Dauguma operacijų su primityviais tipais atliekamos ne naudojant metodus, o naudojant specialius simbolius, vadinamus operacijos ženklas.
Priskyrimo operatorius
Užduotis vertės kintamasis iškviečiama konstanta, kitas kintamasis arba išraiška (operatoriaus ženklais atskirti kintamieji ir/ar konstantos). priskyrimo operacija ir yra pažymėtas ženklu " = ", pavyzdžiui: x = 3 ; y = x; z = x; Java priskyrimo operatorių galima naudoti kelis kartus vienoje išraiškoje, pavyzdžiui: x1 = x2 = x3 = 0 ; Ši operacija atliekama nuo iš dešinės į kairę, t.y. kintamajam x3 pirmiausia priskiriama reikšmė 0, tada kintamajam x2 priskiriama kintamojo x3 (0), o galiausiai kintamajam x1 – kintamojo x2 (0) reikšmė operacijos, kurių argumentai yra skaičiai, skirstomos į dvi kategorijas: unarinis(viena) operacijų ženklai su vienu argumentu ir dvejetainis(dvejetainis) su dviem argumentais.Unarinės operacijos
„Java“ yra apibrėžti šie vienanariai operatoriai:- unary minus " - " – pakeičia skaičiaus ar išraiškos ženklą į priešingą;
- unary plus " + " – neatlieka jokių veiksmų su skaičiumi ar išraiška;
- bitinis papildymas "~" (tik sveikiesiems skaičiams) – apverčia visus skaičiaus lauko bitus (pakeičia 0 į 1 ir 1 į 0);
- increment "++" (tik sveikiesiems skaičiams) – padidina kintamojo reikšmę 1;
- decrement " -- " (tik sveikiesiems skaičiams) – sumažina kintamojo reikšmę 1.
po to
išraiškos įvertinimas. Postfix žymėjime operacijos ženklas iš pradžių:- grąžina savo operando reikšmę ir tik po to apskaičiuoja prieaugį arba mažėjimą, pvz.: int x = 1, y, z;
- y = ++x;
- z= x++;
- Kintamajam y bus priskirta reikšmė 2, nes pirmiausia x reikšmė bus padidinta 1, o tada rezultatas bus priskirtas kintamajam y . Kintamajam z bus priskirta reikšmė 1, nes kintamajam z pirmiausia bus priskirta reikšmė, o tada x reikšmė bus padidinta 1. Abiem atvejais nauja x reikšmė bus 2. Reikėtų pažymėti, kad Java, skirtingai nei C kalba, mažinimo ir padidinimo operacijos taip pat gali būti taikomos tikriems kintamiesiems (tipas float ir double).
- Dvejetainės operacijos ženklai
Bitinės operacijos
- Bitinės operacijos laikomos originalu skaitines reikšmes kaip bitų laukus ir su jais atlikite šiuos veiksmus:
- nustatymo bitas i Rezultato lauko padėtis yra 1, jei yra abu bitai i Operandų pozicijos yra lygios 1 arba 0 kitu atveju – bitais IR ("& ");
- nustatymo bitas i Rezultato lauko padėtis yra 1, jei bent vienas bitas įeina i th operandų padėtis yra lygi 1 arba 0 kitu atveju – bitais ARBA (" | ");
- nustatymo bitas i Rezultato lauko padėtis yra 1, jei bitai yra i-tosios operandų pozicijos nelygios viena kitai, arba 0, kitaip – išskirtinis bitų atžvilgiu ARBA (" ^ ");
- poslinkis į kairę nuo pirmojo operando lauko bitų pagal antrojo operando nustatytą bitų skaičių (skaičiaus ženklo bitas nesikeičia) - bitų poslinkis į kairę, atsižvelgiant į ženklą "<< ";
- pirmojo operando lauko bitų poslinkis į dešinę antrojo operando nustatytu bitų skaičiumi (skaičiaus ženklo bitas nekinta) – bitų poslinkis į dešinę, atsižvelgiant į " >> " ženklą;
- poslinkis į dešinę nuo pirmojo operando lauko bitų pagal antrojo operando nustatytą bitų skaičių (skaičiaus ženklo bitas taip pat pasislenka) - bitų poslinkis į dešinę neatsižvelgiant į " >>> “ ženklas.
Bitiškai IR
int x = 112; int y = 94;int z;
z = x & y; // z=80: 00000000 00000000 00000000 01010000 Bitiškai ARBA int x = 112;// x: 00000000 00000000 00000000 01110000 int y = 94;// y: 00000000 00000000 00000000 01011110
z = x & y; // z=80: 00000000 00000000 00000000 01010000 Bitiškai ARBA int x = 112; int z; z = x |y;
// z = 126: 00000000 00000000 00000000 01111110 Bitiškai išskirtinis ARBA int z;<< 2 ; z = x^y;// z = 46: 00000000 00000000 00000000 00101110
Poslinkis į kairę pagal ženklą int x = 31 , z;// x: 00000000 00000000 00000000 00011111
z = x // z = 124: 00000000 00000000 00000000 01111100 Dešinysis posūkis su ženklu int x = -17, z;
z = x >> 2;
// z = -5: 11111111 11111111 11111111 11111011 Perėjimas į dešinę neatsižvelgiant į ženklą int x = -17, z;- // x: 11111111 11111111 11111111 11101111
- z = x >>> 2 ;
- // z = 1073741819
- Išraiška x /= b reiškia x = x / b.
