Влажная фильтровальная бумага является достаточно хорошим проводником, способным экранировать постоянное электростатическое действие, однако не вполне достаточным, чтобы не пропустить волновые импульсы переменной электродвижущей силы. Во время демонстрационных опытов в Физическом обществе я, конечно, не мог держать трубки закрытыми, но, если меня не подводит память, продумал меры предосторожности с целью устранения электростатического эффекта. Во избежание недоразумений считаю возможным заявить, что не делал официального доклада Обществу, моей целью было продемонстрировать некоторые из наиболее типичных экспериментов. Отзыв об этих экспериментах в «Electrician» исходил от репортера, чьих заметок я даже не читал. Теперь я почти закончил рукопись и в скором времени надеюсь опубликовать описание этих и многих других сходных экспериментов, включая некоторые упоминаемые г-ном Теслой опыты с проводниками, помещенными вблизи разрядной трубки, которые, как я считаю, в некоторых случаях уменьшают, в других — увеличивают яркость разряда, а также опыты, связанные с эффектом присутствия веществ с большой удельной индуктивной восприимчивостью. Всё это, как мне кажется, дает удовлетворительное объяснение, однако я должен отослать к моей статье.
В «Electrical Engineer» от 12 августа я обнаруживаю некоторые высказывания профессора Дж. Дж. Томсона, которые первоначально увидели свет в «London Electrician» и имеют отношение к некоторым экспериментам, описанным мной в вашем издании за 1 июля.
Я не ошибся, по-видимому, в понимании проф. Дж. Дж. Томсоном причины рассматриваемого феномена, но я считал, что в его экспериментах, а также и в моих собственных огромное значение имеют электростатические эффекты. Из скудного описания проведенных им экспериментов не явствует, что были предприняты все возможные меры, предотвращающие возникновение этих явлений. У меня не было сомнений, что свечение в замкнутой трубке можно вызвать при полном отсутствии электростатического воздействия. Действительно, на начальном этапе я и сам надеялся получить исключительно электродинамический эффект и полагал, что добился этого. Но множество экспериментов, проведенных в то время, доказали мне, что в большинстве случаев электростатические эффекты имеют гораздо большее значение и позволяют дать удовлетворительное объяснение большинству наблюдаемых феноменов.
Используя термин «электростатический», я соотносил его скорее с природой действия, чем со стационарным условием, с которым его обычно связывают. Чтобы быть лучше понятым, охотно допускаю, что вблизи вакуумной трубки, находящейся под током, должна быть помещена небольшая сфера, заряженная до очень высокого напряжения. Сфера действует индуктивно на трубку, и распределенное на ней электричество, несомненно, создаст свечение (при достаточно высоком напряжении), пока не будет достигнуто неизменное состояние. Если исходить из того, что трубка идеально изолирована, то в процессе распределения электричества произойдет только одна моментальная вспышка. Это, по всей видимости, обусловлено лишь электростатическим воздействием.
А теперь допустим, что заряженная сфера будет двигаться с большой скоростью вдоль вакуумной трубки. Тогда трубка будет непрерывно возбуждаться (светиться), так как двигающаяся сфера будет вызывать постоянное перераспределение электричества и столкновение молекул разреженного газа. Мы опять-таки будем иметь дело с электростатическим эффектом, и, кроме того, можно будет, вероятно, наблюдать электродинамическое воздействие. Но если бы было, к примеру, обнаружено, что полученный эффект зависит в большей мере от определенного индуктивного свойства, чем от магнитной проницаемости среды, что, конечно, будет иметь место при скоростях несравнимо меньших, чем скорость света, то тогда, полагаю, я имел бы основания сказать, что полученный эффект ближе к электростатической природе. Мои рассуждения, однако, не ведут к тому, что какое-либо подобное условие превалирует в случае разряда лейденской банки через первичный контур, но думаю, что такой процесс желателен.
