Замерив силу порожденного в проволоке тока, можно оценить степень намагниченности магнита. Но как воспользоваться явлением электромагнитной индукции для исследования магнитных свойств кольца?
Распилить поперек кольцо и двигать в прорези витки проволоки. Это, конечно, практически неудобно. Кроме того, перед нами будет уже не совсем кольцо.
Но обязательно ли для возникновения электромагнитной индукции движение проволоки относительно магнита? Нет, конечно. Если и магнит и проволока будут неподвижны, но намагниченность образца будет меняться, число магнитных силовых линий будет расти или уменьшаться, то это будет равносильно перемещению магнита и проволоки относительно друг друга.
Когда же меняется намагниченность кольца? В моменты включения или выключения тока, подаваемого в намагничивающую обмотку образца.
При включении тока намагниченность кольца быстро возрастает, пока не достигнет значения, соответствующего данной силе тока и числу витков обмотки. После этого магнитное поле, создаваемое кольцом, остается постоянным. Но ведь оно не сразу стало таким. Оно пусть и короткий срок, но все же менялось. А ведь меняющееся магнитное поле должно индуктировать, порождать ток в проводнике, поставленном на пути магнитных силовых линий. Если на кольцо надеть еще одну обмотку, то в ней в момент включения тока в первичную обмотку должен возникнуть ток. Этот ток будет итти только короткое мгновение: по вторичной обмотке пробегает импульс тока. Ток возникнет и при отключении обмотки кольца от источника тока. Магнитное поле, исчезая, также породит во вторичной обмотке импульс электрического тока. Вот эти-то периоды рождения и исчезновения намагниченности образца и должен подстеречь экспериментатор.
Если замерить количество электричества, протекающее в эти периоды через вторичную обмотку, то можно будет определить теоретически, каково было магнитное поле, вызвавшее этот импульс тока. А узнать магнитное поле, создаваемое кольцом, — это значит узнать и степень намагничения железного образца.
Зарегистрировать импульс тока, измерить количество заряда, прошедшего через вторичную обмотку, — дело нехитрое.
Для этого нужно будет употребить баллистический гальванометр. Обычный гальванометр отзывается только на длительный ток, равномерно текущий по проводнику. А баллистический гальванометр способен улавливать и кратковременные толчки электрического тока. Подвижная система — магнит или проволочная рамка — этого гальванометра делается более тяжелой, чем у обычного. Рамка баллистического гальванометра не сразу отзывается на толчок идущего через нее тока. Обладая большой инерцией, она некоторое время остается почти неподвижной, накапливая энергию, сообщаемую ей толчком тока. Рамка начинает поворачиваться уже после того, как исчез мимолетный, быстрый импульс тока.
Измерив угол, на который повернется рамка, можно узнать, какое количество электричества прошло через нее за время существования импульса тока, а зная это, рассчитать и то, какую намагниченность приобрел образец.
Баллистический гальванометр, работая в паре со вторичной обмоткой, сможет определить намагниченность кольца, сделать то, что недоступно магнитометру.
Вот каким методом надо исследовать магнитные свойства железа.
К концу весны 1871 года у Столетова полностью созревает замечательный план исследований железа. Пора уже перестать чертить схемы установки и заниматься расчетами. Надо приступать по-настоящему к работе, начинать опыты.
Но где это сделать? Ведь в университете все еще нет физической лаборатории.
Снова ехать за границу? Да, видимо, придется. Обидно опять обращаться за помощью к чужой стране из-за того, что нет места, где можно было бы устроить экспериментальную установку, из-за того, что негде достать нужные для нее приборы. Но надо подавить в себе горькое чувство: задача разгадки тайны железа уже не терпит отлагательств.
Столетов списывается со своими товарищами Лаврентьевым и Бостеном, живущими все еще в Гейдельберге, сообщает им план своих исследований и просит разузнать поподробнее, где лучше всего проделать его работу. Друзья зовут его в Гейдельберг.
«Милости просим, приезжайте, драгоценнейший Александр Григорьевич, поскорее, — пишет ему Бостен. — Как видите, Вы нисколько не ошиблись в том, что предположили меня все еще в Гейдельберге, хотя месяц тому назад меня здесь еще не было. Теперь же, в любезном Вам граде Кирхгофа, жительствует не только я, но даже и сам Леонид Иванович Лаврентьев, поручающий мне передать Вам свой привет и искреннее желание поскорей Вас здесь увидеть».