«Фрагменты науки: серия отдельных эссе, обращений и обзоров»

На самом деле, присутствие малейшего количества углекислого газа может быть обнаружено по его действию на лучи от пламени окиси углерода. Пропуская, например, высушенное человеческое дыхание в трубку длиной четыре фута, поглощение, осуществляемое там углекислым газом дыхания, составляет 50 процентов от всего излучения. Лучистая теплота может действительно использоваться как средство определения практически количества углекислого газа, выдыхаемого из легких. Мой покойный ассистент, г-н Барретт, под моим руководством сделал это определение. Сначала было определено поглощение, производимое дыханием, освобожденным от влаги, но сохраняющим углекислый газ. Углекислый газ, искусственно приготовленный, был затем смешан с сухим воздухом в таких пропорциях, что действие смеси на лучи тепла было таким же, как у высушенного дыхания. Процентное содержание первого, будучи известным, немедленно давало процентное содержание последнего. То же самое дыхание, проанализированное химически доктором Франкландом и физически г-ном Барреттом, дало следующие результаты:

Процентное содержание углекислого газа в человеческом дыхании.

Химический анализ

Физический анализ

4.66

4.56

5.33

5.22

Таким образом доказано, что в количестве эфирного движения, которое он способен воспринять, мы имеем практическую меру углекислого газа дыхания, а следовательно, и горения, происходящего в человеческих легких.

Все же этот вопрос о периоде, хотя и имеет огромное значение, не способен объяснить все наблюдаемые факты. Эфир, насколько нам известно, принимает вибрации всех периодов с одинаковой готовностью. Для него колебания атома свободного кислорода так же приемлемы, как и колебания атомов в молекуле олефинового газа; то, что вибрирующий кислород стоит так далеко позади олефинового газа по лучистой способности, должно быть отнесено не к периоду, а к какой-то другой особенности. Атомная группа, которая составляет молекулу олефинового газа, производит во много тысяч раз большее возмущение, чем вызванное кислородом, возможно, потому, что группа способна гораздо более мощно удерживать эфир, чем могут отдельные атомы. Другой и, вероятно, очень мощной причиной различия может быть то, что вибрации, будучи вибрациями составляющих атомов молекулы [Сноска: См. «Физические соображения», ст. iv.], генерируются в сильно сжатом эфире, который действует подобно сжатому воздуху на звук. Но какова бы ни была судьба этих попыток визуализировать физику процесса, все равно останется верным, что для объяснения явлений излучения и поглощения мы должны принять во внимание форму, размер и состояние эфира внутри молекул, которыми возмущается внешний эфир.

.

.

16. Резюме и заключение.

Давайте теперь бросим мимолетный взгляд на пройденный нами путь. Общая природа света и теплоты была сначала кратко описана: соединение материи из элементарных атомов и влияние акта соединения на излучение и поглощение были рассмотрены и экспериментально проиллюстрированы. Через прозрачные элементарные газы лучистая теплота проходила как через вакуум, в то время как многие из сложных газов представляли почти непреодолимые препятствия для калорических волн. Это поведение простых газов направило наше внимание на другие элементарные тела, исследование которых привело к открытию, что элемент йод, растворенный в сероуглероде, обладает способностью отделять с необычайной резкостью свет спектра от его теплоты, перехватывая все световые лучи вплоть до крайнего красного и позволяя калорическим лучам за красным цветом свободно проходить через него. Это вещество было затем использовано для фильтрации лучей электрического света и формирования фокусов невидимых лучей, настолько интенсивных, что они производили почти все эффекты, достижимые в обычном огне. Горючие тела сгорали, а тугоплавкие нагревались до белого каления концентрированными невидимыми лучами. Таким образом, путем повышения их преломляемости невидимые лучи электрического света становились видимыми, и все цвета солнечного спектра извлекались из полной темноты. Была продемонстрирована чрезвычайная насыщенность электрического света невидимыми лучами низкой преломляемости, причем только одна восьмая часть его излучения состояла из световых лучей. Была доказана нечувствительность зрительного нерва к этим невидимым лучам, а затем были добавлены эксперименты, чтобы показать, что яркие и темные лучи твердого тела, постепенно нагреваемого до накала, усиливаются вместе; интенсивное темное тепло является неизменным спутником интенсивного белого тепла. Солнце не могло бы сформироваться, или метеорит стать светящимся, при каких-либо других условиях. Поскольку светоизлучающие лучи составляют лишь малую часть общего излучения, их неописуемая важность для нас обусловлена тем фактом, что их периоды настроены на особые требования глаза.

