Когда изучение магнитных явлений только начиналось, внимание исследователей особенно привлек к себе факт существования в постоянных магнитах полюсов, в которых магнитные свойства выражены особенно сильно. При оба полюса магнита различны, так что каждый полюс одного магнита притягивает к себе один из полюсов другого и отталкивает его второй полюс. Для объяснения этих явлений еще Гильберт высказал предположение, что подобно электрическим зарядам в магнитах существуют полюсы - северный и южный, взаимодействующие друг с другом.
Разделить полюсы, т. е. получить тело с одним только полюсом невозможно.
Если мы разделим на части намагнитившийся стальной брусок, то легко убедимся в том, что каждая из этих половинок представляет собой магнит с двумя полюсами, расположенными так, как показано на рисунке. Мы можем разломить каждую из половинок опять на две части и продолжать этот процесс сколь угодно долго; каждый маленький обломок магнита будет представлять собой магнит с двумя полюсами.
Кулон предположил существование элементарных магнитов – маленьких магнитов с двумя полюсами на концах. В ненамагниченном бруске железа уже существуют элементарные магниты, но все они расположены беспорядочно (хаотически) и располагаются по всем возможным направлениям, причем в каждом направлении примерно столько же магнитиков ориентировано своим северным полюсом в одну сторону, сколько и в противоположную. Именно поэтому действия всех этих элементарных магнитов взаимно уравновешиваются, и брусок железа в целом представляется ненамагниченном. Когда же мы помещаем этот брусок железа в магнитное поле, например, подносим его к магниту или помещаем внутрь катушки с электрическим током, то магнитное поле заставляет элементарные магниты повернуться и выстроиться цепочками. При этом действие противоположных полюсов внутри магнита взаимно уничтожается (возникает нейтральная зона!), а на концах бруска возникают магнитные полюсы. Таким образом, намагничивание тела представляет собой упорядочение ориентации его элементарных магнитов под влиянием внешнего магнитного поля.
|
|
Процесс намагничивания с точки зрения гипотезы Кулона: а) хаотическое распределение элементарных магнитов в ненамагниченном железе; б) упорядоченное их расположение в намагниченном железе, помещенном в магнитное поле (МП).
Открытия Эрстеда и Ампера привели к новому и более глубокому представлению о природе магнитных явлений. Оказалось, что магнитные действия постоянных магнитов и соответствующим образом подобранных токов очень похожи. Ампер отказался от представления о существовании в природе особых магнитных зарядов. С точки зрения Ампера, элементарный магнит – это круговой ток, циркулирующий внутри небольшой частицы вещества: атома, молекулы или группы их. Магнитное поле такого элементарного тока можно определить по второму правилу правой руки.
В ненамагниченном теле все элементарные токи расположены хаотически, и поэтому мы не наблюдаем во внешнем пространстве никакого магнитного поля. Процесс намагничивания тела заключается в том, что под влиянием внешнего магнитного поля его элементарные токи в большей или меньшей степени устанавливаются параллельно друг другу и создают результирующее магнитное поле.
