ТЕОРІЯ 1ІАКИМ.І Я
И
ГЕРЦОВСКІЯ КОЛЕБЛИ
А. НУХЙЖ^
^НБ1945
ПЕРЕВОДЪ ПОДЪ РЕДАКЦІЕЮ
роф. М. А. Шателена и В. К. Лебединскаго^
ГОСУДАРСТВЕННА!
ННУЧННЯ
ВИБЛИОТЕКА
Й.Т.У.-В.С.Н.Х.
С.-ПЕТЕРБУРГЪ.
Типографія П. В. Мартынова, Торговая, 17.
1938
ПРОВЕДЕНО
587
VI. 88
1900.
РЕГ. З.іЗ- Г: 3
ПРОДПРЕНО
1<)3& г. У»
с ,Детерб5?тЪ'
2Ѵго я»*аѴЯ
1900 г
дозво**0
це^'Р019-
СОДЕРЖАНІЕ:
Стр.
Глава I Общія понятія объ электрическихъ явленіяхъ . .	. .	1
Глава П. Теорія Максвелля .......................................11
Глава Ш. Электрическія колебанія до Герца........................18
Глава IV. Вибраторъ Герца........................................25
Глава V. Способы наблюденія............................ .	. . 31
Глава VI. Распространеніе вдоль проволоки ...................... 40
Глава VII. Измѣреніе длины волны и сложный резонансъ .	. . 51
Глава ѴШ. Распространеніе въ воздухѣ ........................... 61
Глава IX. Распространеніе въ діэлектрикахъ.......................68
Глава X. Полученіе очень быстрыхъ колебаній .	.............75
Глава XI. Воспроизведеніе свѣтовыхъ явленій......................82
Глава XII. Синтезъ свѣта....................................... .91
ГЛАВА 1.
Общія понятія объ электрическихъ явленіяхъ.
1. Попытки механическаго объясненія. Попытка объяснить
вполнѣ механически электрическія явленія, сводя законы
физики къ основнымъ положеніямъ динамики, соблазняла
уже многихъ. Но стоитъ ли однако заниматься этимъ вопро-
сомъ и терять даромъ силы и время?
Если бы его можно было рѣшить только однимъ спо-
собомъ, то до такого единственнаго рѣшенія, которое бы и
представляло истину, слѣдовало бы дойти во что бы то ни ста-
ло. Но на самомъ дѣлѣ оказывается совсѣмъ не то. Можно безъ
сомнѣнія изобрѣсти механизмъ, болѣе или менѣе вѣрно под-
ражающій электростатическимъ и электродинамическимъ
явленіямъ; но придумавъ такой механизмъ, можно придумать
безконечное множество другихъ.
Повидимому ни одинъ изъ нихъ не выдѣляется своей
простотой и совершенно не ясно, почему одинъ изъ нихъ
могъ бы лучше другихъ помочь намъ проникнуть въ тайны
природы.
Слѣдовательно, до сихъ поръ придуманные механизмы
имѣютъ какой то искусственный характеръ, непріятно поражаю-
щій нашъ умъ. Одинъ изъ наиболѣе полныхъ разработанъ
1
2
Максвеллемъ въ то еще время, когда идеи его не вылились
въ окончательную форму. Система его была странна и мало
привлекательна, такъ какъ онъ предполагалъ весьма слож-
ное строеніе эфира; можно было подумать, что читаешь опи-
саніе завода съ цѣлой системой зубчатыхъ колесъ, рыча-
гами, передающими движеніе и сгибающимися отъ усилія,
центробѣжными регуляторами и передаточными ремнями.
Хотя Англичане очень любятъ подобныя истолкованія
за ихъ кажущуюся конкретность, все таки Максвелль первый
оставилъ свою теорію, и въ полное собраніе его сочиненій она
не вошла. Но не нужно сожалѣть о томъ, что его мысль
слѣдовала такимъ окольнымъ путемъ, она все таки привела
его къ величайшимъ открытіямъ.
Слѣдуя по этому пути, едва-ли можно было бы сдѣ-
лать что нибудь лучшее.
Насколько однако безполезно стараться представить
себѣ во всѣхъ подробностяхъ механизмъ электрическихъ
явленій, настолько важно показать, что эти явленія повину-
ются общимъ законамъ механики.
Законы эти не зависятъ отъ того механизма, къ которому
прилагаются, они должны неизмѣнно проявляться во всѣхъ,
разнящихся по внѣшности, механизмахъ. Если электрическія
явленія не подчиняются этимъ законамъ, надо отказаться отъ
надежды механическаго объясненія; если же онѣ имъ пови-
нуются, подобное объясненіе навѣрное возможно. Трудность
представляетъ только выборъ одного изъ рѣшеній этой задачи.
Но какимъ образомъ увѣриться, не прибѣгая къ математи-
ческому анализу, въ полномъ согласіи законовъ электро-
статическихъ и электродинамическихъ съ принципами дина-
мики? Мы можемъ достичь этого цѣлымъ рядомъ сравненій.
Когда намъ надо будетъ разобрать какое нибудь электриче-
ское явленіе, мы возьмемъ одно пли два хорошо извѣстныхъ
механическихъ явленія и постараемся показать, что между
ними существуетъ строгая параллель.
3
Этотъ параллелизмъ обезпечитъ намъ возможность меха-
ническаго объясненія. Математическій анализъ могъ бы пока-
зать намъ только, что эти сравненія не грубыя сопоставленія, но
что онѣ простираются до самыхъ точныхъ подробностей. Пре-
дѣлы этого сочиненія не позволяютъ мнѣ распространяться
такъ далеко и я долженъ буду ограничиться сравненіемъ такъ
сказать качественнымъ.
2 Явленія электростатическія. Чтобы зарядить конденсаторъ,
надо всегда потратить извѣстную механическую работу, если
для этого надо вертѣть статическую машину, или извѣстную хи-
мическую энергію, если его надо зарядить помощью баттареи.
Такимъ образомъ израсходованная энергія не потеряна,
она собрана въ конденсаторѣ, который можетъ её возвратить /три
разрядѣ. Она возвратится въ видѣ теплоты, если мы просто
соединимъ обѣ арматуры проволокой, которая нагрѣвается
токомъ разряда, или въ видѣ механической работы, если
токомъ разряда приводится въ дѣйствіе маленькій электри-
ческій двигатель.
Точно такъ-же, для того, чтобы поднять воду въ резер-
вуаръ, надо затратить извѣстную работу, которая тоже бу-
детъ возвращена, если, напримѣръ, вода, находящаяся въ
резервуарѣ, приводитъ въ движеніе гидравлическое колесо.
Если два заряженныхъ проводника находятся при оди-
наковомъ потенціалѣ и сообщаются помощью проволоки,
равновѣсіе не нарушается; но если первоначальные потенціалы
различны, изъ одного проводника въ другой будетъ про-
ходить токъ до тѣхъ поръ, пока равенство потенціаловъ не
установится. Совершенно такъ-же, если вода въ двухъ резерву-
арахъ стоитъ на разныхъ уровняхъ, она будетъ течь изъ
одного въ другой, если мы соединимъ ихъ трубкой, до тѣхъ
поръ, пока уровень не будетъ одинаковъ въ обоихъ резерву-
арахъ. И такъ, потенціалъ конденсатора соотвѣтствуетъ
уровню воды въ резервуарѣ, а зарядъ конденсатора массѣ
4
воды, заключающейся въ резервуарѣ. Параллель очевидна
вполнѣ.
Если, напримѣръ, горизонтальное сѣченіе резервуара
равно 100 кв. метрамъ, понадобится 1 куб. метръ воды, чтобы
уровень поднялся на одинъ сантиметръ. Её понадобится
вдвое больше, если сѣченіе будетъ вдвое больше.
Это горизонтальное сѣченіе соотвѣтствуетъ слѣдова-
тельно тому, что называютъ ёмкостью конденсатора.
Какъ же объяснить, стоя на этой точкѣ зрѣнія, притя-
женія и отталкиванія, которыя происходятъ между двумя
наэлектризованными тѣлами?
Эти механическія дѣйствія стремятся къ тому, чтобы
уменьшить разность потенціаловъ. Если ихъ преодолѣть,
удалить напримѣръ два тѣла, которыя притягиваются, за-
тратится извѣстная работа, соберется извѣстное количество
электрической энергіи и разность потенціаловъ будетъ увели-
чена Если, наоборотъ, мы предоставимъ проводникамъ сво-
бодно притягиваться, то электрическая энергія, такимъ обра-
зомъ накопившаяся, частью возвращается въ видт, механи-
ческой работы, и потенціалы стремятся къ равенству.
Эти механическія дѣйствія соотвѣтствуютъ давленію
воды въ резервуарѣ на его стѣнки. Предположимъ, напри-
мѣръ, что наши резервуары соединены горизонтальной
цилиндрической трубкой широкаго сѣченія, и что въ этой
трубкѣ движется поршень Если толкнуть поршень такъ,
чтобы вода ушла въ тотъ резервуаръ, гдѣ уровень выше дру-
гого, то придется затратить извѣстную работу; если-же наобо-
ротъ мы позволимъ поршню подчиниться давленію на него съ
обѣихъ сторонъ, онъ будетъ перемѣщаться такъ, чтобы уровни
резервуаровъ стремились уравняться, и энергія, накопившаяся
въ резервуарахъ, будетъ частью возстановлена. Это гидра-
влическое сравненіе самое полное и удобное, но не един-
ственное. Мы можемъ, напримѣръ, сравнить работу, затрачен-
ную при заряжаніи конденсатора, съ той, которая нужна
5
для того, чтобы поднять тяжесть или натянуть пружину.
Затрата энергіи въ этомъ случаѣ возмѣстится, когда тяжесть
опустится пли пружина растянется; совершенно то-же прои-
сходитъ, когда арматуры конденсатора свободно повинуются
взаимному притяженію.
Мы будемъ пользоваться впослѣдствіи этими тремя
сравненіями.
3. Сопротивленіе проводниковъ. — Соединимъ наши резер-
вуары двойной горизонтальной трубкой узкаго сѣченія. Вода
будетъ медленно вытекать по этой трубкѣ и конечно её тѣмъ
болѣе утечетъ, чѣмъ больше будетъ разность уровней, чѣмъ
шире сѣченіе и короче трубка.
Другими словами, сопротивленіе трубки вслѣдствіи внут-
ренняго тренія будетъ возрастать при ея удлиненіи и умень-
шаться, когда ея сѣченіе увеличивается.
Точно такимъ же образомъ соединимъ два проводника
металлической длинной и тонкой проволокой. Сила тока,
то есть расходъ электричества, будетъ возрастать одновре-
менно съ разностью потенціаловъ и сѣченіемъ проволоки и на-
оборотъ будетъ тѣмъ меньше, чѣмъ болѣе будетъ удли-
няться проволока.
Слѣдовательно электрическое сопротивленіе проволоки
можно уподобить гидравлическому сопротивленію нашей
трубки: и въ томъ и въ другомъ случаѣ это ничто иное,
какъ треніе. Сходство дополняется еще тѣмъ, что это со-
противленіе нагрѣваетъ проволоку, т. е. производитъ теплоту,
какъ п треніе.
Въ извѣстномъ опытѣ Фуко это сходство поразительно.
Пусть мѣдный дискъ вращается въ магнитномъ полѣ; при
этомъ придется преодолѣвать большое сопротивленіе и дискъ
нагрѣется совершенно такъ-же, какъ еслибы онъ испыты-
валъ треніе о невидимый тормазъ.
4. Индукція. Когда двѣ проволоки помѣщены рядомъ и
но одной изъ нихъ проходитъ измѣняющійся токъ, то въ дру-
6
гой образуются токи, извѣстные подъ именемъ индукціон-
ныхъ. Если первичный токъ возрастаетъ, вторичный токъ
имѣетъ обратное ему направленіе, если же первичный токъ
уменьшается, вторичный имѣетъ одинаковое съ нимъ на-
правленіе. Это явленіе называется взаимной индукціей.
Но это еще не все. Измѣняющійся токъ производитъ
электродвижущія силы индукціи въ той самой проволокѣ,
по которой онъ проходитъ. Эти силы будутъ оказывать со-
противленіе току, если ойъ возрастаетъ, и напротивъ будутъ
усиливать его, если онъ уменьшается. Это явленіе назы-
вается самоиндукціей.
Помощью нашего сравненія самоиндукція легко объяс-
няется Чтобы привести электричество въ движеніе, прихо-
дится какъ будто преодолѣвать сопротивленіе, подобное
противной электродвижущей силѣ, но зато, разъ движеніе
началось, оно какъ будто само стремится продолжаться. Слѣ-
довательно самоиндукція есть родъ инерціи.
Точно такъ же надо преодолѣть извѣстное сопроти-
вленіе, чтобы сдвинуть повозку, но за то потомъ она про-
должаетъ двигаться сама.
Въ концѣ концовъ можетъ случится, что току придется
преодолѣть:
1)	Омическое сопротивленіе проволоки (которое суще-
ствуетъ всегда и всегда препятствуетъ току).
2)	Самоиндукцію, если токъ измѣняющійся.
3)	Противо-электродвижущія силы электростатическаго
происхожденія, если по близости проволоки или на ней есть
электрическіе заряды.
Впрочемъ, эти два послѣднихъ сопротивленія могутъ
сдѣлаться отрицательными и стремиться усиливать токъ.
Сравнимъ эти сопротивленія съ тѣми, которыя преодо-
лѣваетъ повозка, катящаяся по дорогѣ.
1)	Омическое сопротивленіе, какъ мы видѣли, анало-
гично тренію.
7
2)	Самоиндукція соотвѣтствуетъ инерціи повозки.
3)	Наконецъ, силы электростатическаго происхожденія
могли бы соотвѣтствовать тяжести, которая тормозитъ ходъ
при подъёмахъ и помогаетъ при спускахъ.
Установить сравненія для взаимной индукціи не такъ
легко. Вообразимъ шаръ 8 значительной массы. Къ этому шару
прикрѣплены два стержня, на діаметрально противуположныхъ
концахъ которыхъ укрѣплены два малыхъ шара 8і и 8г.
8 будетъ представлять эфиръ, 8і первичный токъ, а 8г
вторичный.
Маленькій шаръ легко привести въ движеніе, боль-
шой же 8 гораздо труднѣе и въ первые моменты онъ бу-
детъ неподвиженъ. Вся система будетъ вертѣться вокругъ 8 и
при этомъ шаръ 82 будетъ имѣть движеніе обратное
шару 8і. Это есть изображеніе взаимной индукціи. Шары
8і и 82 соотвѣтствуютъ двумъ проводникамъ, шаръ 8, кото-
рый предполагаемъ невидимымъ, представляетъ эфиръ, ихъ
окружающій Когда движеніе 8і ускоряется, 82 начинаетъ
двигаться въ обратномъ направленіи. Совершенно такъ-же,
когда первичный токъ увеличивается, то образуется вторич-
ный токъ обратнаго ему направуіенія.
Будемъ продолжать сравненіе. Предположимъ, что 8і
и 82 при движеніи преодолѣваютъ извѣстное сопротивленіе,
вслѣдствіе тренія (это и есть омическое сопротивленіе про-
водниковъ), тогда какъ 8 долженъ преодолѣвать только свою
инерцію. Предположимъ, что двигательная сила продолжаетъ
дѣйствовать на 8г, вслѣдствіе этого режимъ наконецъ уста-
новится и шаръ 8і будетъ имѣть однообразное движеніе
увлекая 8, который, придя въ движеніе, не будетъ оказывать
сопротивленія. Наоборотъ 82, вслѣдствіе тренія остановится
и вся система будетъ вертѣться вокругъ 82. Первичный токъ
сдѣлался теперь постояннымъ, а вторичный исчезъ.
Наконецъ двигательная сила не дѣйствуетъ болѣе на
8і и вслѣдствіе тренія его движеніе должно замедлиться. Но
8
8 въ силу громадной инерціи, продолжаетъ двигаться, увле-
кая 82, который начинаетъ двигаться въ томъ же направле-
ніи, что и 8і.
Первичный токъ уменьшается, а индукціонный прини-
маетъ одинаковое съ нимъ направленіе.
Въ нашемъ сравненіи 8 представляетъ эфиръ, окру-
жающій обѣ проволоки; инерція его и производитъ явленія
взаимной индукціи.
Тоже самое происходитъ при самоиндукціи. Для того,
чтобы произвести токъ въ проволокѣ, приходится преодолѣ-
вать инерцію эфира, но не того, который заключается въ про-
волокѣ, а того, который ее окружаетъ.
5. Электродинамическія притяженія. Выше я старался, помощью
примѣра, сдѣлать понятнымъ объясненіе электростатиче-
скихъ притяженій и явленій индукціи Посмотримъ теперь,
какъ понимаетъ Максвеллъ причины, порождающія взаимное
притяженіе токовъ.
Электростатическія притяженія, по его мнѣнію, явля-
ются вслѣдствіе натяженія множества маленькихъ пружи-
нокъ или, другими словами, упругости эфира, тогда какъ
явленія индукціи и электродинамическія дѣйствія порожда-
ются его живой силой и инерціей.
Полное вычисленіе слишкомъ длинно и здѣсь помѣ-
стить его нельзя, поэтому я опять прибѣгну къ сравненію. Я
обращусь къ хорошо извѣстному прибору, къ центробѣжному
регулятору.
Живая сила этого прибора пропорціональна квадрату
угловой скорости вращенія и квадрату отклоненія шаровъ.
По гипотезѣ Максвелля, эфиръ приходитъ въ движеніе,
какъ только появляются вольтаическіе токи и живая сила
его пропорціональна квадрату силы токовъ, которая такимъ
образомъ соотвѣтствуетъ въ той параллели, которую я хочу
установить, угловой скорости вращенія.
Въ двухъ токахъ одного направленія эта живая сила,
9
при постоянствѣ токовъ, будетъ тѣмъ больше, чѣмъ токи болѣе
сближены. Если же токи разныхъ направленій, она будетъ
тѣмъ больше, чѣмъ они дальше другъ отъ друга.
Установивъ это, будемъ продолжать сравненіе. Чтобы
увеличилась угловая скорость регулятора и слѣдовательно
его живая сила, надо затратить на него работу и преодо-
лѣвать извѣстное сопротивленіе, которое называется его
инерціей.
Точно такъ же, чтобы увеличить силу токовъ, надо уве-
личить живую силу эфира; для этого надо затратить работу
и преодолѣвать сопротивленіе, которое есть ни что иное,
какъ инерція эфира, и которое называютъ индукціей.
Живая сила больше, когда токи одного направленія и
сближены, поэтому и противная электродвижущая сила тоже
должна быть больше также какъ и потребное количество ра-
боты. Обыкновенно, когда хотятъ это выразить, говорятъ, что
взаимная индукція двухъ токовъ складывается съ ихъ само-
индукціей.
Если токи разныхъ направленій, то происходитъ обратное.
Если раздвинуть шарики регулятора, то для того чтобы
поддержать угловую скорость, надо затратить извѣстную ра-
боту, потому что при равной угловой скорости, живая сила
тѣмъ больше, чѣмъ болѣе раздвинуты шарики. Точно такъ-
же, если сблизить два тока одного направленія, надо, чтобы
поддержать силу, затратить нѣкоторую работу, потому что
живая сила увеличится. Придется, слѣдовательно, считаться
съ электродвижущей силой индукціи, которая иначе стре-
милась бы уменьшить силу токовъ. Она стремилась бы, на-
оборотъ, увеличить ее, еслибы они были одного направленія
и ихъ удаляли бы, или разнаго направленія и ихъ сбли-
жали бы.
Взаимныя механическія дѣйствія токовъ объясняются
совершенно также.
Центробѣжная сила стремится раздвинуть шарики и
— 10 —
вслѣдствіе этого увеличивалась бы живая сила, если бы поддер-
живалась постоянная угловая скорость.
Такимъ же образомъ токи, когда они одного направле-
нія, притягиваются, т. е. стремятся сблизиться и вслѣдствіе
этого живая сила увеличилась бы, еслибы поддерживалась постоян-
ная сила тока. Если они разныхъ направленій, они отталки-
ваются и стремятся удалиться, и это увеличиваетъ еще жи-
вую силу при постоянной силѣ тока.
И такъ, предполагается, что явленія электростатики за-
висятъ отъ упругости эфира, а явленія электродинамики отъ
его живой силы.
Что-же касается до самой упругости эфира, лордъ Кель-
винъ думаетъ, что её можно объяснить вращеніемъ очень
маленькихъ частицъ этого вещества.
По многимъ причинамъ эта гипотеза очень соблазни-
тельна, но она не играетъ существенной роли въ теоріи Мак-
свелля отъ нея независимой.
Я всё время дѣлалъ сравненія и притомъ довольно гру-
быя съ различными механизмами, въ книгѣ же Максвелля
не надо искать полнаго механическаго объясненія электри-
ческихъ явленій, а только изложенія условій, которымъ должно
удовлетворять всякое объясненіе.
Твореніе Максвелля оттого и будетъ долговѣчно, что
оно не зависитъ отъ какого либо частнаго объясненія
ГЛАВА II.
Теорія Максвелла.
1.	Соотношеніе между свѣтомъ и электричествомъ. Въ то са-
мое время, когда опыты Френеля заставляли всѣхъ уче-
ныхъ предполагать, что свѣтъ производится колебаніями
очень тонкаго вещества, наполняющаго междупланетное про-
странство, работы Ампера открывали законы взаимныхъ дѣй-
ствій токовъ и основывали электродинамику.
Оставалось сдѣлать всего одинъ шагъ, чтобы предпо-
ложить, что то-же самое вещество, эфиръ, въ которомъ про-
исходятъ свѣтовыя явленія, вмѣстѣ съ тѣмъ служитъ и для
передачи электрическихъ дѣйствій. Мысль Ампера сдѣлала
этотъ шагъ, но знаменитый физикъ, излагая эту заманчивую
гипотезу, конечно и не предполагалъ, что она такъ скоро вы-
работается въ болѣе опредѣленную форму и начнетъ под-
тверждаться.
Это оставалось однако несбыточной мечтой до тѣхъ
поръ, пока электрическія измѣренія не обнаружили одного
неожиданнаго факта Отношеніе „абсолютной электростати-
ческой единицы" къ „абсолютной электродинамической еди-
ницѣ" измѣряется скоростью. Максвеллъ изобрѣлъ нѣсколько
способовъ для опредѣленія величины этой скорости.
Полученные имъ результаты колебались около 300.000
километровъ въ секунду, т. е. какъ разъ скорости свѣта.
— 12 —
Вскорѣ были произведены болѣе точные опыты и это
соотношеніе нельзя уже было болѣе приписывать случаю.
Нельзя уже слѣдовательно было сомнѣваться въ томъ, что
между явленіями свѣтовыми и электрическими существу-
етъ нѣкоторая тѣсная связь. Но характеръ этихъ соотноше-
ній можетъ быть до сихъ поръ остался бы не выясненнымъ,
если бы геній Максвелла не угадалъ его.
Это неожиданное совпаденіе можно было объяснить слѣ-
дующимъ образомъ. По проволокѣ, совершенному провод-
нику, распространяется со скоростью свѣта электрическая
пертурбація.
Вычисленія Киргофа, основанныя на старой электро-
динамикѣ, приводили къ этому результату.