- Išraiška x %= b reiškia x = x % b .
- Išraiška x &= b reiškia x = x & b .
- Išraiška x |= b reiškia x = x | b.
- Išraiška x ^= b reiškia x = x ^ b .
- Išraiška x<<= b означает x = x << b .
- Išraiška x >>= b reiškia x = x >> b .
- Išraiška x >>>= b reiškia x = x >>> b .
Lyginimo operacijos
Java apibrėžia šiuos palyginimo operatorius:- " == " (lygus), " != " (nelygus),
- " > " (didesnis nei), " >= " (didesnis arba lygus),
- " < " (меньше) " <= " (меньше или равно)
int x1 = 5, x2 = 5, x3 = 3, x4 = 7;
yraEqual = x1 == x2;// isEqual = true isNonEqual = x1 != x2; // isNonEqual = false isGreater = x1 > x3;// isGreater = true // isGreaterOrEqual = true isGreaterOrEqual = x2 >= x3;- isMažiau = x3
- Būlio operacijos
- Būlio operacijos
- atliekami su Būlio kintamaisiais, o jų rezultatas taip pat yra tipo reikšmė
isInRange = x > 0 && x
0 || x > 5;// isValid = true isNotValid = ! galioja;// isNotValid = false isEqual = isInRange == isValid;
// isEqual = false // isNotEqual = true isNotEqual = isInRange != isValid
Skliaustai padidina juose esančių operacijų pirmenybę. Taigi, jei į aukščiau pateiktą išraišką įterpsite skliaustus: y = (x + z) * 5 ;<=
5
)
;
tada pirmiausia bus atlikta sudėjimo, o tada daugybos operacija. Kartais skliaustai naudojami paprasčiausiai tam, kad išraiška būtų lengviau skaitoma, pvz.: (x > 1 ) && (x
Konvertavimas ir liejimas atliekant operacijas Priskyrimo operacijose ir aritmetinėse išraiškose gali būti naudojami įvairių tipų literalai, kintamieji ir išraiškos, pavyzdžiui: double y; baitas x; y = x + 5;Šiame pavyzdyje baito kintamasis x pridedamas prie int literal 5 ir rezultatas priskiriamas dvigubam kintamajam y. Java, kaip ir C kalba, tipo konvertavimas vertinant išraiškas gali būti atliekamas automatiškai arba naudojant tipo cast operatorių. Tačiau tipo liejimo taisyklės šiek tiek skiriasi nuo C kalbos taisyklių ir paprastai yra griežtesnės nei C kalba Atliekant priskyrimo operaciją, tipo konvertavimas įvyksta automatiškai, jei besiplečianti transformacija® (platėjanti konversija) ir® yra suderinami du tipai® . Besiplečiančios transformacijos yra transformacijos® baitas® trumpas tarpt ilgas) plūduriuoti dvigubai ilgas nustato tipą, į kurį turi būti konvertuojami pateikti duomenys plūduriuoti, pavyzdžiui, dėl operatorių vykdymo: baitas x = 71 ; char simbolis = (char ) x; simbolio kintamasis gaus reikšmę " G ". Jei slankiojo kablelio reikšmė priskiriama sveikojo skaičiaus tipui, tada (jei slankiojo kablelio reikšmė turi trupmeninę dalį) taip pat įvyksta aiškus tipo konvertavimas sutrumpinimas , tada transformacijos rezultatas bus reikšmės dalijimo iš priskirto tipo diapazono modulio liekana (baito tipo skaičiams diapazono modulis bus lygus 256, trumpiau – 65536, int – 4294967296 ir ilgam – 18446744073709551616). Pavyzdžiui, dėl operatoriaus vykdymo baitas x = (baitas ) 514 ; (trumpinimo) skaičiai. Taigi, įvykdžius operatorių int x = (int) 77,85;kintamasis x gaus reikšmę 77 . Jei priskirta reikšmė yra už diapazono ribų
- tipo konvertavimas
- Nuoroda į pirmą
- „Java“ suteikia daugybę operatorių, skirtų manipuliuoti kintamaisiais. Visi Java operatoriai gali būti suskirstyti į šias grupes:
- aritmetiniai operatoriai;
- palyginimo operatoriai;
- bitų operatoriai;
loginiai operatoriai;
priskyrimo operatoriai; kiti operatoriai.
