20 ноября 1806 года перед Королевским обществом была зачитана первая Бейкеровская лекция Дэви «О некоторых химических воздействиях электричества». Это эссе повсеместно считалось одним из самых ценных вкладов, сделанных до сих пор в химию, и принесло Дэви премию, учрежденную Наполеоном, когда он был Первым консулом, для присуждения Французским институтом «тому, кто своими экспериментами и открытиями заставит электричество и гальванизм сделать шаг, сравнимый с тем, который заставили сделать эти науки Франклин и Вольта» («Бейкеровские лекции», 1840 г., стр. 56, и примечания на стр. 349, том I «Лекций» доктора Ларднера и т. д., 1859 г.).
Членом Французского института Дэви стал в 1817 году. Относительно вышеупомянутой важной статьи, приведенной полностью на стр. 1–56 тома «Бейкеровских лекций», на который уже ссылались, Дэви говорит (Phil. Trans. за 1826 г., стр. 389): «Ссылаясь на мои эксперименты 1800, 1801 и 1802 годов и на ряд новых фактов, которые показали, что воспламеняющиеся вещества и кислород, щелочи и кислоты, а также окисляемые и благородные металлы находятся в электрических отношениях положительного и отрицательного, я пришел к выводу, что комбинации и разложения с помощью электричества относятся к закону электрических притяжений и отталкиваний», и выдвинул гипотезу, «что химические и электрические притяжения производятся одной и той же причиной, действующей в одном случае на частицы, в другом — на массы; ... и что это же свойство, при различных модификациях, является причиной всех явлений, демонстрируемых различными вольтовыми комбинациями» (том I, стр. 678–684 «Курса лекций» доктора Томаса Юнга, Лондон, 1807 г., об «Электричестве в движении», также «Руководство» доктора Генри М. Ноада, Лондон, 1859 г., стр. 362–365).
Вторая Бейкеровская лекция «О некоторых новых явлениях химических изменений, производимых электричеством, в частности о разложении фиксированных щелочей и демонстрации новых веществ, составляющих их основания; и об общей природе щелочных тел» была зачитана 19 ноября 1807 года. В ней он дает отчет о самом блестящем из всех своих открытий (сделанном в предыдущем месяце), доказывая, что так называемые фиксированные щелочи являются лишь комбинациями кислорода с металлами. Доктор Джон Эйртон Пэрис заявил, что со времен Ньютона не было представлено столь счастливого и успешного примера философской индукции, как тот, с помощью которого Дэви достиг вышеупомянутых результатов (Phil. Trans. за 1808 г., том XCVIII, стр. 1–44). Наблюдения Дэви были полностью подтверждены Гей-Люссаком, Тенаром, Берцелиусом и Понтином (Annales de Chimie, том LXXII, стр. 193; том LXXV, стр. 256–291; Bibl. Brit. за июнь 1809 г., стр. 122). Хотя Дэви был менее успешен в своей попытке разложить собственные земли, он доказал, что они состоят из оснований, соединенных с кислородом. Фридриху Вёлеру, Берцелиусу и Бюсси было суждено продемонстрировать основания сами по себе и показать, что все они, за исключением кремнезема, являются металлическими и способны соединяться с железом.
Говорят, что оригинальные 500-пластинчатые батареи Королевского института были настолько изношены в ходе экспериментов Дэви, что стали почти непригодными, и что он предложил управляющим целесообразность начала подписки на покупку большой гальванической батареи. Поскольку это было сделано в течение июля 1808 года, он получил в свое распоряжение батарею, уже упомянутую в статье о Крукшенксе (1800 г.), которая была самой мощной из построенных до того времени. «С этой батареей Дэви не достиг никаких новых важных результатов; но он смог продемонстрировать гальванические явления в более блестящем масштабе. И эта увеличенная мощность не была необходима для успешного проведения экспериментов по разложению щелочей и земель, как, по-видимому, полагали многие из тех историков науки..., которые приписывали блестящий успех автора в электрохимических исследованиях его предполагаемым необычайным средствам, огромным вольтовым батареям Королевского института». В этой связи лаконичные примечания, появляющиеся внизу стр. 62, 63, 106, 107 издания «Бейкеровских лекций» 1840 года, окажутся интересным чтением.
Именно с вышеупомянутой гальванической комбинацией Дэви открыто сделал — в 1809–1810 годах, а не в 1813 году, как часто утверждалось, — первую демонстрацию непрерывной электрической дуги (Джон Дэви, «Мемуары о жизни сэра Гемфри Дэви», стр. 446).
