Наблюдая сходство во взаимодействии катушек, по которым текут токи, и магнитов, Ампер предположил, что все магнитные взаимодействия обусловлены взаимодействием электрических токов. Это предположение получило название гипотезы Ампера.
Согласно этой гипотезе, свойства постоянных магнитов обусловлены циркулирующими в них одинаково направленными незатухающими «молекулярными» токами. Во внутренних частях магнита «соседние» молекулярные токи направлены противоположно и поэтому компенсируют друг друга. Но вблизи поверхности магнита эти токи текут в одном направлении, образуя как бы ток, обтекающий поверхность магнита (см. рис. 12.7).
Этот «поверхностный ток», как считал Ампер, и сообщает постоянному магниту его магнитные свойства.
Гипотеза Ампера объясняет также, почему не удается разъединить полюса магнита: ведь каждая половинка магнита снова подобна катушке с током.
Рис. 12.7. Гипотеза Ампера, объясняющая сходство между постоянными магнитами и катушками с током. В дальнейшем гипотеза Ампера подтвердилась лишь частично. Выяснилось, что «молекулярные» токи действительно существуют: они обусловлены движением электронов в атомах. Однако магнитное взаимодействие, связанное с этими токами, не может объяснить существования постоянных магнитов: во-первых, магнитное взаимодействие таких токов слишком слабо, во-вторых, эти токи ориентированы хаотично. «Секрет» постоянных магнитов оказался в другом.
Выяснилось, что каждый электрон (о существовании которых Ампер, конечно, не мог знать) сам по себе является микроскопическим магнитом. И в некоторых веществах, например в железе, электроны близко расположенных атомов ориентируются одинаково. Такие области одинаковой намагниченности называют «доменами». Каждый домен представляет собой крошечный магнитик, поэтому любой железный образец является как бы совокупностью очень маленьких магнитиков.
Обычно железный образец не проявляет магнитных свойств, так как домены в нем ориентированы хаотично. Но если поместить этот образец вблизи сильного магнита, то под действием магнита домены в образце через некоторое время ориентируются сходным образом.
И тогда этот железный образец сам станет постоянным магнитом.