Среди паров летучих жидкостей также были обнаружены огромные различия в отношении их поглощательной способности. Мы проследили различные молекулы от состояния жидкости до состояния газа и обнаружили, что в обоих состояниях агрегации способность отдельных молекул проявляется одинаково. Положение пара как поглотителя лучистой теплоты было показано как определяемое положением жидкости, из которой он получен. Перевернув наши концепции и рассматривая молекулы газов и паров не как получателей, а как инициаторов волнового движения; не как поглотители, а как излучатели; было доказано, что способности поглощения и излучения идут рука об руку, причем тот самый химический акт, который делал тело способным перехватывать волны эфира, делал его способным в той же степени их генерировать. Затем были подвергнуты исследованию духи, и, несмотря на их необычайную тонкость, они оказались значительно превосходящими по поглощательной способности массу воздуха, в которой они были рассеяны. Мы были таким образом медленно подведены к исследованию самого широко распространенного и самого важного из всех паров — водяного пара нашей атмосферы, и мы обнаружили в нем мощный поглотитель чисто калорических лучей. Способность этого вещества влиять на климат и его общее влияние на температуру земли были затем кратко освещены. Паутины, натянутой над цветком, достаточно, чтобы защитить его от ночного холода; и таким образом водяной пар нашего воздуха, будучи разреженным, сдерживает сток земного тепла и спасает поверхность нашей планеты от охлаждения, которое, безусловно, произошло бы, если бы никакое такое вещество не было помещено между ней и пустотами пространства. Мы рассмотрели влияние периода вибрации и молекулярной формы на поглощение и излучение и, наконец, вывели из его действия на лучистую теплоту точное количество углекислого газа, выдыхаемого человеческими легкими.

Таким образом, в кратком очерке были представлены вам некоторые результаты недавних исследований в области излучения, и моей целью повсюду было вызвать в ваших умах отчетливые физические образы различных процессов, вовлеченных в наши исследования. Некоторые полагают, что естествознание оказывает притупляющее влияние на воображение, и можно было бы справедливо поставить под сомнение ценность любого изучения, которое обязательно имело бы такой эффект. Но опыт последнего часа должен, я думаю, убедить вас, что изучение естествознания идет рука об руку с культурой воображения. На протяжении большей части этой беседы нас поддерживала эта способность. Мы представляли себе атомы, молекулы, вибрации и волны, которые глаз никогда не видел, а ухо не слышало, и которые могут быть различимы только упражнением воображения. Это, по сути, та способность, которая позволяет нам выйти за пределы чувств и соединить явления нашего видимого мира с явлениями невидимого. Без воображения мы никогда не смогли бы подняться до концепций, которые занимали нас здесь сегодня; и пропорционально вашей способности правильно упражнять эту способность и связывать определенные ментальные образы с используемыми терминами, будет удовольствие и польза, которые вы извлечете из этой лекции.

Внешних фактов природы недостаточно, чтобы удовлетворить разум. Мы не можем довольствоваться знанием того, что свет и тепло солнца освещают и согревают мир. Мы неизбежно приходим к вопросу: «Что такое свет и что такое тепло?» — и этот вопрос ведет нас сразу из области чувств в область воображения. [Сноска: Этот ход мыслей был продолжен пять лет спустя. См. «Научное использование воображения» в т. II.]