«Когда ячейки этой батареи были заполнены шестьюдесятью частями воды, смешанной с одной частью азотной кислоты и одной частью серной кислоты», — говорит он, — «они давали серию блестящих и впечатляющих эффектов. Когда куски древесного угля длиной около дюйма и диаметром в одну шестую дюйма приближались друг к другу (на расстояние в тридцатую или сороковую часть дюйма), возникала яркая искра, и более половины объема древесного угля раскалялось до белизны, а при удалении точек друг от друга происходил постоянный разряд через нагретый воздух, в пространстве не менее четырех дюймов, создавая самую блестящую восходящую дугу света, широкую и коническую по форме в середине. Когда в эту дугу вводилось любое вещество, оно мгновенно воспламенялось; платина плавилась в ней так же легко, как воск в пламени обычной свечи; кварц, сапфир, магнезия, известь — все вступали в плавление; фрагменты алмаза, а также точки древесного угля и графита быстро исчезали и, казалось, испарялись в ней, даже когда соединение производилось в приемнике, откачанном воздушным насосом; но не было никаких доказательств того, что они предварительно подвергались плавлению» («Элементы химической философии», 1812 г., стр. 154).
Доктор Пэрис говорит, что Дэви уже производил искру в малом масштабе еще в 1800 году (Nicholson’s Journal, том III, формат кварто, стр. 150), и мы узнаем через статью, опубликованную о ранних экспериментах с электрическим светом, имена других, кто также заметил дугу примерно в тот же период, в то время как Кетле сообщает нам, что М. Кюрте, как сообщается, наблюдал свет между угольными точками в течение 1802 года (письмо Кюрте к Ж. Б. Ван Монсу в журнале последнего Journal de Chimie, № VI, стр. 272, и в Journal de Physique, XI год республики, стр. 54). Упомянутая статья выглядит следующим образом:
«Доктор С. П. Томпсон привел следующие интересные подробности по этому вопросу: Просматривая старый том Journal de Paris, я нашел под датой 22 вантоза X года республики (12 марта 1802 г.) этот отрывок, который явно относится к демонстрации электрической дуги: «Гражданин (Э. Г.) Робертсон, изобретатель фантасмагории (волшебного фонаря), в настоящее время проводит интересные эксперименты, которые, несомненно, должны продвинуть наши знания о гальванизме. Он только что смонтировал металлические столбы в количестве 2500 цинковых пластин и столько же из розетной меди. Мы немедленно расскажем о его результатах, а также о новом эксперименте, который он провел вчера с двумя светящимися углями. Первый был помещен у основания колонны из 120 цинковых и серебряных элементов, а второй сообщался с вершиной столба, и в момент их соединения они дали блестящую искру чрезвычайной белизны, которую видела вся публика. Гражданин Робертсон повторит эксперимент 25-го числа».
Дата, обычно приводимая для этого открытия Гемфри Дэви, — 1809 год, но более ранние отчеты о его экспериментах найдены в «Электричестве» Катбертсона (1807 г.) и в нескольких других работах.
В Phil. Mag., том IX, стр. 219, под датой 1 февраля 1801 г., в мемуарах доктора Г. Мойеса из Эдинбурга, касающихся экспериментов, проведенных со столбом, мы находим следующий отрывок: «Когда рассматриваемая колонна достигла высоты своей мощности, ее искры были видны при дневном свете, даже когда их заставляли прыгать с куском угля, удерживаемым в руке». В том же томе Phil. Mag., сразу после письма доктора Мойеса доктору Гартшору об экспериментах с вольтовым столбом, можно найти отчет о подобных исследованиях, проведенных в Германии и сообщенных доктором Фруландером из Берлина.
В «Журнале Королевского института» (1802 г.), том I, стр. 106, Дэви описывает несколько экспериментов, проведенных со столбом, и говорит: «Когда вместо металлов использовались куски хорошо прокаленного угля, искра была еще больше и чисто белого цвета». На стр. 214 он описывает и изображает аппарат для получения гальвано-электрической искры в жидких и газообразных веществах. Этот аппарат состоял из стеклянной трубки, открытой сверху, и имеющей сбоку другую трубку, через которую проходил провод, заканчивающийся углем. Другой провод, также заканчивающийся углем, проходил через дно и был закреплен в вертикальном положении.
