Лекции

Самый важный вывод, к которому я пришел, проводя данные исследования, это то, что в любом случае для возбуждения фосфоресценции с минимальными затратами энергии, требуется соблюдать определенные условия. А именно: всегда, независимо от частоты тока и степени вакуума в лампе, есть определенный потенциал (если лампа соединена с одним выводом) или разность потенциалов (если лампа соединена с двумя потенциалами), которые дают наиболее экономичный результат. Если потенциал повышен, много энергии тратится, а света больше не становится, и напротив, если потенциал понизить, производство света всё равно не так экономично. Точные характеристики, при которых получается наилучший результат, видимо, зависят от разнородных причин, и их должны еще исследовать экспериментаторы, но совершенно точно их следует придерживаться для получения наилучших результатов.

Переходя теперь к наиболее интересным из этих явлений, накаливанию, или свечению, газов при пониженном или атмосферном давлении, должен сказать, что нам надо искать ключ к разгадке этих явлений в тех же первоначальных причинах, то есть, в ударах, или столкновениях, атомов. Когда молекулы или атомы, ударяясь о твердое тело, возбуждают его свечение, или накаливание, при столкновениях друг с другом они порождают те же явления. Но это недостаточное объяснение и оно содержит только механизм действия. Свет порождается колебаниями, которые происходят с почти непостижимой скоростью. Если при помощи энергии, содержащейся в форме известных излучений в замкнутом пространстве, мы станем вычислять силу, необходимую для возбуждения таких быстрых колебаний, мы обнаружим, что хотя плотность эфира несравнимо мала, и меньше плотности всех известных нам веществ, например водорода, всё же сила превосходит наше понимание. Что же это за сила, что в механическом эквиваленте превосходит значение нескольких тысяч тонн на квадратный дюйм? Это электростатическая сила в свете современных воззрений. Невозможно понять, как тело измеримых размеров можно зарядить до такого потенциала, что этой силы будет достаточно для производства таких вибраций. Задолго до того, как телу будет передан такой заряд, его просто разорвет на атомы. Солнце излучает свет и тепло, то же самое делает обычное пламя или нить накаливания, но ни в том, ни в другом нельзя объяснить действие этой силы, если связать ее с телом, как с целым. Мы можем объяснить ее только в одном случае, если свяжем ее с атомом. Атом настолько мал, что если бы он заряжался после контакта с заряженным телом, и можно было предположить, что заряд следует тем же законам, что и в случае с заряженным телом, измеримых размеров, то он должен бы был сохранять количество электричества, которое бы полностью объясняло наличие этих сил и скорость вибраций. Но атом в таком состоянии ведет себя иначе — он всегда берет тот же самый «заряд».

Скорее всего резонансные колебания играют особо важную роль в проявлениях энергии в природе. Везде в пространстве вся материя колеблется, и в ней представлены все скорости колебания — от самых низких музыкальных нот, до самого высокого тона химических излучений, следовательно, и атом, или скопление атомов, независимо от периода, должны найти колебания, с которыми они в резонансе. Когда мы думаем об огромной скорости световых колебаний, мы понимаем, что невозможно воспроизвести такие колебания напрямую, используя аппаратуру измеримых размеров, и мы вынуждены использовать единственное оставшееся у нас средство получить световые волны экономно и при помощи электричества, то есть воздействовать на молекулы или атомы газа, заставить их соударяться и вибрировать. Тогда мы должны задать себе вопрос: Как можем мы воздействовать на молекулы и атомы?

