Никола Тесла - НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ.
Когда катушка возбуждается чрезвычайно слабыми токами, экспериментатор может, дотрагиваясь трубкой до одного контакта катушки, погасить трубку, а затем снова зажечь, удаляя трубку из контакта с клеммой и давая образоваться небольшой дуге. Это является объяснением соответствующих повышений и понижений напряжения на выводе катушки. В описанном выше эксперименте, когда трубка зажигается через небольшую дугу, она может погаснуть, если дуга исчезнет, потому что электростатический индуктивный эффект сам по себе очень слабый, хотя потенциал может быть намного выше; однако, когда дуга устанавливается, электризация конца трубки гораздо больше, и в результате она светится.
Если трубку зажечь, поднеся ее близко к катушке и держа одной рукой, которая находится дальше, а другой рукой взять её в любом месте, то та часть трубки, которая находится между руками, станет темной, и можно произвести необычный эффект стирания света, проводя быстро рукой по трубке и одновременно осторожно удаляя её от катушки, и выдерживая расстояние так, чтобы трубка оставалась в результате темной.
Если первичная катушка размещена сбоку, как например на Рис. 16b, а откачанную трубку вносят в пустое пространство с другой стороны, то трубка светится наиболее интенсивно по причине увеличенного конденсаторного действия, и в таком положении свили наиболее четко видны. Во всех этих экспериментах, да и во многих других, воздействие несомненно электростатическое.
Эффекты экранирования также указывают на электростатическую природу этих явлений и некоторым образом говорят о природе электризации через воздух. Например, если разместить трубку в направлении оси катушки и внести в промежуток изолированную металлическую пластину, то обычно яркость увеличивается, или же если трубка находится слишком далеко от катушки чтобы светиться, то ее даже можно заставить светиться внеся изолированную металлическую пластину. Сила этих эффектов в некоторой степени зависит от размера пластины. Но если металлическую пластину соединить проводом с землей, то внесение ее всегда будет гасить трубку, даже если трубка будет находиться очень близко к катушке. В общем, внесение тела между катушкой и трубкой уменьшает или увеличивает яркость трубки или ее способность загораться соответственно тому, увеличивает оно электризацию, или уменьшает. Экспериментируя с изолированной пластиной не следует брать пластину слишком большой, иначе это как правило вызовет ослабление эффекта по причине увеличения ее возможности сброса энергии в окружающую среду.
Если зажечь трубку на определенном расстоянии от катушки и внести между ними пластину из твердой резины или другого изолирующего материала, то можно заставить трубку погаснуть. В этом случае внесение диэлектрика лишь незначительно увеличивает индуктивный эффект, но значительно уменьшает электризацию через воздух.
Поэтому во всех случаях, когда мы возбуждаем свечение в откачанных трубках посредством такой катушки, эффект обусловлен быстро чередующимся электростатическим потенциалом; и более того, его следует приписать гармоническим чередованиям, производимым непосредственно машиной, а не каким-либо наложенным колебаниям, существование которых можно предположить. Такие наложенные колебания невозможны, когда мы работаем с машиной переменного тока. Если пружину постепенно натягивать и отпускать, то она не производит независимых вибраций; для этого её нужно резко отпустить. То же и с переменными токами от динамо машины; среда гармонически сжимается и разжимается, вызывая тем самым только один тип волн; для возникновения наложенных колебаний существенно важно резкое возникновение контакта или его разрыв, или же резкий пробой диэлектрика, к в пробойном разряде Лейденской банки.
Во всех последних описанных экспериментах можно использовать трубки без электродов, и с их помощью можно без труда произвести достаточно света, чтобы можно было при нем читать. Световой эффект, однако, существенно увеличивается, если использовать фосфоресцентные тела, такие как иттриевое или урановое стекло, и т. п… При использовании фосфоресцентных веществ возникнет трудность, потому что при этих сильных эффектах они постепенно улетучиваются, и предпочтительнее использовать вещество в твердом состоянии. Вместо того, чтобы при зажигании лампы зависеть от индукции на расстоянии, того же самого можно достичь с помощью внешней, а если нужно, то и внутренней конденсаторной обкладки, и ее можно расположить в любом месте в помещении, соединив с проводником, который в соединен с одним из выводов катушки; и этим способом можно получать мягкое освещение.