Но все эти наблюдения сделаны после письма, напечатанного в «Nicholson’s Journal» за октябрь 1800 г., стр. 150, под названием «Дополнительные эксперименты по гальваническому электричеству в письме к г-ну Николсону». Письмо датировано Даури-сквер, Хотвеллс, 22 сентября 1800 г., и подписано Гемфри Дэви, который в эту эпоху был помощником доктора Беддоса в Философском (Пневматическом) институте Бристоля. Оно начинается так:
«Сэр: Первые экспериментаторы в области животного электричества отметили свойство, которым обладает хорошо прокаленный уголь проводить обычное гальваническое действие. Я обнаружил, что это вещество обладает теми же свойствами, что и металлические тела для производства искры, когда оно используется для установления связи между конечностями столба синьора Вольты».
Среди работ, прочитанных Дэви в Королевском обществе в период с 30 июня 1808 года по 13 февраля 1814 года, значатся следующие: «Электрохимические исследования разложения земель с наблюдениями над металлами, полученными из щелочных земель, и над амальгамой, полученной из аммиака»; «Отчет о некоторых новых аналитических исследованиях природы определенных тел» и др., а также Бейкеровская лекция «О некоторых новых электрохимических исследованиях различных объектов, в частности металлических тел из щелочей и земель, и о некоторых соединениях водорода»; «Элементы химической философии, подробно описывающие эксперименты по электричеству в растительности».
Упоминая важные темы, освещенные им в вышеуказанный период, его брат и биограф, доктор медицины, член Королевского общества Джон Дэви, пишет: «Я не буду пытаться анализировать эти работы; я дам лишь краткий обзор наиболее важных фактов и открытий, которые они содержат, отсылая читателя-химика к оригиналу для полного удовлетворения. После извлечения металлических оснований из фиксированных щелочей аналогии самого сильного рода указывали на то, что щелочные земли имеют схожее строение; и ему удалось доказать это удовлетворительным образом. Однако из-за различных обстоятельств, связанных с особыми свойствами, при первых попытках он не смог получить металлы этих земель в достаточно чистом и изолированном состоянии для целей исследования. По возвращении в лабораторию после болезни это было одним из первых его начинаний. Он осуществил его в определенной степени, объединив процесс господ Берцелиуса и Понтина, которые тогда занимались тем же исследованием, с собственным методом. Путем отрицательного электризования слегка увлажненных земель, смешанных с красной окисью ртути, в контакте с каплей ртути он получил амальгамы их металлических оснований; а путем дистилляции с особыми предосторожностями он удалил большую часть ртути. Даже сейчас, вследствие очень малых количеств полученных им оснований и их очень сильного сродства к кислороду, он смог лишь поспешно установить некоторые их свойства. Они обладали серебристым блеском, были твердыми при обычных температурах, фиксированными при красном калении и тяжелее воды. При высокой температуре они поглощали кислород из стекла, а при обычных температурах — из атмосферы и воды, последнюю из которых они, как следствие, разлагали. Названия, которые он предложил для них и под которыми они с тех пор известны, были барий, стронций, кальций и магний (magnium), последнее из которых он впоследствии изменил на магний (magnesium)...»
Рецензент Дэви на страницах «Chemical News», писавший в 1879 году, отмечает, что его статьи по многочисленным предметам поступали в архивы Королевского общества непрерывным потоком, и можно без преувеличения сказать, что его работа, особенно в течение шести лет с 1806 по 1812 год, сделала для химии больше, чем последующие 60 лет.
В период между указанными датами Дублинское общество попросило Дэви прочитать курс лекций по электрохимической науке, которые он прочитал с 8 по 29 ноября 1810 года. Впоследствии Тринити-колледж присвоил ему степень доктора права (LL.D.), а принц-регент посвятил его в рыцари за день до ухода из Королевского института, где 9 апреля 1812 года он выступил с прощальной речью.
В 1813 году, в сопровождении своей невесты и мистера Фарадея (своего «помощника в экспериментах и в писательской работе»), Дэви совершил свою первую поездку на континент, где встретился с Ампером, Гумбольдтом, Гей-Люссаком, Вокленом, Кювье, Лапласом и другими выдающимися учеными, и где он провел множество экспериментов, результаты которых были должным образом сообщены Королевскому обществу, как и наблюдения, сделанные им до момента завершения его второй поездки в 1820 году.
Помимо медали Румфорда, врученной ему в 1816 году, два года спустя он получил титул баронета, а в 1827 году — медаль Королевского общества, президентское кресло которого он занимал в течение семи лет подряд.
