151097 (Французскі фізік Андрэ Мары Ампер)

_{МІНІСТЭРСТВА} АДУКАЦЫІ РЭСПУБЛІКІ БЕЛАРУСЬ

УСТАНОВА АДУКАЦЫІ "БРЭСЦКІ ДЗЯРЖАЎНЫ УНІВЕРСІТЭТ ІМЯ А.С. ПУШКІНА"

Фізічны факультэт

Кафедра фізікі

РЭФЕРАТ

Андрэ Мары Ампер

Бладыка Ксенія Мячаславаўна

студэнткі 2 курса гр. ФМ-21

фізічнага факультэта

Навуковы кіраўнік

Самуйлік Я.Р.

БРЭСТ, 2009

Змест

1. Дзяцінства і юнацтва

2. У Бурзе і Ліёне

3. Першае дзесяцігоддзе ў Парыжы

4. Пасля абрання ў Акадэмію

5. Яшчэ аб Андрэ Мары Амперы

Спіс літаратуры

Андрэ Мары Ампер (1775 - 1836) - французскі фізік, матэматык, хімік, чалец Парыжскай АН (1814), замежны чалец Пецярбургскай АН (1830), адзін з заснавальнікаў электрадынамікі. Выбітны навуковец у гонар якога названая адна з асноўных электрычных велічынь - адзінка сілы току - ампер. Аўтар самога тэрміна "электрадынаміка" як найменні вучэння аб электрычнасці і магнетызме, адзін з заснавальнікаў гэтага вучэння.

Асноўныя працы Ампера ў вобласці электрадынамікі. Аўтар першай тэорыі магнетызму. Прапанаваў правіла для азначэння кірунку дзеяння магнітнага поля на магнітную стрэлку (правіла Ампера). Ампер правёў шэраг эксперыментаў па даследаванні ўзаемадзеяння паміж электрычным токам і магнітам, для якіх сканструяваў вялікую колькасць прыбораў. Выявіў дзеянне магнітнага поля Зямлі на якія рухаюцца праваднікі з токам.

Адкрыў (1820) механічнае ўзаемадзеянне токаў і ўсталяваў закон гэтага ўзаемадзеяння (закон Ампера). Зводзіў усе магнітныя ўзаемадзеянні да ўзаемадзеяння ўтоеных у целах кругавых малекулярных электрычных токаў, эквівалентных плоскім магнітам (тэарэма Ампера). Сцвярджаў, што вялікі магніт складаецца з велізарнай колькасці элементарных плоскіх магнітаў. Паслядоўна праводзіў чыста токавую прыроду магнетызму.

Андрэ Мары Ампер адкрыў (1822) магнітны эфект шпулькі з токам (саленоіда). Выказаў ідэю аб эквівалентнасці саленоіда з токам і сталага магніта. Прапанаваў змяшчаць металічны стрыжань з мяккага жалеза для ўзмацнення магнітнага поля. Выказаў ідэю выкарыстання электрамагнітных з'яў для перадачы інфармацыі (1820). Ампер вынайшаў камутатар, электрамагнітны тэлеграф (1829). Сфармуляваў паняцце "кінематыка". Праводзіў таксама даследаванні па філасофіі і батаніцы.

Андрэ Мары Ампер нарадзіўся 22 студзеня 1775, Ліён. Сканаў 10 чэрвеня 1836, у Марсэлі.

1. Дзяцінства і юнацтва

Продкі Андрэ Мары Ампера былі рамеснікамі, якія жылі ў наваколлях Ліёна. Іх прафесійны і культурны ўзровень хутка ўзрастаў ад пакалення да пакалення, і прадзед навукоўца, Жан Жозэф быў не толькі дасведчаным каменячосам, але і выконваў складаныя будаўнічыя і рэстаўрацыйныя працы, а яго сын Франсуа ўжо стаў тыповым асвечаным гарадскім буржуа, прадстаўніком даволі заможнага трэцяга саслоўя, і ажаніўся на дваранцы. Бацька Андрэ Мары, Жан Жак Ампер атрымаў добрую адукацыю, валодаў старажытнымі мовамі, склаў сабе выдатную бібліятэку, жыва цікавіўся ідэямі асветнікаў. Выхоўваючы дзяцей, ён натхняўся педагагічнымі прынцыпамі Жан Жака Русо. Яго палітычным ідэалам была канстытуцыйная манархія.