Но вѣдь свѣтъ распространяется не по металлической
проволокѣ, а сквозь прозрачныя тѣла, черезъ воздухъ, черезъ
пустоту. Подобное распространеніе совершенно не пред-
полагалось въ старой электродинамикѣ.
Чтобы можно было вывести ученіе о свѣтѣ изъ тѣхъ
электродинамическихъ торій, которыя были тогда въ модѣ,
надо ихъ было совершенно перестроить, но такъ, чтобы ими
по прежнему могли объясняться всѣ уже извѣстныя явле-
нія. Это то и сдѣлалъ Максвеллъ.
2.	Токи смѣщенія. Всѣмъ извѣстно, что тѣла можно раз-
дѣлить на двѣ категоріи, на проводники, въ которыхъ мы
замѣчаемъ перемѣщенія электричества, то есть вольтаическіе
токи, и на непроводники или діэлектрики.
Въ прежнее время думали, что діэлектрики совсѣмъ
инертны и роль ихъ состоитъ въ томъ, чтобы не пропускать
электричество.
Если бы это было вѣрно, можно было бы каждый изо-
ляторъ замѣнить другимъ и явленія не измѣнились бы.
Опыты Фарадея показали, что это не такъ, что два кон-
денсатора одинаковой формы и размѣровъ, сообщенные съ
одними и тѣми же источниками электричества, заряжаются
— 13 —
не одинаково, не смотря на то, что изолирующій слой оди-
наковой толщины, если природа изолирующаго вещества не
одинакова. Максвеллъ слишкомъ глубоко изучилъ работы
Фарадея, чтобы не понять важности діэлектриковъ и необ-
ходимости установить ихъ настоящее значеніе.
Притомъ, если справедливо, что свѣтъ есть ни что
иное, какъ электрическое явленіе, необходимо, чтобы при рас-
пространеніи его въ непроводникѣ, въ этомъ непроводникѣ
происходило электрическое явленіе. Слѣдовательно и въ
діэлектрикахъ должны быть электрическія явленія. Какого
же они рода? Максвеллъ смѣло отвѣчаетъ: это токи.
Всѣ опыты того времени казалось противорѣчили этому,
такъ какъ токи наблюдались исключительно только въ про-
водникахъ. Какъ могъ Максвеллъ помирить свою смѣлую ги-
потезу съ фактомъ такъ прочно установленнымъ? Почему
при извѣстныхъ обстоятельствахъ эти предполагаемые токи
производятъ видимыя дѣйствія, а въ обыкновенномъ случаѣ
они совершенно не поддаются наблюденію?
Это происходитъ потому, что діэлектрики оказываютъ
прохожденію электричества не большее сопротивленіе, чѣмъ
проводники, но только это сопротивленіе иного характера.
Сравненіе дастъ возможность лучше понять идею Максвелля.
Если мы будемъ натягивать пружину, то встрѣтимъ
сопротивленіе, которое будетъ всё возрастать, по мѣрѣ того,
какъ пружина натягивается. Поэтому, если мы располагаемъ
ограниченной силой, наступитъ такой моментъ, когда мы не
будемъ въ состояніи преодолѣть это сопротивленіе; тогда
движеніе прекратится и равновѣсіе установится. При этомъ,
когда сила перестанетъ дѣйствовать, пружина, возвращаясь
въ первоначальное состояніе, возвратитъ работу, которую за-
тратили, натягивая её.
Предположимъ наоборотъ, что надо перемѣстить тѣло,
погруженное въ воду.
Здѣсь также встрѣтится сопротивленіе, зависящее отъ
— 14 —
скорости, но которое однако, если эта скорость будетъ по-
стоянна, не будетъ возрастать по мѣрѣ того, какъ тѣло бу-
детъ подвигаться. Слѣдовательно движеніе будетъ продол-
жаться до тѣхъ поръ, пока будетъ дѣйствовать двигатель-
ная сила, и равновѣсіе никогда не будетъ достигнуто.
Когда сила исчезнетъ, тѣло не будетъ стремиться назадъ,
и работа, затраченная на то, чтобы его подвинуть, не будетъ
возвращена. Она цѣликомъ превратится во время движенія
въ теплоту, вслѣдствіе вязкости воды.
Контрастъ вполнѣ очевиденъ и необходимо значитъ ус-
тановить разницу между упругимъ и вязкимъ сопротивленіями.
Діэлектрики относительно электрическихъ движеній иг-
раютъ ту же роль, что твердыя упругія тѣла относительно
движеній матеріи, тогда какъ проводники можно уподобить
вязкимъ жидкостямъ. Поэтому, токи можно раздѣлить на
двѣ категоріи: на токи смѣщенія или токи Максвелля, прохо-
дящіе по діэлектрику, и на обыкновенные кондукціонные, про-
ходящіе по проводникамъ.
Первымъ приходится преодолѣвать нѣчто вродѣ упру-
гаго’сопротивленія; они не долговѣчны, такъ какъ это сопроти-
вленіе все возрастаетъ и равновѣсіе быстро устанавливается.
Кондукціонные токи, наоборотъ, преодолѣваютъ нѣчто
вродѣ вязкаго сопротивленія и могли бы слѣдовательно су-
ществовать такъ же долго, какъ и электродвижущая сила,
ихъ порождающая.
Возьмемъ опять наше сравненіе изъ области гидрав-
лики. Предположимъ, что въ резервуарѣ вода подъ давле-
ніемъ. .Сообщимъ этотъ резервуаръ съ вертикальной трубкой.
Вода будетъ въ ней подниматься, но движеніе ея прекратится
какъ только гидрастатическое равновѣсіе будетъ достигнуто.
Если трубка широка, то тренія и потери работы не бу-
детъ, и воду, поднявшуюся такимъ образомъ, можно будетъ
употребить для извѣстной работы.
Это подобіе тока смѣщенія.
— 15 —
Если же вода вытекаетъ изъ резервуара по горизон-
тальной трубкѣ, движеніе будетъ продолжаться до тѣхъ поръ,
пока резервуаръ не опорожнится. При. этомъ, если трубка
узкая, произойдетъ значительная потеря работы и отъ тренія
разовьется теплота.
Это подобіе тока кондуктивнаго.
Хотя невозможно, да и безполезно стараться предста-
вить себѣ всѣ подробности механизма, всё таки, можно ска-
зать, что всё происходитъ такъ, какъ будто бы токи смѣще-
нія натягивали множество маленькихъ пружинокъ. Когда эти
токи прекращаются, электростатическое равновѣсіе устанав-
ливается и пружины остаются тѣмъ болѣе натянутыми,
чѣмъ сильнѣе электрическое поле.
Работа, запасенная въ этихъ пружинахъ, то есть электро-
статическая энергія, можетъ возвратиться цѣликомъ, какъ
только онѣ получатъ возможность растянуться. Такимъ обра-
зомъ, если предоставить проводникамъ повиноваться электро-
статическимъ притяженіямъ, получится извѣстное количе-
ство механической работы. Эти притяженія можно было бы
объяснить давленіемъ натянутыхъ пружинъ на проводники.
Наконецъ, доводя сравненіе до конца, слѣдовало бы уподо-
бить диэруптивный разрядъ поломкѣ нѣсколькихъ слиш-
комъ натянутыхъ пружинъ.
Что же касается работы, затраченной на производство
дондуктивныхъ токовъ, то она теряется и цѣликомъ превра-
щается въ тепло’іу, какъ и та, которую приходится затрачи-
вать на борьбу съ треніемъ и вязкостью жидкостей. По этой-то
причинѣ и нагрѣваются проводники.
Съ точки зрѣнія Максвелля всѣ токи замкнутые. Прежде
думали иначе и считали замкнутымъ токомъ тотъ, который
движется по проволокѣ, соединяющей полюсы баттареи. Но
если не соединять прямо полюсы, а соотвѣтственно сооб-
щить ихъ съ арматурами конденсатора, то мгновенный токъ,
который существуетъ до тѣхъ поръ, пока конденсаторъ не
— 16 —
зарядится, разсматривался какъ не замкнутый. Думали, что
онъ направлялся изъ одной арматуры въ другую по со-
единительной проволокѣ и элементу и прекращался на по-
верхности этихъ арматуръ. Максвеллъ, наоборотъ, предпола-
гаетъ, что токъ проходитъ въ видѣ тока смѣщенія сквозь
изолирующій слой, раздѣляющій обѣ арматуры, и такимъ
образомъ совершенно замыкается. Упругимъ сопротивленіемъ
на его пути и объясняется его кратковременное существованіе.
Токи обнаруживаются тремя способами: тепловыми
дѣйствіями, дѣйствіемъ на магниты и токи, наконецъ ин-
дукціонными токами, ими производимыми. Выше мы видѣли,
почему кондукціонные токи развиваютъ теплоту и почему
токи смѣщенія не даютъ ее.
Взамѣнъ этого, по гипотезѣ Максвелля, его предпола-
емые токи должны, какъ и обыкновенные, произвести электро-
магнитныя дѣйствія, а также электродинамическія и индук-
ціонныя.
Почему же эти дѣйствія до сихъ поръ не удалось по-
казать? 'Потому что токъ смѣщенія сколько нибудь значи-
чительной силы не можетъ имѣть долго одно направленіе, такъ
какъ натяженіе нашихъ пружинъ все возрастаетъ и скоро
его прекратитъ.
Слѣдовательно въ діэлектрикахъ не можетъ быть ни
постояннаго продолжительнаго тока, ни замѣтнаго перемѣн-
наго тока длиннаго періода. Названныя дѣйствія станутъ
доступны наблюденію, когда число перемѣнъ будетъ очень
велико.
3.	Природа свѣта. Вотъ происхожденіе свѣта по Максвеллю.
Свѣтовая волна состоитъ изъ ряда перемѣнныхъ токовъ,
зарождающихся въ діэлектрикахъ и даже въ воздухѣ и между-
планетномъ пустомъ пространствѣ и мѣняющихъ направле-
ніе кватрйльонъ разъ въ секунду. Громадная индукція, явля-
ющаяся вслѣдствіе столь частыхъ перемѣнъ, производитъ
другіе токи въ сосѣднихъ частяхъ діэлектриковъ и такимъ
— 17 —
образомъ постепенно распространяются свѣтовыя волны. Вы-
численіе показываетъ, что скорость распространенія равняется
отношенію единицъ, то есть скорости свѣта.
Эти перемѣнные токи представляютъ нѣчто вродѣ элек-
трическихъ колебаній. Каковы же эти колебанія, продольныя
ли онѣ, какъ колебанія звуковыя, или поперечныя, какъ во
френелевскомъ эфирѣ? При звуковыхъ колебаніяхъ въ воз-
духѣ происходитъ рядъ послѣдовательныхъ сгущеній и раз-
ряженій; наоборотъ во френелевскомъ эфирѣ колебанія про-
исходятъ такъ, какъ будто бы онъ состоялъ изъ слоевъ,
которые не могутъ сжиматься и только скользятъ одинъ по
другому. Еслибы были разомкнутые токи, электричество, пере-
ходя отъ одного конца проводника къ другому, собралось
бы- въ одномъ изъ его концовъ и сгустилось бы или разря-
дилось, какъ водухъ, и колебанія его были бы продольными.
Но Максвеллъ допускаетъ только замкнутые токи и слѣ-
довательно такое накопленіе невозможно, электричество
оказывается подобнымъ несжимаемому эфиру Френеля, и ко-
лебанія его поперечныя.
И такъ, мы опять приходимъ ко всѣмъ результатамъ
теоріи волнъ. Этого однако не было достаточно для того, что-
бы физики, скорѣе прельщенные, чѣмъ убѣжденные, рѣши-
ли принять идеи Масквелля.
Все, что можно было сказать въ пользу этихъ идей, это
то, что имъ не противорѣчилъ ни одинъ изъ наблюдаемыхъ
фактовъ, и что жалко было бы, если бы онѣ оказались ложными.
Недоставало однако опытнаго подтвержденія. Оно яви-
лось только двадцать пять лѣтъ спустя.
Надо было найти между прежней теоріей и новой раз-
личіе, которое было бы де слишкомъ тонкимъ для нашихъ
грубыхъ способовъ изслѣдованія.
Было только одно такое различіе, которымъ можно бы-
ло воспользоваться для ехрегішепінш сгисіз.
Воспользовался имъ Герцъ, о работахъ котораго мы
будемъ сейчасъ говорить.
2
ГЛАВА III.
Электрическія колебанія до Герца.
1.	Опыты Феддерсена. Перемѣнные токи добывались уже
очень давно механическими средствами, напримѣръ помощью
вертящихся коммутаторовъ, дрожащихъ прерывателей и т. д.
Это уже были въ нѣкоторомъ родѣ электрическія колеба-
нія, но съ очень малымъ числомъ перемѣнъ.
Разрядъ конденсатора долженъ былъ дать способъ, полу-
чить гораздо болѣе быстрыя колебанія.
Феддерсенъ первый доказалъ, что при извѣстныхъ ус-
ловіяхъ разрядъ, лейденской банки можетъ быть колебателенъ
Онъ наблюдалъ искру, образующуюся при разрядѣ лей-
денской банки, помощью вращающагося вогнутаго зеркала
Такимъ же зеркаломъ онъ проектировалъ изображеніе искры
на чувствительную пластинку и сфотографировалъ такимъ
образомъ искру въ различныхъ видахъ.
Онъ измѣнилъ сопротивленіе цѣпи и увидѣлъ, что при
маломъ сопротивленіи получается колебательный разрядъ.
Расположеніе его опытовъ позволяло ему наблюдать из-
мѣненія періода при измѣненіи ёмкости конденсатора или
самоиндукціи цѣпи.
Чтобы измѣнить ёмкость, стоило только измѣнить чис-
ло лейденскихъ банокъ.
— 19 —
Феддерсенъ приблизительно провѣрилъ пропорціональ-
ность періода квадратному корню ёмкости.
Чтобы измѣнить самоиндукцію, Феддерсенъ измѣнялъ
длину проводника. Періодъ былъ приблизительно пропорціо-
наленъ квадратному корню самоиндукціи и потому прибли-
зительно только, что длина проволоки въ опытахъ Феддер-
сена достигала иногда сотенъ метровъ; она висѣла на стѣнѣ
и образовывала вмѣстѣ съ ней настоящій конденсаторъ, ём-
костью котораго нельзя было пренебречь сравнительно съ
ёмкостью главнаго конденсатора.
Что касается численного коеффиціента, Феддерсенъ не
могъ провѣрить его величины, такъ какъ онъ хорошо не зналъ
величину ёмкости своихъ конденсаторовъ; онъ могъ измѣ-
рить только пропорціональность.
Онъ получилъ періоды порядка 10 * секундъ Онъ
увеличивалъ постепенно величину сопротивленія, вставляя въ
цѣпь маленькія трубки, наполненныя сѣрной кислотой, и по-
лучилъ сначала постоянные разряды, потомъ прерывистые
при очень высокомъ сопротивленіи, напримѣръ съ намочен-
ными шнурами.
Ясно, что въ вертящемся зеркалѣ непрерывный разрядъ
долженъ дать изображеніе непрерывной свѣтлой полосы; пе-
ремѣнный или прерывистый разрядъ долженъ дать рядъ
свѣтлыхъ точекъ, отдѣленныхъ одна отъ другой.
Фотографическіе снимки колебательныхъ разрядовъ
Феддерсена имѣютъ совершенно особенный видъ.
На нихъ виденъ рядъ свѣтлыхъ и темныхъ точекъ, соот-
вѣтствующихъ двумъ концамъ искры, причемъ свѣтлыя точки
для одного конца соотвѣтствуютъ темнымъ точкамъ другого
конца и обратно. Это легко объяснить.
Когда искра проскакиваетъ въ воздухѣ, частички оторвав-
шіяся отъ положительнаго электрода, накаливаются; съ отри-
цательными частичками этого не происходитъ и слѣдова-
— 20 —
тельно положительный конецъ искры свѣтится ярче, чѣмъ
отрицательный.
И вотъ фотографіи Феддерсена доказываютъ, что каж-
дый конецъ искры бываетъ поперемѣнно положительнымъ и
отрицательнымъ.
Слѣдовательно разрядъ не прерывистый и одного на-
правленія: онъ колебательный.
2.	Теорія лорда Кельвина. Опыты Феддерсена объясняются
очень просто.
Предположимъ, что два проводника (въ опытахъ Фед-
дерсена этими проводниками служатъ арматуры конденсатора)
соединены проволокой.
Если они разныхъ потенціаловъ, электрическое равно-
вѣсіе нарушится точно такъ-же, какъ нарушилось бы меха-
ническое, когда маятникъ отклоненъ отъ вертикальнаго по-
ложенія. И въ томъ и въ другомъ случаѣ равновѣсіе стремится
возстановиться.
Токъ, проходя по проволокѣ, стремится сравнять потен-
ціалы проводниковъ совершенно такъ же, какъ. маятникъ
стремится приблизиться къ вертикали. Но маятникъ не ос-
тановится, достигнувъ равновѣсія; вслѣдствіе пріобрѣтенной
скорости онъ по инерціи перейдетъ за предѣлъ этого по-
ложенія.
Такъ и въ нашихъ проводникахъ; когда они разрядятся,
электрическое равновѣсіе, возстановившееся на мгновеніе,
не удержится и разрушится по причинѣ анологичной съ
инерціей.
Эта причина есть самоиндукція. Извѣстно, что токъ,
прекращаясь, порождаетъ въ сосѣднихъ проволокахъ индук-
ціонные токи того же направленія. То-же происходитъ и въ
самой проволокѣ, по которой проходилъ индуктирующій токъ,
который такимъ образомъ какъ бы продолжается своимъ ин-
дукціоннымъ токомъ.
Другими словами, токъ продолжаетъ существовать по-
— 21
слѣ исчезновенія причины, породившей его, точно такимъ же
образомъ, какъ движущійся предметъ не остановится въ
тотъ моментъ, когда исчезла сила, давшая ему движеніе.
Когда оба потенціала равны, токъ будетъ продолжаться
въ прежнемъ направленіи, и оба проводника получатъ заряды
обратные тѣмъ, которые были раньше.
Въ этомъ случаѣ, какъ и въ случаѣ съ маятникомъ,
положеніе, соотвѣтствуещее равновѣсію, перейдено и для
того, чтобы востановить его, надо идти обратно.
Тогда равновѣсіе опять востанавливается, но та же при-
чина тотчасъ вновь нарушаетъ его и получаются безпрерыв-
ныя колебанія.
Вычисленіе показываетъ, что періодъ зависитъ отъ ём-
кости конденсаторовъ. Ёмкость эту легко уменьшить и этого
довольно для того, чтобы получился электрическій маятникъ,
который можетъ дать токи съ чрезвычайно частыми пере-
мѣнами.
3.	Различныя сравненія. Чтобы сдѣлать понятной теорію
лорда Кельвина, я воспользовался маятникомъ. Можно найти
много другихъ сравненій. Вмѣсто маятника, возьмемъ камер-
тонъ. Когда онъ отклоненъ отъ положенія равновѣсія, его
упругость тотчасъ стремится привести его обратно; по инер-
ціи онъ переходитъ черезъ это положеніе; тогда, вслѣдствіе
упругости, онъ снова возвращается обратно и такъ далѣе.
Получается рядъ колебаній.
Упругость камертона играетъ, какъ видите, ту-же роль,
что тяготѣніе въ теоріи маятника, что электростатическая
сила въ колебательномъ разрядѣ лейденской банки, а инер-
ція пружины играетъ ту же роль, что инерція маятника или
самоиндукція.
Вернемся лучше къ нашему сравненію изъ гидравлики.
Предположимъ, что два сосуда соединены горизонтальной
трубкой.
Для того, чтобы вода въ нихъ была въ равновѣсіи,
22 —
необходимо, чтобы уровень въ обоихъ сосудахъ былъ оди-
наковъ. Если по какой нибудь причинѣ равенство уровней
нарушится, оно будетъ стремиться возстанавливаться, и уро-
вень въ сосудѣ А, въ которомъ онъ былъ сначала выше,
станетъ понижаться, а въ сосудѣ В, гдѣ былъ ниже, подни-
маться. Вода въ трубкѣ станетъ двигаться по направленію отъ
А къ В. Но когда уровни сравняются, движеніе воды не
прекратится, вслѣдствіе инерціи воды, заключающейся въ
трубкѣ, и уровень въ сосудѣ В станетъ выше, чѣмъ въ со-
судѣ А. То-же явленіе произойдетъ теперь въ обратномъ на-
правленіи и такъ далѣе.
И такъ, мы получимъ рядъ колебаній. Каковъ же бу-
детъ ихъ періодъ? Онъ будетъ тѣмъ длиннѣе, чѣмъ больше
горизонтальное сѣченіе сосудовъ, которые предполагаемъ
цилиндрическими. Въ самомъ дѣлѣ, если изъ одного сосуда
въ другой перейдетъ одинъ литръ воды, то разность уровней
отъ этого будетъ тѣмъ меньше, чѣмъ это горизонтальное
сѣченіе больше. Слѣдовательно двигательная сила будетъ
тѣмъ слабѣе и колебанія медленнѣе. Съ другой стороны пе-
ріодъ будетъ тѣмъ длиннѣе, чѣмъ длиннѣе трубка; для пе-
реноса одного литра воды изъ одного сосуда въ другой
придется привести въ движеніе всю воду, находящуюся въ
трубкѣ, и инерція, которую приходится преодолѣвать, будетъ
тѣмъ больше и колебанія тѣмъ медленнѣе, чѣмъ длиннѣе
трубка.
Въ первой главѣ мы видѣли, что горизонтальное сѣче-
ніе сосуда соотвѣтствуетъ ёмкости, а длина трубки самоин-
дукціи. Слѣдовательно періодъ колебаній будетъ тѣмъ длин-
нѣе, чѣмъ больше будутъ ёмкость и самоиндукція.
4.	Затуханіе. Извѣстно, что колебанія маятника не могутъ
продолжаться безконечно. Каждое колебаніе бываетъ уже мень-
шаго размаха, чѣмъ предъидущее, и послѣ нѣкотораго числа
ихъ, все болѣе и болѣе короткихъ, маятникъ наконецъ оста-
навливается.
— 23 -
Это происходитъ отъ тренія. Мы видѣли, что въ элек-
тродинамическихъ явленіяхъ есть причина, соотвѣтствующая
тренію, а именно, омическое сопротивленіе. Значитъ, электри-
ческія колебанія должны замедляться, какъ и колебанія ма-
ятника; онѣ должны успокаиваться, уменьшаться по размаху
и въ концѣ концовъ прекратиться.
Треніе оказываетъ на періодъ колебанія маятника лишь
ничтожное дѣйствіе. Точно такъ же обыкновенно омическое
сопротивленіе не измѣнитъ замѣтнымъ образомъ періода
электрическихъ колебаній. Онѣ становятся все меньшаго и
меньшаго размаха, но онѣ не станутъ отъ этого замѣтно ме-
дленнѣе.
Однако, въ нѣкоторыхъ опытахъ Феддерсенъ употреб-
лялъ очень большія сопротивленія, и періодъ, какъ можно
предвидѣть, значительно удлинялся.