Aritmetiniai operatoriai
Aritmetiniai operatoriai
- yra naudojami matematinėse išraiškose taip pat, kaip ir algebroje. Tarkime, sveikojo skaičiaus kintamasis A yra lygus 10, o kintamasis B yra lygus 20. Šioje lentelėje pateikiami Java aritmetiniai operatoriai:
Pavyzdys
Šis paprastas pavyzdys rodo programinius aritmetinius operatorius. Nukopijuokite ir įklijuokite šį Java kodą į test.java failą, sukompiliuokite ir paleiskite šią programą:
Viešosios klasės testas (viešas statinis tuščias pagrindinis(String args) ( int a = 10; int b = 20; int c = 25; int d = 25; System.out.println("a + b = " + (a + b) )); System.out.println("a - b = " + (a - b) System.out.println("a * b = " + (a * b)); b / a)); System.out.println("b % a = " + (b % a) System.out.println("c % a = " + (c % a )); println("a++ = " + (a++)); System.out.println("b-- = " + (a--) .println("++d = " + (++d) ) )
| A + b = 30 a - b = -10 a * b = 200 b / a = 2 b % a = 0 c % a = 5 a++ = 10 b-- = 11 d++ = 25 ++d = 27 | Palyginimo operatoriai | Java kalba palaikomi šie palyginimo operatoriai. Tarkime, kad kintamasis A yra lygus 10, o kintamasis B yra lygus 20. Šioje lentelėje pateikiami reliaciniai arba palyginimo operatoriai Java: |
| == | Operatorius | Aprašymas |
| != | Pavyzdys | Patikrina, ar dviejų operandų reikšmės yra lygios, ar ne, jei taip, tada sąlyga tampa teisinga |
| > | Tikrina, ar kairiojo operando reikšmė yra didesnė už dešiniojo operando reikšmę, jei taip, sąlyga tampa teisinga | (A > B) – neteisinga |
| Patikrina, ar kairiojo operando reikšmė yra mažesnė už dešiniojo operando reikšmę, jei taip, sąlyga tampa teisinga | (A | |
| >= | Patikrina, ar kairiojo operando reikšmė yra didesnė arba lygi dešiniojo operando reikšmei, jei taip, tada sąlyga tampa teisinga | (A >= B) - reikšmės neteisingos |
| Tikrina, ar kairiojo operando reikšmė yra mažesnė arba lygi dešiniojo operando reikšmei, jei taip, tada sąlyga tampa teisinga | (A |
Aritmetiniai operatoriai
Šiame paprastame pavyzdyje parodyta, kaip programiškai lyginti palyginimo operatorius „Java“. Nukopijuokite ir įklijuokite šį Java kodą į test.java failą, sukompiliuokite ir paleiskite šią programą:
Viešosios klasės testas (viešas statinis tuščias pagrindinis (String args) ( int a = 10; int b = 20; System.out.println("a == b = " + (a == b)); System.out.println ("a != b = " + (a != b)); System.out.println ("a > b = " + (a > b)); („b
A == b = klaidinga a != b = tiesa a > b = klaidinga a = a = tiesa b
Bitiniai operatoriai
Java apibrėžia keletą bitų operatorių, kurie gali būti naudojami sveikųjų skaičių tipams: int, long, short, char ir byte. Java, bitų operatorius veikia bitais ir atlieka operaciją po bitų. Tarkime, jei a = 60; ir b = 13; tada dvejetainiu formatu jie bus tokie:
a = 0011 1100
b = 0000 1101
-----------------
a&b = 0000 1100
a|b = 0011 1101
a^b = 0011 0001
~a = 1100 0011
Tarkime, sveikojo skaičiaus kintamasis A yra 60, o kintamasis B yra 13. Šioje lentelėje pateikiami bitų operatoriai Java:
| A + b = 30 a - b = -10 a * b = 200 b / a = 2 b % a = 0 c % a = 5 a++ = 10 b-- = 11 d++ = 25 ++d = 27 | Palyginimo operatoriai | Java kalba palaikomi šie palyginimo operatoriai. Tarkime, kad kintamasis A yra lygus 10, o kintamasis B yra lygus 20. Šioje lentelėje pateikiami reliaciniai arba palyginimo operatoriai Java: |
| & (bitais ir) | Dvejetainis IR operatorius šiek tiek nukopijuoja į rezultatą, jei jis egzistuoja abiejuose operanduose. | (A ir B) duos 12, tai yra 0000 1100 |
| | (bitais arba) | Dvejetainis ARBA operatorius šiek tiek nukopijuoja, jei jis yra kuriame nors iš operandų. | (A | B) duos 61, kuris yra lygus 0011 1101 |
| ^ (loginis bitais arba) | Dvejetainis XOR operatorius šiek tiek kopijuoja, jei jis nustatytas viename operande, bet ne abiejuose. | (A^B) duos 49, tai yra 0011 0001 |
| ~ (bito papildymas) | Dvejetainio komplemento operatorius ir turi „atspindinčių“ bitų efektą. | (~A) duos -61, tai yra 1100-ųjų 0011 komplemento forma dvejetainiu žymėjimu |
| Dvejetainis kairiojo poslinkio operatorius. Kairiųjų operandų reikšmė perkeliama į kairę dešiniojo operando nurodytu bitų skaičiumi. | A | |
