22 ноября 1824 г. Араго объявил Французской академии наук о сделанном им замечательном открытии нового источника магнетизма во вращательном движении. К этому его привело наблюдение, что когда магнитная стрелка совершала колебания над или вблизи какого-либо тела, например воды или металлической пластины, она постепенно колебалась с все меньшей амплитудой, как если бы находилась в сопротивляющейся среде, и, кроме того, что количество колебаний, совершаемых за данное время, было одним и тем же (“Cosmos” Гумбольдта, “Magnetic Observations”, 1825 г.). Он заставил круговую медную пластину вращаться непосредственно под магнитной стрелкой или магнитом, свободно подвешенным так, чтобы последний мог вращаться в плоскости, параллельной плоскости медной пластины, и обнаружил, что стрелка стремится следовать за вращением пластины; что она отклоняется от своего истинного направления и что при увеличении скорости пластины отклонение будет увеличиваться до тех пор, пока стрелка не пройдет противоположную точку, после чего она продолжит вращаться, и, наконец, с такой быстротой, что глаз будет не в состоянии ее различить. Это, говорит миссис Сомервиль, совершенно не зависит от движения воздуха, так как эффект тот же, если между магнитом и медью поместить оконное стекло. Когда магнит и пластина находятся в покое, между ними не ощущается ни малейшего эффекта — ни притяжения, ни отталкивания, ни какого-либо иного. Описывая это явление, Араго заявляет, что оно происходит не только с металлами, но и со всеми веществами, хотя интенсивность зависит от вида движущегося вещества.
Опыты Араго были повторены в Лондоне 7 марта 1825 г. Его ценное открытие, которое принесло ему медаль Копли и которое подтверждает доктрину об универсальной распространенности магнетизма во всех телах, зафиксировано в работе Араго “Sur les Déviations ... aiguille aimantée” (An. de Ch. et de Ph., т. XXXIII, и Phil. Trans., стр. 467 за 1825 г.), а решение этого явления дано Фарадеем в Phil. Trans. за 1832 г., стр. 146, сэром Джоном Лесли в Пятой диссертации восьмого издания “Britannica”, стр. 746, а также в статье “Magnetism” последнего издания и в “Conn. of Phys. Sc.” миссис Сомервиль, стр. 325–327. (См. также наблюдения, записанные в “Cosmos” Гумбольдта, 1849 г., т. I, стр. 172, 173; в “Outline of the Sciences” д-ра Томсона, стр. 556–558; Фэй, стр. 282, 283, 321; д-р Уэвелл, т. II, стр. 254–256; Edin. Jour. of Sci. Брюстера, 1826 г., т. III, стр. 179; “Dict. Gén. de Biogr. et d’Histoire”, Париж, 2-е изд., стр. 126).
В Edinburgh Journal of Science Брюстера (т. V, стр. 325) приводится уведомление о недавних на тот момент исследованиях Араго о влиянии, которое тела, считающиеся немагнитными, оказывают на движения магнитной стрелки, и дается ссылка на новое сообщение, переданное Араго в Академию наук, а также на отчет о дополнительных экспериментах в том же направлении, представленный на заседаниях, состоявшихся 3 и 10 июля 1826 г. Араго удовлетворительно отвечает на возражения Леопольдо Нобили и другого итальянского естествоиспытателя (Либерато Джованни Бачелли) о том, что неметаллические вещества не оказывают никакого влияния на магнитные колебания, и объявляет в качестве результата своих исследований, что для определенных положений вертикальной стрелки и для достаточно быстрых скоростей вращения сила отталкивания, действующая в направлении радиуса, так же велика, как и сила, перпендикулярная радиусу, эффекты которой наблюдаются на горизонтальной стрелке.
