Читать книгу «Летопись электричества» онлайн.

В промежутке между маленькими шарами проскакивали искры, получаемые при помощи катушки Румкорфа. От этого в окружающую среду излучались электромагнитные волны. Герц так подобрал размеры частей своего аппарата, что время одного колебания в цепи вибратора составляло одну шестидесятимиллионную долю секунды.

При этом возникали волны длиной в 5 метров.

Но как поймать эту электромагнитную волну? Как обнаружить ее существование?

Учитель Герца, великий физик Гельмгольц, сделал много ценных исследований в учении о звуке. Знакомство с этими работами помогло Герцу решить и вторую часть задачи.

Звук, как и свет, отражается от поверхности, на которую он падает. Этим объясняется, например, такое явление, как эхо.

Герц знал также, что несколько звуковых или световых волн, распространяясь по одному и тому же направлению, взаимодействуют между собой. Из сложения нескольких волн может быть получена одна волна. Это явление сложения волн называется интерференцией. Если у двух волн совпадают их гребни, то в результате сложения получается волна еще более высокая.

В том случае, когда по одному направлению распространяются две волны — одна движется вперед, а другая, отраженная, движется назад, — могут возникнуть особого рода стоячие волны. Такие волны легко получить, если взять длинную веревку, укрепить ее на одном конце, а по другому послать толчок. Возникшая на веревке волна побежит к упору и отразится от него. Если посылать по веревке такие толчки один за другим, то в результате взаимодействия прямых волн, идущих к упору, и встречных, отраженных волн возникнут стоячие волны.

В так называемых узлах взаимодействующие волны как бы уничтожают друг друга. Наоборот, в других местах, называемых пучностями, проявляется наибольший результат взаимодействия прямой и отраженной волн.

Вспомним еще одно явление. Если взять два одинаковых камертона и заставить звучать один из них, то и второй камертон, расположенный невдалеке, тоже начнет звучать, как бы откликаясь. Это явление резонанса.

Исходя из этих явлений, Герц рассчитал, что приемником-резонатором для электрических лучей — может служить кусок проволоки, согнутый по кругу диаметром в 70 сантиметров. В одном месте это проволочное кольцо было перерезано — для образования искрового промежутка.

На расстоянии 13 метров от излучателя волн Герц установил вертикальную металлическую стенку для отражения электромагнитных волн. Затем он включил источник тока и начал исследовать пространство между местом колебательного разряда и металлической стенкой.

Почему именно так поступал Герц?

Он хотел обнаружить электромагнитную волну с длиной в 5 метров, образуемую колебательным разрядом от больших шаров. На взятом промежутке этого вполне можно было достигнуть. Кроме того, Герц стремился доказать, что электромагнитные волны, как и звуковые, при отражении взаимодействуют между собой (прямая с отраженной) и при этом возникают стоячие волны с узлами и пучностями.

И действительно, когда Герц перемещал свой резонатор вдоль воображаемого направления волны, то только в строго определенных местах в резонаторе проскакивали искры. При перемещении резонатора вправо и влево искр не было заметно. В первом случае резонатор оказывался в местах пучностей, а во втором — в узлах стоячих волн.

Этими прекрасными опытами Герц доказал существование стоячих электромагнитных волн, а вместе с тем также и то, что эти волны действительно распространяются со скоростью света.

Дальнейшими опытами Герц доказал сходство свойств световых лучей и «лучей электрических» (так вначале Герц называл электромагнитные волны). Свои опыты над электрическими лучами он выполнял на приборах, похожих на те, с помощью которых демонстрируют свойства световых лучей.

В ряде опытов Герц применял отражательные поверхности из металлических стенок, и при этом электрические лучи подчинялись общеизвестному закону оптики (угол падения равен углу отражения) и, отражаясь, вызывали в резонаторе искру.

Наконец, Герц пропускал электрические лучи через трехгранную смоляную призму, и лучи при этом преломлялись. Он заметил, что электрические лучи легко проходили через деревянные стены и двери и вообще через непроводники электричества (диэлектрики). Электрические лучи проходили и через очень тонкие листочки металлов.

Опыты Герца были воспроизведены во многих научных лабораториях. Теперь уже никто не сомневался в том, что взгляды Фарадея — Максвелла правильны.

Несколько позже (в 1890 году) французский физик Эдуард Бранли, изучая опыты Герца, сделал одно важное открытие. Он заметил, что под влиянием электрических лучей резко изменяется сопротивление металлических опилок.

Он насыпал металлические опилки в стеклянную трубку. Через пробки, закрывавшие трубку с обоих концов, внутрь были пропущены концы медных проволок, соединенных с гальванической батареей. В эту же цепь он включил и гальванометр. Однако гальванометр никакого тока в цепи не обнаруживал; очевидно, столбик металлических опилок при обычных условиях имеет громадное сопротивление. Но лишь только начал работать герцевский излучатель волн, установленный в другом конце лаборатории, как в цепи сразу же появился ток и стрелка сдвинулась с нуля.

Бранли правильно заключил, что электрические лучи, или электрические волны, падая на трубку с металлическими опилками, вызывают образование как бы мостиков между отдельными опилками и сопротивление всего столбика опилок резко уменьшается. Если слегка ударить по трубке, то установившиеся под действием электрических лучей проводящие мостики разрушаются и ток батареи прекращается; сопротивление опилок снова становится очень большим.

С приборами Бранли оказалось гораздо легче повторять интереснейшие опыты Герца.

Александр Степанович положил на карниз доски тряпку и мел. Он осторожно достал из кармана носовой платок и стал стряхивать с себя меловые пылинки. В классе было тихо.

— У меня в лаборатории минной школы, — сказал Александр Степанович, — можно воспроизвести опыты Герца. Те, кому это интересно, могут меня навестить.

Покинув аудиторию, Александр Степанович прошел из класса к вешалке, накинул на себя плохонькую, мало защищавшую от морозного ветра шубу и вышел на улицу.