Рэвалюцыя заспела Жан Жака Ампера на набытай незадоўга да гэтага пасады каралеўскага пракурора і каралеўскага дарадніка ў Ліёне. Падзенне Бастыліі сям'я Ампераў сустрэла з запалам. Але неўзабаве на яе абрынулася бяда. Жан Жак прытрымваўся ўмераных поглядаў, і паплаціўся за гэта. У Ліёне пачаткаў лютаваць апантаны містычнымі ідэямі люты якабінец, які паклёпнічаў на ні ў чым не пакаянняў людзей і імем рэвалюцыі разам са сваімі падручнымі абвальваў на іх кары. Ліонцы паўсталі супраць зверстваў якабінцаў, паўстанне было падушана і жырандыст Жан Жак Ампер (хоць яго дзеяння, фактычна, былі, як раз, прадыктаваныя намерам выратаваць важакоў-якабінцаў ад лютасці натоўпу) быў гільяцінаваны 24 лістапада 1793 г. Гэта было страшнае ўзрушэнне для Андрэ Мары і ўсёй яго сям'і (да таго ж якая перанесла нядаўна яшчэ адзін удар - ад сухот памерла Антуанэта, старэйшая з сясцёр).

Можна сказаць, што выратавалі Андрэ Мары, вярнулі яго да жыцця кнігі. Чытаць ён пачаткаў прыкладна з чатырох гадоў, у 14 гадоў залпам прачытаў усё 20 тамоў "Энцыклапедыі" Дэні Дзідро і Жана Лерона Д'Аламбера, каб чытаць працы Бярнулі і Эйлера, у некалькі тыдняў вывучыў лацінскую мову. Чытанне наогул было не толькі галоўнай, але і адзінай крыніцай яго ведаў.

Іншых настаўнікаў у Ампера не было, ён ніколі не хадзіў у школу, не здаў за ўсё сваё жыццё ні аднаго іспыту. Але ён стала і шмат чэрпаў з кніг. І Ампер не проста чытаў, ён вывучаў, творча засвойваючы прачытанае. Не выпадкова ўжо ў 12-14 гадоў ён пачаткаў уяўляць матэматычныя мемуары ў Ліёнскую акадэмію, пісаў навуковыя працы па батаніцы, вынаходзіў новыя канструкцыі паветраных змеяў, працаваў над стварэннем новай міжнароднай мовы і нават сумяшчаў усё гэта з складаннем эпічнай паэмы.

Перанесеныя душэўныя траўмы амаль на два года выбілі Андрэ Мары з каляіны. Толькі да 20 гадам ён ізноў здабывае цягу да кніг і ведам. Але Ампер па-ранейшаму, на погляд шматлікіх навакольных, паводзіць сябе дзіўна. Часта блукае ў адзіноце, нязграбны і неахайна апрануты, сітавінай гучна і мерна скандуючы лацінскія вершы, або размаўляючы сам з сабой. Да таго ж, ён вельмі блізарукі (ён пазнае аб гэтым толькі набудучы ачкі, што стала для яго знамянальнай падзеяй!).

Мусіць, адным з галоўных імпульсаў, вярнулых Ампера да актыўнага жыцця, стала яго сустрэча з златавалосай Катрын Каррон. Ампер закахаўся зрэзу і назаўжды, але згоды на вяселле атрымалася дамагчыся толькі праз тры гады. Вялікую падтрымку Амперу аказала Элиза, сястра Катрын, раней іншых якая зразумела і ацанілая яго выключныя душэўныя якасці. У жніўні 1800 г. нарадзіўся сын Амперов, якога ў гонар дзеда назвалі Жан Жакам.

