В.С.ЧИКИН, г. Нижний Новгород

Похвальное слово магниту

Пьеса-фантазия

Действующие лица:

Доминик Франсуа Араго – французский физик.

Андре Ампер – французский физик, друг Араго.

Капица Пётр Леонидович – советский физик, учёный и инженер.

Блэкетт Патрик – английский физик.

Действие 1

Араго (держит в руках недавно написанную им книгу «Гром и молния»).

Смотри, Андре, вот в этой книге

Я описал, как связан магнетизм

С ударом молнии, случившимся на бриге

В открытом море:

Три компаса показывать вдруг стали

На юг, на запад – и нельзя понять!

По звёздам курс пришлось

                            определять.

Перемагнитить молния сумела

Своим ударом стрелки –

                            вот в чём дело.

Франклин когда-то опыты с нею ставил

И обнаружил... электричество!

В науку ввёл слова:

«Заряды» («+» и «–»),

«Конденсатор», «обмотка»,

«Батарея», «проводник», –

И объяснил, откуда ток возник.

Но всё ж и для него осталось тайной,

Как связан с электричеством магнит?

Ампер.

В год гибели Джордано

Вильям Гильберт, придворный врач,

Издал трактат, который принёс ему

Не Гиппократа славу,

А славу физика:

Он первый Землю назвал магнитом,

И причину поведения магнитных

Стрелок научно доказал:

Магнитные поля Земли похожи

На поле шара, если сделан шар

Из намагниченного чистого железа.

Железо точно есть внутри Земли.

О, если бы увидеть мы смогли!

Но почему в железе есть магнит,

А в меди нет?

Араго.

Согласен, Гильберт – первым

Представил Землю как магнитный шар.

Франклин поставил немало опытов

И доказал, что молнии удар

Есть электрическая искра страшной

Силы, и создал свой громоотвод.

Все крыши в Филадельфии тогда

Громоотводы стали защищать.

Французское ж посольство,

Не получив указа,

Не защитило здание своё.

Был страшен молнии удар –

Сгорело всё, убило офицера.

Для неуча нет поучительней примера!

И факт такой отмечен странный:

Все вилки, ложки вдруг

Нежданно намагнитились,

Причём одновременно.

Продолжу дале...

В Германии, звоня на колокольне,

Сто семьдесят погибли звонарей

За тридцать лет. Случайно это

Или возмездие за грех?

Ведь молния бьёт не во все предметы,

А в те, что подняты повыше.

Быть может, в людях тоже есть магниты,

И молния притягивает их?

А впрочем, это чушь, и тайна скрыта

В другом. Ты в изысканиях своих

К разгадке подошёл всех ближе.

Янтарь потри – он ниточки, пылинки

К себе притянет, всем известный факт.

Но и магнит железные крупинки

Притягивал. Всё так здесь и не так.

Вильям Гильберт ввёл слово

«Электричество», и магнит

От электрических явлений, всем известных,

Отделил.

Ампер.

Но вот Эрстед, недавно лекцию читая

О тесной связи тока с теплотой

И ток по проволоке медной пропуская,

Магнитной стрелки поворот крутой

Заметил. Озадачен весьма он этим был:

От электричества магнит же отделён?

Ужель открытье сделал он?!

Забавно, что сдвиг стрелки

Увидел не сам профессор,

А любопытный и внимательный студент.

Случайно стрелка оказалася

«Под боком», как говорится,

И теперь неплохо

Связать магнитные явленья

Вновь с электричеством.

Ведь теплота не может

Причиной быть зависимости той.

Ты помнишь, Гильберт славный

Давно открыл: жар для магнита враг.

Теряет свойства магнетические явно

Железный стержень при нагреве так,

Как будто сила в нём какая-то убита.

Да только Гильберту во всём благодаря

Все притягательные свойства янтаря

Отделены давно от свойств магнита.

Но свойства электрического тока

Ещё нам изучить не удалось.

