В начале 20 века вопрос о повороте магнитной стрелки вблизи проводника с током стал предметом широких исследований и дискуссий в научном сообществе. Этот феномен был открыт еще в 1820 году немецким физиком Гансом Кристианом Эрстедом, но его объяснение идейно исторический конфликт между двумя ведущими направлениями электромагнитной теории — теориями Эрстеда и Андре Ампера.
Эрстед в своей теории электромагнетизма рассматривал явление поворота магнитной стрелки как следствие действия на нее магнитных сил, возникающих вокруг проводника с током. Сила, действующая на магнитное поле, проявляется в том, что угол поворота стрелки пропорционален силе тока, проходящего через проводник. Он считал, что сила взаимодействия между магнитной стрелкой и проводником вызвана за счет того, что каждый элемент проводника создает в своем окружении магнитное поле, взаимодействующие с магнитом. Это было своего рода «законом сохранения магнитных сил», по аналогии с законом сохранения механической энергии, согласно которому магнитный потенциал является интегралом движения.
Теория Ампера, напротив, объясняла силу взаимодействия между магнитной стрелкой и проводником на основе электромагнитного поля. Он утверждал, что ток в проводнике создает магнитное поле, которое воздействует на магнитную стрелку. Этот процесс был представлен в виде универсального закона взаимодействия двух токовых элементов, по аналогии с законами Кулона в электростатике. Таким образом, согласно теории Ампера, ток в проводнике создает магнитное поле, которое воздействует на магнитную стрелку и поворачивает ее.
На протяжении всего 20 века научное сообщество продолжало исследовать и объяснять феномен поворота магнитной стрелки вблизи проводника с током. Было проведено множество экспериментов, разработаны математические модели и теоретические концепции, которые в итоге привели к единому общепринятому объяснению.
С сегодняшней точки зрения феномен поворота магнитной стрелки вблизи проводника с током обусловлен магнитным полем, создаваемым током в проводнике. Закон Ампера и уравнения Максвелла являются основными математическими основами для объяснения этого явления. Согласно этим законам, каждый элемент проводника, по которому течет электрический ток, создает магнитное поле, которое причиняет силы действия на магнитный компас. Магнитные силы взаимодействия между током и магнитным компасом вызывают поворот стрелки в направлении, определяемом правилом левой руки.
Почему так происходит? Дело в том, что магнитные силы создаются лишь при наличии переменного тока или при движении проводника в магнитном поле. Как только электрический ток останавливается, поля магнитных сил тоже прекращают свое существование. При этом магнитная стрелка, получившая «удар» она, то примет в первоначальное положение.
Таким образом, феномен поворота магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется взаимодействием между током, создаваемым в проводнике, и магнитным полем, создаваемым этим током. Это явление является одним из основных закономерностей электромагнетизма и имеет широкое применение в различных областях науки и техники, включая электрические цепи, электромоторы, генераторы и другие электротехнические устройства.
Таким образом, эта проблема стала серьезным предметом изучения и оказала большое влияние на развитие электромагнетизма в 20 веке. Несмотря на различные теории и появление новых представлений о физической природе электромагнитного взаимодействия, феномен поворота магнитной стрелки вблизи проводника с током остается актуальным и понятным современной науке.