2. У Бурзе і Ліёне

Яшчэ да жаніцьбы Андрэ Ампераў пачаткаў выкладаць, даючы дзелі ўрокі па матэматыцы. Зараз жа яму атрымалася выклапатаць месца настаўніка ў Цэнтральнай школе г. Бурга. Мінуючы ў лютым 1802 гутарка ў Камісіі, ён быў прызнаны падрыхтаваным для правядзення заняткаў. Становішча ў бургской школе была ўбогай, і Ампер спрабаваў хоць бы трохі ўдасканаліць фізічны і хімічны кабінеты, хоць грошай для гэтага ні ў школы, ні, тым больш, у настаўніка не было. Дараванне было вельмі невялікім, а прыходзілася жыць асобна ад жонкі і дзіцяці, пакінутых у Ліёне. Хоць чым магла дапамагала маці Ампера, яму прыходзілася шукаць дадатковага заробку, даючы яшчэ ўрокі ў дзелі пансіёне Дзюпра і Аліўе.

Нягледзячы на вялікую педагагічную нагрузку, Ампер не пакідае навуковую працу. Менавіта ў гэты час ва ўступнай лекцыі ў Цэнтральнай школе ў 1802, а яшчэ раней - на паседжанні Ліёнскай акадэміі, у прысутнасці Вольта, ён упершыню выказвае думку, што магнітныя і электрычныя з'явы могуць быць растлумачаныя, зыходзячы з адзіных прынцыпаў.

Не слабеюць і яго высілка ў вобласці матэматыкі. Тут на першы план выходзяць даследаванні па тэорыі верагоднасцяў. Яны былі заўважаныя ў Акадэміі навук, дзе, у прыватнасці, на іх звярнуў увагу П'ер Сымон Лаплас. Гэта з'явілася падставай для прызнання Ампера падыходным на пасаду выкладчыка ў які адкрываўся тады Ліёнскім ліцэі. Яго кандыдатура была высунутая Д'Аламбером. У красавіку 1803 дэкрэтам Консульствы Ампер быў прызначаны на жаданае для яго месца выкладчыка ліцэя. Аднак, Ампер заставаўся ў Ліёне менш двух гадоў.

Ужо ў сярэдзіне кастрычніка 1804 ён быў залічаны на пасаду рэпетытара Політэхнічнай школы ў Парыжы і пераехаў туды.

3. Першае дзесяцігоддзе ў Парыжы

Пераезд у Парыж адбыўся неўзабаве пасля таго, як Ампер заўдавеў. Страта любімай жонкі зрынула яго ў адчай і рэлігійнае замяшанне. Можа быць, яшчэ і таму Ампер, нягледзячы на маленні яго маці, паспяшаўся пакінуць Ліён, каб пачаць у Парыжы выкладанне ў арганізаванай дзесяць гадоў назад Політэхнічнай школе.

Пачаўшы працаваць рэпетытарам, Ампер ужо ў 1807 прыступіў да самастойных заняткаў, а неўзабаве ён стаў прафесарам матэматычнага аналізу. Неўзабаве ў Політэхнічнай школе з'явіўся 24-летні Араго, з якім Ампер праводзіў пасля важныя сумесныя даследаванні. Стаўленне да Ампера калегаў, сярод якіх было нямала сапраўды буйных навукоўцаў, было суцэль добразычлівым, яго праца ішла паспяхова, але душэўная рана, нанесеная стратай жонкі, была пакутлівай. Рухомыя лепшымі пачуццямі сябры Ампера пазнаёмілі яго з сямействам, у якім была дачка "на выданне", 26-летняя Жана Франсуаза. Ахвярай гандлярскай прагнасці і грубіянскага эгаізму гэтай жанчыны і ўсяго яе сямейства неўзабаве і стаў даверлівы, прастадушны і безабаронны ў сваёй наіўнасці Ампер, якога праз некаторы час папросту выгналі з хаты, і яму прыйшлося здабыць часовы прытулак у Міністэрстве ўнутраных спраў.

Лік прафесійных абавязкаў Ампера тэм часам узрастала. Ён прызначаецца на пасаду прафесара матэматычнага аналізу і экзаменатара па механіцы ў першым аддзяленні Політэхнічнай школы, працуе (да 1810) у Кансультатыўным бюро мастацтваў і рамёстваў і з восені 1808 у пасады галоўнага інспектара ўніверсітэта. Гэтая апошняя праца, узяцца за якую Ампера вымусілі сціснутыя матэрыяльныя акалічнасці, патрабавала сталых раз'ездаў, адымала асабліва шмат часу і сіл. Ён аддаў гэтай знясільваючай працы 28 гадоў, і апошняя камандзіроўка скончылася на дарозе ў Марсэль у 1836 г. яго сконам.