Предѣльнымъ случаемъ будетъ тотъ, когда разрядъ пе-
рестаетъ быть колебательнымъ. Предположимъ, что маят-
никъ движется въ средѣ очень вязкой, съ большимъ со-
противленіемъ. Тогда, вмѣсто того, чтобы опускаться съ воз-
растающей скоростью, онъ опустится медленно, безъ всякой
скорости придетъ въ положеніе равновѣсія и не перейдетъ
его. Колебаній не будетъ совсѣмъ.
Такимъ образомъ построены такъ называемые аперіоди-
ческіе гальванометры; стрѣлка, помѣщенная около мѣднаго
круга, въ которомъ развиваются токи Фуко, при движеніи
преодолѣваетъ значительное сопротивленіе, которое дѣй-
ствуетъ совсѣмъ, какъ треніе.
Тогда вмѣсто того, чтобы отклоняться въ ту и другую
сторону отъ положенія своего равновѣсія, что затруднило бы
наблюденія, она достигаетъ его медленно ц останавливается.
Изъ этихъ механическихъ сравненій ясно, что дѣлается
съ разрядомъ лейденской банки, когда омическое сопротив-
леніе очень велико.
Электрическое равновѣсіе достигается медленно и не
— 24 —
переступается. Разрядъ уже не колебательны», а постоянный.
Всё это доказано опытами Феддерсена, подтверждающими
такимъ образомъ вполнѣ теорію лорда Кельвина.
Треніе и ему подобныя сопротивленія не единственныя
причины затуханія, и вся живая сила колебающпхся тѣлъ
не превращается въ теплоту.
Возьмемъ, напримѣръ, камертонъ, размахъ колебаній ко-
тораго постепенно уменьшается.
Безъ сомнѣнія происходитъ треніе, которое слегка нагрѣ-
ваетъ камертонъ, но въ то-же время мы слышимъ звукъ.
Слѣдовательно воздухъ приведенъ въ движеніе и отнимаетъ
у камертона живую силу. Значитъ, часть этой живой силы
разсѣялась какимъ то внѣшнимъ излученіемъ.
Энергія электрическихъ колебаній теряется такъ же
двумя путями. Часть ея превращается въ теплоту омиче-
скимъ сопротивленіемъ, другая часть, какъ мы вскорѣ уви-
димъ, излучается наружу, сохраняя электрическій характеръ.
Этотъ фактъ, противорѣчащій принципамъ прежней элек-
тродинамики, можно было предвидѣть, основываясь на теоріи
Максвелля.
И такъ, электрическія колебанія затухаютъ отъ двухъ
причинъ,—отъ омическаго сопротивленія (аналогичнаго тре-
нію) и отъ излученія.
ГЛАВА IV.
Вибраторъ Герца.
1.	Открытіе Герца. Токи смѣщенія, предсказанные теоріей
Максвелля, не могли обнаружиться при обыкновенныхъ усло-
віяхъ.
Имъ приходится, какъ мы уже видѣли, преодолѣвать
упругое сопротивленіе, которое непрестанно возрастаетъ по
мѣрѣ ихъ продолженія и они слѣдовательно, если идутъ все
въ одномъ направленіи, могутъ быть лишь весьма слабыми и
очень кратковременными. Чтобы дѣйствія ихъ были сколько
нибудь замѣтны надо, чтобы они часто мѣняли направленіе,
то есть, чтобы перемѣны были очень быстрыя. Промышлен-
ные перемѣнные токи, даже колебанія Феддерсена для этого
именно не достоточны. Поэтому идеи Максвелля и ждали двад-
цать лѣтъ подтвержденія.
Герцу было суждено подтвердить ихъ. Ученый этотъ
прожилъ не долго, но жизнь его была очень содержательна
Онъ предназначалъ себя сначала къ архитектурной
каррьерѣ, но вскорѣ непреодолимое призваніе увлекло его въ
сторону чистой науки. Его замѣтилъ и ободрилъ Гельм-
гольтцъ, и вскорѣ затѣмъ онъ былъ назначенъ преподава-
телемъ въ Карлсруэ
Тамъ онъ и выполнялъ тѣ работы, которыя обезсмертили
его имя и въ короткое время покрыли его славой.
— 26 —
Ею онъ пользовался не долго. Едва успѣлъ онъ устроить
свою новую лабораторію въ Боннѣ, какъ болѣзь отняла силы и
свела его въ могилу. Кромѣ геніальнаго открытія онъ оставилъ
намъ опыты чрезвычайно важные надъ катодними лучами
и очень оригинальное и глубокое сочиненіе по философіи
механики.
2.	Принципъ вибратора. Надо было, какъ я уже говорилъ,
получить чрезвычайно быстрыя колебанія. Казалось бы, на осно-
ваніи сказаннаго въ главѣ III, что достаточно повторить опыты
Феддересна, убавивъ ёмкость и самоиндукцію. Вѣдь для
того, чтобы колебанія маятника были быстрѣе, укорачи-
ваютъ его.
Но не достаточно построить маятникъ, надо еще при-
вести его въ движеніе. Для этого надо, чтобы какая нибудь
причина вывела его изъ положенія равновѣсія, и чтобы
эта причина перестала дѣйствовать вдругъ, то есть очень
быстро сравнительно съ продолжительностью періода; иначе
колебанія не будетъ.
Если мы, напримѣръ, рукой отклонимъ маятникъ отъ
вертикали, потомъ, вмѣсто того, чтобы вдругъ отпустить его,
будемъ медленно вытягивать руку, не разжимая пальцевъ,
маятникъ, который мы всё время поддерживаемъ, придетъ
въ положеніе равновѣсія безъ всякой скорости и не перей-
детъ его.
Въ результатѣ всего сказаннаго мы можемъ заключить,
что продолжительность спуска должна быть очень мала
сравнительно съ продолжительностью колебанія. Слѣдователь-
но, при періодахъ въ одну стомилліонную долю секунды ни одна
система механическаго спуска не могла бы дѣйствовать, какъ
бы быстро дѣйствующей она намъ ни казалась относительно
нашихъ обычныхъ единицъ времени. Вотъ какъ Герцъ рѣ-
шилъ эту задачу.
Вернемся къ электрическому маятнику (стр. 20) и сдѣ-
лаемъ въ проволокѣ, соединяющей оба проводника, разрѣзъ
— 27 —
въ нѣсколько миллиметровъ. Этимъ разрѣзомъ мы дѣлимъ
приборъ на двѣ симметричныхъ части, которыя мы соеди-
нимъ съ обоими полюсами катушки Румкорфа. Наши
оба проводника зарядятся индукціоннымъ токомъ и разность
ихъ потенціаловъ будетъ возрастать сравнительно медленно.
Сначала разрѣзъ будетъ мѣшать проводникамъ разря-
диться, такъ какъ воздухъ, находящійся въ немъ, играетъ роль
изолятора и поддерживаетъ отклоненіе нашего маятника
отъ положенія равновѣсія.
Но когда разность потенціаловъ будетъ достаточно ве-
лика, искра въ катушкѣ проскочитъ и пробьетъ дорогу
электричеству, накопившемуся въ проводникахъ. Разрѣзъ
не будетъ болѣе изолировать и такимъ подобіемъ электриче-
скаго спуска будетъ устранена причина, мѣшавшая нашему
маятнику придти въ равновѣсіе. Если довольно сложныя, изу-
ченныя Герцомъ, условія выполнены, этотъ спускъ будетъ
настолько быстродѣйствующимъ, что колебанія произойдутъ.
3.	Различныя формы вибраторовъ. И такъ, вибраторъ со-
стоитъ изъ слѣдующихъ главныхъ частей.
1.	Изъ двухъ крайнихъ проводниковъ, относительно
большой ёмкости, которымъ катушка сначала даетъ заряды
разныхъ знаковъ, причемъ эти заряды мѣняются черезъ
каждую половину колебанія.
2.	Изъ соединительнаго проводника въ видѣ проволоки,
по которому электричество идетъ отъ одного крайняго про-
водника къ другому.
3.	Изъ искромѣра, помѣщеннаго посрединѣ соеди-
нительнаго проводника. Онъ представляетъ собою сопро-
тивленіе, которое позволяетъ вывести электрическій маят-
никъ изъ равновѣсія; это сопротивленіе затѣмъ внезапно
исчезаетъ въ тотъ моментъ, когда искра проскакиваетъ.—
Это и служитъ спускомъ маятника.
4.	Изъ индукціонной катушки, оба полюса которой со-
единяются съ обѣими половинами вибратора, которымъ она
— 28 —
сообщаетъ начальные заряды. Это, такъ сказать, рука, от-
клоняющая маятникъ отъ положенія равновѣсія.
Въ первомъ вибраторѣ Герца (фиг. 1) оба крайнихъ
проводника были шарами радіуса въ 15 сантиметровъ,
а соединительный проводникъ представлялъ собой прямо-
линейную проволоку въ 150 сантиметровъ длиной.
Фиг. 1.
Герцъ замѣнялъ также оба шара квадратными пла-
стинками.
Если согнуть соединительный проводникъ въ видѣ прямо-
угольника и сблизить обѣ пластинки, чтобы образовать арма-
туры плоскаго конденсатора, получится вибраторъ Блондло
(фиг. 2), служившій ему въ особенности, въ качествѣ резона-
тора.
Фиг. 2.
Стоитъ только замѣнить плоскій конденсаторъ лейден-
ской банкой и удлинить соединительную проволоку и мы опять
вернемся къ прибору Феддерсена, въ которомъ колебанія
— 29 —
происходятъ настолько медленно, что спускъ ихъ можетъ
производиться механически.
Если уничтожить соединительный проводникъ, получится
вибраторъ Лоджа, состоящій всего изъ двухъ шаровъ, между
которыми проскакиваетъ искра. Мы встрѣтимся съ этимъ
приборомъ только меньшихъ размѣровъ въ главѣ X при
описаніи опытовъ Риги и Бозе. Если-же мы уничтожимъ
крайніе проводники и укоротимъ промежуточную проволоку
до 30 сантиметровъ, получимъ малый вибраторъ Герца.
Зарядъ распространяется тогда по всей длинѣ проволоки,
вмѣсто того, чтобы сосредоточиваться на концахъ.
4.	Роль искры. Понятно насколько важно, чтобы искра
была „хорошая" т. е. чтобы она проскакивала внезапно въ
очень короткое время относительно продолжительности ко-
лебанія. На качество искры вліяютъ тысячи условій. Прежде
всего надо, чтобы она проскакивала между двумя шариками;
еслибы она проскочила между двумя остріями или между
остріемъ и шарикомъ, она была бы не хороша. Затѣмъ, надо,
чтобы поверхность шариковъ была хорошо отполирована. Отъ
воздуха она окисляется, и шарики надо часто чистить.
Надо наконецъ, чтобы разстояніе между шариками было
подходящее: имъ ограничивается размахъ колебаній. Чтобы
имѣть колебанія съ большимъ размахомъ, надо, чтобы
маятникъ могъ значительно отклониться отъ положенія
равновѣсія, то есть надо, чтобы обѣ половины вибратора
могли получить значительные заряды раньше, чѣмъ появится
искра; а появится она, какъ только разность потенціаловъ
достигнетъ извѣстной величины, которая будетъ тѣмъ больше,
чѣмъ больше разрядный промежутокъ. Пришлось бы слѣдова-
тельно увеличивать этотъ промежутокъ, но тогда искра
дѣлается плохой.
Хорошія и плохія искры привыкаютъ узнавать очень
скоро по виду и по звуку.
5.	Вліяніе свѣта. Герцъ наблюдалъ еще очень любопыт-
— 30 —
мое явленіе, а именно: первичная и вторичная искры
оказываютъ повидимому другъ на друга какое-то таинствен-
ное вліяніе. Когда между ними ставили экранъ, вторичныя
искры болѣе не появлялись. Герцъ думалъ сначала, что тутъ
электрическое дѣйствіе, но потомъ увидалъ, что это явленіе
происходитъ въ зависимости отъ свѣта искры. Однако-же
стеклянная пластинка, пропускающая свѣтъ, мѣшаетъ иск-
рамъ дѣйствовать другъ на друга. Это происходитъ оттого,
что въ данномъ случаѣ дѣйствующіе лучи ультра-фіоле-
товые, которые не проходятъ сквозь стекло.
Если вмѣсто него поставить пластинку полевого шпата
дѣйствія первичныхъ искръ возстанавливаются.
6.	Употребленіе масла. Саразенъ и де-ла Ривъ сдѣлали
большой шагъ впередъ, заставивъ искру проскакивать въ
маслѣ. Такъ какъ шарики искромѣра въ такомъ случаѣ не
окисляются, какъ въ воздухѣ, ихъ не приходится такъ часто
чистить, и искры гораздо правильнѣе. Наконецъ, такъ какъ
потенціалъ, при которомъ появляется искра, теперь выше,
чѣмъ въ воздухѣ, электрическій маятникъ, отклонится больше
прежде, чѣмъ искра произведетъ спускъ.
Слѣдовательно размахъ колебаній удлинилися.
7.	Длина волны. Разныя теоретическія соображенія поз-
воляютъ вычислить, что большой вибраторъ Герца, описан-
ный выше, производитъ по 50,000,000 колебаній въ секунду,
Извѣстно, что длиной волны называется путь, пройден-
ный пертурбаціей втеченіи одного колебанія.
Если скорость распространенія та-же, что у свѣта, то
есть 300,000 километровъ въ секунду, то длина волны со-
ставить одну пятидесяти- милліонную 300,000 километровъ,
то есть 6 метровъ.
По тѣмъ же соображеніямъ, мы можемъ сказать, что малый
вибраторъ Герца даетъ колебанія въ десять разъ болѣе;
быстрыя, вслѣдствіе чего волна будетъ въ десять разъ короче
Дальше мы увидимъ, что эти теоретическія сображепія
подтвердились прямымъ измѣреніемъ длины волны.
ГЛАВА V.
Способы наблюденія.
1.	Принципъ резонатора. Вибраторъ производитъ въ
окружающемъ пространствѣ токи смѣщенія и явленія
индукціи: иначе говоря, онъ вслѣдствіе индукціи производитъ
пертурбацію въ одной точкѣ проволоки и эта пертурбація рас-
пространяется затѣмъ по всей длинѣ ея. Намъ остается по-
смотрѣть, какимъ образомъ можно обнаружить эти явленія.
Для этого обыкновенно пользуются резонаторомъ.
Когда камертонъ колеблется, его колебанія передаются
окружающему воздуху и, если по близости есть камертонъ, оди-
наково настроенный, этотъ послѣдній начинаетъ колебаться въ
свою очередь. Такимъ же образомъ и электрическій вибраторъ
образуетъ пертурбацію въ окружающемъ его полѣ и заста-
вляетъ колебаться второй вибраторъ, помѣщенный въ этомъ
полѣ, если періоды колебаній равны. Вибраторъ въ этомъ
случаѣ дѣлается резонаторомъ.
Но между акустическимъ и электрическимъ резонансами
большая разница. Акустическій резонаторъ отвѣчаетъ отлично
на возбужденія, настроенныя въ унисонъ съ нимъ. Если же
періоды хоть сколько нибудь разнятся другъ отъ друга, онъ
практически не отвѣчаетъ. Электрическій резонаторъ тоже
отвѣчаетъ вполнѣ хорошо на возбужденія, настроенныя въ
унисонъ съ нимъ, но онъ также, хотя нѣсколько хуже, отвѣ-
— 32 —
чаетъ и на тѣ, періодъ которыхъ нѣсколько разнится отъ его
собственнаго, а также, хотя еще хуже, и на тѣ, періоды ко-
торыхъ сильно не соотвѣтствуютъ его періодамъ.
Эта разница происходитъ оттого, что акустическія коле-
банія затухаютъ медленно и размахъ ихъ почти постояненъ,
тогда какъ электрическія затухаютъ быстро. Поэтому и резо-
нансъ не такой чистый.
Резонаторъ есть тотъ же вибраторъ, но безъ индукціон-
ной катушки, которая для него излишня. Эта катушка вѣдь
только заряжаетъ вибраторъ, а резонаторъ приводится въ
дѣйствіе внѣшнимъ полемъ.
Впрочемъ, всякій вибраторъ можно употреблять въ каче-
ствѣ резонатора.
Обыкновенно уничтожаютъ оба крайнихъ проводника и
употребляютъ только два типа: незамкнутый резонаторъ, въ
которомъ проволока, служащая соединительнымъ проводни-
комъ, прямолинейная, и замкнутый резонаторъ, гдѣ она со-
гнута дугой такъ, что оба конца очень близко сходятся.
2.	Дѣйствіе резонатора. Когда звукъ распространяется
въ органной трубѣ, онъ отражается отъ одного ея конца, воз-
вращается, отражается отъ другого конца, снова возвращается
и такъ далѣе. Всѣ эти отраженныя волны интерферируютъ
между собою, складываясь, если онѣ въ согласіи, въ против-
номъ же случаѣ взаимно уничтожаясь. Такимъ образомъ,
нѣкоторые звуки усиливаются, другіе замираютъ.
Механизмъ электрическаго резонатора совершенно та-
кой-же.
Пертурбація распространяется по проволокѣ, отражается
у обоихъ концовъ и сложеніе этихъ отраженныхъ волнъ уси-
ливаетъ электрическія колебанія подходящаго періода.
Выше я объяснилъ почему необходимо снабжать вибра-
торы прерывателемъ съ искрой, который бы производилъ
спускъ электрическаго маятника внезапно. Здѣсь въ этомъ
нѣтъ необходимости, потому что резонаторъ приводится въ
— 33 —
дѣйствіе внѣшнимъ полемъ. Но не достаточно, чтобы въ ре-,
зонаторѣ происходили колебанія, надо еще, чтобы мы знали,
что онѣ происходятъ.
Это покажетъ намъ искра. Вотъ почему въ разомкну-
томъ резонаторѣ сохраняютъ искровой промежутокъ.
Вторичныя искры, образующіяся такимъ образомъ въ
резонаторѣ, гораздо короче, чѣмъ первичныя искры вибра-
тора; длина ихъ не болѣе нѣсколькихъ сотыхъ миллиметра.
Въ замкнутомъ резонаторѣ просто сближаютъ оба конца
настолько, чтобы искра могла проскочить между ними.
И тогда, когда размахи колебаній станутъ достаточно
велики, разность потенціаловъ между обоими концами можетъ
достигнуть такой величины, что образуется искра.
Только тогда мы узнаемъ о существованіи колебаній.
Это вродѣ того, какъ еслибы вода въ сосудѣ колеба-
лась, и мы только тогда бы замѣтили, что она колеблется,
когда вслѣдствіе сильной качки она бы пролилась.
Еслибы оба конца звуковой трубки были закрыты, то
половина длины волны равнялась бы всей длинѣ трубки.
По аналогіи, половина длины волны собственнаго колебанія
резонатора будетъ равняться полной длинѣ проволоки, если
оба конца совсѣмъ не имѣютъ ёмкости.
Эти концы тогда подобны закрытымъ концамъ трубки;
токъ равенъ нулю въ той точкѣ, черезъ которую электриче-
ство не можетъ пройти и въ которой оно не можетъ со-
браться.
Этого уже не происходитъ, какъ только въ концахъ
появляется извѣстная ёмкость и поэтому въ замкнутомъ ре-
зонаторѣ половина длины' волны немного больше, чѣмъ длина
проволоки.
Это поможетъ намъ понять, какъ дѣйствуетъ разомкну-
тый резонаторъ. Пусть АП будетъ проволока, посреди кото-
рой помѣщенъ искровой промежутокъ ВС.
Этотъ промежутокъ имѣетъ всего нѣсколько сотыхъ мил-
з
— 34 —
лиметра, поэтому конецъ В проволоки АВ и конецъ С про-
волоки СВ образуютъ какъ бы арматуры конденсатора съ
очень тонкимъ изолирующимъ слоемъ и слѣдовательно боль-
шой ёмкостью.
Эти арматуры скорѣе похожи на открытый, чѣмъ на
закрытый конецъ звуковой трубки.
Если искра проскакиваетъ, то по всей длинѣ резонатора
АВ, появляются колебанія, какъ въ трубѣ съ закрытыми
концами, и половина длины волны равняется АВ. Если искра
не проскакиваетъ, въ обѣихъ половинахъ АВ и СВ появляются
отдѣльныя колебанія, но уже какъ въ такой трубѣ, въ которой
одинъ конецъ открытъ, а другой закрытъ. Половина длины
волны слѣдовательно въ два раза болѣе АВ, то есть равна АВ.
3.	Различные способы примѣненія искры. Можно избѣжать
примѣненія резонатора, который видоизмѣняетъ колеба-
нія, непропорціонально усиливая нѣкоторыя гармоническія.
Предположимъ, что пертурбація распространяется вдоль
по проволокѣ и что двѣ точки этой проволоки сближены.
Пертурбація достигнетъ первой изъ нихъ раньше дру-
гой, такъ что въ извѣстный моментъ между этими двумя
точками будетъ разность потенціаловъ.
Если эта разность достаточно велика, проскочитъ искра.
Этимъ способомъ, измѣняя длину проволоки, заключен-
ной между тѣми точками, между которыми должна проско-
чить искра, Перо и Биркеландъ могли собрать достаточно
данныхъ для опредѣленія формы пертурбаціи.
Помощью ли резонатора или безъ него, искру измѣрить
очень просто. Помощью винта можно болѣе или менѣе уве-
личивать длину искрового промежутка до тѣхъ поръ, пока не
найдено будетъ разстояніе, при которомъ начинаютъ проска-
кивать искры.
Явленіе гораздо эффектнѣе, если взять трубку Гейслера
такъ какь трубка съ разряженнымъ газомъ начинаетъ свѣ-
— 35 —
титься, если её помѣстить въ перемѣнное поле, образованное
вибраторомъ.
4.	Термическіе способы. Вмѣсто того, чтобы наблюдать
искры, можно изучать нагрѣваніе, производимое колеба-
тельными токами, какъ въ резонаторѣ, такъ и проволокѣ, вдоль
которой распространяется пертурбація.
Нагрѣваніе проводниковъ можно изучить различными
способами:
1> Измѣреніемъ получающагося удлиненія.
2) Измѣреніемъ измѣненія сопротивленія.
3) Помощью термо-электрической пары.
I.	Измѣреніе удлиненія не достаточно точно, не смотря
на остроумныя приспособленія, которыя для этого были при-
мѣнены. Поэтому мы не будемъ на нихъ останавливаться
такъ же, какъ и на тѣхъ опытахъ, въ которыхъ пользовались
движеніемъ теплаго воздуха въ трубкѣ, окружающей про-
водникъ.
II.	Измѣреніе измѣненія сопротивленія даетъ лучшіе
результаты Здѣсь пользуются болометромъ; черезъ обѣ вѣтви
обыкновеннаго мостика Витстона пропускаютъ токъ изъ бат-
тареп, а черезъ часть одной изъ вѣтвей, кромѣ того, пропус-
каютъ колебательный токъ.
Предположимъ, что гальванометръ Сг на нулѣ и нач-
немъ пропускать колебанія черезъ одну часть вѣтви, напри-
мѣръ, А В; когда она нагрѣется, сопротивленіе уменьшится,
равновѣсіе нарушится и гальванометръ отклонится.
III.	Перемѣнный токъ заставляютъ проходить по тонкой
проволокѣ, близь которой (на разстояніи приблизительно
миллиметра) помѣщаютъ термо-электрическую пару. Этотъ
способъ очень чувствителенъ.
