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

• Название: Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
• Автор: Владимир Карцев
• Издательство: Энергоатомиздат
• Жанр: Физика
• Год: 1988
• ISBN: 5-283-02929-8

В популярной и занимательной форме рассказывается об истории решения проблемы, волнующей в равной степени и ученых, и инженеров. Эта проблема — получение сильных магнитных полей. Известно, что чем большее магнитное поле удается создать в машине, тем меньшие габариты она имеет и дешевле стоит. Ученые разработали несколько эффективных способов получения сильного магнитного поля. Об успехах и неудачах на этом пути и рассказывается в книге.

Для учащихся старших классов, читателей, интересующихся историей и современными достижениями науки и техники.

---

Владимир Петрович Карцев Магнит за три тысячелетия

Предисловие

Мир магнитен. Магнитен от гигантских далеких туманностей до элементарных частиц.

Человека пронизывают мириады магнитных полей различного происхождения.

Мы привыкли к магниту и относимся к нему чуточку снисходительно, как к

устаревшему атрибуту школьных уроков физики, порой даже не подозревая, сколько

магнитов вокруг нас. В нашей квартире десятки магнитов: в электробритве,

динамиках, магнитофоне, в банках с гвоздями, наконец. Сами мы — тоже магниты:

биотоки, текущие в нас, рождают вокруг причудливый пульсирующий узор магнитных

силовых линий. Земля, на которой мы живем, — гигантский голубой магнит. Солнце —

желтый плазменный шар — магнит еще более грандиозный. Галактики и туманности,

едва различимые радиотелескопами, — непостижимые по размерам магниты.

Свойство магнита притягивать некоторые предметы и в наши дни не потеряло своей

чарующей таинственности. Еще не родился и, наверное, не родится никогда человек,

который мог бы сказать: "Я знаю о магните ВСЕ". Почему магнит притягивает? -

этот вопрос всегда будет внушать необъяснимое волнение перед прекрасной

таинственностью природы и рождать жажду новых знаний и новых открытий. В данной

книге читатель тоже не найдет полного ответа на этот вопрос. И основная причина

— необъятность проблемы магнита.

И все же человек знает о магните очень много. Во всяком случае, вполне

достаточно, чтобы заставить его служить себе.

Термоядерный синтез, магнитогидродинамическое генерирование электроэнергии,

ускорение заряженных частиц в синхротронах, электроэнергетика — это области, где

требуются грандиозные, невиданные ранее по размерам и силе магниты. Проблема

создания сильных, сверхсильных, ультрасильных и еще более сильных магнитных

полей стала одной из основных в современной физике и технике.

Ученые начали понимать сущность таинственных проявлений магнетизма. Благодаря

этому появились новые материалы, новые магниты, новые удивительные устройства.

Кажется, магнит, еще недавно непонятный и непокорный, уже начинает

"беспрекословно подчиняться" приказам проникшего в его тайны человека. По этому

поводу уместно вспомнить слова поэта: "Никто не выполнит приказа точнее, чем

Солнце, если приказать ему утром встать с востока" (Велимир Хлебников).

Века не принесли полной разгадки, но многое уже познано, и все понятое позволяет

неизмеримо превзойти то, что даровала природа. Не понимая полностью сути

процессов, приводящих к притяжению магнитом других тел, люди тем не менее

научились сами создавать такие магниты, которые могут поспорить с уникальными

творениями природы.

Автору хотелось, чтобы путешествие в мир магнитов и их историю было интересным

читателю, ведь в этом мире есть потери и находки, радость открытий и горечь

разочарований, годы бесплодных раздумий и мгновения ослепительного прозрения.

Автору хотелось, чтобы читатель прочувствовал то беспокойство, которое владеет

физиками и инженерами: от магнитов зависит очень многое, и они должны быть все

мощнее.

Автору хотелось, чтобы читатель, закрыв книгу, другими глазами посмотрел на

ставшие привычными магниты, поверил в интригующую таинственность их природы,

узнал о масштабности выполняемой ими работы и почувствовал величественность их

будущего.

Автор выражает благодарность доктору физико-математических наук профессору

В.И.Ожогину и кандидату технических наук В.С.Околотину за просмотр рукописи,

сделанные замечания и добавления.

Геркулесов камень

В этой главе приводятся древние названия магнита, упоминается о летающей статуе

Арсинои и подвергаются сомнению претензии одного итальянского ювелира.