Один из четырех мемуаров, созданных Дэви в 1818–1829 годах, посвящен электромагнетизму. В 1820 году Дэви, Араго и Зеебек независимо друг от друга открыли намагничивающую силу электрического тока, воздействующую на стальные и железные иглы или опилки. В экспериментах Дэви, как говорят, опилки прилипали к проволоке, соединяющей полюса вольтова столба, состоящего из сотни пар пластин по четыре дюйма, в таких значительных количествах, что образовывали вокруг нее массу, в десять или двенадцать раз превышающую толщину проволоки (Философские труды Королевского общества за 1821 г., стр. 9; Annales de Chimie et de Physique, том XV, стр. 93).
В 1821–1822 годах Дэви активно занимался экспериментами по электромагнетизму и электричеству в вакууме, придя в последней области к выводу, что электрический свет, а также электрические притяжения и отталкивания наблюдаемы в самом совершенном вакууме, который можно получить. Это легко демонстрируется либо с помощью аппарата, использованного Тиндалем в его лекции VIII «Об аналогиях света, тепла и звука», либо с помощью аппарата, использованного Дэви и проиллюстрированного на таблице CCXXIII восьмого издания «Британской энциклопедии». Из многочисленных экспериментов и наблюдений, записанных в последней работе, извлечено следующее:
«Искра, способная пройти лишь через полдюйма в обычном воздухе, пройдет через шесть дюймов торричеллиева вакуума... Когда в ртутный вакуум вводилось малейшее количество разреженного воздуха, цвет электрического света менялся с ярко-зеленого на морскую волну, а при увеличении количества — на синий и пурпурный. При низкой температуре вакуум становился гораздо лучшим проводником. Вакуум над расплавленным оловом демонстрировал почти те же явления. При температурах ниже нуля свет был желтым и самого бледного фосфоресцирующего вида, едва заметным в полной темноте и не усиливающимся от тепла. Когда вакуум создавался чистым оливковым маслом и хлоридом сурьмы, электрический свет через пары хлорида был более ярким, чем через пары масла; а в последнем он был более ярким, чем в парах ртути при обычных температурах. Свет был чисто-белым с хлоридом и красным, переходящим в пурпурный, в масле... В углекислом газе свет искры белый и яркий, а в водороде — красный и слабый. Когда искры пропускаются через шары из дерева или слоновой кости, они имеют малиновый цвет. Они желтые, если получены над порошкообразным углем, зеленые над поверхностью серебреной кожи и пурпурные от несовершенных проводников».
Бейкеровская лекция Дэви за 1826 год называлась «О связи электрических и химических изменений». За два года до ее прочтения он сообщил английскому правительству о своем открытии того, что ошибочно считал средством против быстрого разрушения медной обшивки судов. Его план состоял в изменении электрического состояния меди путем добавления пластин цинка или железа (называемых «протекторами»), но днища судов становились настолько грязными из-за отложения известковых веществ и прилипания к меди крупных морских желудей (balani) и морских уточек (lepades) и т. д., что от этой попытки пришлось отказаться (А. Бобьер, «Thèse ... pour doubler les navires», Нант, 1858). В том же году (1824) Дэви совершил важную поездку по Швеции, Норвегии, Дании, Гольштейну и Ганноверу, во время которой встретился с Эрстедом, Берцелиусом, Гауссом, Ольберсом, Шумахером и другими учеными.
Его последнее сообщение Королевскому обществу, «Замечания об электричестве электрического ската (Torpedo)», было отправлено из Рима в 1828 году, за год до его смерти, и воплощает результат многих наблюдений, сделанных во время пребывания на континенте, особенно в 1814–1815 годах. Исследования в этом направлении, которые из-за продолжающегося плохого состояния здоровья он не смог продолжить, были завершены его братом, доктором Джоном Дэви, который установил следующие пункты различия между явлениями электрического ската и другими видами электричества:
«По сравнению с вольтовым электричеством его воздействие на мультипликатор слабое: его способность разлагать воду и металлические растворы незначительна; но его способность давать удар велика, как и его способность намагничивать железо. По сравнению с обычным электричеством, он обладает способностью воздействовать на мультипликатор, чего обычное электричество при обычных обстоятельствах не проявляет; его химические эффекты более отчетливы; его способность намагничивать железо и давать удар кажется очень похожей; его способность проходить через воздух бесконечно меньше, как и (если она вообще существует) способность производить тепло и свет».
Дэви также сделал примечательные наблюдения относительно пироэлектричества турмалина, подтвердив предыдущие исследования в этой области и утверждая, что «когда камень значительного размера, вдоль его поверхности можно увидеть вспышки света» («Элементы химической философии», том I, стр. 130), любопытный факт, который, как говорит сэр Дэвид Брюстер, по его мнению, никогда не был подтвержден ни одним последующим наблюдателем.