Матвей Бронштейн - Солнечное вещество
Знал ли он, что, основываясь на его открытии, люди сконструируют радиотелеграф?
ЛУЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИЛЫ
Не дни, не месяцы, а целые годы продолжались опыты Герца.
Медленно и упорно изучал он электромагнитные волны, повторяя каждый опыт по нескольку раз, внося все новые и новые усовершенствования в свои приборы. Ежедневно
он приходил в лабораторию рано утром, а уходил поздно вечером. Не зная отдыха, ставил он опыт за опытом, исписывал длинные листы бумаги сложными выкладками и математическими формулами, рисовал чертежи и схемы, мастерил новые приборы и аппараты.
Много труда положил он на то, чтобы усовершенствовать вибратор — так называл он металлические шары, вокруг которых колеблются электромагнитные волны.
Он добивался того, чтобы искры в вибраторе стали более мощными и энергичными и чтобы направление электрического тока менялось с возможно большей частотой.
После двух лет опытов и вычислений ему удалось, наконец, построить надежный вибратор.
Он взял два латунных цилиндра длиною в 9 сантиметров и к каждому из них приделал на конце по латунному шару. Один цилиндр он поставил шаром вверх, а другой повесил над ним шаром вниз. От шара до шара оставался узкий перерыв в 3 миллиметра.
Стоило теперь соединить цилиндры с индукционной катушкой — один с одним полюсом, другой с другим, — и от шара к шару, через трехмиллиметровый промежуток, начинали сыпаться электрические искры.
В свое время опыты Феддерсена показали: направление электрического тока, скачущего искрой от шара к шару, не остается все время одинаковым. Оно беспрерывно меняется, оно колеблется с невообразимой быстротой.
Но в разряднике Феддерсена направление электрического тока менялось каждые две-три миллионные доли секунды, а в усовершенствованном вибраторе Герца — так гласили точные математические вычисления — оно менялось в тысячи раз быстрее. Даже проворное зеркало необыкновенных часов не могло угнаться за такими частыми колебаниями тока, не могло разложить видимую глазу искру на отдельные вспышки. От вспышки до вспышки проходила теперь не миллионная, а миллиардная доля секунды.
Усовершенствованный вибратор Герца был готов. Оставалось усовершенствовать и резонатор, — так Герц называл свой улавливатель электромагнитных волн, свой проволочный круг с перерывом для искры.
В первых опытах Герца резонатор откликался на электромагнитные волны только в близком соседстве от искры. Герц хотел усилить чуткость резонатора, заставить его отзываться на искру, скачущую между шарами, даже тогда, когда он стоит далеко от шаров.
Прежде всего он уменьшил размеры резонатора. Новый проволочный круг был теперь всего только семи сантиметров в диаметре — он свободно умещался на ладони. Сделан он был из тонкой медной проволоки. Перед тем как пустить проволоку в дело, Герц насадил на один ее конец крохотный отполированный латунный шарик, а другой конец заострил. Потом согнул проволоку в круг.
Рис. 4. Резонатор Герца
На этот раз он оставил между ее концами лишь крохотный перерыв — каких-нибудь несколько сотых долей миллиметра. Простым глазом такую щелочку и не заметишь, а потому Герц запасся увеличительным стеклом (рис. 4).
Когда все было готово, он включил индукционную катушку, соединенную с вибратором. В трехмиллиметровом промежутке между гладко отполированными латунными шарами загорелись трещащие искры. Невидимые электромагнитные колебания наполнили пространство.
Глядя сквозь увеличительное стекло на перерыв в резонаторе, Герц заметил крохотные ответные искорки. Этими бледными тонкими искорками резонатор подтверждал, что его коснулись электромагнитные колебания — невидимые электромагнитные волны, «лучи электрической силы», которые посылал в пространство вибратор.
Множество опытов проделал Герц с лучами электрической силы. Счастливый случай помог ему совершить важное открытие. В лаборатории, в которой он работал, была большая железная печка.
Рис. 5. Прожектор
Однажды во время опытов Герц случайно поставил свой резонатор неподалеку от нее. И что же? Оказалось: чем ближе к печке, тем увереннее и отчетливее отзывается резонатор на электромагнитные волны. Значит, близость железной печки чем-то помогает резонатору, чем-то облегчает его работу. Чем же? Герц сразу угадал чем: видно, печка отражает лучи электрической силы, и на резонатор теперь падают не только те электромагнитные волны, которые пришли прямой дорогой от вибратора, но также и те, которые отразились от железной печки.