В тенистом уголке одного из самаркандских базаров, пропахших корицей и пловом,

еще не так давно можно было встретить древнего старика в белоснежной чалме и

тонкой выделки халате, подпоясанном цветастым платком. Все знали его — это был

хранитель мечети Шах-и-Занда почтенный Емон Кузи. На базаре он сидел безучастно,

разложив перед собой на лотке фигурки фантастических животных, сделанные из

рисового теста и раскрашенные лаковыми красками. Иногда на этом же лотке он

раскладывал старинные монеты — от медяшек кушанских властителей до царских

серебряных рублей — и другие музейные древности. Как-то он показал мне небольшой

продолговатый брусок, изрезанный затейливыми узорами. "Это — священная нарса, -

сказал он, — Минг йиллар — тысяча лет. Купишь — всегда здоровый, сильный

будешь". Я повертел брусок в руках. Он был тяжел и холоден на ощупь. Узоры

местами стерлись. Возможно, этому брусочку в самом деле уже тысяча лет. Я поднес

к нему лезвие перочинного ножа. Несильный стук — лезвие прилипло к торцу. Так я

и думал: узоры — это стершиеся буквы. Буквы составляют заклинание, сам брусок —

магнит. Заклинание призвано усилить действие этого "камня любви" — приворотного

камня средневековья. Лезвие ножа отрывалось от бруска довольно легко. Это был

обыкновенный слабый магнит. Поле на его поверхности — не больше 5…10 мТл[1]. Уже

на расстоянии 1 м стрелка компаса перестает замечать его существование. Сейчас

есть магниты гораздо сильнее, но их создание потребовало веков цивилизации. То,

что показывал старик, было обработанным и украшенным куском магнетита —

материала, встречающегося в некоторых железорудных месторождениях. Такие магниты

известны уже много сотен лет. А может быть — тысяч. И я решил по книгам

проследить историю магнита.

Итак, литература о магните. Ее оказалось неожиданно много.

Природные магниты, попросту говоря, кусочки магнитного железняка — магнетита

(химический состав 31 % FeO и 69 % Fe2O3), не везде назывались магнитами в разных

странах их называли по-разному: китайцы называли его чу-ши; греки — адамас и

каламита, геркулесов камень; французы — айман; индусы — тхумбака; египтяне —

кость Ора, испанцы — пьедрамант; немцы — магнесс и зигельштейн; англичане —

лоудстоун.

Добрая половина этих названий переводится как любящий, любовник. Так поэтическим

языком древних описано свойство магнетита притягивать, "любить" железо.

…Самые старые "документальные" свидетельства о знакомстве людей с магнитами

пришли к нам из Центральной Америки. На городской площади гватемальского городка

Демокрасия стоит дюжина древних фигур, найденных при раскопках городища

ольмеков. "Толстые мальчики", как их называли за округлость и массивность, -

символы сытости, благополучия, плодовитости. Эти скульптуры более трех тысяч лет

назад высечены из глыб магнитной породы. Интересно, что магнитные силовые линии

как бы выходят из живота "толстяков"! Кстати, кроме "толстых мальчиков", древние

ольмеки умели высекать фигуры морских черепах с намагниченной головой, связывая,

возможно, способность черепах находить курс в открытом море со свойствами

магнита ориентироваться в магнитном поле Земли.

Есть намеки, правда, весьма туманные, на то, что в седой древности знали о

магнитах и в Азии, в Китае. Много лет назад китайский фольклорист Су Матзен

собрал библиотеку старинных летописей. Вот сведения из этих летописей,

посвященные магнитам:

…Идут караваны по бескрайним гобийским пескам. Направо, налево — унылые желтые

барханы. Солнце скрыто желтой пеленой пыли. Далек путь из императорских пагод на

берегах Янцзы до минаретов кушанских царств. Трудно пришлось бы караванщикам,

если бы не было в караване белого верблюда. Белого верблюда с его бесценным

грузом. Бесценным, хотя это не золото, не жемчуг и не слоновая кость. Защищенный

деревянной резной клеткой, между горбами белого верблюда совершал свой путь

через пустыню глиняный сосуд, в котором на пробке плавал в воде небольшой

продолговатый кусок намагниченного железа. Края сосуда были выкрашены в четыре

цвета (В.И.Ожогин считает, что, скорее всего, цвета были нанесены на саму

пробку). Красный обозначал юг, черный — север, зеленый — восток и белый — запад.

Глиняный сосуд с кусочком железа в нем был примитивным древним компасом,

указывавшим караванщикам путь в бескрайних песках…

…Император Чеу Кун решил отблагодарить послов далекого Юе-Чана (Вьетнама) за

белых фазанов — доставленные ими символы дружбы — и подарил им пять колесниц с