Читать книгу «Летопись электричества» онлайн.

Александр Степанович принадлежал к той группе ученых, которые внимательно следили за историей развития своей науки.

— Да, друзья мои! Нить жизни Герца оборвалась! — Но неразрывна нить науки, которая протянулась к Герцу от отцов науки об электричестве и от него к последующим поколениям… Открытие Герца не есть случайность.

Достаточно хотя бы бегло проследить путь науки за последние шестьдесят лет, чтобы в этом убедиться…

29 августа 1831 года Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции.

Через двадцать один год после этого открытия Фарадей разработал понятие о магнитном поле и магнитных силовых линиях и тем самым показал, что электрические и магнитные силы действуют через посредство промежуточной среды.

Опыты и догадки великого Фарадея подтвердились в строгих математических исследованиях другого замечательного английского физика, Джемса Максвелла. Максвелл родился в 1831 году, в знаменательный год открытия электромагнитной индукции, а умер, еще в полном расцвете сил, в 1879 году. Начиная с 1864 года Максвелл постепенно переводил на язык математики великие идеи Фарадея об электромагнитном поле.

Максвелл исходил из предположения, что существует особая всепроникающая среда, так называемый эфир, который является средой, в которой распространяются электромагнитные колебания, или волны.

Представьте себе, что в каком-то месте этой среды изменилось электрическое поле. По гипотезе Максвелла в этом месте должно тотчас же возникнуть магнитное поле, и так как оно является переменным, то это должно снова вызвать появление электрического поля, и так далее. В результате в пространстве образуется электромагнитная волна, которая распространяется во все стороны со скоростью света.

Длиной волны мы называем расстояние между двумя соседними гребнями ее. Представьте себе птицу, летящую над одним и тем же передвигающимся вперед гребнем морской волны. Скорость полета этой птицы может быть принята за мерило скорости распространения волны.

Представьте себе несжатое поле при ветре. Пусть каждый колос сначала под давлением ветра наклоняется, а потом вновь выпрямляется. Наблюдателю покажется, что по полю пробежала волна, словно по поверхности, воды. Число наклонов или выпрямлений колоса в течение одной секунды дает представление о частоте его колебаний.

Скорость распространения электромагнитных волн, по исследованиям Максвелла, оказалась равной скорости света в пустоте — 300 000 километров в секунду.

Генрих Герц родился в Гамбурге 22 февраля 1857 года. Здесь, в родном городе, он получил среднее образование. С октября 1878 года Герц начал слушать лекции Гельмгольца и Кирхгофа. Через два года Герц выполнил первую научную работу и стал ассистентом Гельмгольца. С 1883 года Герц работал в качестве преподавателя теоретической физики в университете города Киля. Здесь Герц тщательно изучил электромагнитную теорию Максвелла.

В 1879 году одна из европейских научных академий объявила премию за опытное доказательство существования электромагнитных волн. По предложению Гельмгольца, в 1886 году Герц приступил к своим знаменитым опытам. Гельмгольц напряженно следил за ними, ожидая важных результатов.

Герц никогда не был книжным ученым, теория и опыт все время чередовались и гармонично сочетались в его работе.

— Когда я работаю только с книгами, меня не оставляет чувство, что я совершенно бесполезный член общества, — говорил Герц.

По двенадцать часов просиживал он за лабораторным столом, оставаясь, как он говорил, «с природой наедине».

Герцу было известно, что почти шестьдесят лет тому назад (в 1826 году) французский физик Феликс Савар пытался, разряжая лейденскую банку через спиралевидный разрядник, намагнитить заложенную внутри катушки стальную иглу.

Зная заранее, на какой из обкладок был расположен положительный и на какой отрицательный заряд, Савар намеревался на определенном конце иглы получить северный магнитный полюс.

Савар много раз тщательно повторял свой опыт. Однако результат опыта почти всегда не соответствовал его предсказанию. Савар никак не мог объяснить причины такого несовпадения. И лишь через тридцать пять лет после этого физик Феддерсен, заинтересовавшись опытом Савара, дал правильное объяснение этому несовпадению. Феддерсен выяснил, что разряд лейденской банки имеет колебательный характер.

Это значит, что разрядный ток идет сначала от наружной обкладки банки к внутренней, а потом обратно. Так происходит очень быстро и много раз.

Происходят колебания большой частоты. И от того, на какой стадии колебание прекращается, зависит результат намагничивания иглы.

Но что такое лейденская банка?

Ведь это конденсатор, т. е. собиратель, сгуститель электричества, — тот удивительный сосуд, которым увлекались еще Ломоносов и Рихман.

Выходит, что цепь, состоящая из конденсатора, присоединенного к индукционной катушке (спираль в опыте Сазара), при пропускании через нее тока способна создавать электрические колебания — «электрический маятник». Все это Герц хорошо знал, так же как и математическую теорию электрических колебаний, разработанную знаменитым английским физиком Вильямом Томсоном.

И вот в 1886 году Герц взял два медных стержня толщиной в 5 миллиметров, по концам их насадил по одному маленькому (диаметром в 3 сантиметра) и одному большому шару (диаметром в 30 сантиметров). Эти стержни он укрепил вертикально на одной прямой линии, расположив маленькие шары вблизи друг друга, на расстоянии в 7 миллиметров. Между большими шарами (их центрами) расстояние было равным примерно 1 метру. К стержням около маленьких шаров Герц присоединил концы вторичной обмотки катушки Румкорфа. Этот аппарат Герц назвал вибратором, то есть источником колебаний, или излучателем электромагнитных волн.