 |
 |
 |
 |
легко могут быть использованы и, прочитав об опытах Герца с асфальтовой призмой, я подготовил отливку нескольких больших линз, которые должны были бы, как я надеялся, весьма просто концентрировать такие волны.
Парафин был вполне подходящим для этой цели веществом, но он довольно дорог и имеет не особенно высокий показатель преломления. Перебрав многие веидества - пчелиный воск, серу и др.,-я решил испытать древесную смолу и запасся некоторым количеством этого вещества. В то же время, чтобы приобрести опыт в отливке и узнав, что обычная смола может быть закуплена по очень низкой цене, я приобрел также несколько бочек этой смолы. Вначале я не предполагал пользоваться этим веществом, так как опасался, что оно будет недостаточно совершенным изолятором и казалось нецелесообразным допускать рассеяние энергии, если можно получить совершенно прозрачные вещества.
Однако при отливке образцов из смолы было обнаружено, что она обладает такими хорошими изолирующими качествами, что листочки электроскопа (из золотой фольги) мгновенно расходились при его приближении к образцу. Нам кажется поэтому, что это вещество является прекрасным дешевым материалом для электрофора и других подобных применений, где не требуется большая твердость. Оно может быть очень полезным и потому, что оно прозрачно для волн, за исключением очень коротких.
В то же время мы рассчитывали, что для собирания лучей, выходящих из одной точки, в другой точке без аберрации весьма пригодна пара нло-скогинерболических линз при этом от одной линзы к другой передается пучок параллельных лучей. Линзы, конечно, должны быть цилиндрические, а не сферические, соответственно линейной форме излучателя.
Спустя некоторое время были получены две удовлетворительные линзы, около квадратного метра каждая. Проводить с ними опыты во время учебных занятий из-за недостатка места было нельзя. Но во время пасхальных каникул я попросил моего демонстратора д-ра Говарда провести опыты в одном из коридоров колледжа. Там имеется большое открытое место или железная крыша, которую я и решил использовать. Но, к несчастью, пол там подгнил и это помещение в течение всех каникул ремонтировалось плотниками. Поэтому наши опыты были несколько осложнены влиянием соседних стен и системы труб, проводящих горячую воду.
При более благоприятных обстоятельствах расстояние между линзами могло быть, без сомнения, значительно большим; в наших же условиях нельзя было и пытаться разместить линзы подальше одну от другой. Они были установлены так, что их плоские грани были параллельны и находились на противоположных концах стола, на расстоянии около 6 футов друг от друга. После установки линзы уже не перемешались, так как они были действительно довольно громоздки. Осциллятор был помещен в главном фокусе одной из линз, т. е. на расстоянии 41-51 см от ее искривленной поверхности. Фокусное расстояние, рассчитанное в предположении, что f),=].7, составляло 4] см, но опытным путем было установлено, что лучше принять 51 см.
После проведения нескольких указанных здесь опытов, одна из линз обнаружила во время пасхальной недели значительную текучесть и так
1 Wied. Ann. XXXVI, стр. 769 (1889г.). Переведено в Phi 1 .Mag., апрель 1889 г-(См. настоящ. сборн., стр. 183}.
СИЛЬНО выпучилась и изогнулась, что оказалась почти непригодной для -опытов. Дальнейшее ее разрушение завершилось тем, что сломалась опора и линза при падении разбилась на куски. Другая линза стояла хорошо и имела нисколько не изменившийся вид. Очевидно, в качествах смолы имеется значительная разница, хотя она и не указывается при продаже. В общем я считаю, что применение парафина было бы наилучшим.
Специальная форма приемника имеет сравнительно малое значение, но я предпочитаю линейные формы круговым или почти замкнутым, вследствие их большей чувствительности при приеме на дальних расстояниях, имеющей место в силу тех же причин, которые были установлены для осцилляторов.
Точная настройка [timing] приемника не существенна. Если бы в какой-либо мере наступал резонанс, так что действительно накапливались бы действия большого числа колебаний, то эффекты, несомненно, были бы сильнее; но до сих пор я не видел никаких доказательств этому при опытах с линейными осцилляторами. Причина, я полагаю, заключается в том, что затухание колебаний так велико, что после одного-двух первых колебаний все остальные являются уже сравнительно незначительными. Плохая настройка или полное отсутствие ее все равно дадут столько же, сколько вообще можно получить от резонанса при таких быстро затухающих амплитудах- Главная причина быстрого затухания - потеря энергии вследствие излучения. «]У1ощность» излучения во время самого процесса излучения огромна, а запас энергии в линейном осцилляторе мал. Разряды лейденской банки в замкнутой цепи затухают медленнее, и для них, если соседняя цепь должна легко откликаться на колебания, некоторое приближение к точной настройке является существенным.