Так размышляя, вопрошая и стремясь дополнить то, что чувствуется и видится, но является неполным, чем-то неощутимым и невидимым, что необходимо для его полноты, люди гения отчасти постигли не только природу света и теплоты, но также через них общую связь природных явлений. Рабочая сила Природы состоит из актуального или потенциального движения, все явления которого являются лишь особыми формами. Это движение проявляется в осязаемой и неосязаемой материи, непрерывно передаваясь от одной к другой и непрерывно трансформируясь этим изменением. Оно так же реально в волнах эфира, как и в волнах моря; последние — производные от ветров, которые в свою очередь производные от солнца — являются, по сути, ничем иным, как нагроможденным движением эфирных волн. Именно калорические волны, испускаемые солнцем, нагревают наш воздух, производят наши ветры и, следовательно, волнуют наш океан. И разбиваются ли они пеной о берег, или бесшумно трутся о дно океана, или затихают от взаимного трения своих собственных частей, морские волны, которые не могут затихнуть, не производя тепла, в конечном итоге разрешаются в волны эфира, тем самым регенерируя движение, из которого возникло их временное существование. Эта связь типична. Природа — это не совокупность независимых частей, а органическое целое. Если вы откроете пианино и споете в него, определенная струна откликнется. Измените высоту вашего голоса; первая струна перестает вибрировать, но другая отвечает. Снова измените высоту; первые две струны молчат, в то время как другая звучит. Так на чувствующего человека воздействует Природа, причем оптические, слуховые и другие нервы человеческого тела являются множеством струн, по-разному настроенных и отзывчивых на различные формы универсальной силы.

.

.

.

.

.

.

III О ЛУЧИСТОЙ ТЕПЛОТЕ В ОТНОШЕНИИ К ЦВЕТУ И ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ТЕЛ.

[Сноска: Беседа, прочитанная в Королевском институте Великобритании, 19 января 1866 г.]

Одной из важнейших функций физической науки, рассматриваемой как дисциплина ума, является возможность с помощью чувственных процессов Природы постигать неощутимое. Чувственные процессы дают направление линии мысли; но как только оно дано, длина линии не ограничивается границами чувств. Действительно, область чувств в Природе почти бесконечно мала по сравнению с обширным регионом, доступным для мысли, который лежит за их пределами. По нескольким наблюдениям кометы, когда она попадает в пределы его телескопа, астроном может вычислить ее путь в регионах, куда не может достичь ни один телескоп: и точно так же, с помощью данных, предоставленных в узком мире чувств, мы чувствуем себя как дома в других и более широких мирах, которые проходятся одним лишь интеллектом.

С древнейших времен вопросы «Что такое свет?» и «Что такое тепло?» возникали в умах людей; но эти вопросы никогда не были бы решены, если бы им не предшествовал вопрос «Что такое звук?». Среди более грубых явлений акустики разум был впервые дисциплинирован, благодаря чему были получены концепции из прямого наблюдения, которые впоследствии были применены к явлениям характера, слишком тонкого, чтобы наблюдаться напрямую. Мы знаем, что звук обусловлен вибрационным движением. Вибрирующий камертон, например, формирует воздух вокруг себя в волны, которые устремляются во все стороны с определенной измеренной скоростью, падают на барабанную перепонку, сотрясают слуховой нерв и пробуждают в мозгу ощущение звука. Когда мы достаточно близко к звучащему телу, мы можем чувствовать вибрации воздуха. Глухой человек, например, погружая руку в колокол, когда он звучит, чувствует через общие нервы своего тела те дрожания, которые, будучи переданными нервам здоровых ушей, переводятся в звук. Существуют различные способы сделать эти звуковые вибрации не только осязаемыми, но и видимыми; и только после того, как было выполнено бесчисленное множество экспериментов такого рода, научный исследователь полностью и без тени сомнения предался убеждению, что то, что является звуком внутри нас, снаружи нас есть движение воздуха.

