Таким образом, мои два диска представляли род воздушного конденсатора, заряжаемого сравнительно невысокой электродвижущей силой. Благодаря свойству передней, сетчатой арматуры, задняя арматура могла быть освещаема лучами вольтовой дуги с внутренней стороны, то-есть с той, где преимущественно накопляется электрический заряд. Другая арматура (сетка) освещалась лишь с невыгодной (слабо заряженной) стороны прямыми лучами, с внутренней же стороны — лишь отраженными от сплошного диска. Такая комбинация казалась мне наиболее удобной, чтобы обнаружить разряжающее действие лучей, что и оправдалось вполне…
Этот «сетчатый конденсатор» составляет главную и существенную принадлежность почти всех моих опытов.
…Я назвал пару дисков конденсатором. Мы можем, с другой стороны, назвать их парой электродов, погруженных в воздух, который, при известных условиях освещения, должен был обнаружить действительную или кажущуюся электропроводность — пропускать электрический ток, как бы замыкая собой «цепь» (разорванную этим воздушным слоем, пока нет действия лучей). В последующем я называю мои диски то арматурами, то электродами».
Так проста была эта установка. Из каких обычных, почти заурядных частей состояла эта установка, предназначенная для изучения такого необычного, почти чудесного явления!
Несколько дней Столетов и Усагин подбирали гальванометры, регулировали, налаживали приборы. Наступило 26 февраля (9 марта) 1888 года, день, ставший одним из знаменательнейших дней в истории науки.
Как и все эти вечера, они вышли из университетского корпуса, пересекли круглый садик, прошли мимо сидевших там студентов, курсисток и вошли к себе в лабораторию.
Торопливо сняв шубы, молча они спешат к столу. На нем уже все с утра приготовлено Усагиным.
Иван Филиппович зажигает осветительную лампу зеркального гальванометра. Зеркальце его отбрасывает «зайчик» на середину длинной шкалы. Подключает батарею к электродам. В эту же цепь включает он и гальванометр.
«Зайчик» стоит на месте. Так и должно быть. Цепь разомкнута воздушным промежутком между дисками, электрическим зарядам не перескочить через него. Тока в цепи нет.
Усагин заводит двигатель. Вспыхивает дуга в фонаре. Но свет еще заперт в нем — заслонка опущена. Наступило мгновение, которого они столько дней ждали.
И снова, в который уже раз, Иван Филиппович сделал шаг в сторону, уступил место Александру Григорьевичу.
Столетов взялся за заслонку фонаря, и оба исследователя впились глазами в шкалу гальванометра.
Заслонка поднята. Свет, томившийся взаперти, вырвался, ударил сквозь сетку в диск, и тотчас же «зайчик» метнулся по шкале. Дошел до самого края. Снова пошел назад. Опять вперед. Покачался и замер далеко от середины шкалы, далеко от нулевого деления.
Ток шел.
Он шел, невзирая на воздушную пропасть, разделявшую электроды. Он шел, — в этом не было сомнения, — этот необыкновенный ток, порожденный светом.
Как зачарованные, стояли друзья, освещенные чуть вздрагивающими синеватыми отсветами дуги в комнате, населенной тенями, ломающимися на столах и подоконниках.
Тени дрожали. Потрескивала дуга, и блики перемещались. И маленький желтенький «зайчик» лампы гальванометра, «зайчик», возвестивший победу, выглядел скромно и неприметно в этом пиршестве света и теней.
Свет бился в окна, выплескивался во двор, обдавал голубым черные сучья и распластывался на старых стенах университета.
Из лаборатории лился свет. Видели свет студенты, прохожие, служители…
И всем было невдомек, что перед ними — заря. Заря рассвета, заря новой эпохи в науке.
Все произошло так, как думал Столетов. Свет дуги сбивал заряды с цинка. Электрод-сетка ловил их, и в цепи через батарею, гальванометр, воздушный промежуток текли и текли заряды. Шел ток, шел непрерывно. Его величину уверенно отмечал чувствительный гальванометр.
Явление взаимодействия электричества и света предстало перед ученым обнаженным, ясным, отчетливым. Он твердо стал на скрещении двух сил. После 26 февраля работа закипела еще более напряженно. Много, так много вопросов надо было задать природе!
Нужно узнать: как зависит сила тока от силы света? Нужно еще раз проверить, не может ли итти ток в обратном направлении, не родится ли ток при освещении положительного электрода. Нужно узнать, все ли лучи, независимо от длины их волны, способны вызвать эффект рождения тока. Что будет происходить, если менять напряжение тока, добавить в цепь несколько батарей? Как влияет материал электрода? Что будет, если взять не цинк, а латунь, алюминий, никель? Хочется узнать и то, как скоро возникает ток. Нет ли у электродов своеобразной инерции? Как сказывается расстояние между ними?
Вопросам нет конца…
Задумав серию опытов, Столетов прежде всего принимается за усовершенствование установки.
Большие хлопоты исследователю доставляло неравномерное горение дуги.
Дуга потрескивала: то тускнела, то становилась ярче. Добиться постоянного, равномерного горения ее было невозможно. Для устранения ошибок, рождаемых капризами дуги, Столетов разрабатывает способы контроля. Чтобы измерить отклонение гальванометра, он многократно повторяет опыт и вычисляет некое среднее положение «зайчика». Он пробует пережидать особенно резкие скачки «зайчика», иногда он даже предпочитает уменьшить чувствительность гальванометра, чтобы на нем не так сильно сказывалась неравномерность освещения.
Но этих предосторожностей оказалось мало для особенно тонких опытов. И Столетов находит способ полностью исключить ошибки, рождаемые неравномерным горением дуги.
Он замечательно остроумно и просто делает это. В том же пучке света он ставит еще одну пару электродов — контрольную. Ее обслуживает отдельный гальванометр.
Контрольная пара электродов — это небольшой крестообразный конденсатор. Маленьким Столетов сделал его для того, чтобы он не сильно затмевал главные электроды.
Контрольный конденсатор работал всегда в неизменных условиях. Расстояние между сетчатым и сплошным электродом никогда не менялось. Не менялось и напряжение между электродами.
Показания контрольного гальванометра могли меняться только вследствие колебаний силы света дуги. Следя за показаниями этого гальванометра, можно было учесть неравномерность в горении дуги и внести соответствующие поправки в показания главного гальванометра. Для внесения поправок нужно было только знать соотношение между действием света на оба конденсатора. Это соотношение можно было вычислить, сравнив положения «зайчиков» на шкалах в один и тот же момент.
Несколько опытов Столетов и Усагин посвятили проверке своего способа контроля. Оба конденсатора — и главный и контрольный — во время этих предварительных опытов они оставляли неизменными.
Экспериментаторы разделили обязанности между собой: профессор следил за шкалой одного гальванометра, его помощник — за другой.
Проверка происходила так:
Зажгли дугу. «Зайчики» на обеих шкалах метнулись и, поколебавшись, замерли. Их показания записали и, разделив показание контрольного гальванометра на показание главного, нашли отношение между отсчетами.
Так было сделано несколько раз, и экспериментаторы, чтобы исключить все погрешности наблюдения, нашли среднее отношение показаний двух гальванометров. Оно оказалось равным 2,239.
Затем, нарочито изменив яркость дуги, они провели новую серию наблюдений. Как и прежде, показания гальванометров записывались.
Закончив наблюдения, исследователи приступили к расчетам. Деля показания контрольного гальванометра на полученное прежде число 2,239, они вычислили, какими должны быть показания главного гальванометра. А потом сравнили эти вычисленные значения с теми, что они нашли, наблюдая за «зайчиком» главного гальванометра.