Пуассон, заявив в своем мемуаре “О теории магнетизма” в движении (см. Пуассон, 1811 г.), что Кулон признал магнитную добродетель во всех телах, независимо от железа, которое они содержат, Араго заметил, что идея Кулона была совсем не такой, как у него, поскольку Кулон придерживался мнения, что количество железа, хотя и слишком малое для того, чтобы его мог оценить даже химический анализ, достаточно для того, чтобы вызвать в телах, содержащих его, заметные магнитные эффекты. ММ. Тенар и Лаплас подтвердили это замечание. Брюстер добавляет, что, отдавая должное Кулону, необходимо заявить, что он является несомненным автором открытия того, что все тела, органические или неорганические, чувствительны к влиянию магнетизма. М. Био заметил, что есть два способа объяснить это: либо все вещества в природе восприимчивы к магнетизму, либо все они содержат частицы железа или других магнитных металлов, которые сообщают им это свойство. Это последнее объяснение, хотя и принятое Кулоном, никоим образом не умаляет его претензий на открытие общего факта, что все тела, органические или неорганические, способны становиться магнитными. Проф. Ханстин из многочисленных экспериментов и наблюдений сделал важный вывод, что каждый вертикальный объект, из какого бы материала он ни состоял, имеет магнитный южный полюс вверху, а северный полюс внизу (Edin. Phil. Journal за январь-апрель 1821 г.).
М. Араго провел много ценных исследований, касающихся влияния северного сияния на стрелку, вариаций последней, природы метеоров, молний, зодиакального света, магнитных бурь и т. д., которые замечательно зафиксированы, в частности, в великом труде Александра фон Гумбольдта. Последний отмечает, что Араго оставил после себя сокровищницу магнитных наблюдений (свыше 52 600), проводившихся с 1818 по 1835 г., которые были тщательно отредактированы М. Федором Томаном и опубликованы в “Œuvres Complètes de François Arago” (т. IV, стр. 493). Многое можно было бы сказать, особенно о статье Араго, представленной им в Академию наук в 1811 г., которая считается заложившей основу хроматической поляризации. Во всяком случае, необходимо упомянуть тот факт, что, по оценке Гумбольдта, открытие двух видов поляризации света можно считать самым блестящим в столетии. Они, несомненно, входят в число самых великолепных оптических явлений.
Этьен Луи Малюс, выдающийся французский философ (Пятая диссертация “Encycl. Brit.”), открыл в 1808 г. поляризацию путем отражения от полированных поверхностей, а Араго в 1811 г. совершил открытие цветной поляризации. Мир чудес, отмечает Гумбольдт, состоящий из многообразно модифицированных световых волн, обладающих новыми свойствами, был теперь раскрыт. Луч света, который достигает наших глаз, преодолев миллионы миль из самых отдаленных регионов небес, сам по себе объявляет в полярископе Араго (состоящем из кварцевой пластинки, вырезанной поперек оси и помещенной в один конец трубки, на другом конце которой находится двоякопреломляющая призма), является ли он отраженным или преломленным, исходит ли он от твердого, жидкого или газообразного тела, даже объявляя степень своей интенсивности (Деламбр, “Histoire de l’Astronomie”, стр. 652; Гумбольдт, “Cosmos”, 1849 г., т. I, стр. 33; т. II, стр. 715).
В 1818 г. Араго был избран членом Королевского общества (F.R.S.); он стал членом Королевского астрономического общества, а также членом Бюро долгот в 1822 г., восемь лет спустя был назначен бессменным секретарем Академии и директором Парижской обсерватории, а в 1850 г. получил медаль Румфорда. Медаль Копли, врученная ему в 1825 г., никогда ранее не присуждалась французскому ученому. Именно по его настоятельной просьбе Академией были начаты издания “Annuaire du Bureau des Longitudes” и “Les Comptes Rendus hebdomadaires” в 1828–1835 гг.
В письме к Шумахеру Гумбольдт отзывается об Араго как о «человеке, одаренном благороднейшей натурой, одинаково выдающемся как интеллектуальной мощью, так и моральным превосходством». В сочетании с Гей-Люссаком Араго был почти полвека самым близким другом Гумбольдта, и их постоянно растущая близость стала такой, что привела к полному единству мыслей по научным вопросам. Поэтому нельзя считать преувеличенным выражением чувств, когда в письме к Жоффруа Сент-Илеру, датированном Берлином 24 июня 1829 г., Гумбольдт заключает словами: «Прошу передать мой привет ММ. Валансьену, Делёзу и Кювье, но особенно тому, кто мне дороже всех в этой жизни, М. Араго».
