Всё, оказывается, очень просто. Электрическое поле натёртой палочки воздействует на атомы, которые входят в состав бумаги, и несколько деформирует эти атомы. Их электроны, не уходя со своих орбит, тянутся к «плюсу» натёртой палочки (Т-8), и электронные орбиты становятся вытянутыми. Это нарушает своеобразную электрическую симметрию атомов, происходит их, как принято говорить, электрическая поляризация, то есть появление у атома электрических полюсов (Р-18). На том конце вытянутого атома, который ближе к натёртой стеклянной палочке, ближе к «плюсу», преобладает суммарный «минус» электронов, а с противоположной стороны в основном действует «плюс» ядра. Совершенно нейтральный по своему суммарному заряду атом превращается в электрический диполь — в частицу с двумя электрическими полюсами, положительным и отрицательным. Внешнее электрическое поле создаёт в кусочке бумаги сразу миллиарды таких атомов-диполей, все вместе они превращают в диполь весь этот кусочек бумаги, и он своим «минусом» тянется к «плюсу», к натёртой палочке.
Пытаясь объяснить свойства магнита, часто представляют его в виде огромного количества маленьких магнитиков, которые находятся в куске железа. В обычном состоянии железа эти элементарные магнитики расположены беспорядочно, хаотично, и в среднем их магнитные силы полностью друг друга нейтрализуют. Если же поместить кусок железа во внешнее магнитное поле, например, поднести этот кусок железа к постоянному магниту, то элементарные магнитики повернутся в одну сторону и примерно в таком положении останутся навсегда. И так же как совместное действие множества поляризованных атомов превращало весь кусочек бумаги в электрический диполь, точно так же суммарное упорядоченное действие множества магнитиков превратит кусок железа в большой магнитный диполь: на одном его конце обнаружится концентрация северных магнитных свойств (северный полюс), а на другом конце — южных (южный полюс). То есть под действием внешнего магнитного поля кусок железа намагнитится — превратится в постоянный магнит.
Именно таким намагничиванием можно объяснить притягивание булавки к постоянному магниту. Сначала магнит намагничивает булавку, поляризует её — создаёт у неё северный и южный магнитные полюсы. Ну а после этого булавка, как любой другой магнит, своим северным полюсом притягивается к южному полюсу постоянного магнита, или наоборот — южным полюсом к северному. Модель постоянного магнита, состоящего из элементарных магнитиков, помогает понять, почему этот магнит невозможно разделить на отдельные северную и южную части. Кстати, при более подробном знакомстве (Т-91) мы увидим, что эта очень упрощённая модель не так уж далека от истины.
Несколько слов о двух особо популярных магнитах — это стрелка компаса и земной шар. Стрелка компаса — обычный постоянный магнит, или, лучше сказать, лёгкий магнитик, который может свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости. И наша Земля тоже магнит, в районе Северного географического полюса находится южный магнитный полюс Земли, а её северный магнитный полюс находится в районе Южного географического полюса, в центре Антарктиды. Отсюда ясно, почему северный магнитный полюс стрелки (он, как правило, окрашен в красный цвет) всегда смотрит на Север, где находится земной южный магнитный полюс, — разноимённые магнитные полюсы притягиваются.
Выполнив небольшую и несложную программу предварительной подготовки, мы можем вернуться к интригующему вопросу о природе магнетизма.
ВК-99. Электрогенератор сам в принципе ничего не выдаёт, это просто необходимый нам преобразователь энергии. Чтобы генератор дал обещанную электрическую мощность, нужно, чтобы двигатель затратил чуть большую мощность, вращая ротор генератора. На большинстве электростанций это делают в основном мощные паровые турбины, которые в свою очередь используют энергию органического топлива — нефти, угля, газа. Примерно 15 % мощности приходится на гидростанции и столько же — на атомные.