Я не отступил от истинного смысла вышеупомянутого примера, когда употребил выражение «ближе к электростатической природе», исследовав влияние тел, обладающих большой удельной индуктивной восприимчивостью, и изучив, например, значение качества стекла, из которого изготовлена трубка. Я также постарался выяснить влияние среды с высокой проницаемостью, используя кислород. Приблизительные расчеты показали, что трубка с кислородом в состоянии возбуждения при тех же условиях, то есть насколько они могли бы быть определены, дает больше света, но это, конечно, может быть обусловлено и многими другими причинами.
Нисколько не сомневаясь в том, что благодаря внимательности и предусмотрительности, проявленным профессором Дж. Дж. Томсоном, полученное свечение обязано своим появлением исключительно электродинамическому воздействию, вместе с тем хотел бы сказать, что во многих экспериментах отмечал удивительные случаи неэффективности экранирования, а также обнаружил, что электризация через воздух часто играет очень большую роль и в некоторых случаях, возможно, обусловливает возбуждение трубки.
В своем первом письме в «Electrician» профессор Дж. Дж. Томсон упоминает о факте свечения в трубке, расположенной рядом с проводом, через который разряжается лейденская банка, его отмечал и Хитторф. Я полагаю, что подобный эффект слабого свечения наблюдался многими экспериментаторами, но в моих опытах свечение было значительно более ярким, чем отмечаемые.
13
Заметки по поводу униполярной динамо-машины
Фундаментальным открытиям, великим достижениям разума свойственно неослабно держать в своей власти воображение мыслителя. Достопамятный эксперимент Фарадея с диском, вращающимся между двумя полюсами магнита, принесший такие великолепные плоды, давно стал обыденным явлением, и всё же у этого прообраза нынешних динамо-машин и двигателей есть определенные особенности, которые даже сегодня кажутся нам поразительными и заслуживают самого тщательного изучения.
Рассмотрим, например, диск из железа или другого металла, вращающийся между двумя противоположными полюсами магнита, когда поверхности полюсов полностью охватывают обе стороны диска, и предположим, что с помощью контактов ток равномерно снимается со всех точек периметра диска и поступает на него. Рассмотрим сначала двигатель. Во всех обычных двигателях их работа зависит от некоторого смещения или изменения равнодействующей силы магнитного притяжения, действующей на якорь. Этот процесс осуществляется или с помощью механического приспособления на двигателе, или благодаря действиям токов соответствующего свойства. Мы можем объяснить принцип действия такого двигателя с тем же успехом, как мы делаем это в отношении водяного колеса. Но в вышеприведенном примере с диском, находящимся полностью между полярными поверхностями, нет смещения магнитного воздействия, никаких изменений не происходит, но, насколько нам известно, вращение всё-таки имеет место. В этом случае привычные суждения неприменимы; мы не можем дать даже поверхностного объяснения явлению, как это было бы возможным для обычных моторов, и принцип действия станет нам понятным только тогда, когда мы осознаем истинную природу задействованных сил и поймем тайну невидимого связующего механизма.
Рассматриваемый в качестве динамо-машины диск в равной степени интересен и как объект изучения. В дополнение к своему особенному свойству вырабатывать токи одного направления без применения переключающих устройств такой генератор отличается от обычных динамо-машин еще тем, что в нем не происходит реактивного взаимодействия между якорем и полем. Ток в якоре имеет свойство создавать магнитное поле, направленное под прямым углом к полю возбуждения, но поскольку ток снимается равномерно со всех точек периметра и, если быть точным, внешний контур тоже можно смонтировать идеально симметрично к электромагниту, никакая реакция не может произойти. Это, однако, верно только до тех пор, пока магниты слабо подпитываются, ибо когда магниты более или менее насыщены, намагниченные под прямым углом поля, по-видимому, интерферируют.
Из одного только этого примера явствует, что мощность такого генератора должна быть намного больше, чем у другой подобной машины при одном и том же весе, в которой ток якоря имеет свойство размагничивать поле. Исключительно высокая мощность униполярной динамо-машины Форбза и опыт
