Открытия в области физики и применение физических эффектов и моделей в других областях деятельности
Приём «сопутствующих изменений» Джона Милля при решении научных задач
X
В 1890-1895 годах Пьер Кюри занимался изучением изменения магнитных свойств веществ при различных температурах: от комнатной до 1400 градусов. На основании экспериментальных данных он установил зависимость между температурой и намагниченностью: при достижении определенной температуры - например, для железа эта температура составляет 768° С - магнитные свойства теряются. При снижении указанной температуры – появляются. Эффект объясняется тем, что при нагреве интенсивность теплового движения атомов железа оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности.
«Около 1891 г. Пьер Кюри начал длительную серию исследований магнитных свойств тел при различных температурах от комнатной до 1400°. Эта работа проводилась в течение нескольких лет и была представлена в качестве докторской диссертации на факультет точных наук Парижского университета в 1895 г. Вот как Пьер Кюри определял в немногих словах предмет своей работы и её результаты:
«По своим магнитным свойствам тела делятся на три разнородные группы: тела диамагнитные, тела слабо магнитные и тела ферромагнитные. На первый взгляд эти группы резко различаются. Основная цель настоящей работы заключалась в том, чтобы установить, нет ли переходов между этими трёмя состояниями вещества и нельзя ли заставить одно и то же тело последовательно пройти через все три состояния. Для этого я изучал свойства большого числа веществ при температурах, различавшихся настолько, насколько это было возможно, и в магнитных полях разной напряженности.
Мои опыты не обнаружили какой-либо связи между свойствами тел диамагнитных и тел парамагнитных; эти результаты свидетельствуют в пользу теорий, которые приписывают магнетизм и диамагнетизм причинам различной природы. Свойства же ферромагнитных и слабо магнитных тел оказались между собой тесно связанными».
Эта работа была сопряжена со значительными экспериментальными трудностями, так как необходимо было измерять очень малые силы (порядка 0,01 миллиграмма) внутри объёма, в котором температура могла достигать 1400°.
Получённые результаты, как это прекрасно понимал сам Пьер Кюри, имели фундаментальное значение для теории. Закон Кюри, согласно которому коэффициент намагничивания слабо магнитных тел меняется обратно пропорционально абсолютной температуре - закон исключительно простой, он вполне сравним с законом Гей-Люссака, законом изменения плотности идеального газа с температурой. В своей широко известной теории магнетизма П. Ланжевен в 1905 г. сумел истолковать закон Кюри и объяснить, в чём с теоретической точки зрения состоит принципиальное различие между природой диамагнетизма и парамагнетизма. Его работа, а также важные исследования П. Вейсса (P. Weiss) доказали правильность выводов Пьера Кюри, а также глубину подмеченной им аналогии между интенсивностью намагничивания и плотностью жидкости; так, парамагнитное состояние можно сравнить с газообразным, а ферромагнитное - с конденсированным состоянием.
В связи с этой работой Пьер Кюри посвятил некоторое время исследованию новых явлений, существование которых не представлялось ему a priori невозможным. Он занимался поисками сильно диамагнитных тел и не нашел таковых. Он искал также, не существуют ли вещества - проводники магнетизма, и не может ли магнетизм, подобно электричеству, существовать в свободном состоянии. И здесь результат оказался отрицательным. Он так ничего и не опубликовал из этих исследований, которые он предпринимал в поисках нового, зачастую без большой надежды на успех, исключительно из любви к неизведанному и не имея в виду что-либо публиковать в дальнейшем».
Мария Кюри, Пьер Кюри, М., «Наука», 1968 г., с.27-28.
