Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

работать круглые сутки. Другие магниты, не имевшие искусственного охлаждения, не

могли вследствие сильного нагрева работать подряд более 2 ч.

Беккерель хотел при помощи этого магнита уточнить некоторые неясности теории

эффекта Зеемана. "Хорошо известно", — говорил Беккерель, — что в этом явлении

есть еще кое-что непонятное — это "кое-что" вызвано недостатком зоркости наших

инструментов" С помощью нового мощного магнита Беккерель хотел повысить эту

"зоркость", сделать более отчетливыми неясные места теории.

Все физики могли видеть, с каким трудом были получены дополнительные 0,5 Тл, тем

не менее некоторые из них полагали, что весь вопрос заключается в стоимости и

размерах магнита. Сделать магнит колоссальным, вложить в него массу денег — и

можно получить сколь угодно большое магнитное поле.

Надежду на то, что электромагнит гораздо большей мощности, возможно в 100 Тл,

будет построен в ближайшие годы, выразили на Международном конгрессе электриков

в 1914 г. директор международного бюро мер и весов Гийом и профессор физики в

Сорбонне Перрен. Они полагали, что по стоимости электромагнит будет равен

мощному дредноуту (12…14 млн. дол.) и потребует для создания нескольких лет.

Однако даже такой ценой не удалось бы повысить индукцию поля электромагнитов до

100 Тл или, что то же самое в единицах другой системы измерений (СГС) — до 1

млн. Гс. Даже сейчас такое стационарное поле — недостижимая мечта физиков. И

виновно в этом не в последнюю очередь насыщение.

В 30-е годы в Белль-Ви, близ Парижа, вступил в строй самый большой из всех

построенных ранее лабораторных магнитов. Этот магнит был создан Французской

академией наук для изучения магнетизма. Кроме огромной массы он имел полюсные

наконечники из особого сплава — пермендюра, обладающего несколько большей

индукцией насыщения, чем сталь. Это позволило достичь большого поля. Но и оно

составляло лишь 5,2 Тл при произведении силы тока на количество витков, равном

500 тыс. А. Длина магнита 630 см, высота 275 см, масса 120 т.

В 1934 г. в университете шведского города Упсала вступил в строй новый мощный

магнит. Он отличался от французского тем, что полюсы его имели значительно

большую конусность, а катушки и сам полюс меньшую высоту. Этот электромагнит,

рассчитанный Дрейфусом, оказался гораздо эффективней французского. Он весил

всего лишь 30 т, но с его помощью при том же объеме можно было получить поле

примерно 5,8 Тл. В этом магните полюсы притягивались с силой более 60 т.

С тех пор было построено много мощных электромагнитов, но парижский и упсальский

до сего времени остаются рекордсменами — первый по массе, второй — по

эффективности.

Сейчас почти в каждой физической лаборатории имеется электромагнит: магниты

используются для изучения свойств веществ в сильных полях, для испытания новых

материалов, в современных уникальных измерительных приборах, в квантовой

электронике, при исследовании взаимодействия атомных частиц, для медицинских и

биологических исследований. Они не поражают размерами, однако с их помощью можно

получить в довольно значительном объеме поле 4…5 Тл, необходимое для

исследований.

Самый впечатляющий и необычный исследовательский электромагнит, который никогда

не был построен, предложил знаменитый американский изобретатель Томас Альва

Эдисон. В начале 90-х годов прошлого столетия он предложил создать мощный

приемник, который бы регистрировал электромагнитные процессы на Солнце. Проект

заключался в следующем. В городе Огдене, штат Нью-Джерси, есть отвесная скала из

магнитного железняка, масса которой не менее 100 млн. т. Если бы обмотать эту

скалу большим количеством проволоки так, чтобы скала играла роль гигантского

сердечника колоссального электромагнита, то с помощью этой обмотки, в силу ее

большой индуктивности, можно было бы следить за изменением магнитного состояния

Солнца.

В настоящее время, конечно, в таком датчике магнитного поля космических тел нет

необходимости. Электромагнитные процессы на Солнце можно хорошо изучать с

помощью радиотелескопов и других приборов, хотя и громоздких, но все-таки в

несколько тысяч раз более легких и удобных, чем магнитная скала. Однако для

своего времени идея Эдисона была удивительно смелой и передовой.

Электромагнит можно перегружать, если увеличить ток, обтекающий обмотку. Форсаж

— это последний резерв на пути достижения сверхсильных полей, поэтому магнитные

рекорды обычно принадлежат создателям импульсных систем.

Это направление берет начало от Вольта, который, заинтересовавшись

электрическими рыбами, попробовал построить что-то подобное живой природе.

Нильский сомик оказался слабым, гораздо лучше рыба "Торпедо" — гигантский

электрический скат. Создавая разряд напряжением 50…60 В, он может убить

зашедшего в воду теленка, электрический угорь Амазонки создает импульс

напряжением до 500 В.

До Вольта уже были известны такие способы создания электричества, как натирание

стекла шерстью, лейденская банка, нагрев турмалина. Сам Вольта научился

электризовать жидкости кипячением и химическими реакциями, потом он построил

вольтов столб, опустив два разнородных металла в едкую жидкость, однако этот

источник не имел с "Торпедо" ничего общего, хотя изобретатель придал своей

конструкции форму рыбы.

Потом природой электрического удара угря занялся Фарадей. 6 декабря 1838 г. он

доложил результаты опытов перед Королевским обществом. Фарадей использовал два

металлических электрода, один конец которых касался рыбы, а к другому были

присоединены медные проводнички. Они, в свою очередь, крепились к небольшому

соленоиду — проволочной спирали, внутри которой помещалась железная проволока.

Во время разряда угря соленоид создавал относительно сильное магнитное поле,

которое намагничивало проволочку. По расположению магнитных полюсов проволочки

Фарадей определял полярность напряжения рыбы. Этот эксперимент долго оставался

экзотическим эпизодом в истории физики. И лишь много лет спустя всерьез начал

заниматься изучением импульсных магнитных полей замечательный советский физик

академик П.Л.Капица.

Петр Леонидович Капица родился в 1894 г. в Кронштадте. Он окончил Петроградский

политехнический институт и в 1921 г. был послан в Лондон в составе первой

советской научно-промышленной делегации. Петр Леонидович и не предполагал тогда,

что долго проживет в Англии, создаст там собственную школу и превратится из