Изменение направления тока в проволочке привело к изменению направления вращения. Возбужденный открытием, Фарадей сделал рисунок прибора, с которого началась вся нынешняя электроэнергетика. Для статьи в журнале была сделана очень эффектная концовка. Фарадей никогда не брал патентов на свои изобретения. Его объяснение: ”Мне хотелось бы отыскать новые факты и новые соотношения, связанные с магнитоэлектрической индукцией, чем увеличить мощность достигнутых эффектов”.

В 1824 году он стал действительным членом Лондонского Королевского общества. Но самые великие открытия Фарадея были впереди. Логика его была на первый взгляд проста: если электричество порождает магнетизм, то, по-видимому, возможно “получить электричество при помощи магнетизма”. Вот он, принцип обратимости, важное свойство практически любой нынешней электрической машины. Такую же задачу ставили Ампер, Араго, но они решили, что решения она не имеет. Фарадей оказался более настойчивым и последовательным. Он ставил опыт за опытом, педантично записывал каждый из них в свой дневник. Последний, описанный в дневнике, опыт имеет номер 16041. И только к 1831 году он, быстро перемещая магнит в катушке, заметил, что в какой-то момент в ее цепи возникает ток. В отличие от Ампера, Фарадей искал ток в катушке не после перемещения магнита, а во время этого движения.

Детально обдумав результат и сделав подробное описание опыта, Фарадей строит первый электрогенератор. Любопытно, что это был униполярный генератор. Он вращал металлический диск между полюсами магнита.

В трудах Фарадея нет математических выкладок. Ему от вращения проволочки вокруг магнита к генератору пришлось идти несколько лет.

А первый опыт, принесший удачу, выглядел так. На железное кольцо было намотано изолированным проводом две катушки. Когда первую катушку подключали к источнику, в замкнутый второй катушке наблюдался всплеск электрического тока. Причем, когда ток в первой обмотке выключали, во второй снова возникал всплеск тока.

Через две недели он ввел в катушку магнит – и получил тот же эффект. И сделал вывод: ”Электрическая волна возникает только при движении магнита”. И только еще через две недели он установил между полюсами магнита диск и закрутил его. Ток с диска он снял с помощью скользящих контактов: один контакт в центре диска, а второй – на его внешней кромке. В записи от 28 октября 1831 г. говорится: «Заставил медный диск вращаться между плюсами большого подковообразного магнита… ось и точка на краю диска были соединены с гальванометром. При вращении диска стрелка гальванометра приходила в движение» Так удалось обнаружить индукционные токи в металле и создать первый генератор – колесо Фарадея. Англия гордится именем Фарадея, которое стоит рядом с другими именами великих англичан: Ньютон, Резерфорд, Максвелл.