| >> (perkelkite į dešinę) | Dvejetainis poslinkio į dešinę operatorius. Dešiniųjų operandų reikšmė perkeliama į dešinę kairiojo operando nurodytu bitų skaičiumi. | A >> 2 duos 15, tai yra 1111 |
| >>> (nulinis poslinkis į dešinę) | Nulinės dešinės pamainos operatorius. Kairiųjų operandų reikšmė perkeliama į dešinę dešiniojo operando nurodytu bitų skaičiumi, o pasislinkusios reikšmės užpildomos nuliais. | A >>> 2 duos 15, tai yra 0000 1111 |
Aritmetiniai operatoriai
Šiame paprastame pavyzdyje rodomi programiškai bitiniai operatoriai Java. Nukopijuokite ir įklijuokite šį Java kodą į test.java failą, sukompiliuokite ir paleiskite šią programą:
Viešosios klasės testas ( public static void main (String args) ( int a = 60; /* 60 = 0011 1100 */ int b = 13; /* 13 = 0000 1101 */ int c = 0; c = a & b; /* 12 = 0000 1100 */ System.out.println("a & b = " + c); /* 61 = 0011 1101 */ System.out.println("a | b = " + c =). a ^ b; /* 49 = 0011 0001 */ System.out.println("a ^ b = " out.println("~a = " + c); = 1111 */ System.out.println("a >> 2 = " + c = a >>> 2 ; /* 215 = 0000 1111 */ System.out.println("a >>> 2 = "); + c) )
Bus gautas toks rezultatas:
A & b = 12 a | b = 61 a ^ b = 49 ~ a = -61 a > 15 a >>> 15
Loginiai operatoriai
Tarkime, loginis kintamasis A yra teisingas, o kintamasis B yra klaidingas. Šioje lentelėje pateikiami Būlio operatoriai Java:
Aritmetiniai operatoriai
Viešosios klasės testas (viešas statinis void main(String args) ( loginis a = true; loginis b = false; System.out.println("a && b = " + (a&&b)); System.out.println("a | |. b = " + (a||b)); System.out.println("!(a && b) = " + !(a && b)); ) )
Taip bus gauta tokia produkcija:
A && b = klaidingas a || b = tiesa !(a && b) = tiesa
Priskyrimo operatoriai
„Java“ kalba palaiko šiuos priskyrimo operatorius:
| A + b = 30 a - b = -10 a * b = 200 b / a = 2 b % a = 0 c % a = 5 a++ = 10 b-- = 11 d++ = 25 ++d = 27 | Palyginimo operatoriai | Java kalba palaikomi šie palyginimo operatoriai. Tarkime, kad kintamasis A yra lygus 10, o kintamasis B yra lygus 20. Šioje lentelėje pateikiami reliaciniai arba palyginimo operatoriai Java: |
| = | Paprastas priskyrimo operatorius, priskiria reikšmes iš dešiniųjų operandų kairiajam operandui | C = A + B, A + B reikšmę priskirs C |
| += | Priskyrimo operatorius „Pridėti“ kairiajam operandui priskiria dešiniojo operando reikšmę. | C += A, lygiavertis C = C + A |
| -= | „Atimties“ priskyrimo operatorius, jis atima kairįjį operandą iš dešiniojo operando | C - = A, lygiavertis C = C - A |
| *= | „Daugybos“ priskyrimo operatorius, jis padaugina dešinįjį operandą iš kairiojo operando | C*=A atitinka C=C*A |
| /= | Padalinimo priskyrimo operatorius, jis padalija kairįjį operandą iš dešiniojo operando | C/=A atitinka C=C/A |
| %= | „Modulio“ priskyrimo operatorius, jis paima modulį su dviem operandais ir priskiria jo rezultatą kairiajam operandui | C %= A, atitinka C = C % A |
| Kairiojo pamainos priskyrimo operatorius | C | |
| >>= | Dešinysis pamainos priskyrimo operatorius | C >>= 2, tai panašu į C = C >> 2 |
| &= | Bitų priskyrimo operatorius („AND“) | C & = 2, tai panašu į C = C ir 2 |
| ^= | Bitwise XOR priskyrimo operatorius | C^=2, tai panašu į C=C^2 |
| |= | Bitų priskyrimo operatorius "OR" | C |= 2, tai panašu į C = C | 2 |
Aritmetiniai operatoriai
Šis paprastas pavyzdys rodo programiškai loginius Java operatorius. Nukopijuokite ir įklijuokite šį Java kodą į test.java failą, sukompiliuokite ir paleiskite šią programą:
Viešosios klasės testas (viešas statinis tuščias pagrindinis (Eilutės args) ( int a = 10; int b = 20; int c = 0; c = a + b; System.out.println("c = a + b = " + c ); c += a ; System.out.println("c += a = " + c) /= a = " + c); 10; c %= a ; System.out.println("c %= a = " + c); System.out.println("c >>= 2 = " + c) ; c >>= 2 ; System.out.println("c >>= a = " + c a ; "c |= a = " + c) )
Bus gautas toks rezultatas:
C = a + b = 30 c += a = 40 c -= a = 30 c *= a = 300 c /= a = 1 c %= a = 5 c >= 2 = 5 c >>= 2 = 1 c &= a = 0 c ^= a = 10 c |= a = 10
Kiti operatoriai
Yra keletas kitų operatorių, kuriuos palaiko Java kalba.