Перагрузка працай і жыццёвыя нягоды не маглі не адбіцца на навуковай прадуктыўнасці Ампера. Гэта асабліва прыкметна на яго даследаваннях у вобласці матэматыкі, хоць за ім захоўвалася ганаровае права наведваць паседжанні Акадэміі навук і ўяўляць мемуары. У меншай меры спад навуковай актыўнасці крануў хіміі, з бачнымі прадстаўнікамі якой Ампер плённа меў зносіны. Амаль увесь 1808 яго захаплялі ідэі, якія пасля сталі адносіць да вобласці атамістыкі

Але перыядам рэзкага ўзлёту навуковай актыўнасці, часам яго галоўных дасягненняў апынуліся гады пасля яго абрання ў 1814 у Акадэмію навук.

4. Пасля абрання ў Акадэмію

Ампер быў абраны ў лік чальцоў Парыжскай Акадэміі навук па секцыі геаметрыі 28 лістапада 1814. Круг яго навуковых і педагагічных інтэрасаў да таго часу ўжо суцэль вызначыўся, і нішто, здавалася бы, не прадвесціла тут прыкметных змен. Але сітавіна гэтых змен ужо набліжалася, набліжалася другое дзесяцігоддзе дзевятнаццатага стагоддзя, час самых галоўных навуковых здзяйсненняў Ампера. У 1820 Ампер пазнаў аб досведах, якія незадоўга да таго праводзіў дацкі фізік Ганс Хрысціян Эрстэд. Ён выявіў, што працякалы па провадзе ток аказвае ўздзеянне на размешчаную поруч правады магнітную стрэлку.

4 і 11 верасня Араго зрабіў у Парыжы паведамленне аб гэтых працах Эрстэда і нават паўтарыў некаторыя з яго эксперыментаў. Вялікай цікавасці ў акадэмікаў гэта, зрэшты, не выклікала, але Ампера захапіла цалкам. Насуперак свайму звычаю, ён выступіў тут не толькі як тэарэтык, але заняўся ў маленькім пакойчыку сваёй сціплай кватэры правядзеннем досведаў, для чаго нават уласнаручна вырабіў столік; гэтая рэліквія захоўваецца дагэтуль у Каллеж дэ Франс. Ён адклаў усе астатнія справы і 18 і 25 верасня 1820 зрабіў свае першыя паведамленні аб электрамагнетызме. Фактычна за гэтыя дзве тыдня Ампераў прыйшоў да сваіх самых галоўных навуковых вынікаў. Уплыў гэтых прац Ампера на шматлікія галіны навукі - ад фізікі атама і элементарных часціц да электратэхнікі і геафізікі - немагчыма пераацаніць.

У 1785-88 гг. Шарль Агюстэн Кулон правёў свае класічныя эксперыментальныя даследаванні законаў узаемадзеяння электрычных зарадаў і магнітных канцавоссяў. Гэтыя досведы былі ў рэчышчы той грандыёзнай навуковай праграмы, якая была вызначаная працамі самога Ньютона, маючы ў якасці вялікага ўзору закон сусветнага прыцягнення, вывучаць усе магчымыя тыпы наяўных у прыродзе сіл.

Шматлікім тады здавалася, што паміж электрычнасцю і магнетызмам - поўны паралелізм: што ёсць электрычныя, а ёсць і магнітныя зарады, і ў міру электрычных з'яў ёсць ва ўсім падобны яму мір з'яў магнітных. Адкрыццё Эрстэды шматлікімі тлумачылася тады так, што пад дзеяннем току провад, па якім гэты ток працякае, намагнічваецца, а таму і дзейнічае на магнітную стрэлку. Ампер высунуў прынцыпова новую, радыкальную і нават, на першы погляд, дзёрзкую ідэю: ніякіх магнітных зарадаў у прыродзе наогул не існуе, ёсць толькі электрычныя зарады, і магнетызм узнікае толькі з-за рухі электрычных зарадаў, т.е. з-за электрычных токаў.

