 |
 |
 |
 |
XLVI. О прохождении тока через сернистые металлы
Фердинанд Браун
В № 9 этих Анналов (т. 153) помещена работа Гервига [Herwig] под названием: «Некоторые наблюдения над поведением железных и стальных брусков в гальваническом токе», согласно которой вышеозначенные тела оказывают различное сопротивление току в зависимости от его направления, силы и продолжительности. Изменения сопротивления, в общем, колеблются от 7зо„о до Vaoooo бго ПОЛНОГО значсния. Эта работа побудила меня изложить часть результатов аналогичных опытов, произведенных мною над другими металлами, хотя я еще не настолько продвинулся, чтобы высказаться точно и ясно относительно истинной причины этих явлений. Поэтому, само собой разумеется, я рассматриваю настоящее сообщение лишь как простое описание наблюдений, произведенных, вероятно, еще при очень сложных условиях, воздерживаясь пока от их подробного анализа.
Экспериментируя с большим количеством естественных и искусственных сернистых металлов и весьма различными образцами, начиная от наиболее совершенных кристаллов, какие я только смог получить, и кончая грубыми кусками, я нашел, что сопротивление оказывалось различным в зависимости от направления, силы и продолжительности тока. Различия доходили до 30% полного значения.
Ток (обычно от большого бунзеновского элемента) проходил через кусок зигзагообразно изогнутой проволоки из нейзильбера, толщиной 0.6 мм (с сопротивлением 3.7 S. Е.), которая была пропущена сквозь семь расположенных на ней пробочных чашечек, наполненных ртутью. От этих чашечек ответвлялся ток, проходивший через сернистый металл и измерительный прибор (сильно демпфированная Видемановская буссоль с сопротивлением, большей частью равным 0.22 S. Е.). Трудность этих опытов заключается прежде всего в необходимости иметь достаточно надежные контакты. Вместо сильно прижатых медных, платиновых и серебряных проводов я употреблял ртутные контакты, а в одном случае-
» {Ann. der Phys., 3, 556 (1874)}.
имевшуюся оправу с толстыми дужками из нейзильбера, которые прижимались с помощью винтов. Зтот вид оправы рекомендуется Гитторфом как наилучший.
Должен отметить, что я не обнаружил никакого термоэлектрического возбуждения или поляризации, которые могли бы хоть в малой степени объяснить наблюдавшиеся явления. Я проверял это тем, что быстро переключал коммутатор, который прервал первичный ток и затем с довольно большой скоростью должен был пройти всего 2-3 мм, чтобы включить сернистый металл в цепь второго мультипликатора, обладающего соответствующей чувствительностью (сопротивлением).
У ряда естественных сернистых металлов -медный колчедан, серный колчедан, свинцовый блеск, тетраэдрит - я наблюдал как общее явление, что сила тока изменяется в зависимости от направления последнего, что эта разница увеличивается с повышением силы тока и что при длительно включенном токе его сила увеличивается, если он течет в том направлении, в котором сопротивление меньше, и уменьшается при обратном направлении. Предметом постоянного внимания при этих опытах было обеспечение возможно более плотного прилегания контактов, для чего эти контакты укреплялись на одной доске с исследуемым образцом. Переключатели помещались на другом столе.
Я не буду приводить здесь много опытов, а остановлюсь лишь на однол! примере. Опыт был произведен с куском литого медного колчедана призматической формы; образец был заключен в оправу из нейзильбера и имел около 70 мм в длину, 20 мм в ширину и лишь 15 мм в толщину; сопротивление его составляло почти 2 S. Е. Оно сравнивалось при возрастании и убывании силы тока (производимых путем изменения электродвижущей силы) с металлическим сопротивлением.
Таблица I
Электродвижущая сила | Сила тока | Металлич. сопротивл. |
15.8 | 17.0 | |
64 2 | 63.8 | |
75.3 2 | 75.3 2 | |
110.7 | 114.0 | |
117 быстро падает 126.5 | ||
119 » » | ||
1 бунзен | 159 » » | |
Изменение силы тока в зависимости от его направления я наблюдал во многих опытах, как при большой, так и при слабой электродвижущей силе, как на первом отбросе, так и на постоянном отклонении буссоли и - при условии достаточно надежного контакта - всегда с одним и тем же количественньш результатом, а именно: при небольшой силе тока сопротивление в одном направлении больше, чем в другом, с усилением тока сопротивления в обоих направлениях становятся одинаковыми, а затем они меняются ролями.
1 Н i 11 о г f. Pogg. Ann., 84, 81.
2 Металлическое сопротивление было выбрано таким "тобы силы обоих токов здесь совпали.
Таблица II
Злектпо- | Направление I | Направление II | ||
движу- | первый | постоянное | первый | постоянное |
щая сила | отброс | отклонение | отброс | отклонение |
32.0 | 38.2 | |||
45 падает | 45 повышается | |||
до 39 | до 49 | |||
115 падает до | 163 повышает- | |||
ся до 167 | ||||
1 бунзен | ||||
Ближайшей задачей является всемерное упрощение условий опыта однако - и это я должен подчеркнуть - наблюдаемые явления никоим образом не могут быть объяснены наличием каких-либо источников экспериментальной ошибки, которые явно бросались бы в глаза. Несовершенство контактов не может дать объяснения, так как нельзя допустить, чтобы при быстро следующих друг за другом измерениях улучшение и ухудшение контактов происходило постоянно вместе с переменой направления тока. Действительно, если создать преднамеренно несовершенный контакт, для чего я помещал в стеклянную трубку большое количество листочков из меди и цинка, зажатых между двумя толстыми проводами, то и здесь перемена направления тока даст различия в сопротивлении, но эти различия совершенно нерегулярны, а при все меньшей силе тока, в результате внезапного изменения направления тока, становятся совсем незначительными.
После продолжительной выдержки без употребления (несколько месяцев) трубка ни в чем не отклонялась от нормы, даже тогда, когда я вливал между листками то или иное количество дестиллированной воды. Равным образом, никаких отклонений от нормы не наблюдалось и в том случае, когда провода совершенно произвольным образом приводились в соприкосновение с самыми различными предметами, обладающими металлической проводимостью. Для объяснения этих наблюдений особенностями контактов (переходным сопротивлением) имеющиеся в настоящее время опыты недостаточны. Я не считаю, правда, абсолютно исключенным, что эта аномалия обусловлена наличием очень тонких газовых слоев. Уже при обычной температуре такие слои обнаруживают свойство униполярной электрической проводимости, которое при более высоких температурах может проявляться в столь необычных размерах. Несомненно, что описанные явления не вызываются термоэлектрическим возбуждением непосредственно. Во-первых, для этого потребовалась бы термоэлектрическая сила в 78 бунзеиа и выше; во-вторых, согласно теории и всей совокупности опытов, терлюэлектрическая сила пропорциональна первой степени силы тока, так что при изменении направления тока сопротивление термоэлемента, при условии, что отсутствует длительное последействие, остается неизменным. И действительно, кажущееся сопротивление термоэлектрического столбика, состоявшего из 64 элементов, не зависело от направления тока; с другой стороны, переключение сернистого металла с помощью коммутатора в цепь мультипликатора не давало, как уже было
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