Trečias operatorius arba sąlyginis operatorius (?:)
Trečias operatorius yra operatorius, susidedantis iš trijų operandų ir naudojamas loginėms išraiškoms įvertinti. Trečias operatorius Java taip pat žinomas kaip sąlyginis operatorius. Tai. Trijų operatoriaus paskirtis arba sąlyginis operatorius yra nuspręsti, kokia vertė turėtų būti priskirta kintamajam. Operatorius parašytas taip:
Kintamasis x = (išraiška) ? reikšmė, jei tiesa: vertė, jei klaidinga
Aritmetiniai operatoriai
Žemiau pateikiamas pavyzdys:
Viešosios klasės testas (viešas statinis tuščias pagrindinis(Eilutės args)( int a , b; a = 10; b = (a == 1) ? 20: 30; System.out.println("b vertė: " + b) ; b = (a == 10) ? 20: 30;
Bus gautas toks rezultatas:
b vertė: 30 b vertė: 20
operatoriaus pavyzdys
operatoriaus pavyzdys- patikrinama, ar objektas yra tam tikro tipo (klasės tipo arba sąsajos tipo) ir naudojamas tik nurodyto objekto kintamiesiems. Operatoriaus pavyzdys rašomas taip:
(Nurodos objekto kintamasis) egzempliorius (sąsajos klasė / tipas)
Pavyzdžiai
Jei atskaitos objekto kintamasis kairėje teiginio pusėje išlaiko sąsajos klasės/tipo testą dešinėje pusėje, rezultatas bus tikras. Žemiau pateikiamas operatoriaus instanceof pavyzdys ir aprašymas:
Viešosios klasės testas ( public static void main(String args)( String name = "Oleg"; // Toliau pateikta informacija bus teisinga, nes tipo eilutė loginis rezultatas = eilutės pavyzdys;
Bus gautas toks rezultatas:
System.out.println(result);
) )
Bus gautas toks rezultatas:
Šis operatorius vis tiek grąžins teisingą, jei lyginamas objektas yra suderinamas su priskyrimo teise nurodytu tipu. Žemiau yra dar vienas pavyzdys:
Klasė transporto priemonė () viešosios klasės automobilis išplečia transporto priemonę (vieša statinė tuščioji galia main (String args)( Transporto priemonė a = naujas automobilis (); loginis rezultatas = automobilio pavyzdys; System.out.println(rezultatas); ) )
„Java“ operatoriaus pirmenybė
Operatoriaus pirmenybė nustato terminų grupavimą išraiškoje. Tai turi įtakos išraiškos įvertinimui. Kai kurie operatoriai turi didesnį prioritetą nei kiti; pavyzdžiui, daugybos operatorius turi aukštesnę pirmenybę nei sudėjimo operatorius:
| Pavyzdžiui, x = 7 + 3 * 2. Čia x priskiriama 13, o ne 20 reikšmė, nes „*“ operatorius turi didesnį pirmenybę nei „+“, todėl pirmiausia padauginamas „3 * 2“, o po to „7“. yra pridėta" | A + b = 30 a - b = -10 a * b = 200 b / a = 2 b % a = 0 c % a = 5 a++ = 10 b-- = 11 d++ = 25 ++d = 27 | Lentelėje aukščiausio prioriteto teiginiai pateikiami viršuje, o prioriteto lygis mažėja lentelės apačioje. Išraiškoje didelio pirmumo operatoriai Java bus vertinami iš kairės į dešinę. |
| Kategorija | Asociatyvumas | Postfix |
| (). (taškas) | ++ - - ! ~ | Iš kairės į dešinę |
| Unary | * / % | Postfix |
| Iš dešinės į kairę | + - | Postfix |
| Dauginamasis | >> >>> | Postfix |
| Priedas | > >= | Postfix |
| Shift | == != | Postfix |
| Santykinis | & | Postfix |
| Lygybė | ^ | Postfix |
| Bitiškai „IR“ | | | Postfix |
| Bitiškai išskirtinis ARBA („XOR“) | && | Postfix |
| Bitiškai ARBA | || | Postfix |
| Loginis "IR" | ?: | Iš kairės į dešinę |
| Loginis „ARBA“ („OR“) | = += -= *= /= %= >>= | Iš kairės į dešinę |
| Sąlyginis | , | Postfix |
Užduotis Kablelis Kitoje pamokoje kalbėsime apie ciklo valdymą Java programavime. Šioje pamokoje bus aprašyta
įvairių tipų
kilpos, kaip kilpos gali būti naudojamos kuriant programas ir kokiais tikslais jos naudojamos.
Srovės magnetinis poveikis
Mario Llozzi OERSTED PATIRTIS Galimas egzistavimas glaudus ryšys, kai buvo nustatytas žaibo įmagnetinantis poveikis, o Franklinui ir Beccariai pavyko pasiekti įmagnetinimą naudojant Leyden stiklainį. Kulono dėsniai, formaliai tie patys elektrostatiniams ir magnetostatiniams reiškiniams, vėl iškėlė šią problemą.
Po to, kai Volta baterija ilgą laiką leido gauti elektros srovę, buvo bandoma atrasti ryšį tarp elektros ir magnetiniai reiškiniai tapo dažnesni ir intensyvesni. Ir vis dėlto, nepaisant intensyvių paieškų, atradimo teko laukti dvidešimt metų. Reikėtų išsiaiškinti šio vėlavimo priežastis mokslinės idėjos kurie dominavo tais laikais. Visos jėgos buvo suprantamos tik niutono prasme, tai yra, kaip jėgos, veikiančios tarp materialių dalelių išilgai jas jungiančios tiesios linijos. Todėl mokslininkai bandė aptikti būtent tokias jėgas, kurdami prietaisus, kurių pagalba tikėjosi aptikti tariamą trauką ar atstūmimą tarp magnetinis polius ir elektros srovė (arba, apskritai, tarp „galvaninio skysčio“ ir magnetinio skysčio) arba jie bandė įmagnetinti plieninę adatą, siųsdami per ją srovę.
Gianas Domenico Romagnosi (1761-1835) taip pat bandė atrasti galvaninio ir magnetinio skysčio sąveiką eksperimentuose, kuriuos jis apibūdino 1802 m. straipsnyje, kurį atliko Guglielmo Libri (1803-1869), Pietro Configliacchi (1777-1844) ir daugelis kitų. vėliau nurodyta, priskirdama Romagnosi šio atradimo prioritetą. Tačiau pakanka perskaityti šį straipsnį, kad įsitikintum, jog Romagnosi eksperimentuose, atliktuose su baterija su atvira grandine ir magnetine adata, nėra elektros srovė, todėl daugiausia, ką jis galėjo stebėti, buvo įprastas elektrostatinis veiksmas.