Мінула без малога дзвесце гадоў з таго моманту, калі Ампер выступіў з гэтай гіпотэзай, і, здавалася бы, сітавіна разабрацца, ці быў ён мае рацыю (і тады назоў "гіпотэза" робіцца недарэчным), або жа ад яе трэба адмовіцца. Першае ўражанне: гіпотэзе Ампера супярэчыць нават сам факт існавання сталых магнітаў: бо ніякіх токаў, адказных за ўзнікненне магнетызму, тут, накшталт бы, не! Ампер пярэчыць: магнетызм спараджаецца велізарным лікам малюсенькіх электрычных атамных контураў току (можна толькі дзівіцца, што такая найглыбокая ідэя магла з'явіцца ў тую сітавіну, калі не толькі яшчэ не ведалі нічога аб прыладзе атамаў, але нават яшчэ не існавала і слова "электрон"!) Кожны такі контур выступае як "магнітны лісток" - элементарны магнітны двухполюснік. Гэтым і тлумачыцца, чаму магнітныя зарады аднаго знака - "магнітныя монополи", у адрозненне ад манапалей электрычных, у прыродзе не сустракаюцца.

Чаму жа ўсёткі і дагэтуль "гіпотэза"? Бо ўжо не раз здавалася, што знойдзеныя "магніты", у якіх электрычных зарадаў няма. Вось, да прыкладу, нейтрон. У гэтай часціцы нулявы электрычны зарад, але ёсць магнітны момант. Ізноў "момант", т.е. ізноў магнітны двухполюснік, і яго з'яўленне ізноў тлумачыцца ў цяперашняй тэорыі элементарных часціц "мікраскапічнымі" токамі, толькі зараз ужо не ўсярэдзіне атама, а ўсярэдзіне нейтрона. Так ці можна ўпэўнена сцвярджаць, што магнетызм заўсёды спараджаецца рухам электрычных зарадаў? Гіпотэза Ампера ў такой завостранай фармулёўцы прымаецца не ўсімі тэарэтыкамі. Больш таго, некаторыя варыянты тэорыі кажуць аб тым, што магнітныя манаполіі (аднаполюснікі") павінны выяўляцца, але толькі пры велізарных, недасяжных для нас сёння энергіях.

Гіпотэза Ампера з'явілася важным прынцыповым крокам да сцвярджэння ідэі аб адзінстве прыроды. Але яна паставіла перад даследнікамі шэраг новых пытанняў. У першую чаргу, запатрабавалася даць поўную і замкнёную тэорыю ўзаемадзеяння токаў. Гэтую задачу з сапраўдным бляскам, дзейнічаючы як тэарэтык і як эксперыментатар, вырашыў сам Ампер. Каб знайсці, як узаемадзейнічаюць токі ў розных контурах, яму прыйшлося сфармуляваць законы магнітнага ўзаемадзеяння асобных элементаў току ("Закон Ампера") і ўздзеянні токаў на магніты ("правіла Ампера"). Па істоце, была створаная новая навука аб электрычнасці і магнетызме, і нават тэрмін "Электрадынаміка" быў уведзены адным з выдатных навукоўцаў мінулага, Андрэ Мары Амперам. (У.І. Грыгор'еў).

5. Яшчэ аб Андрэ Мары Амперы

Французскі навуковец Ампер у гісторыі навукі вядомы, галоўнай выявай, як заснавальнік электрадынамікі. Паміж тым ён быў універсальным навукоўцам, мелым заслугі і ў вобласці матэматыкі, хіміі, біялогіі і нават у лінгвістыцы і філасофіі. Гэта быў блішчалы розум, які здзіўляў сваімі энцыклапедычнымі ведамі ўсіх блізка што ведалі яго людзей.

Выключныя здольнасці Андрэ выявіліся яшчэ ў раннім веку. Ён ніколі не хадзіў у школу, але чытанню і арыфметыцы вывучыўся вельмі хутка. Чытаў хлопчык усё запар, што знаходзіў у бацькаўскай бібліятэцы. Ужо ў 14 гадоў ён прачытаў усе дваццаць восем тамоў французскай "Энцыклапедыі". Адмысловая цікавасць Андрэ выяўляў да фізіка-матэматычным навукам. Але як раз у гэтай вобласці бацькаўскай бібліятэкі відавочна бракавала, і Андрэ пачаткаў наведваць бібліятэку Ліёнскага каледжа, каб чытаць працы вялікіх матэматыкаў.