Литература. — Поггендорф, т. I, стр. 53, 54, и несколько биографий, названных на стр. 202, т. I “Johnson’s New Univ. Cycl.”, 1877 г.; Ж. А. Барраль, “Œuvres de F. Arago”, 1854–1855 гг.; Фария Э. Де э Араго, “Breve compendio ...”, Лиссабон, 1800 г.; “Notices Scientifiques” Араго, “Cat. Sc. Papers Roy. Soc.”, т. I, стр. 80–84; т. IV, стр. 697–701; т. VI, стр. 567, 736–737; т. VIII, стр. 537; “Encycl. Metropol.”, т. IV (Magnetism), стр. 6, 7; Дж. Ф. У. Гершель, “Nat. Phil.”, 1855 г., стр. 117, 244, и его отчет о повторении опытов М. Араго по вращательному магнетизму в Phil. Trans. за 1825 г.; Уэвелл, “Hist. Induc. Sci.”, 1859 г., т. II, стр. 226; Phil. Mag., т. LIX, стр. 233; LVII, стр. 40–49; LVIII, стр. 50; LXI, стр. 134; “Lib. Useful Knowledge” (Magnetism), стр. 91; Ноад, “Manual”, стр. 204, 534; “Ann. of Sci. Disc.” за 1850 г., стр. 124; Харрис, “Rud. Magn.”, части I, II, стр. 58–61 и Phil. Trans. за 1831 г., часть I; Прайм, “Life of Morse”, стр. 168, 265, 266; “Chemistry” Гмелина, т. I, стр. 317; Comptes Rendus за 1836 г., т. II, стр. 212; Дредж, “Electr. Illum.”, т. II, стр. 122; Стерджен, “Scient. Res.”, Бери, 1850 г., стр. 13, 37, 216 и др.; Эпплтон, “New Am. Cycl.”, т. XI, стр. 71; Sci. Am. Suppl., № 204, стр. 3254; La Lumière Electrique за 31 окт., стр. 202; “Reports of the Smithsonian Institution” за 1857 г., стр. 102, 107; за 1862 г., стр. 132–143, и стр. 127 последнего названного об открытии Малюса. Узо и Ланкастер, “Bibl. Générale”, т. I, часть i, стр. 676–677, с подробным описанием содержания “Œuvres Complètes” Араго, опубликованных в тринадцати томах под руководством Ж. А. Барраля, также т. II, стр. 76; Cornhill Magazine, т. XVII, стр. 727; Пьер Прево, “Tentative”, Женева, 1822 г. (Поггендорф, т. II, стр. 525); Phil. Mag., т. LVIII, стр. 50; т. LXI, стр. 134; “Abstracts of Papers ... Roy. Soc.”, т. II, стр. 249.
1821 г. — Ридольфи (маркиз Козимо ди), итальянский агроном, автор нескольких трактатов о fenomeni elettromagnetici, опубликованных во Флоренции, в которых он выражает убеждение, что «поскольку электричество производит как магнитные, так и калорические явления, элементы, дающие их по отдельности, могут быть так соединены вместе, чтобы производить электричество; из чего следует, что электричество есть соединение магнетизма и калорика».
Литература. — “Antologia di Firenze”, 1824 г., стр. 159, и “Biblio. Ital.”, т. LXIII, стр. 268, где приведено описание электрической пластинчатой машины Новеллуччи Ридольфи; также “Annales de Chimie et de Physique”, т. X, стр. 287; Стерджен, “Scientific Researches”, 1850 г., разд. I, стр. 29; “Bibliothèque Universelle” за февр. 1821 г.
1821 г. — Скорсби (д-р Уильям) (1789–1857), английский морской капитан и автор многочисленных научных и других трактатов, впервые публикует в “Trans. of the Edinburgh Society” отчеты о своем магнитометре (magnetimeter) и своих электромагнитных опытах. За ними последовали полные отчеты о его многочисленных интересных исследованиях, касающихся, в частности, развития магнитных свойств металлов при ударе, а также магнитной индукции и равномерной проницаемости всех известных веществ для влияния магнита.
Литература. — “Abstracts of Papers ... Roy. Soc.”, Лондон, 1832–1833 гг., т. II, стр. 108, 168, 210; “Dict. of Nat. Biog.”, Лондон, 1897 г., т. LI, стр. 6; Phil. Trans. за 1822–1824 гг.; “Trans. Edin. Soc.”, т. IX, стр. 243–258, 353, 465; т. XI за 1824 г.; т. XII за 1831 г.; т. XIII за 1832 г. и т. XIV за 1833 г.; “Brewster’s Jour. of Sc.”, т. VIII за 1828 г.; “Bibliothèque Britannique”, Женева, 1796 г., N.S., т. XXIX за 1825 г., стр. 185; “Edin. Phil. Jour.” за 1823 г., т. IX, стр. 45.