Kai 1820 m. liepos 21 d. viename labai lakoniškame straipsnyje keturiuose puslapiuose (a lotynų kalba), pavadinimu „Experimenta circa Effectum konfliktus elektrinis in acum magneticam“, danų fizikas Hansas Christianas Oerstedas (1777–1851) aprašė esminį elektromagnetizmo eksperimentą, įrodantį, kad srovė tiesus laidininkas, eidamas dienovidiniu, nukreipia magnetinę adatą nuo dienovidinio krypties, mokslininkų susidomėjimas ir nuostaba buvo didelis ne tik dėl to, kad buvo gautas taip ilgai ieškotas problemos sprendimas, bet ir nauja patirtis, kaip iš karto tapo aišku, nurodė neniutono tipo jėgą. Tiesą sakant, iš Oerstedo eksperimento buvo aiškiai aišku, kad jėga, veikianti tarp magnetinio poliaus ir srovės elemento, nukreipta ne išilgai juos jungiančios tiesės, o išilgai normalios šios tiesės, t. , „posūkio jėga“. Šio fakto reikšmė buvo juntama jau tada, nors iki galo suvokta tik po daugelio metų. Oerstedo patirtis sukėlė pirmąjį Niutono pasaulio modelio įtrūkimą.
Apie sunkumus, į kuriuos atsidūrė mokslas, galima spręsti, pavyzdžiui, pagal painiavą, kurioje italų, prancūzų, anglų ir Vokiečių kalbos vertėjai, išverstas į gimtoji kalba Oerstedo lotyniškas straipsnis. Dažnai, atlikę pažodinį vertimą, kuris jiems atrodė neaiškus, pastaboje citavo lotynišką originalą.
Iš tiesų, Oerstedo straipsnyje ir šiandien lieka neaiškus paaiškinimas, kurį jis bando pateikti savo pastebėtiems reiškiniams, kuriuos, jo nuomone, sukėlė du priešingai nukreipti spiraliniai judesiai aplink „elektros materijos laidininką, teigiamą ir neigiamą“. , atitinkamai“.
Oerstedo atrasto reiškinio unikalumas iškart patraukė didelis dėmesys eksperimentatoriai ir teoretikai. Arago, grįžęs iš Ženevos, kur dalyvavo panašiuose De la Rive kartotuose eksperimentuose, apie juos kalbėjo Paryžiuje, o tų pačių 1820 m. rugsėjį surinko savo garsiąją instaliaciją su vertikaliu srovės laidininku, einančiu per horizontaliai išdėstytą kartono gabalą. apibarstyti geležies drožlių. Tačiau jis nerado geležies drožlių apskritimų, kuriuos paprastai pastebime atlikdami šį eksperimentą. Eksperimentuotojai aiškiai mato šiuos apskritimus nuo tada, kai Faradėjus iškėlė „magnetinių kreivių“ arba „ elektros linijos". Iš tiesų, dažnai, norint ką nors pamatyti, reikia tikrai to trokšti! Arago tik pamatė, kad dirigentas, jo išraiška, "įstrigo geležies drožlėmis tarsi magnetas", iš ko padarė išvadą, kad " srovė sukelia magnetizmą geležyje, kuri anksčiau nebuvo įmagnetinta“.
Tais pačiais 1820 m. Biotas perskaitė du pranešimus (spalio 30 ir gruodžio 18 d.), kuriuose papasakojo apie jo ir Savarto nuveiktus darbus. eksperimentiniai tyrimai. Bandydamas atrasti dėsnį, nulemiantį elektromagnetinės jėgos dydžio priklausomybę nuo atstumo, Biotas nusprendė panaudoti svyravimo metodą, kurį anksčiau naudojo Kulonas. Norėdami tai padaryti, jis surinko instaliaciją, sudarytą iš storo vertikalaus laidininko, esančio šalia magnetinės adatos: įjungus, srovė
Galimą glaudaus elektros ir magnetizmo ryšio egzistavimą pasiūlė patys pirmieji tyrinėtojai, nustebę elektrostatinių ir magnetostatinių traukos ir atstūmimo reiškinių analogijos. Ši idėja buvo taip plačiai paplitusi, kad iš pradžių Cardanas, o paskui Hilbertas laikė tai išankstiniu nusistatymu ir visais įmanomais būdais bandė parodyti šių dviejų reiškinių skirtumą. Tačiau ši prielaida vėl iškilo XVIII a. jau su didesne priežastimi, kai buvo nustatytas įmagnetinantis žaibo efektas, o Franklinui ir Beccariai pavyko pasiekti įmagnetinimą naudojant Leyden stiklainį. Kulono dėsniai, formaliai tie patys elektrostatiniams ir magnetostatiniams reiškiniams, vėl iškėlė šią problemą.
Po to, kai Voltos baterija ilgą laiką leido gaminti elektros srovę, bandymai atrasti ryšį tarp elektros ir magnetinių reiškinių tapo dažnesni ir intensyvesni. Ir vis dėlto, nepaisant intensyvių paieškų, atradimo teko laukti dvidešimt metų. Tokio delsimo priežasčių reikėtų ieškoti tuo metu vyravusiose mokslinėse idėjose. Visos jėgos buvo suprantamos tik niutono prasme, t.y. kaip jėgos, veikiančios tarp medžiagos dalelių išilgai jas jungiančios tiesios linijos. Todėl mokslininkai stengėsi atrasti būtent tokias jėgas, konstruodami prietaisus, kuriais jie tikėjosi aptikti tariamą magnetinio poliaus ir elektros srovės (arba, bendriau tariant, tarp „galvaninio“ skysčio ir magnetinio skysčio) trauką ar atstūmimą. ), arba bandant įmagnetinti plieninę adatą, nukreipiant per ją srovę.