Предполагать не будем мы до срока

Что вместе существует, а что врозь.

Араго.

Ты помнишь, изобрёл машину Герике –

Из серы шар он сделал и тёр его

Между ладонями? Соединив

Цепочкой шар с железным брусом,

Подвешенным на шёлковом чулке,

Заряд накапливал большой на том бруске.

Искра проскакивала от бруска к любому,

Кто до него дотрагивался,

И лёгкий треск был слышен при разряде.

Так что ток уже тогда открыт был,

Но не знали, что это

Движущийся в проводе заряд.

Точней, заряды. С шара их снимали

Цепочкой. Брус железный взят

Был просто как заряда накопитель,

Но в Лейдене произошла беда:

Студент Канеус, лишь ушёл учитель,

Решил, что с электричеством вода

Ему поможет вылечить больного,

И в воду, что была в стеклянной колбе,

Спустил цепочку, зарядив брусок

Путём вращенья шара.

Когда рука свободная бедняги

Цепочки лишь коснулась,

Удар случился электрический:

Две точки остались на руке

И сильный сдвиг в сознании.

От колбы – лишь осколки!

Открыл Канеус лейденскую банку,

Ведь электричества накапливать она

Могла гораздо больше, чем все вместе

Известные на ту пору тела.

Ампер.

Да, только после этого Франклину

Мысль в голову пришла о том,

Что молнии разряд на небе длинный,

Легко сжигающий корабль или дом,

Похож на маленькую, тоненькую искру

Из банки лейденской, и даже янтаря.

Араго.

Однако лавры открывателя достались,

Я знаю точно, Мушенбруку.

А Жан Нолле разрядник изобрёл

И опытов на людях произвёл

Семьсот! Монахов заставил взяться

За руки, а стол

С заряженной уже огромной банкой

Поставил рядом, предвкушая смех.

Когда монах, стоящий рядом с склянкой

За шарик взялся, поразила всех

Мгновенно судорога.

Крик стоял ужасный!

Нолле, естественно, в восторге хохотал,

И этот опыт, для людей опасный,

Он проводил не раз, но призывал

Быть осторожным с этими вещами.

Франклин потом фольгою с двух сторон

Ту банку обложил и в параллель рядами

Поставил банки, вылив воду вон.

Так создана была впервые «батарея»

Из «конденсаторов», где копится заряд.

Ну, разве это нам с тобой не повод

Задуматься над опытом сейчас?

Ампер.

Другая мысль сейчас меня тревожит.

Ты помнишь, у Беккариа когда-то

Гипотеза была,

Что электрический «флюид»

С магнитом связан? Фактов небогато

В то время было, чтобы подтвердить

Его гипотезу, однако же теперь

Об этом можно смело говорить.

И в доказательство я приведу пример:

Недавно мной был сделан соленоид –

Прибор, по форме на трубу похож,

Но по магнитным свойствам превосходит

Любой магнит. И если пропустить

Нам по спирали ток от вольтова столба,

То все железные опилки мы соберём

На соленоиде –

Магниты создаются вокруг токов!

Араго.

Магнит есть дом молекулярных токов!

Немного в физике живительных истоков,

Которые так много дали бы идей

Для физиков, я это признаю,

И от друзей прими признательность мою.

Как сложно развивается наука!

Сначала электрическую связь Гильберт

С магнитом разделил на двести лет.

Потом пришли Эрстед с Ампером

И воссоединили вновь

Магнит и электричество.

Верхом совершенства

Считаю формулу великую твою

Взаимодействия двух токов

И главенство тебе среди учёных отдаю.

Из этой формулы легко

Выводятся законы Лапласа, Био и Савара.

Действие 2

Капица.

Я был сражён, друг мой,

Когда узнал, что Стерджен,

Создав впервой электромагнит,

Подковы форму взял –

И тем стал знаменит.