Но однажды установив этот факт — однажды доказав вне всяких сомнений, что ощущение звука производится возбуждением слухового нерва — мысль вскоре подсказала, что свет может быть обусловлен возбуждением зрительного нерва. Это был большой шаг вперед по сравнению с тем древним представлением, которое рассматривало свет как нечто, испускаемое глазом, а не как что-то, передаваемое ему. Но если свет производится возбуждением сетчатки, что же производит это возбуждение? Ньютон, вы знаете, предполагал, что мельчайшие частицы выбрасываются через глазные среды против сетчатки, которая, как он предполагал, висит подобно мишени в задней части глаза. Удар этих частиц о мишень, верил Ньютон, является причиной света. Но представление Ньютона не удержалось, будучи полностью вытесненным с поля более удивительным и гораздо более философским представлением о том, что свет, подобно звуку, является продуктом волнового движения.

Область, в которой осуществляется это движение света, лежит полностью за пределами досягаемости наших чувств. Волны света требуют среды для своего формирования и распространения; но мы не можем видеть, или чувствовать, или пробовать на вкус, или обонять эту среду. Как же тогда было установлено ее существование? Показывая, что при допущении этого удивительного неосязаемого эфира все явления оптики объясняются с полнотой, ясностью и убедительностью, которые не оставляют желать ничего лучшего для интеллекта. Когда закон гравитации впервые возник в уме Ньютона, что он сделал? Он принялся исследовать, объясняет ли он все факты. Он определил пути планет; он вычислил быстроту падения луны к земле; он рассмотрел прецессию равноденствий, приливы и отливы и нашел все объясненным законом гравитации. Поэтому он рассматривал этот закон как установленный, и вердикт науки впоследствии подтвердил его заключение. На подобных, и, если возможно, на более сильных основаниях мы основываем нашу веру в существование универсального эфира. Он объясняет факты гораздо более разнообразные и сложные, чем те, на которых Ньютон основывал свой закон. Если бы можно было указать на единственное явление, которое эфир доказанно неспособен объяснить, нам пришлось бы отказаться от него; но ни на одно такое явление никогда не указывали. Поэтому, по крайней мере, так же верно, что пространство заполнено средой, посредством которой солнца и звезды распространяют свою лучистую силу, как и то, что оно пронизано той силой, которая удерживает в своем захвате не только нашу планетную систему, но и неизмеримые небеса сами по себе.

Нет более удивительного примера того, как ход мысли переносится из мира чувств в область чистого воображения. Под воображением я здесь подразумеваю не ту игру фантазии, которая способна дать «воздушным ничто» местопребывание и имя, а ту способность, которая позволяет разуму постигать реальности, лежащие за пределами досягаемости чувств, — представлять себе отчетливые образы процессов, которые, будучи в совокупности грандиозными до невообразимости, по отдельности настолько малы, что ускользают от любого наблюдения. Именно волны воздуха, возбуждаемые камертоном, делают его колебания слышимыми. Именно волны эфира, исходящие от ламп над нашими головами, делают их видимыми для нас; но эти волны настолько малы, что потребовалось бы от 30 000 до 60 000 из них, выстроенных в ряд, чтобы покрыть один дюйм. Однако их количество компенсирует их малость. Триллионы их вошли в ваши глаза и ударились о сетчатку на их задней стенке за то время, которое потребовалось для произнесения кратчайшего предложения этого рассуждения. Таков твердый результат современных исследований; но мы никогда не смогли бы достичь его без предварительной дисциплины. Мы никогда не смогли бы измерить световые волны и даже вообразить их существование, если бы предварительно не упражнялись на звуковых волнах. Звук и свет теперь взаимно помогают друг другу, причем представления о каждом из них расширяются, укрепляются и уточняются благодаря представлениям о другом.