5.	Механическіе способы. Механическими способами, осно-
ванными на электростатическихъ притяженіяхъ или на вза-
имодѣйствіи токовъ, на первый взглядъ совершенно невоз-
можно обнаружить герцовскихъ колебаній. Въ самомъ дѣлѣ,
— 36 —
эти колебанія совершаются слишкомъ быстро для того, что-
бы какое либо механическое приспособленіе могло слѣдо-
вать за всѣми перемѣнами электрическихъ или магнит-
ныхъ явленій. Можно только получить среднюю величину
явленія.
Гальванометръ напримѣръ, получающій рядъ пере-
мѣнныхъ толчковъ обратнаго направленія, остался бы неподви-
женъ и средняя величина явленія была бы равна нулю. Со-
вершенно такъ же, еслибы мы квадранты электрометра сое-
динили съ приборомъ, въ которомъ происходятъ колеба-
нія, и стрѣлкѣ сообщили бы постоянный потенціалъ, то
электризація стрѣлки сохраняла бы всё время одинъ и тотъ
же знакъ, тогда какъ квадранты мѣняли бы его непрерывно.
Ихъ взаимодѣйствіе слѣдовательно перемѣнило бы направ-
леніе, и его средняя величина опять была бы равна нулю.
Бьеркнесъ для того, чтобы получить механическое дѣй-
ствіе, устроилъ приборъ иначе.
Онъ употребляетъ электрометръ съ квадрантами, изъ
которыхъ оставлено только два противуположныхъ.
Эти квадранты соотвѣтственно соединены съ двумя кон-
цами резонатора, расположеннаго конечно такъ, чтобы искры
не появлялись. Стрѣлка электрометра изолирована.
Въ извѣстный моментъ стрѣлка зарядится въ одномъ
концѣ черезъ вліяніе положительнаго электричества, въ дру-
гомъ отрицательнаго; квадранты оказываютъ на неё извѣст-
ное дѣйствіе.
Спустя половину періода знакъ заряда квадрантовъ из-
мѣнится, но электризація стрѣлки черезъ вліяніе тоже пе-
ремѣнитъ направленіе, такъ что направленіе дѣйствія не
измѣнится.
6.	Сравненіе различныхъ способовъ. Между способами,
основанными на искрѣ, и термическими или механическими—
большая разница.
— 37 —
Искра можетъ проскочить, можетъ не проскочить и для
того, чтобы она проскочила достаточно, чтобы в» какой либо мо-
ментъ потенціалъ былъ достаточно великъ. Слѣдователь-
но искры позволяютъ судить о максимальномъ размахѣ ко-
лебанія.
Термическіе же или механическіе способы даютъ
намъ среднія величины и слѣдовательно показываютъ намъ
средній размахъ колебанія.
Бьеркнесъ, употребляя одновременно оба способа, могъ
смѣрить затуханіе собственныхъ колебаній резонатора.
Въ самомъ дѣлѣ понятно, что чѣмъ скорѣе затухаетъ ко-
лебаніе, тѣмъ менѣе отношеніе средней величины размаха къ
максимальной. Сравненіемъ обоихъ способовъ мы именно
и можемъ измѣнить это отношеніе
7.	Лучепроводники. Бранли изобрѣлъ пріемникъ гораздо
болѣе чувствительный, который онъ называетъ лучепроводни-
комъ (радіокондукторомъ), и который основанъ на совершенно
иномъ принципѣ.
Возьмемъ стеклянную трубку съ довольно узкимъ сѣ-
ченіемъ, наполненную металлическими опилками.
Каждый кусочекъ опилокъ въ отдѣльности хорошій
проводникъ электричества, но при переходѣ отъ одного къ
другому, ему приходится сталкиваться со значительнымъ
сопротивленіемъ, такъ что общее сопротивленіе прибора за
виситъ почти исключительно отъ контактовъ, различныхъ ку-
сочковъ массы опилокъ меледу собой.
Опытъ показываетъ, что это сопротивленіе значительно
уменьшается, когда приборъ подвергается дѣйствію герцов-
скихъ волнъ, то есть индукціоннымъ силамъ, которыя дѣй-
ствуютъ вблизи вибратора Герца и мѣняютъ направленіе
большое количество разъ въ секунду.
Я не буду стараться объяснять это явленіе, я только
скажу, что подобныя дѣйствія наблюдались, когда радіокон-
дукторъ подвергался дѣйствію не герцовскихъ волнъ,
— 38 —
а вліяніямъ совершенно другого характера, но періоди-
ческимъ съ очень короткимъ періодомъ, какъ напримѣръ
звуковымъ колебаніямъ.
Что бы тамъ ни было, герцовскія волны какъ бы сбли-
жаютъ контактъ отдѣльныхъ частицъ опилокъ. Толчка или
повышенія температуры потомъ уже достаточно, чтобы воз-
вратить радіокондуктору его первоначальное сопротивленіе.
И такъ, предположимъ, что въ цѣпь баттареи мы
помѣщаемъ радіокондукторъ, подверженный дѣйствію волнъ
вибратора Герца. Когда вибраторъ въ дѣйствіи, то черезъ
радіокондукторъ будетъ проходить съ одной стороны по-
стоянный токъ отъ баттареи, съ другой стороны очень
быстрые перемѣнные токи, образовавшіеся вслѣдствіе ин-
дукціи, которую развиваетъ вибраторъ. Въ этомъ слу-
чаѣ, такъ какъ перемѣнные токи уменьшаютъ сопротивле-
нія, то постоянный токъ становится гораздо болѣе сильнымъ,
что и обнаружитъ гальванометръ.
Сравнимъ пріемникъ Бранлп съ болометромъ, описан-
нымъ выше. Въ обоихъ приборахъ герцовскія колебанія
уменьшаютъ сопротивленіе проводника съ постояннымъ то-
комъ, но измѣненіе сопротивленія производится отъ двухъ
весьма различныхъ причинъ. Въ одномъ случаѣ это проис-
ходитъ вслѣдствіе нагрѣванія проволоки, въ другомъ вслѣд-
ствіе болѣе тѣснаго контакта между кусочками опилокъ.
Радіокондукторъ гораздо чувствительнѣе, чѣмъ боло-
метръ. Мы вернемся къ нему опять, говоря объ опытахъ
Бозе въ главѣ X. Ему мы обязаны также способомъ телегра-
фированія безъ проволоки.
Радіокондукторомъ пользовались для того, чтобы узнать
испускаетъ ли солнце герцовскіе лучи; результатъ полу-
чился отрицательный. Однако, можетъ быть, эти лучи
поглащаются солнечной атмосферой.
Опытъ намъ показываетъ конечно, что газы подъ обык-
новеннымъ давленіемъ довольно хорошо пропускаютъ эти
— 39 —
лучи. Но обладаютъ ли этимъ свойствомъ очень разряжен-
ные газы? Мы видѣли, что трубка Гейслера свѣтится въ
полѣ, въ которомъ происходятъ герцовскія колебанія. Когда
она свѣтится, то поглащаетъ извѣстную долю энергіи. Слѣ-
довательно разрѣженные газы поглащаютъ герцовскіе лучи
и возможно, что колебанія, испускаемыя солнцемъ, погла-
щаются въ верхней части обѣихъ атмосферъ, въ которыхъ
очень слабое давленіе.
ГЛАВА VI.
Распространеніе вдоль проволоки.
1.	Полученіе пертурбацій въ проволокѣ. Вибраторъ Герца
производитъ индукціонныя силы въ окружающемъ его полѣ.
Если въ это поле помѣстить длинную металлическую прово-
локу, эти индукціонныя силы разовьютъ въ той ея части, ко-
торая ближе къ вибратору, перемѣнные токи, то есть элек-
тромагнитную пертурбацію, которая распространится по про-
волокѣ.
Заставить электромагнитныя пертурбаціи пойти по про-
волокѣ можно различными способами. Мы обратимъ внима-
ніе на электростатическій способъ Герца и электромагнитный
Блондло.
Способъ Герца.—Два плоскихъ листа А и В большой 8м-
Фпг. з
кости замѣняютъ шары вибратора (фиг. 3); противъ нихъ
— 41 —
помѣщены два другихъ листа А'иВ'; къ срединамъ этихъ
послѣднихъ присоединено по проволокѣ нѣкоторой длины.
Такимъ образомъ увеличиваютъ ёмкость листовъ А, В,
обращая каждый изъ нихъ въ конденсаторъ.
Когда вибраторъ начинаетъ дѣйствовать, одинъ изъ
листовъ, А напримѣръ, заряжается положительно, а В отри-
цательно. Спустя половину колебанія, заряды мѣняютъ знаки
и то же явленіе повторяется черезъ одинаковые промежутки.
Листы А и В заряжаются черезъ вліяніе электричествомъ
обратно листамъ А' и, В' и въ проволокахъ происходитъ
волнообразное явленіе періода одинаковаго съ вибраторомъ.
Способъ Блондло. Вибраторъ имѣетъ форму согнутой
проволоки, оканчивающейся какимъ нибудь конденсаторомъ
(фиг. 4); вокругъ этой первой проволоки помѣщена другая,
продолжающаяся двумя прямолинейными очень длинными
проволоками.
Проволочные круги изолируютъ одинъ отъ другого, по-
крывая проволоки каучуковой оболочкой.
Когда происходятъ колебанія, въ вибраторѣ появляются
періодическіе токи, которые образуютъ во второй проволокѣ
индукціонные токи того-же періода.
2.	Способъ распространенія. Можно-ли распространеніе
Герцовской пертурбаціи, то есть перемѣннаго тока большой
частоты, уподобить совершенно распространенію постояннаго
тока, доставляемаго напримѣръ баттареей?
Уже давно наблюдателей поразила одна особенность;
— 42 —
постоянный токъ распредѣляется равномѣрно по всему сѣ-
ченію проволоки.
Этого уже не происходитъ при перемѣнныхъ токахъ ма-
лой частоты, употребляемыхъ въ электрической промышлен-
ности. На оси проводника токъ почти равенъ нулю, на по-
верхности же онъ гораздо сильнѣе. Все происходитъ такъ,
какъ будто бы распространяющійся на поверхности токъ предо-
хранялъ отъ внѣшнихъ дѣйствій центральную часть провод-
ника тѣми индукціонными силами, которыя онъ развиваетъ.
Слѣдуетъ ждать, что то-же явленіе, но только гораздо
болѣе рѣзко, произойдетъ съ герцовскими колебаніями, пері-
одъ которыхъ гораздо короче.
Токъ долженъ находиться только въ поверхностномъ
чрезвычайно тонкомъ слоѣ.
Бьеркнесъ провѣрилъ это предположеніе чрезвычайно
остроумнымъ способомъ.
Я уже расказалъ (стр. 37), какъ этотъ ученый измѣ-
ряетъ затуханіе колебаній въ резонаторѣ.
Это затуханіе зависитъ отъ вещества, изъ котораго сдѣ-
лана проволока. Въ желѣзномъ резонаторѣ успокоеніе одно,
въ мѣдномъ другое.
Бьеркнесъ покрываетъ электролитическимъ способомъ
желѣзный резонаторъ слоемъ мѣди и мѣдный слоемъ желѣза
Какъ только толщина этого слоя достигаетъ одной сотой
миллиметра, желѣзный резонаторъ дѣйствуетъ такъ, какъ
будто бы онъ былъ изъ мѣди, а мѣдный—какъ будто бы онъ
былъ изъ желѣза. Это показываетъ, что токи заключаются
въ слоѣ толщины порядка сотой миллиметра. Это явленіе
согласно со старой теоріей также, какъ съ теоріей Максвелля.
Но теорія Максвелля даетъ намъ возможность предви-
дѣть другую особенность, которую къ несчастію нельзя про-
вѣрить прямымъ опытомъ. Перемѣнные токи, проходящіе по
проволокѣ, производятъ въ воздухѣ, её окружающемъ, индук-
ціонныя силы.
— 43 —
По Максвеллю, эти индукціонныя силы должны поро-
дить въ самомъ воздухѣ токи смѣщенія.
Слѣдовательно, при постоянномъ токѣ образуются во
всей массѣ проводника обыкновенные токи и ничего не
происходитъ въ окружающемъ воздухѣ; при перемѣнномъ же
токѣ большой частоты, образуются обыкновенные токи въ
поверхностной части проводника, ничего не происходитъ въ
центральной части и образуются токи смѣщенія въ воздухѣ,
3.	Скорость распространенія и диффузія. Кирхгофъ про-
бовалъ вычислить скорость распространенія какой либо элек-
трической пертурбаціи.
Онъ предположилъ сначала, что проводникъ совершен-
ный и токъ, не встрѣчая омическаго сопротивленія, дол-
женъ преодолѣвать только самоиндукцію, которая играетъ
роль анологичную съ инерціей. Онъ доказалъ, что при
этихъ условіяхъ скорость распрастраненія равна отношенію
единицъ, то есть скорости свѣта, 300.000 километрамъ въ
секунду.
Кромѣ того, распространеніе совершается равномѣрно.
Дѣйствительно, если пертурбація въ началѣ заключается въ
извѣстной части проволоки, длиною напримѣръ въ одинъ
метръ, то по истеченіи одной сто тысячной секунды, начало
волны подвинется на три километра, и хвостъ ея на
столько-же. Такимъ образомъ разстояніе отъ начала до хво-
ста не перемѣнится, и пертурбація попрежнему будетъ зани-
мать одинъ метръ разстоянія на проволокѣ.
Но эти теоретическія условія не выполняются при есте-
ственныхъ проводникахъ, которые противопоставляютъ про-
водникамъ, кромѣ самоиндукціи, омическое сопротивленіе
анологичное съ треніемъ. Что же тогда происходитъ? Начало
будетъ подвигаться съ прежней скоростью, а именно со ско-
ростью свѣта, хвостъ же будетъ подвигаться гораздо мед-
леннѣе, такъ что длина пертурбаціи будетъ всё возрастать.
Такимъ же образомъ растягивается по дорогѣ колонна сол-
— 44 —
датъ, когда позади нѣкоторые отстаютъ. Это называется диф-
фузіей тока.
Диффузіи можно ожидать тѣмъ менѣе, чѣмъ періодъ
колебаній короче. На практикѣ, можно сказать, что при гер-
цовскихъ колебаніяхъ, диффузіи уже нѣтъ и что всѣ про-
водники дѣйствуютъ такъ, какъ если бы они были совершенны.
Ихъ омическое сопротивленіе не уменьшается, наоборотъ
оно увеличивается, такъ какъ току нужна только самая по-
верхностная часть сѣченія проводника. Но дѣло въ томъ, что
самоиндукція, которая зависитъ отъ измѣненій тока, возро-
стаетъ еще скорѣе, такъ какъ эти измѣненія чрезвычайно
быстры и омическое сопротивленіе не играетъ никакой роли
въ сравненіи съ самоиндукціей.
Таковы послѣдствія, которыя можетъ предсказать и ста-
рая теорія и теорія Максвелля; въ этомъ обѣ онѣ сходятся.
Мы сейчасъ увидимъ, что эти предположенія подтвер-
ждаются опытомъ.
4.	Опыты Физо и Гунелля. Опыты Физо и Гунелля были сдѣ-
ланы въ 1850 году по способу, основанному на томъ же
принципѣ, что и знаменитый способъ Физо для измѣренія
скорости свѣта.
Окружность деревяннаго колеса, вращающагося съ боль-
шой скоростью, была раздѣлена на тридцать шесть секто-
ровъ, поперемѣнно платиновыхъ и деревянныхъ. Двѣ прово-
локи, оканчивались каждая металлическими щёточками, ко-
торыя тёрлись объ окружность этого колеса, и могли такимъ
образомъ то сообщаться черезъ металлъ, то быть изолиро-
ванными одна отъ другой. Такихъ щётокъ было три пары.
Я сейчасъ объясню, какъ онѣ были расположены.
Одинъ изъ полюсовъ баттареи былъ соединенъ съ зем-
лей, а другой съ первой проволокой АВ, кончающейся щет-
кой В. Былъ еще проводъ линіи СБЕЕ', идущій отъ щетки
С къ концу Б этой линіи и возвращающійся къ двумъ
—-45 —
щеткамъ Е и Е'; наконецъ помощью двухъ проволокъ РСг я
Г'Сг' щетки Г и Г' сообщались съ землей.
Секторы колеса могли соединять В съ С, Е съ Р,
Е' съ Г' и расположеніе было таково, что сообщеніе между
В и С и Е и Р устанавливалось и прерывалось одновременно,
а сообщеніе между Е' и Е' прерывалось тогда, когда оба
другихъ устанавливались и обратно.
Посмотримъ сначала, что произошло бы, еслибы электри-
чество распространялось со скоростью вполнѣ опредѣленной,
какъ скорость свѣта и звука.
Назовемъ періодомъ тотъ промежутокъ времени, кото-
рый протекаетъ отъ того момента, когда образуется контактъ
одной изъ щетокъ съ однимъ изъ секторовъ, до того, когда
этотъ контактъ прекращается, то есть тридцать шестую часть
того времени, которое нужно на полный оборотъ колеса.
Этотъ періодъ будетъ тѣмъ короче, чѣмъ вращеніе колеса
будетъ быстрѣе.
Предположимъ, что время Т распространенія по про-
волокѣ СБЕ равно четному числу періодовъ.
Электричество отъ баттареи перейдетъ изъ В въ С въ
тотъ моментъ, когда сообщеніе между ними установлено; оно
пройдетъ по всей линіи и достигнетъ черезъ промежутокъ
времени Т до Е и Е'. Въ это время сообщеніе между Еи Р
будетъ установлено, а чукду Е' и Р' прервано, и токъ пе-
рейдетъ въ проволоку ЕСг.
Если бы, наоборотъ, Т было равно нечетному числу
періодовъ, электричество, достигнувъ Е и Е’, нашло бы со-
общеніе между Е и Р прерваннымъ, а между Е' и Р' установ-
леніямъ и токъ перешелъ -бы въ проволоку Р'Сг'.
Такимъ образомъ скорость вращенія можетъ быть та-
кова, что токъ цѣликомъ перейдетъ или въ ЕСг, или въ Е'Сг'.
При промежуточныхъ скоростяхъ токъ распредѣлится по-
ровну въ неравномъ отношеніи между обѣими проволоками.
Проволоки ЕСг и Р'Сг' были намотаны на дифференціалъ-
— 46 —
Номъ гальванометрѣ, въ которомъ они дѣйствовали въ раз-
ныхъ направленіяхъ. Наблюдая этотъ гальванометръ, можно
было различить, въ которой проволокѣ средняя сила тока
больше.
Такимъ образомъ можно было видѣть, какова должна
быть скорость вращенія, чтобы Т было равно нѣкоторому крат-
ному періода. И такъ, можно было измѣрить Т, а слѣдова-
тельно и скорость распространенія.
Различныя условія, о которыхъ мы будемъ говорить
дальше, осложняли это явленіе и поэтому токъ въ РО
(или въ Р'Сг') никогда не прекращался и представлялъ
только смѣну максимальныхъ и минимальныхъ напряженій,
изъ которыхъ можно было наблюдать только первыя.
Опыты Физо и Гунелля показали, что скорость рас-
пространенія въ желѣзѣ равна 100,000 и въ мѣди 180,000
километрамъ.
5.	Диффузія токовъ. Я только что сказалъ, что токъ РО
никогда не прекращается, что должно бы случиться, еслибы
электричество распространялось со скоростью вполнѣ опре-
дѣленной. Все происходитъ такъ, какъ будто бы пертурбація
расплывалась распространяясь и стремилась бы занять больше
мѣста на проволокѣ по прибытіи, чѣмъ въ началѣ. Это яв-
леніе, въ которомъ нельзя сомнѣваться послѣ опытовъ Физо,
названо этимъ физикомъ диффузіей токовъ.
Выше я изложилъ (стр. 43) причины, по которымъ можно
было предвидѣть это явленіе. Послѣдствія его легко понять
Все въ общемъ должно происходить такъ, какъ еслибы
часть электричества двигалась съ той же точпо скоростью, что
и свѣтъ, въ то время какъ остальныя части движутся съ мень-
шой и при томъ измѣняющейся скоростью. Тогда у насъ были
бы первые сильные ряды въ колоннѣ, подвигающейся со
скоростью 300,000 километровъ, оставляя позади отставшихъ,
которые разсѣеваются по пути
Способомъ Физо измѣряется пе максимальная ско-
— 47 —
ростъ, то есть не скорость перваго ряда колонны, но среднюю
скорость, которая должна быть значительно меньше. Этимъ объ-
ясняется, почему наблюдаемая скорость значительно меньше
300,000 километровъ.
Средняя скорость распространенія въ желѣзѣ меньше,
чѣмъ въ мѣди по двумъ причинамъ.
Во первыхъ желѣзо обладаетъ магнитными свойствами
и это увеличиваетъ самоиндукцію вслѣдствіе поперечнаго
намагничиванія; во вторыхъ удѣльное сопротивленіе его
больше, чѣмъ у мѣди, и это увеличиваетъ вліяніе диффузіи.
Опыты Физо не расходятся съ теоріей.
6.	Опыты Блондло. Предъидущее разсужденіе достаточно
хорошо показываетъ, на сколько распространеніе тока посто-
яннаго прерывистаго или перемѣннаго малой частоты, раз-
нится отъ распространенія герцовскихъ пертурбацій.
Въ самомъ дѣлѣ, эти пертурбаціи очень коротки и со-
стоятъ изъ колебаній, періодъ которыхъ чрезвычайно ко-
ротокъ.
Можно слѣдовательно думать, что вліяніе диффузіи
ничтожно, часть отставшая очень мала, а средняя скорость
чрезвычайно близка къ скорости начала волны, т. е. къ
300,000 километрамъ.
И такъ, изъ опытовъ, о которыхъ мы только что раз-
сказали, нельзя было ничего заключить относительно этихъ
пертурбацій. Новые изслѣдованіи были необходимы и это за-
ставило Блондло обратиться къ слѣдующимъ опытамъ.
Его приборъ состоитъ изъ двухъ лейденскихъ банокъ
Р и Р' малой ёмкости, расположенныхъ симметрично. Внут-
реннія арматуры А и А' сообщаются проволокой, прерванной
на серединѣ искромѣромъ. Оба конца этого искромѣра и
сообщаются съ катушкой Румкорфа.
Совокупность этихъ арматуръ А и А', проволоки ихъ
связывающей и искромѣра образуетъ настоящій вибраторъ,
который назовемъ Е.
— 48 —
Внѣшняя арматура обѣихъ банокъ Р и Р' раздѣлена
на двѣ изолированныя части. Я назову черезъ В и С обѣ
части внѣшней арматуры банки Р и черезъ В' и С' части
внѣшней арматуры банки Р'.
В В'. сообщаются двумя способами:
1) Мокрымъ шнуромъ.
2) Короткой металлической проволокой, прерванной на
серединѣ искромѣромъ, концы котораго образованы металли-
ческими остріями Р и Р'. Точно также С и С' сообщаются
двумя способами:
1) Мокрымъ шнуромъ.
2) Линейной проволокой.