Kai 1820 m. liepos 21 d. straipsnyje lotynų kalba „Experimenta circa Effectum konfliktus elektriniai eksperimentai in acum magneticam“, danų fizikas Hansas Christianas Oerstedas (1777–1851) aprašė esminį elektromagnetizmo eksperimentą, įrodantį, kad srovė laidininkas, einantis dienovidiniu, nukreipia magnetinę adatą nuo dienovidinio krypties, mokslininkų susidomėjimas ir nuostaba buvo didžiulis ne tik dėl to, kad buvo gautas ilgai ieškotas problemos sprendimas, bet ir dėl to, kad nauja patirtis, nes ji iš karto tapo aišku, nurodė neniutono tipo galią. Tiesą sakant, iš Oerstedo eksperimento buvo aiškiai aišku, kad jėga, veikianti tarp magnetinio poliaus ir srovės elemento, nukreipta ne išilgai juos jungiančios tiesės, o išilgai normalios šiai tiesei, t.y. ji, kaip tada sakė, yra „posūkio jėga“. Šio fakto reikšmė buvo juntama jau tada, nors iki galo suvokta tik po daugelio metų. Oerstedo patirtis sukėlė pirmąjį Niutono pasaulio modelio įtrūkimą.
Apie sunkumus, į kuriuos atsidūrė mokslas, galima spręsti, pavyzdžiui, iš sumaišties, kurioje buvo italų, prancūzų, anglų ir vokiečių vertėjai, versdami lotynišką Oerstedo straipsnį į savo gimtąją kalbą. Dažnai, atlikę pažodinį vertimą, kuris jiems atrodė neaiškus, pastaboje citavo lotynišką originalą.
Oerstedo straipsnyje net ir šiandien lieka neaiškus paaiškinimas, kurį jis bando pateikti savo pastebėtiems reiškiniams, kuriuos, jo nuomone, sukėlė du priešingai nukreipti spiraliniai judesiai aplink „elektrinės materijos laidininką, atitinkamai teigiami ir neigiami. “
Ørstedo atrastas reiškinio unikalumas iškart sulaukė didelio eksperimentalistų ir teoretikų dėmesio. Arago, grįžęs iš Ženevos, kur dalyvavo panašiuose De la Rive kartotuose eksperimentuose, apie juos kalbėjo Paryžiuje, o 1820 m. rugsėjį surinko savo garsiąją instaliaciją su vertikaliu srovės laidininku, einančiu per horizontalų kartono gabalą, pabarstytą geležies drožlėmis. . Tačiau jis nerado geležies drožlių apskritimų, kuriuos paprastai pastebime atlikdami šį eksperimentą. Eksperimentuotojai šiuos apskritimus aiškiai matė nuo tada, kai Faradėjus pateikė „magnetinių kreivių“ arba „jėgos linijų“ teoriją. Iš tiesų, dažnai, norint ką nors pamatyti, reikia to tikrai trokšti! Arago tik pamatė, kad laidininkas, kaip jis sakė, „įstrigo geležies drožlėmis, tarsi būtų magnetas“, ir padarė išvadą, kad „srovė sukelia magnetizmą geležyje, kuri nebuvo anksčiau įmagnetinta“.
Paprasčiausi elektros ir magnetiniai reiškiniai žmonėms buvo žinomi nuo seniausių laikų.
Matyt, jau 600 m.pr.Kr. e. graikai žinojo, kad magnetas traukia geležį, o trinamas gintaras traukia lengvus daiktus, pavyzdžiui, šiaudelius ir pan. Tačiau skirtumas tarp elektrinio ir magnetiniai atrakcionai dar nebuvo aišku; abu buvo laikomi tos pačios prigimties reiškiniais.
Aiškus šių reiškinių skirtumas yra anglų gydytojo ir gamtininko Williamo Gilberto (1544-1603) nuopelnas, kuris 1600 m. išleido knygą „Ant magneto, magnetiniai kūnai o didysis magnetas – Žemė“. Tiesą sakant, ši knyga tikrai prasideda mokslinis tyrimas elektriniai ir magnetiniai reiškiniai. Gilbertas savo knygoje aprašė visas magnetų savybes, kurios buvo žinomos jo laikais, taip pat pristatė savo labai svarbių eksperimentų rezultatus. Jis atkreipė dėmesį į keletą reikšmingų elektrinių ir magnetinių atrakcionų skirtumų ir sukūrė žodį „elektra“.
Nors po Gilberto skirtumas tarp elektrinių ir magnetinių reiškinių jau buvo neabejotinai aiškus visiems, vis dėlto nemažai faktų rodė, kad, nepaisant visų skirtumų, šie reiškiniai yra kažkaip glaudžiai ir neatsiejamai susiję vienas su kitu. Ryškiausi faktai buvo geležinių objektų įmagnetinimas ir įmagnetinimo pasikeitimas magnetinės adatosžaibo įtakoje. Jo kūrinyje „Perkūnas ir žaibas“ prancūzų fizikas Pavyzdžiui, Dominique'as François Arago (1786-1853) aprašo tokį atvejį. „1681 m. liepos mėn. į laivą „Queen“, esantį už šimto mylių nuo kranto, atviroje jūroje, trenkė žaibas, smarkiai apgadinęs stiebus, bures ir pan. Suėjus nakčiai, paaiškėjo iš pl. žvaigždžių padėtis, kad iš trijų laive buvusių kompasų du, užuot nukreipę į šiaurę, pradėjo rodyti į pietus, o trečiasis pradėjo rodyti į vakarus. Arago taip pat aprašo atvejį, kai į namą trenkęs žaibas stipriai įmagnetino plieninius peilius, šakutes ir kitus jame esančius daiktus.
