Александр Александрович Эйхенвальд

Много сделал для науки русский физик, современник П. Н. Лебедева, Александр Александрович Эйхенвальд (1863—1944).

Не одно поколение физиков воспиталось на замечательных учебниках «Электричество» и «Теоретическая физика», вышедших из-под пера этого выдающегося ученого, популяризатора науки и педагога.

Обладая изумительным талантом экспериментатора — умением так задавать природе вопросы, что она вынуждена отвечать на них точно, ясно и определенно, Эйхенвальд доказал ряд очень важных положений теории электричества.

Ученые предполагали, что электрический ток представляет собой движение электрических зарядов. Подтверждение этой гипотезы можно было получить, наблюдая бесспорное перемещение зарядов: например, двигая тело, заряженное электричеством. С точки зрения теории, при движении должен появиться так называемый конвекционный ток, полностью подобный обычному току проводимости. Попытки доказать тождественность этих токов проводились и до Эйхенвальда. Однако достоверных результатов, подтверждающих теоретические расчеты, они не дали.

Только Эйхенвальду с помощью простого, но неотразимого в своей убедительности опыта удалось доказать, что конвекционный ток полностью подобен току, текущему в проводниках. Вращая диски, заряженные электричеством, ученый установил, что двигающиеся заряды рождают магнитное поле и магнитная стрелка по соседству с заряженными и вращающимися дисками ведет себя точно так же, как в соседстве с проводником, по которому идет ток.

В своем опыте Эйхенвальд сумел исключить влияние всех побочных факторов. Полученные им результаты явились сильнейшим подтверждением выводов электромагнитной теории.

Следующим опытом русский ученый доказал, что магнитное поле может образоваться и так называемыми фиктивными зарядами, то есть зарядами, возникающими на поверхности веществ, не проводящих электрического тока, — диэлектриков, при действии на них электрического поля. Диэлектрик при помещении его в электрическое поле, например в пространство между пластинками конденсатора, поляризуется, в нем происходит смещение разноименно заряженных частиц атомов или молекул. В результате такого смещения в атомах, лежащих на поверхности диэлектрика, заряды как бы проступают наружу.

Сторона, обращенная к обкладке конденсатора, заряженной положительно, заряжается отрицательно; противоположная ей сторона диэлектрика — положительно.

Вращая поляризованный диэлектрик, Эйхенвальд доказал, что и это явление подобно току проводимости. Только на этот раз магнитное поле состояло из двух полей: одного, образованного движением положительного заряда, и другого, рожденного движением отрицательного заряда.

Третий опыт Эйхенвальд посвятил доказательству реальности так называемых «токов смещения». Электромагнитная теория утверждала, что если электрическое поле будет изменяться, то оно должно порождать магнитное поле, то есть изменения поля можно уподобить некоему току. Эти токи — токи смещения — должны возникать и в диэлектриках и в вакууме (в эфире, как говорили некогда физики).

Эйхенвальд вращал диск из диэлектрика между двумя конденсаторами с противоположно направленными полями. При этом в каждом участке диэлектрика заряды попеременно смещались то в одну, то в другую сторону. Как и во всех предыдущих опытах, предупредив возникновение погрешностей, ученый блистательно доказал, что магнитная стрелка в присутствии токов смещения отклоняется в полном согласии с теоретическими расчетами.

Последний опыт также имел огромное значение для теории. Он еще раз доказывал положение, что всякое движение электрического заряда эквивалентно току. Доказательство реальности токов смещения было важно и потому, что именно гипотеза о существовании этих токов дала в свое время возможность предсказать существование электромагнитных волн.