Эта проволока идетъ сначала отъ арматуры С къ точкѣ В
въ концѣ линіи, потомъ возвращается изъ В въ остріе Р, о
которомъ я говорилъ выше. Перейдя черезъ искромѣръ, эле-
ктричество должно направиться изъ острія Р' въ точкѣ В'
на концѣ линіи, потомъ возвратиться изъ точки В' къ
арматурѣ С'.
На телеграфныхъ столбахъ подвѣшено слѣдовательно че-
тыре проволоки СВ, ВР, Р'В', В'С' и электричество, чтобы
пройти изъС въ С' по этой дорогѣ, проходя сквозь искромѣръ
должно пройти четыре раза всю длину проволоки, два раза
туда и два раза назадъ.
И такъ, изъ В въ В' и изъ С въ С' можно идти двумя пу-
тями, по мокрому шнуру съ большимъ сопротивленіемъ или
по металлическому пути, но прерванному искромѣромъ.
Если измѣненія потенціала происходятъ медленно, все
электричество пойдетъ по мокрому шнуру, потому что разность
потенціаловъ между двумя точками Р и Р' не станетъ никогда
такъ велика, чтобы искра могла проскочить, и искромѣръ
останется изолирующимъ.
Если, наоборотъ, измѣненія потенціала часты, искра
проскочитъ, проложитъ путь черезъ искромѣръ Р Р' элект-
— 49 —
ричеству, которое почти цѣликомъ направится по металли-
ческому пути, а по мокрому шнуру направится незначи-
тельная его часть, вслѣдствіе большого сопротивленія этого
шнура.
Вотъ какъ будетъ дѣйствовать приборъ. Катушкой Рум-
корфа заряжаются внутреннія арматуры А и А', напримѣръ
А положительно, а А' отрицательно. Арматуры В' и С'
зарядятся отрицательно черезъ вліяніе, а арматуры В' и С'
зарядятся положительно. Надо, значитъ, чтобы извѣстное ко-
личество электричества пошло изъ В въ В' и изъ С въ С',
но такъ какъ измѣненія происходятъ относительно медленно,
это электричество направится по мокрымъ шнурамъ.
Въ нѣкоторый моментъ искра вибратора Е проскочитъ.
Эта искра будетъ колебательная, какъ это показываетъ ея
внѣшній видъ. Арматуры А и А' внезапно разрядятся, такъ
что электричество, собравшееся въ арматурахъ В, С, В' и С'
внезапно и одновременно освободится. Слѣдовательно элек-
тричество снова перейдетъ изъ В' въ В и изъ С' въ С, но на
этотъ разъ по металлическому пути, потому что измѣненія
очень рѣзки.
Двѣ искры проскочатъ въ искромѣрѣ РР', который со-
ставляетъ общую часть обоихъ металлическихъ путей ВВ'
и СС'. Первая искра проскочитъ въ тотъ моментъ, когда пер-
турбація, исходящая изъ В, достигнетъ Р, а вторая въ тотъ
моментъ, когда пертурбація, исходящая изъ С, достигнетъ Р.
Такъ какъ путь ВС очень коротокъ, промежутокъ времени
между двумя искрами будетъ равенъ времени, которое пер-
турбація употребитъ на то, чтобы пройти путь СВР.
Длиной линіи я именно называю эту длину СВР; она
вдвое длиннѣе прямой проволоки СВ, которая идетъ къ
концу линіи и вдвое меньше всего пути СВРР'В'С'.
Промежутокъ времени между двумя искрами измѣ-
рялся помощью вращающагося зеркала, которое отражало
4
— 50 —
свѣтъ искръ на чувствительную пластинку. Оставалось толь-
ко смѣрить растояніе двухъ изображеній на этой плас-
тинкѣ.
Первые опыты, въ которыхъ длина линіи была немного
болѣе километра, дали въ среднемъ скорость въ 293,000 ки-
лометровъ. При длинѣ линій въ 1800 метровъ получили сред-
нюю скорость въ 298,000 километровъ.
ГЛАВА VII.
Измѣреніе длины волны и сложный резонансъ.
1.	Стоячія волны.—Опыты, о которыхъ мы только что
разсказали, показываютъ, что скорость распространенія по
проволокѣ та же, что, и скорость свѣта. Чтобы получить
число вибрацій въ секунду, намъ остается смѣрить длину
волны и раздѣлить на эту длину путь, пройденный въ се-
кунду, то есть 300000 километровъ.
Для этого Герцъ попытался воспользоваться явленіемъ
стоячихъ волнъ. Предположимъ,что періодическая пертурбація
распространяется по проволокѣ; дойдя до конца проволоки,
она отразится и вернется назадъ. Придется слѣдовательно
складывать двѣ пертурбаціи—прямую и отраженную. Двѣ
періодическихъ пертурбаціи складываются, если онѣ одина-
наковыхъ фазъ, то есть если перемѣнные токи, производимые
•этими двумя пертурбаціями, становятся оба въ одно и то же
время положительными и въ одно и то же время отрицатель-
ными. Пертурбаціи вычитаются, если онѣ различныхъ фазъ,
то есть если токи производятся одной положительные, а
другой отрицательные или наоборотъ.
Обѣ пертурбаціи прямая и отраженная одинаковыхъ
фазъ и складываются, если разность ихъ хода равняется
цѣлому числу волнъ; соотвѣтствующія точки проволоки,
— 52 —
гдѣ происходитъ максимальное дѣйствіе, называются пуч-
ностями. Эти обѣ пертурбаціи противуположныхъ фазъ
и вычитаются, если разность хода равняется нечетному
числу половинъ волнъ; соотвѣтствующія точки проволоки,
въ которыхъ дѣйствія нѣтъ совсѣмъ, называются узлами.
Разстояніе между двумя послѣдовательными узлами
равняется половинѣ длины волны.
Пусть въ самомъ дѣлѣ А и В будутъ этими узлами;
въ А разность хода должна равняться нечетному числу
половинъ длины волны, напримѣръ (2п -р 1) половинъ длины
волны. Падающая волна придетъ сначала въ А, потомъ въ
В; отраженная волна, наоборотъ, придетъ въ В раньше, а по-
томъ уже въ А. При переходѣ отъ точки А до точки В,
путь, пройденный падающей волной, увеличился на АВ, тогда
какъ путь пройденный отраженной волной уменьшился на
АВ. Такимъ образомъ, разность хода уменьшилась на 2 АВ. Но
гакъ какъ тогда В есть узелъ, эта разность хода должна
опять быть равна нечетному числу полуволнъ, или 2н—1
полуволнъ. Надо слѣдовательно, чтобы 2 АВ было какъ разъ
равно длинѣ волны В.
Таково явленіе стоячихъ волнъ, какъ его понималъ
сначала Герцъ, который надѣялся извлечь изъ него про-
стой способъ измѣренія длинъ волнъ.
Къ несчастью, какъ мы сейчасъ увидимъ, всё это не
такъ просто.
Отраженіе отъ конца проволоки можетъ совершаться
различнымъ образомъ. Если на концѣ проволоки нѣтъ ём-
кости, электричество не можетъ накопиться на немъ, тока
въ немъ не будетъ и конецъ будетъ узломъ.
Обратное происходитъ, если проволока оканчивается
значительной ёмкостью, если напримѣръ обѣ параллель-
ныя проволоки, изображенныя на фигурахъ 3 и 4 при-
— 53 —
мыкаютъ къ двумъ арматурамъ конденсатора; тогда конецъ
будетъ пучностью.
Можно также соединить концы этихъ двухъ параллель-
ныхъ проволокъ.
Пертурбація, которая прошла по одной изъ проволокъ
въ прямомъ направленіи, вернется по другой проволокѣ и бу-
детъ слѣдовать по ней въ обратномъ направленіи; интерфе-
рируя съ пертурбаціей, которая слѣдуетъ по этой второй про-
волокѣ въ прямомъ направленіи, она образуетъ стоячія волны
2.	Сложный резонансъ. Я уже говорилъ (стр. 31), что резо-
наторъ отлично отвѣчаетъ вибратору, съ которымъ онъ оди-
наково настроенъ, но что онъ тоже отвѣчаетъ, хоть и
хуже, вибратору, имѣющему съ нимъ разный періодъ.
Изъ этого слѣдуетъ, что можно работать, хотя это и
представляетъ трудности, съ вибраторомъ и резонаторомъ,
періоды которыхъ значительно разнятся. Такъ и поступили
Саразенъ и де Ларивъ.
Они обнаружили неожиданный законъ, который назвали
закономъ сложнаго резонанса. Междуузловое пространство,
то есть разстояніе между двумя узлами, которымъ на осно-
ваніи предъидущаго должна измѣряться половина длины
волны, мѣняется, когда мѣняютъ резонаторъ, сохраняя тотъ-
же вибраторъ. Оно не мѣняется, когда мѣняютъ вибраторъ,
сохраняя тотъ же резонаторъ.
То что измѣряютъ оказывается присуще резонатору, и
слѣдовательно междуузловое пространство равно половинѣ
длины волны, присущей резонатору, а не половинѣ длины
волны, испускаемой вибраторомъ.
Вотъ объясненіе, предложенное Саразеномъ и де Лари-
вомъ. Пертурбація, исходящая изъ вибратора, сложна и об-
разуется безконечнымъ множествомъ простыхъ пертурбацій
слагающихся вмѣстѣ, которыя можно назвать его составляю-
щими. Подобнымъ образомъ, нѣкоторые источники свѣта про-
— 54 —
изводятъ свѣтъ не монохроматичный, но бѣлый, дающій
непрерывный спектръ.
Каждый резонаторъ отвѣчаетъ только одной изъ этихъ
составляющихъ; пользуясь опредѣленнымъ резонаторомъ, из-
мѣряютъ длину волны этой составляющей, а другія состав-
ляющія не имѣютъ никакого вліянія. Другими словами, из-
мѣряется длина волны вибраціи, присущей резонатору.
Подобнымъ же образомъ въ акустикѣ сложный звукъ,
составленный изъ нѣсколькихъ гармоническихъ тоновъ, можно
анализировать помощью резонатора, который выдѣляетъ только
одинъ изъ этихъ тоновъ.
3.	Другое объясненіе. Возможно другое объясненіе выше-
изложеннаго ‘явленія. Колебанія, исходящія изъ вибратора,
должны очень быстро затухать, потому что ихъ энергія быстро
превращается въ теплоту сопротивленіемъ искры или раз-
сѣивается излученіемъ.
Что же тогда происходитъ?
Выше я сказалъ, что отраженная волна складывается
съ прямой или вычитается изъ нея, и что это то совпаденіе
двухъ волнъ и производитъ стоячія волны. Но если мы ста-
немъ разсматривать точку А, нѣсколько удаленную отъ конца,
проволоки, то увидимъ, что въ то время, которое пертурба-
ція употребляетъ на прохожденіе пути отъ точки А до этого-
конца, и потомъ послѣ отраженія на то, чтобы вернуться отъ
конца проволоки до точки А, прямая волна уже успѣла за-
тухнуть. Такимъ образомъ, когда является отраженная волна,
прямая уже прекратилась, и слѣдовательно совпаденія быть
не можетъ, а также не можетъ образоваться и стоячей волны.
Слѣдовательно настоящая стоячая волна будетъ только
вблизи конца проволоки Однако-же, пользуясь резонаторомъ,
можно наблюдать въ перемежку узлы и пучности во всѣхъ
частяхъ проволоки.
Какъ же это можетъ случиться?
Чтобы объяснить это, достаточно предположить, что-
— 55 —
колебанія резонатора затухаютъ гораздо медленнѣе, чѣмъ
колебанія вибратора. Когда прямая волна проходитъ, она за-
ставляетъ резонаторъ вибрировать; когда отраженная волна
возвращается, прямая уже затухла въ проволокѣ, но резо-
наторъ не пересталъ вибрировать. Тогда онъ получитъ вто-
рой импульсъ.
Будетъ-ли этотъ импульсъ увеличивать или уменьшать
размахъ его колебаній?
Прибѣгнемъ къ сравненію.
Маятникъ отъ перваго импульса начинаетъ двигаться,
напримѣръ, съ лѣва на право. По прошествіи одной поло-
вины колебанія, онъ будетъ двигаться съ права на лѣво, по
прошествіи цѣлаго колебанія онъ снова пойдетъ съ лѣва на
право.
Вообще, послѣ цѣлаго числа колебаній онъ пойдетъ съ
лѣва на право, а послѣ нечетнаго числа половинъ колеба-
ній онъ пойдетъ съ права на лѣво.
Предположимъ, что онъ получаетъ второй импульсъ въ
томъ же направленіи. Если этотъ импульсъ производится
послѣ цѣлаго числа колебаній, въ тотъ моментъ, когда маят-
никъ идетъ съ лѣва на право, онъ будетъ стремиться уве-
личить его скорость; если же импульсъ производится послѣ
нечетнаго числа полуколебаній въ тотъ моментъ, когда маят-
никъ идетъ съ права на лѣво, онъ будетъ стремиться умень-
шить его скорость.
То же происходитъ и въ резонаторѣ. Онъ получаетъ
первый импульсъ въ моментъ прохожденія прямой волны, а
второй въ моментъ прохожденія отраженной волны.
Если между этими двумя импульсами произошло цѣ-
лое число колебаній въ резонаторѣ, то есть если разность
хода двухъ волнъ равна цѣлому числу волнъ резонатора,
дѣйствія двухъ импульсовъ складываются и наблюдается
пучность.
Если, наоборотъ, разность хода равна нечетному числу
— 56 —
полуволнъ резонатора, дѣйствія импульсовъ взаимно уничто-
жаются и наблюдается узелъ.
Въ итогѣ разстояніе между двумя узлами должно рав-
няться половинѣ длины волны резонатора. Длина волны ви-
братора не играетъ роли.
Раньше, чѣмъ идти дальше, надо еще сдѣлать нѣсколько
замѣчаній относительно этого второго объясненія.
Выше я сказалъ, что случается, когда оба импульса, по-
лученные маятникомъ, одного направленія Все произошло
бы наоборотъ, если бы импульсы были обратны. Но легко по-
нять, что импульсъ, произведенный прямой волной, и им-
пульсъ, произведенный отраженной волной, могутъ быть или
одного направленія или разныхъ отчасти въ зависимости
отъ того, какъ произошло отраженіе (стр. 52), отчасти смотря
по положенію резонатора. Такимъ образомъ объясняются
очень просто опыты Тюрпена, которые нѣкоторымъ показа-
лись парадоксальными
Можно еще спросить, почему саму систему, состоящую
изъ двухъ длинныхъ проволокъ, нельзя уподобить большому
резонатору, и почему она повинуется безразлично возбужде-
ніямъ всѣхъ періодовъ. Еслибы не было затуханія, то отра-
женныя волны, интерферируя, какъ я это объяснилъ на стр. 32,
произвели бы резонансъ. Но не то происходитъ на самомъ
дѣлѣ; когда одна изъ отраженныхъ волнъ достигаетъ извѣст-
ной точки проволоки, прямая волна уже затухла давно и
интерференціи не произойдетъ
4.	Опыты Гарбассо и Цендера. Таковы два объясненія; только
опытъ можетъ показать, которое изъ нихъ истинно. Цендеръ ста-
рался непосредственно наблюдать непрерывный спектръ, пред-
сказываемый объясненіемъ Саразепа и де Ларива. Онъ упо-
треблялъ нѣчто вродѣ рѣшетки, которая должна была раздѣ-
лять различныя составляющія сложнаго колебанія, испуска-
емаго вибраторомъ, такимъ же точно образомъ, какъ обыкно-
— 57 —
венная рѣшетка, употребляемая въ оптикѣ, раздѣляетъ раз-
личные цвѣта, составляющіе бѣлый цвѣтъ.
Гарбассо старался помощью сложнаго расположенія,
котораго я не могу здѣсь описать, воспроизвести разсѣяніе,
которое производитъ призма, дѣйствуя на бѣлый свѣтъ.
Наблюдатели эти получили тѣ результаты, которые они
ожидали, и это повидимому подтверждаетъ объясненіе Сара-
зена и де Ларива.
Эти опыты кажутся убѣдительными, но на самомъ дѣлѣ
они не таковы. Дѣйствительно, простымъ вычисленіемъ до-
казывается, что ослабленное колебаніе дѣйствуетъ такъ же,
какъ сложное съ непрерывнымъ спектромъ, въ которомъ
'интенсивности были бы распредѣлены по особому закону.
Не достаточно значитъ доказать, что колебаніе, произ-
веденное вибраторомъ, дѣйствуетъ такъ, какъ еслибы у него
былъ непрерывный спектръ; надо еще показать, что въ этомъ
спектрѣ интенсивности различныхъ составляющихъ измѣня-
ются не по этому особому закону.
5.	Измѣреніе затуханія. Совершенно на оборотъ, цѣлый
рядъ опытовъ, о которыхъ я теперь разскажу, показалъ намъ,
что не только интесивности измѣняются по этому закону,
но что второе объясненіе и есть истинное.
Надо было сначала провѣрить основную гипотезу, на
которой построено это второе объясненіе, а именно, что за-
туханіе вибратора происходитъ гораздо быстрѣе, чѣмъ резо-
натора.
Выше на стр. 36. я уже сказалъ, какъ Бьеркнесъ измѣря-
етъ затуханіе резонатора.
Для вибратора онъ' получилъ величину логариѳмиче-
скаго декремента равную 0,26, тогда какъ для двухъ резо-
наторовъ эти декременты оказались равными 0,002 и 0,034.
Изъ этого слѣдуетъ, что для уменьшенія размаха коле-
банія до ‘/іо ея начальной величины, достаточно девяти
колебаній для вибратора и болѣе, чѣмъ 60 и 1000, для двухъ
— 58 —
резонаторовъ. Слѣдовательно колебанія вибратора затухаютъ
гораздо быстрѣе, чѣмъ колебанія резонатора.
6.	Опыты Стриндберга. Для полнаго доказательства надо бы-
ло убѣдиться, что, если бы мы какимъ нибудь способомъ могли
сдѣлать затуханіе резонатора быстрѣе, чѣмъ вибратора, то
явленія были бы обратны, то есть что междуузловое про-
странство не зависѣло бы болѣе отъ резонатора, а только
отъ вибратора. Это то и провѣрили независимо другъ отъ
друга Декомбъ во Франціи и Нильсъ Стриндбергъ въ Швеціи.
Я не могу, назвавъ Стриндберга, не упомянуть о томъ,
что послуживъ наукѣ своимъ умомъ, онъ захотѣлъ послу-
жить ей и мужествомъ. Онъ сопутствовалъ Андрэ въ его
гибельномъ воздушномъ путешествіи въ полярную область.
Чтобы произвести опытъ, надо было уменьшить затуха-
ніе вибратора, и увеличить его въ резонаторѣ. Чтобы умень-
шить затуханіе вибратора, надо было сначала уничтожить
потерю энергіи, причиняемую искрой. Это кажется невы-
полнимымъ, потому что безъ искры спусковой механизмъ элек-
тическаго маятника невозможенъ и маятникъ этотъ не можетъ
начать качаться. Стриндбергъ придумалъ, чтобы выйти изъ
затрудненія, очень простой способъ. Первый вибраторъ снаб-
женъ искровымъ прерывателемъ; по индукціи онъ дѣйствуетъ
на второй вибраторъ совершенно ему подобный, но который,
будучи приведенъ въ дѣйствіе первымъ, можетъ и не имѣть
искрового промежутка. Этотъ второй вибраторъ будетъ имѣть
такой же періодъ, какъ и первый, но меньшее затуханіе. Онъ
то и производитъ потомъ пертурбацію въ проволокахъ по-
мощью расположенія Блондло (см. стр. 41, фиг 4).
Съ другой стороны сопротивленіе резонатора можно
легко увеличить и такъ какъ это сопротивленіе есть треніе,
то подъ его дѣйствіемъ колебанія резонатора затухаютъ
быстрѣе.
7.	Опыты Перо и Джонса. Есть другіе болѣе прямые
способы провѣрки. Мы видѣли, что не смотря на затуханіе,
— 59
настоящія стоячія волны еще происходятъ, но только около
конца проволоки. Изучая эти вторичныя волны, мы можемъ
узнать форму пертурбаціи, произведенной вибраторомъ. Но
чтобы это изученіе было возможно, не надо прибѣгать
къ посредничеству резонатора. Въ самомъ дѣлѣ, мы видѣли,
что резонаторы производятъ вторичныя явленія, которыя
одни остаются далеко отъ конца проволоки и вызываютъ
тогда явленіе „сложнаго резонанса". Эти возмущающія
дѣйствія надо уничтожить.
Для этого пользовались помимо резонатора, разными спо-
собами, которые я описалъ на страницахъ 35 и 36.
Перо пользовался искрой безъ резонатора.
Джонсъ употреблялъ термическій способъ, основанный
на употребленіи термоэлектрической пары. Бьеркнесъ упо-
треблялъ механическій способъ.
Всѣми этими опытами подтвердилось второе объ-
ясненіе.
8.	Опыты Декомба Описанные способы показались Де-
комбу всетаки еще не достаточно прямыми. Этотъ ученый
захотѣлъ изучить пертурбацію въ тотъ самый моментъ, когда
она производится вибраторомъ. Въ самомъ дѣлѣ, мы вѣдь
не знаемъ, измѣняется ли она, когда переходитъ отъ вибра-
тора къ проволокамъ или когда распространяется по этимъ
проволокамъ.
Декомбъ старался сдѣлать фотографическіе снимки съ
искры вибратора помощью вращающагося зеркала. Это же
самое сдѣлалъ Феддерсенъ (см. главу III), но при гораздо
менѣе частыхъ колебаніяхъ. При герцовскихъ колебаніяхъ
затрудненія были гораздо большія; ихъ даже нельзя было-бы
преодолѣть, пользуясь аппаратомъ самого Герца (50,000,000
колебаній въ секунду) Декомбу пришлось удовольствоваться
вибраторомъ, который давалъ 5,000,000, колебаній, тогда какъ
приборы Феддерсена давали ихъ всего отъ 20,000 до 400,000.
Различныя искры, которыя соотвѣтствуютъ послѣдова-
— 60 —
тельнымъ колебаніямъ, даютъ изображенія на чувствительной
пластинкѣ въ различныхъ точкахъ, вслѣдствіе движенія
зеркала. Надо, чтобы это движеніе было достаточно быстро,
чтобы различныя черточки, соотвѣтствующія искрамъ, не
сливались. Зеркало Декомба дѣлало 500 оборотовъ въ секунду.
Чтобы на пластинкѣ получился отпечатокъ, не смотря но
кратковременность дѣйствія свѣта, Декомбъ долженъ былъ
довести до крайности каждый изъ тѣхъ способовъ, которыми
мы располагаемъ, и поставить всѣ шансы на свою сторону.
Пришлось взять вибраторъ со слабымъ затуханіемъ,
устроить такъ, чтобы искра проскакивала въ маслѣ, въ ко-
торомъ она короче и больше свѣтится, и проявлять пла-
стинку особо энергичнымъ проявителемъ.
Надо было составить оптическій приборъ такъ, чтобы
свѣтящіяся черточки были очень узки и вмѣстѣ съ тѣмъ
очень интенсивны.
Всѣ детали этого опыта разработаны авторомъ чрезвы-
чайно остроумно. Его усилія увѣнчались успѣхомъ и онъ
получилъ изображенія, изучивъ которыя мы убѣждаемся въ
томъ, что существуетъ простое затухающее колебаніе, что и
подверждаетъ истинность второго объясненія.
