Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

тока, действующими друг на друга, существуют резонансные отнощения. По принщшу резонанса регулярный колебательный ток при прочих равных условиях должен произвести гораздо большее индукционное действие на цепь с одинаковым периодом колебания, чем на цепь с хотя бы немного отличным периодом . Следовательно, если заставить действовать друг на друга такие две цепи тока, относительно которых можно предположить, что они имеют почти одинаковый период колебания, и если изменять затем непрерывно емкость или самоиндукцию, а тем самым и период колебаний одной из них, то резонанс должен будет выразиться в том, что при определенных значениях этих величин индукционное действие будет заметно сильнее, чем при близких значениях с обеих сторон.

По этому принципу были произведены следующие опыты, которые после некоторых попыток привели к результату, соответствующему ожиданиям. Устройство опыта почти такое же, как показано на фиг. 4, лишь размеры проводов были несколько изменены. Первичным проводником служила соверщенно прямая медная проволока, длиной 2.6 м и толщиной 5 мм. В середине она была разрезана для введения возбуждающего искрового промежутка. Оба маленькие щарика, между которыми происходил разряд, были насажены непосредственно на проволоку и соединены с полюсами индукционной катущки. На концах проволоки были расположены два шара диаметром 30 см, изготовленные из толстого цинкового листа. Эти шары можно было передвигать по проволоке. Так как в электрическом смысле они образовывали всегда концы цепи, то можно было легко укорачивать или удлинять эту цепь. Вторичный провод имел такие размеры, что он должен был по предположению иметь несколько более короткий период колебания, чем первичный; он состоял из медной проволоки, диаметром 2 мм, и имел вид квадрата со стороной в 75 см. Наикратчайшее расстояние между обоими проводниками было выбрано равным 30 см, и первичному току была придана сначала полная длина. При этих условиях длина наибольшей искры в индуцированной цепи была равна 0.9 мм. Когда к обоим полюсал! этой цепи прикасались двумя изолированными металлическими шариками, диаметром 8 см, то длина искры увеличивалась и при известном приближении обоих шаров друг к другу могла быть доведена до 2.5 мм. Наоборот, если к обоим полюсам прикасались двумя кондукторами с весьма большой поверхностью, то длина искры уменьшалась до малой доли миллиметра. Совершенно аналогичные явления имели место, когда полюсы вторичной цепи были соединены с пластинами конденсатора Кольрауша. При большом расстоянии между пластинами это увеличение емкости действовало благоприятно на длину искры; при приближении пластин друг к другу длина искры опять уменьшалась до весьма малых значений. Емкость вторичной цепи удобнее всего было регулировать тем, что над ее обоими концами были подвешены два параллельных куска проволоки, расстояние между которыми и длина которых изменялись. При тщательном регулировании длина искры повышалась до 3 мм и после этого уменьшалась как при увеличении, так и при ул1еньщении длины проволоки. То, что с увеличением емкости длина искры уменьшается, является естественным, но то, что при этом увеличении искра удлиняется, можно объяснить не иначе как резонансом.

Если предыдущие опыты были истолкованы правильно, то вторичная цепь пока без присоединенной емкости имела несколько более короткий период, чем первичная. Поэтому, если ускорять колебания первичной

Ср. Oberbeck. Wied. Ann.,Bd. 2 6, S. 245, 1885 { настс.5 щ. сборн., стр. 266 } .



цепи, также должен возникнуть резонанс. И на самом деле, когда длину первичной цепи я уменьшал вышеуказанным образом, длина искры увеличивалась, она снова достигала максимума в 3 мм, когда расстояние между центрами шаров равнялось приблизительно 1.5 м, и уменьшалась опять при дальнейшем их сближении. Можно было бы думать, что длина искры будет теперь увеличиваться еще дальше, если снова увеличивать, как раньше, емкость вторичной цепи. Но этого не происходит - подвешивание тех же самых проволок, которые раньше увеличивали длину искры, уменьшает ее теперь приблизительно до I мм. Этого соответствует нашему толкованию явления: что раньше приводило к равенству периодов колебаний, нарушает теперь это равенство, достигнутое другим путем. Убедительнее всего был опыт, когда его производили следующим образом. Искровой микрометр был установлен на постоянную длину искры в 2 мм. Если теперь вторичная цепь имела первоначальное устройство и первичная цепь была длиной 1.5 м, то искры проскакивали регулярно. Искры потухали совершенно, когда ко вторичной цепи была присоединена вышеупомянутым образом небольшая емкость; искры появлялись опять, когда после этого первичная цепь была доведена до длины 2,6 м; они потухали во второй раз, когда емкость, присоединенная ко вторичной цепи, была удвоена, и их можно было заставить еще раз появиться и исчезнуть путем непрерывного увеличения емкости удлиненной первичной цепи. Этот опыт показывает довольно наглядно, что причину, обусловливающую сильное действие, нужно искать не в соотношении для каждой из цепей, а в их гармонии.