IN XVIII pradžia amžiuje jau buvo nustatyta, kad žaibas iš tikrųjų yra stipri elektros srovė, einanti per orą; todėl tokie faktai, kaip aprašyti aukščiau, gali leisti manyti, kad kiekviena elektros srovė turi tam tikrą magnetines savybes. Tačiau šias srovės savybes eksperimentiškai atrado ir tik 1820 metais ištyrė danų fizikas Hansas Christianas Oerstedas (1777-1851).
Pagrindinis Oersted eksperimentas pavaizduotas Fig. 199. Virš fiksuoto laido 1, esančio palei dienovidinį, t.y., šiaurės-pietų kryptimi, magnetinė adata 2 yra pakabinta ant plono siūlo (199 pav., a). Rodyklė, kaip žinote, taip pat yra sumontuota maždaug išilgai šiaurės-pietų linijos, todėl ji yra maždaug lygiagrečiai vielai. Bet kai tik uždarysime raktą ir siųsime srovę per laidą 1, pamatysime, kad magnetinė adata sukasi, bandydama įsitvirtinti jai stačiu kampu, tai yra plokštumoje, statmenoje laidui (199 pav. b). Šis esminis eksperimentas rodo, kad erdvėje, supančioje srovę nešantį laidininką, veikia jėgos, sukeliančios magnetinės adatos judėjimą, tai yra jėgos, panašios į tas, kurios veikia šalia natūralių ir dirbtinių magnetų. Tokias jėgas vadinsime magnetinėmis jėgomis, kaip ir veikiančias jėgas elektros krūviai, elektrinis.
Ryžiai. 199. Oerstedo eksperimentas su magnetine adata, atskleidžiantis egzistavimą magnetinis laukas srovė: 1 – laidas, 2 – lygiagrečiai laidui pakabinta magnetinė adata, 3 – baterija galvaniniai elementai, 4 – reostatas, 5 – raktas
Sk. II mes pristatėme elektrinio lauko sąvoką, kad tai parodytume ypatinga sąlyga erdvė, kuri pasireiškia veiksmais, elektros jėgos. Lygiai taip pat magnetiniu lauku vadinsime tą erdvės būseną, kuri jaučiasi veikiant magnetinėms jėgoms. Taigi Oerstedo eksperimentas įrodo, kad erdvėje, supančioje elektros srovę, magnetinės jėgos t.y. sukuriamas magnetinis laukas.
Pirmasis klausimas, kurį Oerstedas sau uždavė po to, kai padarė savo nuostabų atradimą, buvo toks: ar laido medžiaga veikia srovės sukuriamą magnetinį lauką? „Sujungimo laidas, – rašo Oerstedas, – gali būti sudarytas iš kelių laidų arba metalinių juostelių. Metalo prigimtis nekeičia rezultato, išskyrus galbūt dydį.
Taip pat naudojome laidus iš platinos, aukso, sidabro, žalvario ir geležies, taip pat iš alavo ir švino polių bei gyvsidabrio.
Oerstedas atliko visus savo eksperimentus su metalais, tai yra su laidininkais, kurių laidumas, kaip dabar žinome, yra elektroninio pobūdžio. Tačiau nėra sunku atlikti Oerstedo eksperimentą, pakeičiant metalinę vielą vamzdžiu, kuriame yra elektrolitas, arba vamzdžiu, kuriame vyksta dujų išlydis. Tokius eksperimentus jau aprašėme § 40 (73 pav.) ir pamatėme, kad nors šiais atvejais elektros srovė atsiranda dėl teigiamų ir neigiamų jonų, bet jo poveikis magnetinei adatai yra toks pat kaip ir srovės atveju metaliniame laidininke. Nepriklausomai nuo laidininko, kuriuo teka srovė, pobūdžio, aplink laidininką visada sukuriamas magnetinis laukas, kurio įtakoje rodyklė sukasi, linkusi tapti statmena srovės krypčiai.
Taigi galime pasakyti: aplink bet kurią srovę atsiranda magnetinis laukas. Apie tai svarbiausias turtas Jau minėjome elektros srovę (§ 40), kai plačiau kalbėjome apie kitus jos padarinius – terminį ir cheminį.
Iš trijų elektros srovės savybių ar apraiškų būdingiausias yra magnetinio lauko sukūrimas. Cheminiai veiksmai srovė vienuose laidininkuose - elektrolituose - atsiranda, kituose - metaluose - jų nėra. Srovės generuojama šiluma gali būti didesnė arba mažesnė esant tokiai pačiai srovei, priklausomai nuo laidininko varžos. Superlaidininkuose srovė gali praeiti net nesukuriant šilumos (§ 49). Tačiau magnetinis laukas yra neatsiejamas bet kokios elektros srovės palydovas. Jis nepriklauso nuo kokių nors specialių konkretaus laidininko savybių ir yra nulemtas tik srovės stiprumo ir krypties. Dauguma technines programas elektra taip pat siejama su srovės magnetinio lauko buvimu.