Эфир, который переносит импульсы света и теплоты, не только заполняет небесное пространство, окутывая солнца, планеты и луны, но и окружает атомы, из которых состоят эти тела. Именно движение этих атомов, а не каких-либо ощутимых частей тел, переносит эфир. Это движение является объективной причиной того, что в наших ощущениях предстает как свет и теплота. Таким образом, атом, посылающий свои импульсы через эфир, подобен камертону, посылающему свои импульсы через воздух. Давайте на мгновение взглянем на эту волнующую среду и кратко рассмотрим ее отношение к телам, чьи вибрации она передает. Различные тела, будучи нагретыми до одной и той же температуры, обладают весьма различными способностями возбуждать эфир: одни являются хорошими излучателями, другие — плохими; это означает, что одни устроены так, что свободно передают свое атомное движение эфиру, создавая в нем мощные волны, в то время как атомы других не способны таким образом передавать свои движения, а скользят сквозь среду, существенно не нарушая ее покоя. Недавние эксперименты доказали, что элементарные тела, за исключением определенных аномальных условий, относятся к классу плохих излучателей. Атом, вибрирующий в эфире, подобен обнаженному камертону, вибрирующему в воздухе. Количество движения, передаваемого воздуху тонкими зубцами, слишком мало, чтобы вызвать ощущение звука на каком-либо расстоянии. Но если мы позволим атомам соединиться химически и образовать молекулы, результатом во многих случаях становится огромное изменение способности к излучению. Количество эфирного возмущения, производимого соединенными атомами тела, может быть во много тысяч раз больше, чем производимое теми же атомами в несвязанном состоянии.

Высота музыкального тона зависит от быстроты его вибраций или, другими словами, от длины его волн. Теперь, высота тона соответствует цвету света. Взяв срез белого света от солнца или от электрической лампы и пропустив его через систему призм, мы разлагаем его. Мы получаем эффект, достигнутый Ньютоном, который первым развернул солнечный луч в великолепие солнечного спектра. На одном конце этого спектра мы имеем красный свет, на другом — фиолетовый; а между этими крайностями лежат другие цвета призмы. По мере продвижения вдоль спектра от красного к фиолетовому высота света — если я могу использовать это выражение — повышается, причем ощущение фиолетового цвета вызывается более быстрой последовательностью импульсов, чем та, которая производит впечатление красного. Вибрации фиолетового примерно в два раза быстрее, чем у красного; другими словами, диапазон видимого спектра составляет около октавы.

В этом спектре нет разрыва непрерывности: один цвет переходит в другой посредством незаметных градаций. Это как если бы бесконечное число камертонов постепенно возрастающей высоты тона вибрировало одновременно. Но обратившись к другому спектру — а именно, полученному от раскаленного пара серебра, — вы заметите, что он состоит из двух узких и интенсивно светящихся зеленых полос. Здесь это как если бы вибрировали только два камертона слегка различающейся высоты тона. Длина волн, которые производят эту первую полосу, такова, что 47 460 из них, выстроенных в ряд, заполнили бы дюйм. Волны, которые производят вторую полосу, немного короче; потребовалось бы 47 920 таких волн, чтобы заполнить дюйм. В случае первой полосы число импульсов, передаваемых в одну секунду каждому глазу, который ее видит, составляет 677 миллионов миллионов; в то время как число импульсов, передаваемых за то же время второй полосой, составляет 600 миллионов миллионов. Мы можем спроецировать на белый экран прекрасный поток зеленого света, из которого были получены эти полосы. Этот светящийся поток — раскаленный пар серебра. Скорости вибрации атомов этого пара так же жестко фиксированы, как и у двух камертонов; и до какой бы высоты ни была поднята температура пара, быстрота его вибраций и, следовательно, его цвет, который полностью зависит от этой быстроты, остаются неизменными.