Будь иной форма магнита,

При том же токе он груз держал бы

Чуть больше килограмма,

А тут удерживал он килограммов пять,

При массе самого всего-то двести грамм.

Позднее и Джоуль знаменитый

Уже через пятнадцать лет создал

Гигант-магнит шестикилограммовый,

Который груз держал сверх тонны!

Я говорю про это не зря,

Ведь мы хотим создать магнит такой,

Чтоб поведение частиц элементарных

Позволил изучать по измененью их пути

В огромных импульсных полях.

Из космоса заряженных частичек рать

Летит на Землю. Быть бы ей пустыней,

Когда б не поле магнитное земное.

Частицы как бы навиваются спиралью

На линии магнитные Земли,

И все вокруг неё вращаться будут,

Ионосферы образуя слой.

Сто мегаэлектрон-вольт –

Вот какова энергия, к примеру,

Одной частицы.

Опыты сулят нам множество открытий.

У камер Вильсона есть недостаток:

Не позволяет определить она,

Какой частицы след,

Глазам вполне доступный,

Оставлен в водяных парах. Видна

Прямая линия движения частицы.

В магнитном поле будет по кривой

Лететь она.

По радиусу в формуле простой

Определим мы импульс, скорость, массу,

Да и энергию по скрытому запасу.

Блэкетт.

Ты знаешь, Пётр, моей теории основы.

Она пока что вызывает спор,

Но если нам не выдвигать теорий новых,

То сузится и поисков простор.

Я утверждаю, что вращающийся шар

Поля магнитные вокруг себя рождает,

Будь то Земля или пульсар.

Земля и белый карлик для расчёта

В созвездии у Девы взяты были мной.

У обоих момент посчитан угловой,

И отношение его к магнитному моменту

Совпало у меня с величиной расчётной.

Юпитер, Солнце – отклонений нет.

Казалось бы, закон вполне добротный,

Но здесь меня подводит звёздный свет.

Смеёшься ты, не оценив моих мучений,

А помнишь, Зееман сумел открыть,

Что линии спектральных излучений

Раздваиваются, если вещество

Находится в магнитном поле?

Мы с тобой хотим создать магниты

С индукцией, во много тысяч раз

Превосходящею земную.

Недавно я узнал:

Попав в такое поле, электрон

Так резко тормозится,

Что излучает световые волны.

Магнит, взаимодействуя со светом,

Нам раскрывает тайны космоса:

Звезда, под действием сжимаясь

Поля силового, магнитные поля рождает .

Поэтому сверхновые горят!

Капица.

Поля магнитные и у галактик

Препятствуют их собиранью в точку.

Благодаря магнитным силам и наша

Галактика, вращаясь, не распалась.

Вот что творят магниты во Вселенной!

Науке очень нужен ускоритель

Заряженных частиц.

Разгонит он протон, и тот,

Ударившись в мишень,

Ряд превращений запустит.

Для примера, литий будет в гелий превращён!

Факт поразительный

И крайне интересный.

Вот для чего нам нужен циклотрон.

(Схема циклотрона.)

Для электронов циклотрон не сможет

Хотя бы потому пригодным быть,

Что скорость электрону приумножить

Во много раз нам надо, ведь разбить

Ядро ему не так-то просто

При массе маленькой.

Немного позже изобретён был

Синхроциклотрон, в нём разгонять

Могли тяжёлые и лёгкие частицы.

Блэкетт.

Но в мощных ускорителях

Магниты нужны огромные!

Однако выход есть: сверхпроводимость

Даёт возможность примирить

Размеры с мощностью,

Ведь в сверхпроводнике препятствий нет

Для электронных пар передвиженья,

И ток идёт без всякого сопротивленья,

И Джоуля не выделяется тепло!

Капица.

Нам удалось на сотую секунды

Создать рекордные магнитные поля:

Катушку в жидкий опустили мы азот,

Изобрели устройства для защиты

И оправдали свой расчёт.