При работе с малыми осцилляторами существенна хорошая полировка поверхностей разрядных шариков, иначе возникновение искр будет происходить недостаточно внезапно для того, чтобы давать необходимый толчок для Электризации проводников.
Всякое промедление или задержка при образовании искры ведет к тому, что потенциалы шариков выравниваются путем постепенного - не сопровождающегося отдачей - падения, подобно осторожному опорожнению наклоненного на бок пивного боченка, когда волны пива не поднимают осадок со дна. Период естественного колебания сравним со временем, которое необходимо свету для прохождения малого расстояния, кратного длине осциллятора. Отсюда следует, что при разряде малого проводника недопустима даже тень задержки, если таким путем должны возбуждаться какие-либо электрические колебания. Если электрический заряд на проводящей сфере будет как-либо внезапно возмущен, то он начнет колебаться туда и обратно с периодом, равным, как вычислил проф. Дж. Дж. Томсон, времени, которое необходимо свету, чтобы пройти 1.4 диаметра сферы. Отсюда следует, что отнюдь не легко нарушить равновесие заряда на сфере умеренных размеров, за исключением таких нарушений, которые можно трактовать как весьма медленные. Даже на больших сферах колебания нельзя считать медленными; электрический заряд на всей земле будет колебаться туда и обратно 17 раз в секунду. На солнце колебание продолжается 64 секунд. Такое колебание испускало бы волны длиной 19 X 10 км или 1 200 ООО миль, которые, проходя со скоростью света, свободно могли бы действовать на магнитные стрелки и создавать электрическое свечение, подобно тому, как более короткие волны дают
•Oliver Heaviside, Phil. Mag., февраль 1888, стр. 152.
где = 2/ Ig ; / - длина всего стержня осциллятора, й - его диаметре.
Измерение / является наиболее неудовлетворительным моментом. Лучше всего рассматривать шарики и искровой промежуток как часть всей длины; сужение в электрической искре увеличивает эту часть самоиндукции, но утолщение, благодаря шарикам, ее уменьшает. Незначительная длина должна быть сверх того добавлена из-за токов в оконечных дисках или шарах, по если брать / от центра одного диска до центра другого, то это даст скорее слишком большой добавок. Лучше принять расстояние от центра одного диска до ближайшей точки другого.
Что касается S, то практически она будет равна половине статической емкости шара или пластины на каком-либо одном из концов осциллятора, особенно если они достаточно велики по сравнению с размерами стержня. Строго говоря, они не изолированы, даже если они удалены от других проводников, потому что они сами влияют друг па друга, по поправ-
См. Доюлнение в конце статьи.
Половине.потому что оба шара, говоря технически,«включены последовательно». См. Дополнение в конце статьи.
искры В позолоченных обоях, или как еще более короткие волны Герца производят искры в его малых резонаторах, или, наконец, как волны, испускаемые электрически заряженными вибрирующими атомами, возбуждают соответствующие колебания в сетчатке нашего глаза. Может быть стоило бы подвесить в Кью [Kew] стрелку компаса с естественным периодом колебаниг в 6.6 секунды и посмотреть, реагирует ли она на солнечные импульсы. Можно было бы подвесить и другую, правда почти микроскопически ю, регистрирующую стрелку с периодом в секунды.
Заряд на осцилляторе, используемом в настоящей серии опытов, колеблется 300 миллионов раз в секунду; хотя это медленнее, чем дрожание заряда, скажем, на трехдюймовом шарике, но все же это достаточно быстро, чтобы требовались осторожность и внимание.
С очень большими осцилляторами, как, Фиг. 2. Малый осциллятор, например, осциллятор, описанный в начале примененный для оптических настоящей статьи, столь больших предосто- опытов. Масштаб 1/8. рожностей не требуется. к"™ е7р"7,?Г«аж;:й"Т
Мой осциллятор затухает значительно >"ень имеет длину 6 ом и диа-/- метр 1 см; искровой промезку-
СИЛЬНее и обладает большей емкостью, чем ток-около 8 мм; статическая
осцилляторы с соответствующей длиной вол- циГГ/1мм-*хкраГер
ны, примененные Герцем, по той причине, ф„„.„р ц..
что я предпочел увеличить статическую рость колебаний-ЗОО миллионов «МКОСТЬ по отношению к электромагнитной в секунду; длина полны - 1м;
инерции с тем, чтобы иметь достаточный запас ? 250 wTHLbmft 3anl™"nli начальной энергии для излучения. Запас энер- ™"~°ьХ°о\1,луенГ,;
ГИИ пропорционален емкости; скорость, с число колебание до момента рас-
которой она излучается, не зависит от нее. рГс™ ЗанЛко-ТоТ™" Большая емкость помогает значительно дольше сохранять высокий потенциал и таким образом продолжить время разряда. Длину волны излучения легко приближенно вычислить из выражения
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