Ясно, что на них можно воздействовать при помощи электростатической силы, как следует из всех этих опытов. Меняя электростатическую силу, мы можем возбудить атомы, заставить их соударяться, что сопровождается выделением тепла и света. Вне всякого сомнения, никто еще не продемонстрировал, как можно на них воздействовать иначе. Если через закрытую вакуумную трубку пропустить световой разряд, то последуют ли атомы в своей организации какой-либо другой силе, кроме электростатической, которая действует напрямую, от атома к атому? Совсем недавно я исследовал взаимодействие двух контуров с крайней степенью вибрации. Когда батарея из нескольких банок (ccc1c1, рисунок 32) разряжается через первичную обмотку Р низкого сопротивления (соединения такие, как показаны на рисунках 19а, 196, 19в, а частота колебаний составляет несколько миллионов, в точках на первичной обмотке, отстоящих друг от друга всего на несколько дюймов, возникает огромная разность потенциалов. Эта разность может составлять 10 000 вольт на дюйм, если не более, принимая максимальное значение эдс. На вторичную обмотку S1 следовательно, действует электростатическая индукция, которая в крайних случаях гораздо важнее, чем электродинамическая. Для таких резких импульсов первичная обмотка, как и вторичная, плохие проводники, следовательно, огромная разность потенциалов может порождаться электростатической индукцией между соседними точками вторичной обмотки. Затем между проводами могут проскакивать искры и в темноте станут видимы потоки, если не допустить через промежуток dd разряда. Теперь, если мы заменим вторичную обмотку S герметичной вакуумной трубкой, то разности потенциалов в трубке, созданной электростатической индукцией, сполна хватит, чтобы возбудить некоторые ее участки; но так как точки определенной разности потенциалов в первичной обмотке не фиксированы, а постоянно меняют положение, в трубке появляется светящаяся полоса, которая очевидно не касается стекла, хотя и должна была бы, если бы точки минимума и максимума потенциала имели фиксированное положение на первичной обмотке. Я не исключаю возможности того, что эта трубка возбуждается исключительно благодаря электродинамической индукции, поскольку этого взгляда придерживаются очень опытные физики; но, по моему мнению, еще нет положительных доказательств того, что атомы газа в закрытой трубке могли расположиться в такие цепочки под действием электродвижущего импульса, порожденного электродинамической индукцией в трубке. Мне еще не удавалось пока получить полосы в трубке, какой бы длинной она ни была, и какой бы вакуум в ней ни был создан, то есть полосы под прямым углом к предполагаемому направлению разряда или оси трубки; но отчетливо наблюдал в большой колбе, где широкая светящаяся полоса появлялась после разряда батареи через провод, опутывающий лампу, слабый световой круг между двумя полосами, одна из которых была интенсивнее другой. Более того, мой опыт говорит мне, что такой газовый разряд в закрытой трубке не может вибрировать, то есть вибрировать как единое целое. Я убежден, что ни один разряд, проходящий в газе, не может вибрировать. Атомы газа ведут себя очень любопытно по отношению к внезапным электрическим импульсам. Видимо, газ не обладает ощутимой инерцией по отношению к таким импульсам, ибо на самом деле, чем выше частота импульсов, тем свободнее заряд проходит сквозь газ. Если газ не обладает инерцией, то он не может вибрировать, так как некоторая инерция необходима для свободных колебаний. Из этого я делаю вывод о том, что если между двумя тучами случится разряд молнии, то не возникнет никакой осцилляции, учитывая емкость облаков. Но если разряд молнии ударит в землю, вибрация возникает всегда — в земле, а не в облаке. При разряде сквозь газ каждый атом газа колеблется с собственной скоростью, но нет колебания проводящей газообразной среды как целого. Это очень важное соображение при решении великой проблемы экономичного производства света, ибо оно учит нас тому, что этого результата можно добиться, если использовать импульсы высокой частоты и обязательно высокого потенциала. Факт, что кислород дает более интенсивное свечение в трубке. Не потому ли, что атомы кислорода обладают некоторой инерцией, и колебания не затухают мгновенно? Но тогда азот должен вести себя так же, а хлор и испарения некоторых веществ должны быть еще лучше, чем кислород, если только в игру не вступают магнитные свойства последнего. А может, процесс в трубке имеет электролитическую природу? В пользу этого свидетельствуют многие наблюдения, а самое важное то, что электрод всегда испускает частицы вещества, и вакуум в трубке нельзя поддерживать постоянно. Если такой процесс имеет место на самом деле, тогда опять мы должны прибегнуть к высоким частотам, ибо с их помощью электролитическое воздействие можно свести к минимуму, а то и вовсе от него избавиться. Нельзя отрицать тот факт, что при использовании высоких частот, если только импульсы гармоничны, как те, что получаются от генератора переменного тока, износ меньше и вакуум более долговечен. При работе пробойной катушки потенциал резко меняется и вакуум быстрее нарушается, так как электроды быстрее изнашиваются. Было замечено, что в некоторых больших трубках, которые содержали тяжелые углеродные бруски ВВГ соединенные с проводами ww (как показано на рисунке 33), применявшиеся во время опытов с пробойными катушками вместо обычного искрового промежутка, частицы углерода под действием мощного магнитного поля, в которое была помещена трубка, располагались в виде прямых тонких линий в центре трубки, как показано на рисунке. Появление этих линий относили к отклонению или искривлению разряда под воздействием магнитного поля, но почему их скопление возникло именно там, где поле было наиболее сильным, было непонятно. Интересно заметить, что наличие сильного магнитного поля увеличивает износ электродов, возможно, потому, что оно производит быстрые прерывания, когда между электродами возникает более высокая эдс.