Длина индуцированной искры при большом сближении обоих проводов становилась значительно больше приведенных до сих пор значений. При расстоянии в 7 см между обеими цепями и при установке на точный резонанс удалось получить индуцированные искры длиной 7 мм; при этом электродвижущие силы, появляющиеся в индуцируемом проводнике, были почти такой же величины, как и в индуцирующем.

В предыдущих опытах резонанс был достигнут посредством изменения самоиндукции и емкости первичной цепи, а также и емкости вторичной цепи. Дальнейшие опыты показывают, что можно воспользоваться также изменением самоиндукции вторичной цепи. Был изготовлен ряд прямоугольников abed (фиг. 4), в которых стороны аЬ и cd были взяты одной и той же длины, но для сторон ас и bd брались проволоки все большей длины, начиная от 10 до 250 см. Ясно выраженный максимум длины искры полу-чалсяпри длине прямоугольника в 1.8 м. Для того чтобы можно было иметь почву для суждения о количественных условиях, я измерял наибольшие появлявшиеся искры при различных длинах индуцируемой цепи. На фиг. 5а представлены результаты". Абсциссы определяют полную длину индуцируемого провода, в качестве ординат нанесены максимальные длины искр. Точки изображают отдельные наблюдения. Эти измерения, как и все измерения длин искр, весьма ненадежны, но их ненадежность не в состоянии затемнить главный результат. В другом ряде опытов была сохранена не только длина сторон аЬ и cd, но также и их расстояния в 30 см и положение; стороны же ас и fed составлялись из свернутых спиралью проволок, длина которых бралась все больше и больше. Фиг. 5Ь изображает полученные результаты. Максимум здесь получается при несколько более длинной проволоке. Это, повидимому, можно объяснить тем, что здесь при удлинении увеличивается только самоиндукция, а в предыдущем случае - как самоиндукция, так и емкость.



Несколько опытов было произведено для определения того, как изменяется явление при изменении сопротивления вторичного провода. Для этой цели сторона cd прямоугольника была заменяема различными тонкими проволоками из меди и нейзильбера, благодаря чему сопротивление вторичной цепи увеличивалось в сто раз. На длину искры это изменение имело весьма небольшое влияние, на явление же резонанса, т. е. на период колебаний, совершенно никакого.

Дальнейшие опыты должны были выяснить влияние железа. При этом проволока cd иногда помещалась в железную трубку, иногда заменялась

железной проволокой. Ни одно из этих изменений не произвело заметного влияния в каком-нибудь направлении. И в данном случае вероятным будет предположение, что магнетизм железа не в состоянии поспевать за крайне быстрыми колебаниями и остается бездеятельным по отношению к ним. К сожалению, нет никаких опытных данных о том, какое влияние оказывает присутствие железа на колебательный разряд лейденских банок.

йЛинЬ!

500 nooS 8 14 м

<=3


Узлы колебаний

5П0 Фиг. 5 а.

Колебания, которые были вызваны в индуцируемой цепи и которые были измерены нами при помощи искр в микрометре, не представляют собой единственно возможных колебаний в данном проводе, они лишь наиболее простые из возможных. В то время как на концах потенциал все время колеблется то в одном, то в другом направлении между двумя пределами, в середине проводника он сохраняет постоянно одно и то же среднее значение. Поэтому эта середина образует узловую точку электрического колебания, и колебание имеет только одну эту узловую точку. Существование ее можно доказать также путем опыта и притом двумя способами. Это может быть достигнуто, во-первых, тем, что к проводу приближают изолированный маленький шарик. Среднее значение потенциала этого шарика не может заметно отличаться от такого же в ближайшем отрезке проволоки; поэтому появление искр между шариками и проволокой может быть объяснено только тем, что потенциал соседней точки провода совершает достаточно большие колебания около среднего значения. Поэтому интенсивные искры должны появиться в концах провода, а вблизи узловой точки они должны отсутствовать. В действительности так и бывает, но только, конечно, полного отсутствия искры при прикосновении к узловой точке не наблюдается, а имеет место уменьшение ее до минимального значения. Второй способ доказательства существования узловой точки нагляднее. Индуцируемую цепь регулируют на резонанс с индуцирующей и устанавливают искровой микрометр на такую длину искры, при которой вне условий резонанса искра не может пройти. Если прикоснуться кондуктором с неко-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156