1821 г. — Бабине (Жак) (1794–1872), французский ученый, автор весьма ценного трактата, опубликованного в Париже, о магнитных открытиях Эрстеда, Ампера, Араго, Дэви и других. За ним последовала его работа “Résumé complet de la physique” и др., а также сопутствующий труд, рассматривающий отношения весомых и невесомых тел к явлениям магнетизма и электричества, а также, в 1829 г., его мемуар об определении земного магнетизма.
Он сменил Савари на посту профессора в Коллеж де Франс в 1838 г., а два года спустя занял место Дюлонга в секции общей физики в Академии наук, став вскоре после этого помощником астронома в Парижской обсерватории по метеорологии.
Его многочисленные научные трактаты можно найти в «Mémoires de la Société Philomathique», «Annales de Physique», «Comptes Rendus», «Revue des Deux-Mondes» и других видных публикациях того времени.
Литература. — Larousse, «Dict. Univ.», том II, стр. 10; «Eng. Cycl.», Лондон, 1872, дополнение, стр. 143; «Biog. Gén.», том IV, стр. 21; Е. П. Блаватская, «Разоблаченная Изида», том I, стр. 202; а также «Каталог» Рональдса, стр. 10–11, касательно совместных работ Ампера и Бабине.
1821 г. — Пфафф (Кристиан Генрих) (1773–1852), ставший профессором медицины, физики и других дисциплин в Кильском университете и бывший одним из самых энергичных последователей Вольты, направляет необычайно интересное сообщение в «Annalen der Physik» Гильберта и «Journal für Chemie und Physik» Швейггера, в котором он весьма убедительно поддерживает взгляды физика из Павии.
Пфафф задолго до этого стал известен благодаря многочисленным научным статьям, которые переводились для ведущих иностранных журналов; особую известность ему принесли работы «Dissertatio inauguralis...», опубликованная в Штутгарте, и «Über thierische Elektricität», опубликованная в Лейпциге. Он также писал, в частности, об экспериментах, проведенных Александром фон Гумбольдтом, а также о работе Паччиани «Образование соляной кислоты посредством гальванизма», упомянутой в записи за 1805 г. Именно благодаря исследованиям, проведенным Пфаффом и Ван Марумом, от использования вольтова столба в целом отказались. Эти ученые сконструировали очень мощные батареи, состоявшие в некоторых случаях из семидесяти больших отдельных дисков, когда обнаружили, что нижние слои влажной ткани или картона настолько сильно сжимаются под весом дисков, расположенных над ними, что это нейтрализует их действие.
Литература. — «Phys. Wörterbuch» Иоганна Самуэля Т. Гелера, том VI, стр. 507, 517–518; «Roy. Soc. Cat. Sc. Papers», том IV, стр. 866–871; «Ann. der Chemie», том XXXIV, стр. 307; том LX, стр. 314; «Annales de Chimie et de Physique», том XLI, стр. 236–247; Стерджен, «Annals», том VIII, стр. 80, 146; Ноуд, «Manual», стр. 558; Уилкинсон, «Elements», том I, стр. 1–8, 18, 22, 196, 326, 407; том II, стр. 106; «Encycl. Brit.», девятое изд., том XVIII, стр. 725; «Soc. Philom.», том II, стр. 181; Phil. Mag., том XXVII, стр. 338.
1821 г. — Фарадей (Майкл), выдающийся английский химик и естествоиспытатель (1791–1867), который, вероятно, сделал для развития электротехники больше, чем любой другой исследователь, публикует свою «Историю прогресса электромагнетизма» и утром в Рождество (25 декабря) 1821 года преуспевает как в том, чтобы заставить магнитную стрелку вращаться вокруг провода, по которому течет электрический ток, так и в том, чтобы заставить провод вращаться вокруг стрелки, тем самым сделав возможным получение непрерывного механического движения с помощью электричества.