Вибраторъ правда былъ не герцовскій; колебанія его въ
десять разъ менѣе часты, но разница настолько мала, что
можно по одному сдѣлать заключеніе о другомъ.
ГЛАВА VIII,
Распространеніе въ воздухѣ,
1	Ехрегітепіит сгисіз.—Всѣ тѣ опыты, о которыхъ я раз-
сказывалъ до сихъ поръ, не могутъ рѣшить нашъ выборъ
между старой теоріей и теоріей Максвелля.
Обѣ теоріи даютъ возможность предвидѣть, что элект-
рическія пертурбаціи должны распространяться по провод-
нику со скоростью равной скорости свѣта. Обѣ объясняютъ
колебательный характеръ разряда Лейденской банки и слѣ-
довательно колебанія, происходящія въ вибраторѣ. Обѣ да-
ютъ возможность предвидѣть, что эти колебанія должны
произвести въ окружающемъ полѣ индукціонныя электро-
движущія силы и, вслѣдствіе этого, возбудить колебанія въ
резонаторѣ, помѣщенномъ въ этомъ полѣ.
Но, по старой теоріи распространеніе дѣйствій индук-
ціи должно совергиаться мгновенно. Дѣйствительно, если нѣтъ
токовъ смѣщенія и слѣдовательно съ точки зрѣнія электри-
ческой, нѣтъ ничего въ- діэлектрикѣ, который отдѣляетъ
индуктирующій проводникъ отъ проводника, находящагося
подъ индукціи, придется допустить, что дѣйствіе въ послѣд-
немъ проводникѣ происходитъ въ тотъ самый моментъ, какъ
появляется причина въ проводникѣ индуктирующемъ. Еслибы
былъ промежутокъ, то причина исчезла бы въ индуктиру-
— 62 —
ющемъ проводникѣ, а явленіе еще не произошло бы въ про-
водникѣ, находящемся подъ индукціей, въ діэлектрикѣ, кото-
рый находится между этими двумя проводниками, ничего бы
не было, а слѣдовательно и нигдѣ ничего бы не было. Итакъ
моментальное распространеніе индукціи есть слѣдствіе, кото-
раго старая теорія никакъ не можетъ избѣжать.
По теоріи Максвелля индукція должна распространяться
въ воздухѣ съ той же скоростью, какъ и по проволокѣ, то есть
со скоростью свѣта.
Вотъ слѣдовательно ехрегітепіиш сгисіз; надо посмот-
рѣть, съ какой скоростью распространяются вслѣдствіе ин-
дукціи магнитныя пертурбаціи къ воздухѣ.
Если эта скорость безконечна, надо будетъ сохранить
прежнюю теорію; если эта скорость равна скорости свѣта, надо
признать теорію Максвелля.
Какъ же можно измѣрить эту скорость? Непосредственно
этого дѣлать нельзя. Но мы видѣли, что, по опредѣ-
ленію, длина волны есть путь, пройденный впродолженіи
одной вибраціи, и также было показано мною, какъ можно
измѣрить на проволокѣ длину волны.
Если длина волны въ воздухѣ равна длинѣ волны въ
проволокѣ, значитъ и скорость распространенія въ воздухѣ
равна скорости распространенія по проволокѣ.
Слѣдовательно теорія Максвелля истинна.
И такъ, задача сведена къ измѣренію длины волны въ
воздухѣ.
Чтобы сдѣлать это измѣреніе, можно употребить тотъ
же способъ, какъ и въ случаѣ распространенія по проволокѣ
Мы видѣли, что прямую волну, передающуюся по про-
волокѣ, заставляютъ интерферировать съ волной, отраженной
отъ конца этой проволоки.
Такимъ же образомъ можно заставить прямую волну,
распространяющуюся черезъ воздухъ, интерферировать съ дру-
гой, отраженной плоскимъ металлическимъ зеркаломъ. Это
— 63 —
зеркало должно быть такъ расположено, чтобы прямая раді-
ація ударялась въ него по нормали и слѣдовательно, чтобы
отраженная волна шла въ обратномъ направленіи сравни-
тельно съ прямой волной.
При этихъ условіяхъ получились бы настоящія стоячія
волны, еслибы колебанія вибратора не затухали. Но вслѣд-
ствія этого затуханія и по тѣмъ же причинамъ, о которыхъ
я распространялся въ главѣ VII, произойдетъ явленіе слож-
наго резонанса. Нечего повторять здѣсь разсужденія, изложен-
ныя на страницахъ 54 и 55. Все произойдетъ совершенно также.
Если между вибраторомъ и зеркаломъ мы будемъ пе-
ремѣщать резонаторъ, мы замѣтимъ смѣну узловъ и пучно-
стей: узлами будутъ точки, въ которыхъ резонаторъ не отвѣ-
чаетъ вибратору, а пучностями тѣ, гдѣ интенсивность явле-
нія наибольшая.
Междуузловое пространство или разстояніе между двумя
узлами, равно половинѣ длины волны резонатора въ воздухѣ,
точно такъ же, какъ въ случаѣ распространенія по проволокѣ,
междуузловое пространство было равно половинѣ длины
волны резонатора на проволокѣ.
Слѣдовательно, если междуузловое пространство въ
воздухѣ равно междуузловому пространству на проволокѣ,
то и длина волны въ воздухѣ та же, что и длина волны въ
проволокѣ и теорія Максвелля истинна.
2.	Опыты въ Карлсруэ. Таковъ былъ ехрегітепіпт сгисіз,
который Герцъ попробовалъ въ первый разъ въ Карлсруэ.
Сначала онъ не получилъ ожидаемаго результата. Его
резонаторъ давалъ на проволокѣ междуузловое пространство
въ 3 метра; въ воздухѣ же оно повидимоду равнялось 4 м
50 с., и слѣдовательно волна равнялась 9-ти метрамъ. Безъ
сомнѣнія можетъ показаться, что этимъ опытомъ опровергается
старая электродинамика, на основаніи которой волна должна
была бы быть безконечно длиной; но онъ повидимому оди-
— 64 —
каково опровергаетъ и теорію Максвелля, по которой волна
должна была бы быть въ 6 метровъ длины.
Причина этой неудачи такъ и осталась невыясненной.
Возможно, что зеркало было слишкомъ мало сравнительно
съ длиной волны, и что диффракція мѣшала явленію. Мо-
жетъ быть также, что отраженіе волнъ отъ стѣнъ залы или
чугунныхъ колоннъ, которыя раздѣляли ее на три части,
также мѣшало явленію.
Какъ бы тамъ ни было, вибраторы меньшаго размѣра
приводили къ другимъ результатамъ и давали междуузло-
вэе пространство одинаковое въ воздухѣ и на проволокѣ.
Безъ сомнѣнія, когда длина волны уменьшалась, она
уже не была слишкомъ велика относительно размѣровъ
зеркала.
3.	Опыты въ Женевѣ. — Вопросъ однако былъ не разрѣ-
шенъ, а болѣзнь мѣшала Герцу возобновить опыты. Тогда
Саразенъ и де Ларивъ начали ихъ снова съ достаточными
предосторожностями, чтобы устранить все могущее ввести въ
ошибку. Ихъ зеркало имѣло 8X16 метровъ и опыты произво-
дились въ залѣ очень большой и просторной. Результаты по-
лучились такіе же чистые съ резонаторомъ въ 75 сантимет-
ровъ (имѣющимъ ту же длину волны, что и большой виб-
раторъ Герца), какъ и съ меньшими резонаторами. На эти
результаты надо слѣдовательно смотрѣть, какъ на оконча-
тельные.
Согласно теоріи Максвелля междуузловое пространство
тоже въ воздухѣ, какъ и на проволокѣ.
4.	Примѣненіе вибратора. Опытъ легче повторить съ ма-
лымъ вибраторомъ Герца, образованнымъ, какъ я уже ска-
залъ (стр. 29), изъ особаго короткаго металлическаго стержня,
прерваннаго на серединѣ. Извѣстно, что пользуются парабо-
лическими зеркалами, чтобы собрать въ пучекъ параллель-
ныхъ лучей свѣтъ, исходящій изъ свѣтового источника ма-
— 65 —
лыхъ размѣровъ. Это такъ называемый прожекторъ или пара-
болическій рефлекторъ.
Можно сдѣлать почти то-же самое съ излученіями, ис-
ходящими изъ вибратора. Только размѣры вибратора срав-
нимы съ размѣрами зеркала, такъ что вибраторъ можно ско-
рѣе уподобить свѣтящейся линіи, чѣмъ свѣтящейся точкѣ.
Слѣдовательно, вмѣсто того, чтобы придавать зеркалу
форму параболоида вращенія и помѣщать источникъ въ фо-
кусѣ его, ему придаютъ форму параболическаго цилиндра и
помѣщаютъ вибраторъ по фокальной линіи. Такимъ обра-
зомъ получается параллельный пучекъ электрическихъ лу-
чей. Можно также помѣстить по фокальной линіи второго
параболическаго зеркала и резонаторъ, совершенно подобный
вибратору. Это зеркало сосредоточитъ параллельные лучи на
резонаторъ.
Однако въ опытахъ съ интерференціей, которые я только
что описалъ, не слѣдуетъ употреблять этого второго зеркала,
которое послужило бы экраномъ, и защитило бы резонаторъ
отъ отраженныхъ волнъ.
5.	Природа лучей. Въ окружающемъ вибраторъ пространствѣ
распространяются электромагнитные лучи; теорія даетъ возмож-
ность предвидѣть законы ихъ распредѣленія, да они уже
подтверждены по крайней мѣрѣ въ общихъ чертахъ и опытами;
при нашихъ способахъ изслѣдованія, мы можемъ достичь
пока только этого.
Эти законы очень сложны и, чтобы ихъ изложить по-
проще, я буду разсматривать въ полѣ только тѣ точки, ко-
торыя очень удалены отъ вибратора.
Возьмемъ шаръ очень большого радіуса съ вибраторомъ
въ центрѣ. Въ каждой точкѣ этого шара есть электродвижущая
сила, которая измѣняется при каждомъ колебаніи, два раза
уничтожаясь и два раза мѣняя свой знакъ, но сохраняя все
то-же направленіе; есть также и магнитная сила, которая
подвергается подобнымъ же измѣненіямъ.
5
— 66 —
Каково-же будетъ направленіе этихъ двухъ колебаній,
электрическаго и магнитнаго?
Начертимъ на шарѣ систему меридіановъ и паралле-
лей, какъ на земномъ глобусѣ, полюсами котораго были бы
точки, въ которыхъ шаръ пересѣкается продолженіемъ оси
вибратора.
Электрическая сила будетъ касательна къ меридіану,
а магнитная къ параллели.
Слѣдовательно эти обѣ вибраціи будутъ перпендикулярны
между собой и обѣ перпендикулярны къ радіусу шара, то
есть къ направленію распространенія, которое соотвѣтствуетъ
тому, что въ оптикѣ называютъ направленіемъ свѣтового луча
Слѣдовательно эти оба колебанія поперечны подобно
свѣтовымъ.
Размахъ этихъ колебаній измѣняется обратно пропорціо-
нально разстоянію отъ вибратора. Слѣдовательно интенсивность
мѣняется обратно пропорціонально квадрату этого разстоянія
Колебаніе имѣетъ, какъ мы только что видѣли, постоян-
ное направленіе, поэтому его можно уподобить колебаніямъ
поляризованнаго луча, а не колебаніямъ естественнаго луча,
направленіе которыхъ безпрестанно мѣняется, оставаясь пер-
пендикулярнымъ къ свѣтовому лучу. Представляется еще
одинъ вопросъ, а именно, что соотвѣтствуетъ тому, что въ
оптикѣ называется плоскостью поляризаціи?
Будетъ ли то плоскость перпендикулярная къ электри-
ческому колебанію, или плоскость перпендикулярная къ
магнитной вибраціи?
Мы увидимъ въ главѣ XI, какъ удалось узнать, что
вѣрна первая изъ этихъ гипотезъ.
Есть еще одно различіе со свѣтомъ, исходящимъ изъ
обыкновеннаго свѣтового источника; именно интенсивность не
одинакова во всѣхъ направленіяхъ. Она достигаетъ наиболь-
шей величины на экваторѣ и равняется нулю на полюсахъ
— 67 —
(предполагаемъ снова, что шаръ покрытъ сѣтью меридіановъ
и параллелей, какъ сказано было выше).
Кромѣ этихъ различій, электромагнитная пертурбація
распространяется въ воздухѣ такимъ же способомъ, какъ и
свѣтовая. При распространеніи по проволокѣ мы имѣли также
токи смѣщенія, но эти токи были замѣтны только въ непосред-
ственномъ сосѣдствѣ съ проволокой.
Вмѣсто того, чтобы разсѣеваться во всѣхъ направленіяхъ,
пертурбація распространялась въ одномъ направленіи; по-
этому ея интенсивность сохранялась вмѣсто того, чтобы
ослабѣвать согласно закону квадратовъ разстояній.
ГЛАВА IX.
Распространеніе въ діалектрикахъ.
1.	Соотношеніе Максвелля. Когда въ конденсаторѣ мы
замѣняемъ изолирующій слой воздуха слоемъ, образованнымъ
изъ другого изолирующаго вещества, мы замѣчаемъ, что
ёмкость конденсатора умножается на коеффиціентъ, который
называется діэ.чект])ической постоянной этого вещества.
По теоріи надо, чтобы скорость распространенія элек-
трическихъ волнъ въ діэлектрикѣ была обратно пропорціо-
нальна квадратному корню изъ его діэлектрической постоянной.
Съ другой стороны, скорость свѣта въ прозрачной
средѣ обратно пропорціональна показателю преломленія.
Слѣдовательно діэлектрпческая постоянная должна была
бы равняться квадрату этого показателя. Таково теоретическое
соотношеніе, данное Максвеллемъ.
Оно плохо подтверждается на различныхъ веществахъ,
исключая сѣры. Это можно объяснить двояко; во первыхъ,
показатель преломленія для волнъ очень длинныхъ, каковы
электрическія волны, разнится отъ оптическаго показателя
преломленія; въ этомъ нѣтъ ничего удивительнаго, потому-
что намъ извѣстно, что различныя колебанія преломляются
различно, и что показатель краснаго луча разнится отъ пока-
зателя луча фіолетоваго.
— 69 —
Во вторыхъ, квадратъ показателя электрическаго пре-
ломленія въ свою очередь разнится отъ діэлектрической
постоянной, измѣряемой статическими способами въ постоян-
номъ полѣ; это можетъ быть объясняемо различными вторич-
ными явленіями, какъ напримѣръ, остаточными зарядами.
Отсюда является необходимость измѣренія діэлектриче-
ской постоянной способами двухъ родовъ; динамическими,
основанными на примѣненіи электрическихъ колебаній,
которые дадутъ намъ показатель электрическаго преломленія,
и статическими въ постоянномъ полѣ.
2.	Динамическіе способы. Скорость распространенія одна
и та же въ воздухѣ и по проволокѣ, протянутой въ немъ
Точно такъ же, скорость распространенія сквозь діэлектрикъ
должна равняться скорости распространенія по проволокѣ,
погруженной въ діэлектрикъ. Слѣдовательно достаточно только
измѣрить эту послѣднюю.
Мы видѣли, какъ измѣряютъ длину волны электриче-
скаго колебанія, отыскивая разстояніе между узлами на про-
волокѣ помощью резонатора (см. стр. 52).
Если проволока погружена въ діэлектрикъ, скорость
распространенія уменьшается. Такъ какъ періодъ остался
тотъ же самый, то длина волны и разстояніе между узлами
уменьшились въ томъ же отношеніи. Легко слѣдовательно из-
мѣрить это отношеніе, которое и есть величина обратная по-
казателю электрическаго преломленія.
Предположимъ съ другой стороны, что резонаторъ, ко-
торымъ пользуются для изслѣдованія, образованъ изъ кон-
денсатора, арматуры котораго соединены проволокой (конден-
саторъ Блондло). Если между двумя арматурами помѣстить
слой какого либо изолирующаго вещества, то емкость конден-
сатора умножается на діэлектрическую постоянную; поэтому
періодъ колебанія, на который отвѣчаетъ резонаторъ, также
увеличится, а также слѣдовательно увеличивается и прост-
ранство между узлами.
— 70 —
Если проволока, по которой распространяется электри-
ческое колебаніе, и резонаторъ со своимъ конденсаторомъ
погружены въ одинъ и тотъ же діэлектрикъ, оба дѣйствія
должны точно компенсироваться, и пространство между узлами
не должно измѣняться. Это на самомъ дѣлѣ и замѣчается.
Способы измѣренія электрическаго показателя анало-
гичны тому, что въ оптикѣ называется интерференціоннымъ
рефрактометромъ.
Можно также заставить электрическіе лучи преломляться
въ призмѣ изъ діэлектрика или еще лучше воспользоваться
полнымъ внутреннимъ отраженіемъ.
3.	Статическіе способы. Чтобы измѣрить въ постоянномъ
полѣ діэлектрическую постоянную, надо сравнить двѣ емкости.
Для этого можно:
1)	Произвести разрядъ конденсатора черезъ проволоку и
съ помощью баллистическаго гальванометра измѣрить, какое
протекло количество электричества.
2)	Заряжать и разряжать конденсаторъ много разъ въ
секунду и сравнить перемежающійся токъ, такимъ образомъ
полученный, съ постояннымъ токомъ даннаго сопротивленія
(методъ Максвелля).
3)	Соединить два конденсатора послѣдовательно и провѣ-
рить равенство ихъ емкости, показавъ, что потенціалъ сред-
ней арматуры есть среднее ариѳметическое между потен-
ціалами крайнихъ арматуръ (способъ Гордона).
4)	Измѣрить взаимное притяженіе двухъ наэлектризо-
ванныхъ шаровъ, погруженныхъ въ діэлектрикъ.
5)	Составить два электрометра, въ которыхъ соотвѣтст-
вующія пары квадрантовъ и стрѣлки соотвѣтственно соеди-
нены металлически. Одинъ изъ этихъ электрометровъ по-
груженъ въ діэлектрикъ, другой въ воздухъ (дифференціаль-
ный электрометръ).
6)	Изучить отклоненіе линій силъ, произведенное въ
электростатическомъ полѣ введеніемъ въ него діэлектриче-
— 71 —
ской призмы (способъ равнопотенціальныхъ поверхностей
Перро).
4.	Результаты. Всѣ эти способы даютъ весьма несход-
ные результаты.
Для каучука нашли слѣдующія цыфры величинъ діэлек-
трической постоянной, которую я обозначу буквой е:
Квадратъ оптическаго показателя преломленія ...	2
По способу равнопотенціальныхъ поверхностей . . . . 2, 1
Съ герцовскими колебаніями.........................2.12
По способу балистическаго гальванометра............2,03
По другому статическому способу....................2,88
По способу притяженія .............................5,44
Для спирта, воды и льда мы встрѣтимъ еще болѣе зна-
чительныя отклоненія.
Спиртъ—1) Статическія способы дали для у г числа
близкіе къ 4,9, то есть сильно разнящіяся отъ оптическаго
показателя преломленія.
2)	Однако Щегляевъ, употребляя способъ Гордона съ
колебаніями, производимыми катушкой Румкорфа, нашелъ
для Уе число близкое къ оптическому показателю прелом-
ленія.
3)	Способы, основанные на употребленіи герцовскихъ ко-
лебаній, дали величину близкую къ 4, 9.
Вода—1) Гуи, употребляя способы притяженія, нашелъ,
что
е = 80.
Само собой разумѣется, что величина е измѣняется,
вмѣстѣ съ посторонними примѣсями, содержащимися въ
водѣ, которыя дѣлаютъ ее болѣе или менѣе проводимой:
80 есть цыфра, къ которой стремится е, когда проводимость
воды стремится къ нулю.
Конъ измѣрилъ е, измѣряя длину волны въ проволокѣ,
погруженной въ воду.
— 72 —
Онъ нашелъ, что е зависитъ отъ проводимости воды и
температуры. Числа его близки къ числу, найденному Гу и.
Одинъ только наблюдатель нашелъ, для & число близ-
кое къ квадрату оптическаго показателя преломленія, именно:
6 = 1,75.
Ледъ*—Одинъ статическій опытъ далъ:
е=78.
Это число близко къ тому, которое Гуи нашелъ для
воды.
Блондло, употребляя герцовскія колебанія, нашелъ на-
оборотъ, что
е = 2,5.
7/еро тѣмъ же способомъ получилъ число близкое къ
предъидущему.
Очевидно, что между числами Блондло и Перо съ од-
ной стороны и числомъ 78 съ другой, громадная разница.
5.	Проводящія тѣла. Тѣла, пропускающія свѣтъ, вообще
плохіе проводники, металлы же наоборотъ очень не проз-
рачны, но зато прекрасные проводники. Здѣсь нѣтъ ничего
парадоксальнаго.
Діэлектрики противупостовляютъ электрическимъ вол-
намъ (мы видѣли это въ главѣ II) упругое сопротивленіе,
которое возвращаетъ живую силу, сообщенную имъ; слѣдо-
вательно они пропускаютъ волны. Проводники наоборотъ
противупоставляютъ вязкое сопротивленіе, которое уничтожа-
етъ живую силу, превращая ее въ теплоту; слѣдовательно
они поглощаютъ электрическія волны и свѣтъ.
Въ самомъ дѣлѣ, признано, что металлы останавливаютъ
электрическія волны, какъ экраны; при колебаніяхъ съ очень
большимъ періодомъ, эти экраны не совершенны, но при
герцовскихъ колебаніяхъ они почти совсѣмъ непрозрачны.
Опыты Бьеркнеса, описанные выше, показываютъ, что эти
— 73
лучи не могутъ проникнуть въ металлъ глубже, чѣмъ на
одну сотую миллиметра.
Однако Бозе, чрезвычайно чувствительный аппаратъ ко-
тораго мы опишемъ дальше, показалось, что эти радіаціи
проходятъ сквозь металлы. Но Бранли недавно доказалъ, что
металлическія оболочки непроницаемы даже для очень быст-
рыхъ вибрацій, полученныхъ Бозе, если только эти обо-
лочки абсолютно замкнуты. Самаго маленькаго отверстія до-
статочно для того, чтобы произошли явленія диффракціи,
дѣйствующія на очень чувствительный пріемникъ Бозе.
6.	Электролиты. II такъ, всякое проводящее тѣло не-
прозрачно, а всякое изолирующее тѣло прозрачно. Это пра-
вило имѣетъ кажущіяся исключенія.
Нѣкоторыя тѣла, какъ напримѣръ эбонитъ, изолируютъ
не будучи прозрачными.
Замѣчается однако, что они, будучи непрозрачными для
видимаго свѣта, всетаки пропускаютъ герцовскія волны.
Это нисколько не болѣе удивительно чѣмъ то, что крас-
ный свѣтъ проходитъ сквозь красное стекло, не пропуска-
ющее зеленаго свѣта.
Впрочемъ, эти тѣла, пропускающія электрическія волны
большого періода, должны естественно обладать свойствами
діэлектриковъ въ статическомъ полѣ, гдѣ періодъ надо счи-
тать безконечнымъ.