Волны действуют теперь соединенными силами, и потому искра в резонаторе стала вспыхивать ярче.
Оценив ту услугу, которую оказала электромагнитным волнам металлическая печка, Герц задумался над тем, нельзя ли сделать помощь металла еще более действенной.
Тут ему сразу припомнился прожектор. Прожектор — это обыкновенное зеркало, но только не плоское, а параболическое, кривое (рис. 5).
Рис 6. Зеркало для лучей электрической силы
Когда в фокусе этого зеркала зажигается лампочка, зеркало собирает все лучи, расходящиеся от лампочки, в один пучок и посылает их в одну и ту же сторону. Собранные вместе, лучи сияют гораздо ярче, чем порознь.
Нельзя ли устроить такой же прожектор, такой же собиратель лучей, но только не для световых лучей, испускаемых лампочкой, а для лучей электрической силы? Нельзя ли этим прожектором собрать в один пучок и направить в одну сторону электрические лучи, которые вибратор разбрасывает по всем направлениям?
Герц немедленно принялся за работу. Он раздобыл большой цинковый лист, высотою и шириною в два метра. Этот лист он согнул так, чтобы получилась точно рассчитанная кривая поверхность, которую математики называют параболическим цилиндром (рис. 6).
Рис. 7. Цинковый прожектор Герца
Это и было вогнутое зеркало, но уже не для лучей света, а для лучей электрической силы. В фокусе этого зеркала Герц расположил свой вибратор. Затем он включил индукционную катушку.
Снова посыпались искры, и вибратор стал испускать электромагнитные волны. Но теперь они уже не растекались куда попало. Цинковый лист собирал их и посылал в одну сторону концентрированным и сильным пучком.
Действие прожектора сказалось сразу. На два, на три метра отодвинул Герц свой резонатор — искры загораются. На четыре, на пять — все еще загораются. И только на расстоянии шести метров искорки исчезли.
Тогда Герц изготовил второй цинковый прожектор такой же величины и такой же формы, как первый (рис. 7). Выйдя из первого прожектора параллельным пучком, лучи падали на второй. Все лучи концентрировались в одной точке — в фокусе второго прожектора: в этой точке Герц и установил свой резонатор.
Дальность приема сразу увеличилась. С пяти метров она дошла до шестнадцати!
Электромагнитным волнам в комнате уже становилось тесно.
КОНЕЦ ОПЫТОВ ГЕРЦА
Генрих Герц продолжал изучать электромагнитные волны.
Он уже знал, какое расстояние способны пройти электрические лучи, испускаемые его вибратором. Но этого было ему мало. Ему хотелось знать, какие препятствия смогут они преодолеть на своем пути, через какие вещества они пройдут свободно, а какие окажутся для них непроницаемой преградой.
На пути электрических лучей, выходящих из цинкового прожектора, Герц ставил то одно вещество, то другое, то третье. Он испытывал и металлы, и дерево, и уголь, и кирпичи, и воду. Из его опытов выяснилась важная закономерность: всякое вещество, пропускающее электрический ток, не пропускает лучей электрической силы; и наоборот, всякое вещество, не пропускающее электрического тока, прозрачно для электрических лучей.
Металлы легко пропускают электрический ток, а для лучей электрической силы они абсолютно непроницаемы. Дерево, стекло, асфальт, кирпичи не пропускают электрического тока, но зато свободно пропускают лучи электрической силы.
С напряженным вниманием физики всего мира следили за работой Генриха Герца. Они читали и перечитывали каждую статью, подписанную его именем: они жадно ловили каждое известие из его лаборатории.
Наиболее дальновидные ученые уже понимали, к каким важным для человечества открытиям ведут опыты Герца.
В 1892 году английский физик Уильям Крукс в одной из своих статей написал:
«Лучи света не проходят сквозь стены. Они не проходят и сквозь туман, — жителям Лондона это отлично известно. Но электрические лучи Герца легко пройдут и сквозь туман, и сквозь стены, — и туман, и стены для них проницаемы. Нельзя ли с помощью лучей Герца устроить телеграф без проводов и без телеграфных столбов? Ведь физики умеют посылать в пространство электромагнитные волны, они умеют и улавливать их. Значит, можно было бы попробовать посылать с помощью электромагнитных волн телеграммы, — настоящие телеграммы, передаваемые по азбуке Морзе. Это не пустая фантазия. Как раз над этим сейчас работают ученые в разных странах Европы. И, вероятно, в ближайшие годы им удастся изобрести настоящий беспроволочный телеграф».