Однако, самый лучший способ освещения зала или комнаты — это создать там такие условия, чтобы светящееся устройство можно было бы переносить и размещать где угодно, и чтобы оно продолжало светиться независимо от местоположения и без электрического соединения с чем-либо. Мне удалось добиться таких условий благодаря созданию в помещении мощного, быстро переменяющегося электростатического поля. Для этого я подвесил металлический лист на некотором расстоянии от потолка на изолирующих шнурах и соединил его с одним выводом индукционной катушки, при этом желательно, чтобы другой вывод катушки соединялся с землей. Или в другом случае я подвесил два листа, как показано на Рис. 29, и каждый лист был соединен с одним из выводов катушки, а размер их был тщательно определен. Откачанную трубку можно держать в руке в любом месте между этих листов, или вообще в любом месте, даже на некотором расстоянии вне их, трубка все равно будет гореть.
В таком электростатическом поле можно наблюдать интересные явления, особенно, если чередования поддерживаются низкими, а потенциалы — чрезвычайно высокими. Помимо упомянутых явлений свечения можно наблюдать, что любой изолированный проводник испускает искры, если поднести к нему руку или какой-либо предмет, причем искры часто могут быть мощными. Если большое проводящее тело закрепить на изолирующей стойке и поднести к нему руку, то можно ощутить вибрацию, происходящую благодаря ритмичному движению молекул воздуха, и возможно различить световые потоки, если держать руку рядом с острым выступом. Если сделать так, чтобы один или два вывода телефонного приемника соприкасались с изолированным проводником некоторого размера, то телефон будет издавать громкий звук; он также будет издавать звук, если к одному или двум выводам будет присоединен длинный провод, а при очень мощных полях звук можно различить даже когда провода нет.
Насколько этот принцип применим в практической области, покажет будущее. Можно предположить, что электростатические эффекты не подходят для осуществления подобного воздействия на расстоянии. Как кажется, электромагнитные индуктивные явления, если их можно получить для получения света, подходят лучше. Действительно, электростатические эффекты уменьшаются примерно по кубу расстоянии от катушки, тогда как электромагнитные индуктивные воздействия уменьшаются просто пропорционально расстоянию. Но если мы создадим электростатическое силовое поле, то ситуация будет совсем другой, потому что тогда вместо разностного эффекта обоих контактов, мы получим их совместный эффект. Кроме того, мне бы хотелось привлечь внимание к эффекту того, что в переменном электростатическом поле проводник, как например откачанная трубка, стремиться вобрать как можно больше энергии, тогда как в переменном электромагнитном поле проводник стремиться вобрать энергии как можно меньше, так как волны отражаются с только лишь незначительными потерями. Ест ь одна причина, почему трудно возбудить откачанную трубку на расстоянии с помощью электромагнитной индукции. Я намотал обмотку очень большого диаметра и с большим количеством витков провода и подсоединил трубку Гейслера к концам катушки с целью возбуждения трубки на расстоянии. Но даже при мощных индуктивных эффектах, которые можно получить с помощью разрядов Лейденской банки, трубка могла возбуждаться только на очень малом расстоянии, хотя были определенным образом учтены и размеры катушки. Я также обнаружил, что даже самые мощные разряды Лейденской банки способны возбудить только слабые эффект ы свечения в закрытой откачанной трубке, и даже эти явления по тщательном изучении я бы вынужден счесть имеющими электростатическую природу.
Как тогда мы надеемся получить желаемые эффекты на расстоянии посредством электромагнитного воздействия, если даж е при максимальной близости к источнику возмущения, при самых благоприятных условиях, мы можем вызвать только лишь слабое свечение? Пр и воздействии на расстоянии мы имеем резонанс, который и помогает нам. Мы можем соединить откачанную трубку, или другое осветительное устройство, какое бы оно ни было, с изолированной системой нужной емкости, и может увеличить эффект качественно, и только качественно, потому что мы не будем получать больше энергии через это устройство. Таким образом, мы сможем посредством резонансного эффекта получить необходимую электродвижущую силу в откачанной трубке и возбудить слабые свечения, но мы не можем получить достаточное количество энергии, чтобы сделать свет доступным практически, и простой расчет, основанный на результатах экспериментов, показывает, что даже если бы вся энергию, которую трубка будет получать на определенном расстоянии от источника, преобразовалась в свет, то и тогда это вряд ли бы удовлетворяло практическим требованиям. Следовательно, возникает необходимость направления энергии посредством проводящей цепи к месту трансформации. Но поступая так, мы не сможем заметно уйти от существующих сегодня методов, и все, что мы сможем сделать — это лишь усовершенствовать устройство.