Наоборотъ, нѣкоторыя жидкости, напримѣръ соленая или
окисленная вода, проводятъ электричество и вмѣстѣ съ тѣмъ
прозрачны для свѣта.
Это происходитъ оттого, что жидкости эти, которыя ПОДЪ
вліяніемъ тока разлагаются и которыя называются электро-
литами, обладаютъ проводимостью совсѣмъ не такого свой-
ства, какъ металлы.
Молекулы электролита разлагаются на „іоны“.
Электричество переносится отъ одного электрода къ
другому этими іонами, которые движутся въ жидкости.
— 74 —
Электрическая энергія слѣдовательно не превращается
въ теплоту, какъ въ металлахъ, а въ химическую энергію.
Безъ сомнѣнія этотъ процессъ, связанный съ довольно мед-
леннымъ движеніемъ іоновъ, не успѣетъ совершиться, если
вибрація происходитъ быстро, какъ въ свѣтѣ. На самомъ
дѣлѣ электролиты уже довольно прозрачны для герцовскихъ
волнъ.
ГЛАВА X.
Полученіе очень быстрыхъ колебаній.
1.	Очень короткія волны. Помощью вибратора Блондло
получаются волны въ 30 метровъ длины; съ большимъ ви-
браторомъ Герца въ 6 метровъ и съ его-же малымъ вибра-
торомъ въ 60 сантиметровъ.
Другими словами получается:
Колеба-
ній въ
секунду.
Съ вибраторомъ Блондло......................... 10,000,000	„
Съ большимъ вибраторомъ	Герца............... 50,000,000	„
Съ малымъ..................................... 500,000,000	„
На этомъ не остановились. Итальянскій ученый физикъ
Риги и послѣ него молодой профессоръ индусъ Сагадисъ
Шундеръ Бозе построили приборы, которые позволяютъ идти
дальше.
По теоріи для этого достаточно было бы уменьшить раз-
мѣры прибора. Но тогда ослабнутъ колебанія, и надо будетъ
придумывать достаточно чувствительные пріемники, чтобы
открыть ихъ.
2.	Вибраторъ Риги. Этотъ вибраторъ состоитъ изъ двухъ
мѣдныхъ шаровъ А и В (фиг. 5), укрѣпленныхъ въ центрахъ
двухъ дисковъ изъ дерева, стекла или эбонита. Эти диски
служатъ основаніями особаго цилиндрическаго сосуда го-
— 76 —
раздо болѣе широкаго, чѣмъ высокаго, боковыя стѣнки ко-
тораго гибки. Въ одномъ изъ дисковъ продѣлано маленькое
отверстіе для того, чтобы сосудъ можно было наполнить ва-
зелиновымъ масломъ.
Помощью разныхъ приспособленій, благодаря гибкости
боковыхъ стѣнокъ сосуда, можно измѣнять и регулировать
разстояніе между обоими шарами.
Искра проскакиваетъ между шарами, какъ въ вибра-
торѣ Лоджа, но благодаря малымъ размѣрамъ этихъ ша-
ровъ, длина волны получается очень короткою.
Искра проскакиваетъ въ маслѣ. Мы уже выше говорили,
насколько это выгодно; здѣсь же только благодаря этому, ко-
лебанія, несмотря на малый размѣръ прибора, могли сохра-
нить достаточную силу.
Въ самомъ дѣлѣ, мы видѣли, что при употребленіи масла
усиливаются колебанія и въ то же время искры дѣлаются
правильнѣе.
+
Фиг. 5.
Чтобы привести въ дѣйствіе вибраторъ, Риги беретъ не
катушку Румкорфа, а статическую машину Гольца, которая
впрочемъ также употреблялась и при вибраторахъ Герца.
Необходимо замѣтить, что оба шара А и В не прямо
— 77 —
соединены съ полюсами машины Гольца; эти полюсы сооб-
щаются металлически съ двумя другими тарами С и Ь.
Шаръ С помѣщенъ на маломъ разстояніи отъ шара А,
а шаръ В совсѣмъ близко отъ В. Слѣдовательно у насъ бу-
дутъ проскакивать три искры, одна между С и А, другая
между А и В и третья между В и В. Первая и третья бу-
дутъ проскакивать въ воздухѣ, вторая въ маслѣ.
Колебательный характеръ имѣетъ только вторая искра,
обѣ же другія, проскакивающія въ воздухѣ, только заряжа-
ютъ шары А и В.
Когда онѣ зарядятъ оба эти шара въ достаточной мѣрѣ,
проскочитъ въ маслѣ искра АВ и колебанія начнутся.
Важно установить длину этихъ трехъ искръ. Риги упо-
треблялъ среднюю искру, длиною приблизительно въ 1 мил-
лиметръ, а обѣ крайнія въ 2 сантиметра. Діаметръ обоихъ
шаровъ А и В равнялся приблизительно 4 сантиметрамъ.
Полученная длина волны равнялась приблизительно 10
сантиметрамъ, что соотвѣтствуетъ 3,000,000,000 колебаній въ
секунду.
Съ шарами въ 8 миллиметровъ въ діаметрѣ Риги по-
лучилъ колебанія еще въ четыре раза болѣе скорыя.
3.	Резонаторы. Не смотря на усовершенствованія Риги
въ устройствѣ его вибратора, дѣйствія его еще очень слабы,
и чтобы обнаружить ихъ, нужны резонаторы съ совершенно
исключительной чувствительностью.
Два факта руководили итальянскимъ ученымъ, когда
онъ придумывалъ свой резонаторъ.
Прежде всего, при одинаковой разности потенціаловъ,
искры гораздо длиннѣе, когда онѣп роскакиваютъ на поверх-
ности изолирующаго тѣла, чѣмъ когда онѣ проскакиваютъ
въ свободномъ воздухѣ.
Во вторыхъ, такъ какъ электромагнитныя дѣйствія рас-
пространяются только на поверхности металловъ, можно сво-
бодно металлическую часть резонаторовъ сдѣлать тоньше.
— 78 —
Риги покрываетъ электролитически поверхность стек-
лянной пластинки тонкимъ слоемъ серебра; слой этотъ имѣ-
етъ форму прямоугольника значительно большихъ размѣровъ
въ длину, чѣмъ въ ширину. Посреди этого прямоугольника
слой серебра перерѣзаютъ черточкой помощью алмаза-
Такимъ образомъ, посреди серебрянаго слоя образуется
прерывающая его черта, шириной въ нѣсколько тысячныхъ
миллиметра. Черезъ эту-то черту и проскакиваетъ искра.
Понятно, что она будетъ проскакивать при очень ма-
лыхъ разностяхъ потенціала, потому что промежутокъ, сквозь
который она должна проскочить, очень малъ и потому что
это совершается на поверхности стекла.
Искры наблюдаются съ помощью маленькаго микроскопа.
Резонаторъ Риги дѣйствуетъ такъ-же, какъ прямоли-
нейные резонаторы Герца.
Лучи электрической силы, исходящіе изъ вибратора, дѣ-
лаютъ параллельными съ помощью зеркала, имѣющаго форму
параболическаго цилиндра; затѣмъ другое зеркало такой же
формы собираетъ ихъ на резонаторъ.
Этотъ приборъ очень чувствителенъ и весьма приго-
денъ для измѣреній.
Въ самомъ дѣлѣ можно заставить резонаторъ вращаться,
и дѣйствіе будетъ максимальное, когда резонаторъ паралле-
ленъ вибратору то есть параллеленъ прямой, соединяющей
центры обоихъ шаровъ А и В.
Это дѣйствіе равно нулю, когда резонаторъ перпенди-
куляренъ вибратору. При другихъ положеніяхъ оно имѣетъ
промежуточныя величины. Такимъ образомъ можно видѣть,
какъ надо направить резонаторъ, чтобы начали показываться
искры.
4.	Вибраторъ Бозе. Сагадисъ Шундеръ Бозе получилъ
еще болѣе быстрыя колебанія. Его вибраторъ состоитъ изъ
трехъ металлическихъ шаровъ А, В, С. Шары А и С сое-
динены съ полюсами катушки Румкорфа, а центральный шаръ
— 79 —
В изолированъ. Проскакиваютъ двѣ искры, одна между А и В,
другая между В и С.
Это тоже одна изъ формъ вибратора Лоджа.
Искры проскакиаютъ въ воздухѣ Чтобы онѣ сохра-
няли однако довольно долго колебательный характеръ, надо,
чтобы электроды не портились; поэтому Бозе беретъ не мѣд-
ные, а платиновые шары.
Вмѣсто того, чтобы приводить въ дѣйствіе катушку ко-
леблющимся прерывателемъ, Бозе дѣлаетъ это прерывателемъ
ручнымъ; каждое движеніе руки даетъ ему слѣдовательно
одинъ только рядъ ослабѣвающихъ, колебаній, а не сплошной
рядъ искръ, которыя быстро бы испортили электроды.
Благодаря этимъ предосторожностямъ, искры сохра-
няютъ колебательный характеръ и не требуется частой чистки
и полировки шаровъ.
Дѣйствія получаются слабыя, и Бозе, чтобы обнаружить
ихъ, разсчитываетъ единственно на чувствительность своего
пріемника. Онъ впрочемъ заботится гораздо менѣе о силѣ
дѣйствія, чѣмъ объ его правильности и постоянствѣ, такъ
какъ только это даетъ возможность производить измѣренія
Слишкомъ сильныя колебанія были бы даже съ его
точки зрѣнія неудобны, такъ какъ онъ боится, чтобы отра-
женіе и диффракція не произвели вторичныхъ радіацій, мо-
гущихъ дѣйствовать на пріемникъ и мѣшать наблюденіямъ
Элементъ и катушка заключены въ двойной металличе-
скій футляръ, почти совсѣмъ замкнутый и поэтому не могутъ
оказывать наружу никакого возмущающаго дѣйствія.
На ящикѣ поставлена трубка, которая заключаетъ въ
себѣ вибраторъ. Лучи, исходящіе отъ этого вибратора,
дѣлаютъ параллельными помощью цилиндрической чечевицы
изъ сѣры или эбонита. Такимъ образомъ получаютъ волны
длиной въ 6 милиметровъ, что соотвѣтствуетъ 50,000,000,000
колебаній въ секунду. Колебаній въ 10,000 болѣе скорыхъ
было бы достаточно, чтобы на сѣтчатой оболочкѣ глаза по-
— 80
лучилось впечатлѣніе (онѣ соотвѣтствовали бы тогда оран-
жевому цвѣту спектра). Мы находимся такимъ образомъ, какъ
говоритъ Бозе, въ тринадцати октавахъ отъ видимаго свѣта.
При этихъ опытахъ удолось получить пучекъ параллель-
ныхъ электрическихъ лучей съ сѣченіемъ въ одинъ или
два квадратныхъ сантиметра.
5.	Пріемникъ Бозе. Пріемникъ этотъ основанъ на прин-
ципѣ радіокондуктора Бранли. Этотъ радіокондукторъ пред-
ставляетъ изъ себя инструментъ удивительной чувствитель-
ности, но онъ нѣсколько капризенъ въ показаніяхъ. Время
отъ времени онъ доходитъ до такой необыкновенной чувстви-
тельности, что гальванометръ отклоняется безъ видимой
причины; иногда же въ такой моментъ, когда онъ повидимому
чудесно дѣйствуетъ, чувствительность его внезапно пропа-
даетъ. Вѣроятно нѣкоторыя частицы приходятъ въ слишкомъ
быстрое соприкосновеніе, или можетъ быть поверхности
контакта теряютъ чувствительность вслѣдствіе утомленія отъ
продолжительнаго дѣйствія.
Вслѣдствіе этого Бозе'измѣнилъ первоначальный радіо-
кондукторъ. Тонкія стальныя проволоки свиты спиралью. Въ
кускѣ эбонита выдалбливаютъ узкій желобокъ и помѣщаютъ
въ него спирали, которыя образуютъ одиночный слой. Каждая
спираль прикасается къ слѣдующей въ хорошо опредѣлен-
ной точкѣ, п такимъ образомъ получаются тысячи контактовъ
Спирали, помѣщены между двумя кусками бронзы, изъ ко-
торыхъ одинъ неподвиженъ, другой же можетъ скользить.
Эти куски соединены металлически съ элементомъ.
Токъ изъ этого элемента проходитъ такимъ образомъ
по верхней спирали, проходитъ потомъ черезъ всѣ спирали,
переходя отъ одной къ другой по контактамъ, и выходитъ изъ
нижней. Сопротивленіе, которое представляютъ эти контакты,
ослабѣваетъ каждый разъ, какъ электромагнитныя колебанія
достигаютъ пріемника.
Давленіе, которое испытываютъ различныя точки кон-
— 81 —
такта, регулируется помощью винта, который нажимаетъ на
первую спираль; оно однообразно, потому что каждая спираль
передаетъ его слѣдующей за ней. Всѣ точки контакта на-
ходятся на прямой линіи, на которой можно сосредоточить
лучи помощью цилиндрической призмы.
Когда эти лучи дѣйствуютъ, общее сопротивленіе
прибора уменьшается, токъ, проходящій сквозь него, стано-
вится сильнѣе, и эти измѣненія силы тока указываются
гальванометромъ.
Чувствительность этого прибора замѣчательна; онъ отвѣ-
чаетъ на всѣ колебанія въ промежуткѣ одной октавы. Его мо-
жно сдѣлать чувствительнымъ къ колебаніямъ различнаго рода,
заставляя измѣняться электродвижущую силу, которая по-
рождаетъ токъ, проходящій черезъ пріемникъ.
Приборъ находится въ металлическомъ футлярѣ, въ
которомъ имѣется только одно узкое линейное отверстіе.
Слѣдовательно, онъ защищенъ отъ всѣхъ радіацій, кромѣ
тѣхъ, которыя сосредоточиваются на этомъ отверстіи.
6
ГЛАВА XI.
Воспроизведеніе свѣтовыхъ явленій.
1.	Условія воспроизведенія. По понятіямъ Максвелля, свѣтъ
есть ничто иное, какъ электромагнитная пертурбація, распро-
страняющаяся черезъ воздухъ, пустоту или различныя про-
зрачныя среды. Слѣдовательно электрическія радіаціи, исхо-
дящія изъ вибратора, отличаются отъ свѣта только періодомъ,
и онѣ не производятъ впечатлѣнія на сѣтчатую оболочку
глаза только по тому, что ихъ волны слишкомъ длинны.
Въ самомъ дѣлѣ, мы видѣли, что эти пертурбаціи распро-
страняются именно со скоростью свѣта. Но этого мало, надо
еще показать, что онѣ имѣютъ всѣ свойства свѣта, и что съ
ними можно воспроизвести всѣ свѣтовыя явленія. Величина
длины волны служитъ однако препятствіемъ; чтобы получились
тѣ условія, при которыхъ наблюдаются свѣтовыя явленія,
нужно было бы помножить всѣ длины въ одной и той же
пропорціи по принципу подобія.
Если напримѣръ мы возьмемъ большой вибраторъ Герца
(длина волны равна 6 метрамъ), то зеркало для того, чтобы
исполнить ту же роль, которую исполняетъ относительно
свѣта зеркало въ одинъ квадратный миллиметръ, должно бы
имѣть одинъ квадратный миріаметръ. При маленькомъ вибра-
— 83 —
торѣ Бозе, зеркало всетаки должно было бы равняться
одному квадратному декаметру.
Ясно, что это условіе никогда не можетъ быть въ точ-
ности выполнено. Однако оно будетъ выполнено тѣмъ лучше,
чѣмъ короче будутъ волны. Со своимъ малымъ вибраторомъ,
Герцъ уже добился довольно хорошихъ результатовъ, но
Риги и Бозе, какъ и слѣдовало ожидать, гораздо болѣе
приблизились къ точному воспроизведенію, такъ какъ они
употребляли волны въ десять и сто разъ болѣе короткія.
2.	Явленія интерференціи. Мы говорили выше, въ главѣ
VII объ явленіяхъ интерференціи, которыя происходятъ между
электрическими лучами, непосредственно исходящими изъ
. вибратора, и тѣми, которые отражены отъ металлическаго
зеркала.
Въ этихъ опытахъ оба интерферирующихъ луча, прямой
и отраженный, направляются въ разныя стороны.
Мы слѣдовательно находимся въ условіяхъ совершенно
различныхъ отъ тѣхъ, въ которыя поставлены оптическіе
приборы, предназначенные для изученія явленій интерферен-
ціи, въ которыхъ оба луча направляются въ одну сторону,
пересѣкаясь подъ очень острымъ угломъ. Чѣмъ острѣе
этотъ уголъ, тѣмъ шире интерференціонныя полосы и слѣдо-
вательно тѣмъ легче ихъ наблюдать. По этой то причинѣ въ
оптикѣ обыкновенно не заставляютъ интерферировать двухъ
лучей обратнаго направленія, такъ какъ получились бы полосы
шириной только въ нѣсколько десяти-тысячныхъ милли-
метра. Только очень недавно Винеру удалось наблюдать свѣто-
выя полосы, полученныя при этихъ условіяхъ. На цвѣтныхъ
фотографическихъ снимкахъ Липпмана тоже получаются поло-
сы этого рода. Извѣстно, что названный ученый помѣщаетъ чув-
ствительную пластинку на слой ртути, играющей роль зеркала.
Прямой лучъ интерферируетъ съ отраженнымъ ртутью лучемъ,
который идетъ въ обратномъ направленіи, и въ чувствительномъ
слоѣ получается рядъ равноотстоящихъ полосъ. Эти полосы со-
— 84 —
вершенно аналогичны электрическимъ полосамъ, которыя мы
изучали въ главѣ VII. Риги болѣе приблизился къ обычнымъ
опытамъ надъ интерференціей. Онъ заставляетъ электриче-
скія волны отражаться отъ двухъ зеркалъ, поставленныхъ подъ
небольшимъ угломъ.
Если защитить металлическимъ экраномъ резонаторъ
отъ непосредственнаго дѣйствія прямыхъ лучей, можно изу-
чить интерференцію двухъ отраженныхъ лучей. Это опытъ
съ двумя зеркалами Френеля. Можно также помѣстить оба
зеркала въ двухъ параллельныхъ плоскостяхъ, отстоящихъ
недалеко одна отъ другой. Такимъ образомъ получается подо-
біе интерференціоннаго прибора, который употреблялъ Май-
кельсонъ для оптическаго построенія эталоновъ сантиметра
и дециметра.
Наконецъ, вмѣсто двухъ лучей, отраженныхъ отъ двухъ
зеркалъ, можно заставить интерферировать два луча, прелом-
ленные двумя призмами изъ сѣры. Это опытъ съ биприз-
мою Френеля.
3.	Тонкія пластинки. Явленіе окрашенныхъ колецъ Ньютона
есть одно изъ самыхъ блестящихъ интерференціонныхъ явле-
ній въ оптикѣ. Извѣстно, что ему обязаны своими богатыми
красками мыльные пузыри, и что оно происходитъ отъ ин-
терференціи лучей, отраженныхъ отъ двухъ поверхностей тон-
кой пластинки.
Явленіе тонкихъ пластинокъ можно воспроизвести элек-
трическимъ путемъ. Но все относительно; въ оптикѣ слой,
чтобы быть тонкимъ, долженъ имѣть толщину, измѣряемую
тысячными долями миллиметра. Имѣя волны въ 10000 и
500.000 разъ болѣе длинныя, Риги употреблялъ тонкія пара
финовыя пластинки толщиной въ 1 или 2 сантиметра.
4.	Вторичныя волны. Риги подробно изучилъ явленіе вто-
ричныхъ волнъ. Оптическую аналогію его труднѣе попять;
о ней мы будемъ говорить въ слѣдующей главѣ. Если ре-
зонаторъ подвергается дѣйствію лучей, исходящихъ изъ
— 85 —
вибратора, въ немъ начинаются колебанія, и онъ становит-
ся въ свою очередь центромъ излученія.
Въ этомъ можно убѣдиться, приблизивъ другой резо-
наторъ, защищенный металлическимъ экраномъ отъ прямыхъ
радіацій.
Вторичныя радіаціи, произведенныя такимъ образомъ
резонаторомъ, могутъ интерферировать съ прямыми радіаці-
ями. Вторичныя радіаціи, произведенныя двумя резонато-
рами, могутъ такъ же интерферировать между собою.
Наконецъ, вслѣдствіе явленія сложнаго резонанса, о ко-
торомъ мы выше говорили подробно, вибраторъ можетъ за-
ставить колебаться два резонатора различной длины и эти
два резонатора могутъ дѣйствовать другъ на друга.
Риги показалъ, что масса діэлектрпка становится, какъ
металлическій резонаторъ, центромъ, изъ котораго выхолятъ
вторичныя волны.
Въ этомъ нѣтъ ничего удивительнаго. Какимъ образомъ
резонаторъ повинуется возбужденію?
Мы уже сказали (см. стр. 32), что онъ въ этомъ случаѣ
уподобляется органной трубѣ. Въ этой трубѣ звуковая
волна, возбужденная какой нибудь причиной, отражается отъ
двухъ концовъ и подвергается такимъ образомъ цѣлому ряду
отраженій. Если между высотой тона и длиной трубы суще-
ствуетъ извѣстное соотношеніе, то всѣ эти волны, такимъ об-
разомъ отраженныя, производятъ согласныя колебанія, кото-
рыя складываются, и такимъ образомъ звукъ усиливается.
Въ металлическомъ резонаторѣ электрическая пертур-
бація отражается отъ двухъ концовъ проволоки, и волны, та-
кимъ образомъ отраженныя, могутъ складываться и усили-
ваться помощью того-же механизма явленія.
Если мы возьмемъ діэлектрическую массу, все произой-
детъ точно такъ же; электрическія пертурбаціи будутъ от-
ражаться отъ двухъ поверхностей, которыми ограничивается эта
— 86 —
масса, какъ онѣ отражаются въ резонаторѣ отъ двухъ кон-
цовъ металлической проволоки.
Слѣдовательно діэлектрическая масса есть настоящій
резонаторъ.
Всѣ эти вторичныя волны производятъ своими взаим-
ными интерференціями сложныя явленія. Риги оказалъ боль-
шую услугу, разобравъ ихъ.
5.	Диффракція. Явленія диффракціи тѣмъ болѣе за-
мѣтны, чѣмъ длиннѣе волна. Ихъ слѣдовательно легко вос-
произвести съ электрическими волнами. Воспроизводили яв-
ленія диффракціи отъ одной щели и у края безконечнаго
экрана.
Но если вмѣсто металлическаго экрана мы возьмемъ въ
качествѣ непрозрачнаго тѣла діэлектрикъ, явленія будутъ
сложнѣе, потому что придется считаться со вторичными вол-
нами, испускаемыми діэлектрикомъ. Слѣдовательно не всегда
можно ограничиться приложеніемъ принципа Гюйгенса и
чисто геометрической теоріи, изъ него вытекающей. Прило-
женіемъ его можно довольствоваться въ оптикѣ, потому что
вслѣдствіе малой длины волны, диффракція производитъ
только чрезвычайно слабыя отклоненія. Геометрической те-
оріи уже не достаточно при опытахъ Гуи съ диффракціей,
производимой остріемъ очень хорошо отточенной бритвы.