Аппарат, с помощью которого он получил этот результат, описан почти во всех трудах по натурфилософии. Предваряя свою ссылку на это открытие г-на Фарадея, чьи оригинальные статьи по этому вопросу появились в «Quarterly Journal of Sciences and the Arts», том XII, стр. 75, 186, 283 и 416 (первая датирована 11 сентября 1821 г.), д-р Уэвелл говорит, что при попытке проанализировать электромагнитные явления, наблюдавшиеся Эрстедом и другими, и свести их к простейшим формам, они, по крайней мере на первый взгляд, казались отличными от любых механических действий, которые наблюдались ранее. Казалось, будто провод с током оказывает на полюс магнита силу, которая не является ни притягивающей, ни отталкивающей, а поперечной; она не стремится приблизить точку, на которую воздействует, или оттолкнуть ее дальше по линии, соединяющей действующую точку, но побуждает ее двигаться под прямым углом к этой линии. Силы казались такими, о каких мечтал Кеплер на заре механических представлений, а не такими, присутствие которых в Солнечной системе установил Ньютон и которые он, как и все его преемники, считал единственными видами сил, существующих в природе. Северный полюс стрелки двигался так, словно его подталкивал вихрь, вращающийся вокруг провода в одном направлении, в то время как южный полюс, казалось, приводился в движение противоположным вихрем (названным Волластоном «вертигинозным магнетизмом» и рассматривавшимся г-ном Барлоу как результат «тангенциального действия»). Случай казался новым и почти парадоксальным. Вскоре было установлено экспериментами, проведенными в самых разных формах, что механическое действие действительно является поперечным. И был получен любопытный результат, который еще некоторое время назад сочли бы совершенно невероятным: эта сила вызывала постоянное и быстрое вращение одного тела вокруг другого — проводящего провода вокруг магнита или магнита вокруг проводящего провода (том XII «Journal of the Royal Institution»; Уоткинс, «Popular Sketch of Electro-Magnetism; or Electro-Dynamics», Лондон, 1828; миссис Сомервиль, «Connection of Phys. Sciences», 1846, стр. 315).
Опуская многие важные научные исследования Фарадея в других областях, мы переходим к его второму великому открытию — магнитоэлектрической индукции, которая является обратной стороной открытия Эрстеда (развитого Ампером и Араго), а именно — получению электричества с помощью магнетизма. Это зафиксировано в первой серии «Экспериментальных исследований по электричеству», прочитанной 24 ноября 1831 года перед Королевским обществом, членом которого Фарадей стал в 1824 году, и опубликовано на стр. 125 «Философских трудов Королевского общества» за 1832 год.
По-видимому, наблюдая определенные явления, которые он описал как «вольта-электрические», он вскоре пришел к выводу, что движущийся магнетизм должен создавать электрический ток, точно так же, как электричество заставляли имитировать все эффекты магнетизма. Он провел множество экспериментов, и после сообщений, сделанных Араго Французской академии 22 ноября 1824 года, он пытался заставить проводящий провод вольтова контура возбуждать электричество в соседнем проводе посредством индукции, точно так же, как это сделал бы кондуктор, заряженный обычным электричеством, но не получил удовлетворительных результатов до 29 августа 1831 года («Annales de Chimie», том XLVIII, стр. 402). Он отмечает: «Некоторые эффекты индукции электрических токов уже были распознаны и описаны; например, эффекты магнетизма; эксперименты Ампера по приближению медного диска к плоской спирали; его повторение с помощью электромагнитов необычайных экспериментов Араго и, возможно, некоторые другие. Тем не менее казалось маловероятным, что это все эффекты, которые может производить индукция токами... Эти соображения, а также их следствие — надежда получить электричество из обычного магнетизма — побуждали меня в разное время экспериментально исследовать индуктивные эффекты электрических токов. Недавно я пришел к положительным результатам и не только оправдал свои надежды, но и получил теорию, которая, как мне показалось, дает полное объяснение магнитным явлениям Араго, а также открывает новое состояние, которое, вероятно, может оказать большое влияние на некоторые из наиболее важных эффектов электрических токов». Его весьма важный вывод был окончательно подтвержден 1–17 октября следующим образом. Он взял спираль или катушку из медной проволоки, которая, как сообщает нам проф. Бранде, была покрыта шелком, как и в его прежних экспериментах, и которая была соединена своими концами с гальванометром, отклонение которого, конечно, возвестило бы о наличии тока электричества в спирали и соединенных с ней проводах, и обнаружил, что в момент введения полюса мощного полосового магнита внутрь витков спирали происходило отклонение гальванометра в одном направлении, а при извлечении — в противоположном; таким образом, каждый раз, когда проводящий провод пересекал магнитные кривые, в нем на мгновение возникал электрический ток. Отчет д-ра Уэвелла об этом открытии настолько хорошо перемежается ссылками, что заслуживает повторения здесь: