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| 中外科学家发明家丛书：卡皮察 （六） | 发布于:2015/03/07 | |
| 当卡皮察开始着手实现自己测定α—粒子磁矩的计划时，利用线圈和铁 心组成的电磁铁获得了强磁场。强度极限为5万奥斯特。由于铁心的电磁饱 和现象，强度不能再高于这个数值了。达到饱和极限之后，无论通过电磁铁 的电流怎样加大，磁场强度并不增加。 卡皮察走的是另一条路子。他采用了螺线管，即没有铁心的线圈。解决 的方法是一种很新颖奇特的想法——不用恒量磁场，即长期存在的磁场。卡 皮察的设想是获得一个力量极强的短时间的脉冲场。磁场强度增长的极限很 快就达到了。在电流强度增加时，螺线管开始熔化。卡皮察制成的螺线管线 圈能承受几万千瓦的电力，但是只在百分之一秒的时间之内，在这极短的瞬 间，线圈烧热到100度。如果试验持续进行一秒钟，那么线圈将热到一万度 而熔化了。在百分之一秒的时间内，可以观察到在静磁场中发生的一切现象。 为了记录这些现象，需要有比人的感觉器官灵敏得多的专门装置，但在当时 却没有这种设备。因此，当卡皮察从事测定α—粒子脉冲时，就显得很奇怪 了。 在第一批实验中，卡皮察利用他制作的小容量蓄电池作电源，在几分钟 时间内可以给其充电，而后经过螺线管短时间闭路。在短路瞬间，电流强度 达7000安培，而在直径约为2厘米的螺线管容积中，磁场强度10万奥斯特。 但是用蓄电池无法获得高得多的电流强度。因此，在以后的实验中，用高功 率发电机取代了蓄电池。这台脉冲型发电机也是由卡皮察参与设计的。即使 在现代，在一些专门领域，主要是在试验强大的高压开关方面仍然得到运用。 螺线管结构的深入研究及其制造与许多巨大困难和危险密切相关，并且 经历了一次次失败。最后，卡皮察开始用铜和镉的合金制作线圈，这种合金 比纯铜要坚固得多。 现在，在物理问题研究所宽敞的磁厅中，还引人注目地陈列着卡皮察的 装置——大功率发电机和螺线管。 强磁场实验的成功使卡皮察得出一个结论，用短时间存在的磁场进行实 验是很吸引人的。用自己的装置，卡皮察获得了强度为30万奥斯特的磁场， 而以后在莫斯科继续进行实验时，获得的磁场强度为50万奥斯特，比以往任 何时候用电磁铁所获得的磁场都要大一个数量级。 卡皮察在卢瑟福的关注下，实现了实验研究方法中的技术革命。大型的 卡皮察装置，研究工作的原则本身，不仅对卢瑟福及其同事们，而且对访问 剑桥的其他科学家产生了强烈的印象。著名美国数学家诺贝特·维纳在自己 的回忆录中，写道：“在剑桥毕竟还有一个用最新技术设备装备起来的贵重 实验室。我这里是指俄国物理学家卡皮察的实验室，他制造了一台专用大型 发电机，能短时间短路，通过又重又大的电线，输出强电流；电线就像条发 怒的大蛇，发出咝咝的声音，吱吱地响个不停，而在周围空间产生了一个极 强的磁场……卡皮察在建立有大型设备的实验室工厂方面是个开路先锋。” |
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