Бозе дополнилъ воспроизведеніе явленій диффракціи»
построивъ настоящую рѣшетку и пользуясь ею для измѣ-
ренія длины волнъ его электрическихъ колебаній.
6.	Поляризація. Электрическія колебанія всегда поляри-
зованы, потому что онѣ всегда параллельны оси вибратора.
Слѣдовательно онѣ подобны колебаніямъ поляризованнаго
свѣта, направленіе котораго постоянно, а не естественнаго,
въ которомъ направленіе колебаній измѣняется въ каждое
мгновеніе, оставаясь однако въ плоскости перпендикулярной
свѣтовому лучу.
Можно всетаки воспроизвести дѣйствіе поляризатора,
— 87 —
который, когда черезъ него проходитъ уже поляризованный
лучъ, мѣняетъ направленіе плоскости поляризаціи. Герцъ поль-
зовался для этого „рѣшеткой", состоящей изъ извѣстнаго
числа металлическихъ проволокъ, натянутыхъ параллельно.
Мы видѣли, что металлъ останавливаетъ волнообразное
электрическое движеніе именно потому, что обладаетъ про-
водимостью. Подобная рѣшетка проводитъ только въ одномъ
направленіи, въ направленіи проволокъ; слѣдовательно оно бу-
детъ поглощать только колебанія параллельныя этому на-
правленію и будетъ передавать перпендикулярныя колебанія.
Надо стараться не смѣшивать эту поляризаціонную рѣ-
шетку съ диффракціонной, которой Бозе пользовался, и ко-
торая имѣетъ свойства оптическихъ рѣшетокъ. Характеръ дѣй-
ствія ихъ совершенно различенъ, и это различіе происхо-
дитъ оттого, что въ рѣшеткѣ поляризаціонной разстояніе между
проволоками меньше, а въ диффракціонной больше длины
волны.
Поляризаціонная рѣшетка не имѣетъ себѣ подобной въ
оптикѣ; ее еще можно бы пожалуй сравнить съ турмалиномъ,
который поглощаетъ колебанія, имѣющія нѣкоторое опредѣ-
ленное направленіе.
7.	Поляризація помощью отраженія. Металлы и діэлектрики
отражаютъ электрическія волны; явленія должны быть
тѣ-же, что и при отраженіи отъ металла и стекла поляри-
зованнаго свѣта. Это и провѣрили Трутонъ и Клеменчичъ.
Риги одно время думалъ, что пришелъ къ противупо-
ложнымъ разультатамъ, но когда онъ убѣдился въ сущест-
вованіи вторичныхъ волнъ и разобралъ ихъ законы, онъ на-
оборотъ вполнѣ подтвердилъ заключенія своихъ предшест-
венниковъ.
Такимъ образомъ, одинъ важный пунктъ былъ указанъ
окончательно, и именно, что электрическія колебанія перпен-
дикулярны къ плоскости поляризаціи, какъ свѣтовыя виб-
раціи въ теоріи Френеля.
— 88 —
Отраженіе отъ металловъ производитъ, какъ при отра-
женіи свѣта, поляризацію эллиптическую или круговую.
Приборы Риги обнаруживаютъ очень легко эту поляри-
зацію. Будемъ ставить резонаторъ въ различныя положенія;
если при одномъ изъ нихъ получается полное затуханіе,
поляризація прямолинейная; если-же искры одинаково бле-
стящи при всѣхъ азимутахъ, она круговая. Въ'промежуточныхъ
случаяхъ, если блескъ искры только проходитъ черезъ ми-
нимумъ, но не уничтожается, она эллиптическая.
8.	Преломленіе. Уже давно строятъ изъ сѣры или па-
раффина призмы и чечевицы, которыя дѣйствуютъ на элек-
трическія волны, какъ стеклянныя призмы и чечевицы на
свѣтъ.
Преломленіе дѣйствуетъ на плоскость поляризаціи по
тѣмъ же законамъ, что и въ оптикѣ.
Дѣйствіе можно сдѣлать болѣе замѣтнымъ помощью
многократныхъ отраженій и преломленій, воспроизводя опти-
ческое явленіе стеклянной стопки. Упомянемъ о любопытномъ
опытѣ Бозе. Мы знаемъ, что вслѣдствіе многократныхъ отра-
женій толченое стекло дѣлается непрозрачнымъ для свѣта, и
что прозрачность возстанавливается, если налить на него ка-
надскаго бальзаму, измѣющаго одинаковый показатель пре-
ломленія со стекломъ.
Точно также, положимъ въ коробку маленькіе непра-
вильные куски каучука, сквозь которыя электрическія волны
не могутъ проникнуть. Прозрачность ихъ возстанавливается,
если налить керосину.
Замѣтимъ мимоходомъ, что нѣкоторыя тѣла, какъ сѣра,
непрозрачны для свѣта, потому что состоятъ изъ маленькихъ
кристалловъ, на поверхности которыхъ происходятъ отраже-
нія. Они имѣютъ свойства толченаго стекла. Для электри-
ческихъ волнъ наоборотъ они прозрачны, потому что ихъ
надо считать однородными для этихъ электрическихъ радіа-
— 89 —
цій, такъ какъ ихъ кристаллы гораздо меньше длины
волны.
9.	Полное внутреннее отраженіе. Явленія полнаго внут-
ренняго отраженія и круговая поляризація, которая при немъ
происходитъ, воспроизводятся легко, но здѣсь оказывается
одно любопытное обстоятельство, которое, мнѣ кажется, до-
стойно вниманія.
По теоріи, когда свѣтовой лучъ подвергается полному
внутреннему отраженію, часть свѣтового возмущенія прони-
каетъ во вторую среду, дѣйствуя по совершенно особымъ за-
конамъ. Этого однако не видно, такъ какъ это возмущеніе
проникаетъ только въ такой слой, толщина котораго равна
лишь длинѣ волны.
Въ оптикѣ нельзя прямо провѣрить это предположеніе;
приходится довольствоваться косвенными опытами, гдѣ затра-
гивается явленіе подобное явленію съ окрашенными кольцами.
Наоборотъ, при очень длинныхъ волнахъ, провѣрка ста-
новится возможной, Она производится удовлетворительно,
такъ что здѣсь электрическія волны открываютъ намъ одну
изъ тайнъ свѣтовыхъ волнъ.
10.	Двойное преломленіе. Кристаллы обладаютъ двойнымъ
преломленіемъ для электрическихъ волнъ, но такъ какъ
можно употреблять только тонкіе кристаллы, получается то
же явленіе, что въ поляризаціонномъ микроскопѣ, въ кото-
ромъ тонкій кристаллическій слой помѣщенъ между анали-
заторомъ и поляризаторомъ. Бозе употребляетъ въ качествѣ
анализатора и поляризатора поляризаціонныя рѣшетки Герца.
Нужно стараться не смѣшивать два явленія, дѣйствія
которыхъ въ этомъ приборѣ аналогичны, по большей части
налагаются одно на другое и могутъ быть отдѣлены другъ
отъ друга только внимательнымъ разборомъ явленія.
Кристаллическія тѣла имѣютъ не одинаковый показа-
тель преломленія для колебаній различныхъ направленій:
это есть двойное преломленіе. Съ другой стороны, въ соб-
— 90 —
ственномъ смыслѣ слова, они не одинаково поглощаютъ такіе
лучи: это въ оптикѣ называется дихроизмомъ.
Оба явленія констатированы.
Дихроизмъ наблюдается особенно въ тѣлахъ слоистаго
или волокнистаго строенія, какъ дерево, книга, прядь во-
лосъ. Строеніе этихъ тѣлъ можно сравнить съ поляризаціон-
ной рѣшеткой Герца.
Бозе показалъ, что дихроизмъ въ электрическихъ вол-
нахъ всегда сопровождается не равной электрической про-
водимостью въ обоихъ направленіяхъ.
ГЛАВА ХП.
Синтезъ свѣта.
Синтезъ свѣта. Всѣ описанные опыты обнаруживаютъ
полную аналогію свѣта и лучей электрической силы.
Эти лучи, если бы ихъ періодъ, и такъ уже маленькій,
былъ бы еще въ милліонъ разъ короче, не отличались бы
отъ свѣтовыхъ.
Мы знаемъ, что солнце посылаетъ намъ радіаціи раз-
ныхъ родовъ. Однѣ изъ нихъ свѣтовыя, потому что дѣйствуютъ
на сѣтчатую оболочку глаза, другія темныя, ультрафіолетовыя
или инфракрасныя, обнаруживаемыя химическими или теп-
ловыми дѣйствіями. Первыя обязаны своими качествами, ко-
торыя представляютъ намъ ихъ иными, чѣмъ онѣ есть, только
какой-то физіологической случайности. Для физика инфра,-
красный свѣтъ не болѣе отличается отъ просто краснаго, чѣмъ
красный отъ зеленаго, только длины его волнъ больше. Длина
волнъ герцовскихъ радіацій еще гораздо больше, но тутъ
только разница въ степени, и можно сказать, если только
взгляды Максвелля истинны, что знаменитый Боннскій про-
фессоръ произвелъ настоящій синтезъ свѣта. Синтезъ этотъ
однако еще не совершененъ и первое затрудненіе происхо-
дитъ отъ самой величины длины волны.
Мы знаемъ, что свѣтъ не повинуется точно законамъ
— 92 —
геометрической оптики и отклоненія, которыя производитъ
диффракція, тѣмъ больше, чѣмъ больше длина волны.
При большихъ длинахъ колебаній герцовскихъ, эти
явленія должны получить громадное значеніе и осложнить во-
просъ. Безъ сомнѣнія хорошо, по крайней мѣрѣ для на-
стоящаго времени, что наши способы наблюденія такъ грубы,
а то простота, которая прельстила насъ въ началѣ, уступила
бы мѣсто путаницѣ, въ которой мы бы не разобрались. От-
сюда то вѣроятно и происходятъ различныя аномаліи, кото-
рыхъ до сихъ поръ не могли объяснить.
Въ этомъ отношеніи малые размѣры нашего тѣла и
всѣхъ предметовъ, которыми мы пользуемся, были бы един-
ственнымъ препятствіемъ для совершеннаго синтеза.
Для великановъ, для которыхъ обычны были бы длины
въ тысячи километровъ, то есть милліоны длинъ волнъ герцов-
скихъ вибраторовъ, которые считали бы продолжительность
милліонами герцовскихъ колебаній, герцовскіе лучи были бы
совершенно тѣмъ же, чѣмъ для насъ свѣтъ.
2.	Другія различія. Къ несчастію, есть еще и другія
различія и прежде всего—герцовскія колебанія затухаютъ
очень быстро, тогда какъ продолжительность свѣтовыхъ
колебаній считается трилліонами періодовъ. Этимъ то, какъ
мы видѣли, и объясняются явленія сложнаго резонанса, не
имѣющія себѣ подобныхъ въ оптикѣ. Это еще не все. Вспом-
нимъ, что такое естественный свѣтъ. Впродолженіе одной
десятой секунды (то есть впродолженіе существованія впеча-
тлѣнія на сѣтчатой оболочкѣ) направленіе колебанія, его
сила, фаза, періодъ мѣняются милліоны разъ, но поддержи-
ваются однако приблизительно постоянными втеченіи милліо-
новъ колебаній. Число колебаній въ секунду считается въ
самомъ дѣлѣ милліонами милліоновъ.
Далеко не то происходитъ съ герцовскими колебаніями.
1) Они не принимаютъ всевозможныхъ направленій, какъ
— 93 —
колебанія естественнаго свѣта и сохраняютъ постоянное на-
правленіе, какъ колебанія поляризованнаго свѣта.
2)	Сила ихъ, вмѣсто того, чтобы поддерживаться въ по-
стоянномъ состояніи впродолженіи милліоновъ колебаній, осла-
бѣваетъ очень быстро, такъ что послѣ небольшого числа колеба-
ній она уже равна нулю. Когда они затухли, они не появляются
тотчасъ же опять съ новой силой, новой фазой и новымъ
направленіемъ, но наступаетъ долгая тишина, гораздо бо-
лѣе долгая, чѣмъ былъ періодъ дѣятельности, и которая
прерывается только тогда, когда снова начинаетъ дѣйство-
вать прерыватель катушки Румкорфа.
Мы видѣли на стр. 66, что энергія, излучаемая вибрато-
ромъ, не одинакова во всѣхъ направленіяхъ, что она доходитъ
до высшаго предѣла около того, что мы назвали экваторомъ и
равна нулю около полюсовъ. Почему эти законы не при-
мѣнимы къ свѣту?
Свѣтовой источникъ въ извѣстный моментъ тоже по-
сылаетъ неравное количество энергіи во всѣхъ направле-
ніяхъ. Тоже есть шахішиш на экваторѣ, но только въ одну
десятую секунды экваторъ столько разъ перемѣщается, что онъ
успѣетъ принять всевозможныя положенія, и вслѣдствіе этого
глазъ нашъ, который ощущаетъ только среднюю величину, за-
мѣчаетъ однообразное освѣщеніе. Что надо было бы для совер-
шеннаго синтеза свѣта?
Надо было бы сосредоточить въ маленькомъ пространстран-
ствѣ громадное число вибраторовъ, расположенныхъ во всѣхъ
направленіяхъ; надо было бы, чтобы эти вибраторы дѣйство-
вали одновременно или послѣдовательно, но безъ перерыва
такъ, чтобы второй приходилъ въ движеніе раньше, чѣмъ
колебанія перваго совершенно прекратятся. Надо было бы
наконецъ, чтобы обнаруживать явленія, приборъ, который
бы замѣчалъ среднюю величину энергіи, и который слу-
жилъ бы такъ сказать сѣтчатой оболочкой, впечатлѣнія
— 94 —
которой сохранялись бы в продолженіи трилліоновъ герцов-
скихъ колебаній.
То, что получалось бы тогда, было бы вслѣдствіе затуха-
нія аналогично бѣлому свѣту, хотя бы и всѣ вибраторы имѣли
одинаковый періодъ. Чтобы имѣть нѣчто подобное свѣту при-
близительно однородному, надо бы, чтобы вибраторы имѣли не
только приблизительно одинаковый періодъ, но еще чтобы
затуханіе было чрезвычайно слабо.
3.	Объясненіе вторичныхъ волнъ. Я говорилъ на стр. 84 о
вторичныхъ волнахъ, которыя открылъ Риги, и которыя ис-
ходятъ изъ резонаторовъ или діэлектрическихъ массъ, по-
мѣщенныхъ вблизи вибратора. Съ перваго взгляда кажется,
что эти явленія не имѣютъ себѣ подобныхъ въ оптикѣ.
Ихъ нельзя было бы сравнить съ тѣмъ, что происходитъ
когда тѣло, поглащая свѣтъ, сквозь него проходящій, нагрѣ-
вается достаточно, чтобы въ свою очередь стать свѣтящимся.
Въ этомъ случаѣ превращеніе не происходитъ непосред-
ственно, и надобно посредничество теплоты. Кромѣ того, нѣтъ
никакой необходимой связи между фазой колебаній, исхо-
дящихъ изъ накаленнаго тѣла, и фазой колебаній возбуж-
дающихъ. Слѣдовательно, эти колебанія не могли бы интер-
ферировать между собой.
Одинаково, нельзя сравнивать явленія вторичныхъ волнъ
съ явленіями фосфоресценціи, потому что колебанія, исходя-
щія изъ фосфоресцирующаго тѣла, не могутъ также интер-
ферировать съ возбуждающими колебаніями. Сравненія надо
искать въ другомъ мѣстѣ.
Если вторичныя волны образуются, часть возбуждающей
радіаціи подвергается диффракціи у резонатора или діэлек-
трической масссы.
Только эта „диффракція" весьма разнится отъ той,
къ которой мы привыкли. Въ первыхъ, отклоненія громадны,
потому что размѣры тѣлъ, производящихъ диффракціи», срав-
нимы съ размѣрами волнъ. Во вторыхъ явленія зависятъ отъ
— 95 —
природы этихъ тѣлъ, а не только отъ ихъ формъ, какъ того
требовала бы геометрическая теорія Френеля. Но это теорія
только приближенная и прилагается только къ маленькимъ
отклоненіямъ, какъ показали опыты Гуи надъ диффракціей,
происходящей отъ лезвія ножа.
Наконецъ вторичныя волны, производимыя резонаторомъ,
обыкновенно не одинаковаго характера съ волнами падающими.
Точно такъ же и въ оптикѣ характеръ диффракціоннаго
свѣта не тождественъ съ характеромъ падающаго свѣта;
такъ если падаеть свѣтъ бѣлый, то послѣ диффракціи онъ
обыкновенно становится окрашеннымъ.
Только въ опытахъ Герца и Риги это измѣненіе свѣта
вслѣдствіе диффракціи является намъ въ совершенно не-
обычной формѣ и мы сразу не можемъ его узнать. Затуханіе
въ вибраторѣ происходитъ быстрѣе, чѣмъ въ резонаторѣ, и
вторичныя волны, соотвѣтствующія диффракціонному свѣту,
продолжаютъ еще существовать послѣ того, какъ падающія
волны исчезли. Эта съ виду парадоксальная форма диф-
фракціи покажется совершенно естественной, если глубже
въ неё вдуматься. Вѣдь затухающее колебаніе можетъ быть
съ извѣстной точки зрѣнія сравнено со сложнымъ колебані-
емъ, слагающія котораго не затухаютъ.
Что же произойдетъ черезъ нѣсколько колебаній?
Мы замѣчаемъ, что каждая изъ составляющихъ сох-
ранила свою силу, тогда какъ произошедшее отъ нихъ ко-
лебаніе затухло.
Какъ же это? Сложное колебаніе затухаетъ, потому что
составляющія колебаній взаимно уничтожаются интерферен-
ціей.
Диффракція разложитъ это сложное колебаніе, какъ она
разлагаетъ бѣлый свѣтъ, раздѣляя различные цвѣта. Если
она сохранитъ только одну изъ составляющихъ, взаимная ин-
терференція различныхъ составляющихъ колебаній не при-
ведетъ больше къ уничтоженію сложнаго колебанія. Пада-
— 96 —
тощій свѣтъ, въ которомъ находятся заразъ всѣ составля-
ющія, слѣдовательно погаснетъ, тогда какъ диффракціонный
свѣтъ, который содержитъ одну только составляющую, бу-
детъ еще существовать.
Съ обыкновеннымъ свѣтомъ подобное явленіе никогда
не происходитъ. Оно не произошло бы и съ герцовскимъ
свѣтомъ, еслибы вмѣсто одного вибратора мы имѣли бы боль-
шее число дѣйствующихъ такъ, какъ я объяснилъ на стр. 93.
Они начали бы дѣйствовать въ какіе нибудь данные
моменты, но независимо другъ отъ друга, и ихъ было бы
достаточно для того, чтобы не было опасенія, что ихъ дѣй-
ствія прекратятся когда нибудь.
Такимъ образомъ, получился бы болѣе совершенный
синтезъ свѣта, и мы видимъ, что въ этомъ случаѣ падающія
волны болѣе не зутухали бы.
Впрочемъ одинъ недавній опытъ лучше выяснилъ оп-
тическія аналогіи вторичныхъ волнъ Риги.
Гарбассо принималъ герцовскія радіаціи занѣчто вродѣ
прерывистаго экрана, образованнаго изъ извѣстнаго числа
тождественныхъ резонаторовъ. Этотъ экранъ отражалъ вторич-
ныя радіаціи, періодъ и затуханіе которыхъ были тѣ же, что
и у резонаторовъ.
Это явленіе, аналогичность котораго съ явленіемъ вто-
ричныхъ волнъ очевидна, удалось воспроизвести въ оптикѣ.
Брали пластинку изъ посеребреннаго стекла, на сереб-
рянномъ слоѣ проводили на равномъ разстояніи и очень
близко одна отъ другой, черточки, образуя очень мелкіе ква-
дратики, такъ что остающееся серебро образовывало большое
количество очень маленькихъ прямоугольниковъ, подобныхъ
настоящимъ резонаторамъ.
Этотъ приборъ обладалъ по отношенію къ инфракрас-
ному свѣту тѣми же свойствами, какими обладалъ по от-
ношенію къ герцовскимъ лучамъ приборъ Гарбассо, воспро-
— 97 —
изведеніемъ котораго только въ совершенно иныхъ размѣрахъ
онъ и былъ.
4.	Различныя замѣчанія. Два свѣтовыхъ луча, имѣющихъ
разное происхожденіе, не могутъ интерферировать и вотъ
почему: все происходитъ, какъ мы видѣли, такъ, какъ
будто каждый изъ нпхъ порождается большимъ количествомъ
вибраторовъ, которые бы стали колебаться независимо другъ
отъ друга и черезъ неравные промежутки времени.
Впродолженіи одной десятой секунды всѣ эти вибра-
торы послѣдовательно начинаютъ дѣйствовать и разность
фазъ двухъ интерферирующихъ лучей измѣняется большое
число разъ; они то складываются, усиливая другъ друга,
то уничтожаются. Глазъ, который получаетъ только нѣкото-
рое среднее впечатлѣніе, не видитъ слѣдовательно ни усиле-
нія, ни ослабѣванія, онъ не видитъ интерференціи. Только
одна пара вибраторовъ могла бы произвести интерференціон-
ныя полосы; различныя же системы полосъ не складываются,
онѣ спутываютъ другъ друга, и видно только однообразное
освѣщеніе.
Этихъ причинъ не существуетъ, когда изъ двухъ гер-
цовскихъ лучей каждый производится отдѣльнымъ вибрато-
ромъ съ однимъ перерывомъ въ первичной цѣпи катушки.
Нѣтъ никакого основанія для того, чтобы интерферен-
ціонныя полосы спутались, потому что существуетъ только одна
система полосъ. Слѣдовательно оба луча, хотя они и различ-
наго происхожденія, должны интерферировать между собой.
Интерференцію не всегда легко замѣтить, потому что во-
обще второй вибраторъ не будетъ дѣйствовать очень долго
послѣ затуханія перваго.
Можно бы было достигнуть этого, питая оба вибратора од-
ной и той же катушкой, если бы затуханіе не было бы слиш-
комъ велико.
Въ этомъ разница со свѣтовыми явленіями. Можно
также задать себѣ вопросъ, какова оптическая аналогія рас-
— 98 —
пространенія по проволокѣ? Соотвѣтствующее оптическое яв-
леніе нельзя показать, потомучто, въ виду малыхъ размѣ-
ровъ длины волны, опо не выходитъ изъ предѣловъ воздуха и
металла въ слоѣ одного или двухъ миллиметровъ толщины
Самое большее, что можно сдѣлать, можно сопоставить это
явленіе съ явленіемъ свѣтящихся фонтановъ, въ которыхъ
свѣтовая энергія распространяется по жидкой струѣ.
Это сравненіе не такъ грубо, какъ кажется, но далеко
не совершенно, потому что металлическая проволока облада-
етъ проводимостью, тогда какъ жидкая струя имѣетъ отно-
сительно свѣта свойства прозрачнаго діэлектрика.
Однако, безъ сомнѣнія, можно съ герцовскими лучами вос-
произвести явленія свѣдящихся фонтановъ. Для этого нуженъ
былъ бы рядъ діэлектриковъ, постоянная е (см. главу IX)
которыхъ была бы все больше и больше, и случай съ ме-
таллической проволокой явился бы въ концѣ этого ряда,
какъ предѣльный.