Водяной пар, так же как и пар серебра, имеет свои определенные периоды вибрации, и они таковы, что не позволяют пару, когда он действует свободно в таком качестве, быть нагретым до белого каления. Оксиводородное пламя, например, состоит из горячего водяного пара. Оно едва заметно в воздухе этой комнаты, и оно было бы еще менее заметным, если бы мы могли сжигать газ в чистой атмосфере. Но атмосфера даже на вершине Монблана загрязнена; в Лондоне она более чем загрязнена; и горящая грязь придает этому пламени большую часть его нынешнего света. Но жар этого пламени огромен. Чугун плавится при температуре 2000° по Фаренгейту; в то время как температура оксиводородного пламени составляет 6000° по Фаренгейту. Кусок платины нагревается до ярко-красного цвета на расстоянии двух дюймов за пределами видимого окончания пламени. Пар, который производит накаливание, здесь абсолютно темный. В самом пламени платина нагревается до ослепительной белизны и даже пронзается пламенем. Когда это пламя падает на кусок извести, мы получаем ослепительный друммондов свет. Но свет здесь обусловлен тем фактом, что когда оно падает на твердое тело, вибрации, возбуждаемые в этом теле пламенем, имеют периоды, отличные от его собственных.

До сих пор мы фиксировали наше внимание на атомах и молекулах в состоянии вибрации, окруженных средой, которая принимает их вибрации и передает их через пространство. Но предположим, что волны, порожденные одной системой молекул, падают на другую систему; как будут затронуты эти волны? Будут ли они остановлены или им будет позволено пройти? Передадут ли они свое движение молекулам, на которые они падают, или они скользнут вокруг молекул, через межмолекулярные пространства, и таким образом ускользнут?

Ответ на этот вопрос зависит от условия, которое может быть прекрасно проиллюстрировано экспериментом со звуком. Эти два камертона настроены абсолютно одинаково. Они вибрируют с одинаковой быстротой, и, установленные таким образом на своих резонансных ящиках, вы слышите, как они громко звучат одной и той же музыкальной нотой. Остановив один из камертонов, я привожу другой в сильную вибрацию и подношу этот другой к безмолвному камертону, но не в контакт с ним. Позволив им оставаться в этом положении в течение четырех или пяти секунд, а затем остановив вибрирующий камертон, звук не прекращается. Второй камертон воспринял вибрации своего соседа и теперь звучит в свою очередь. Сняв один из камертонов и позволив другому остаться на своей подставке, я привожу снятый камертон в сильную вибрацию. Вы не можете услышать его звучание. Отделенное от своего ящика, количество движения, которое он может передать воздуху, слишком мало, чтобы быть ощутимым на каком-либо расстоянии. Когда снятый камертон подносится близко к установленному, но не в фактический контакт с ним, из тишины поднимается мягкий звук. Откуда он берется? От вибраций, которые были переданы от снятого камертона к установленному.

Чтобы движение могло таким образом передаваться через воздух, необходимо, чтобы два камертона находились в идеальном унисоне. Если кусочек воска размером не больше горошины поместить на один из камертонов, он становится тем самым неспособным влиять на другой или быть под его влиянием. Легко понять этот эксперимент. Импульсы одного камертона могут влиять на другой, потому что они идеально синхронизированы. Одиночный импульс заставляет зубец безмолвного камертона вибрировать в бесконечно малом пространстве. Но как только он завершает эту малую вибрацию, другой импульс готов ударить его. Таким образом, импульсы складываются вместе. В течение пяти секунд, пока камертоны удерживались рядом друг с другом, вибрирующий камертон послал 1280 волн против своего соседа, и эти 1280 ударов, все доставленные в нужный момент, все, как я сказал, идеально синхронизированные, придали такую силу вибрациям установленного камертона, что сделали их слышимыми для всех.

Другая любопытная иллюстрация влияния синхронизма на музыкальные вибрации такова: три маленькие газовые горелки вставлены в три стеклянные трубки разной длины. Каждую из этих горелок можно заставить издать музыкальную ноту, высота которой определяется длиной трубки, окружающей горелку. Чем короче трубка, тем выше высота тона. Горелки сейчас безмолвны внутри своих соответствующих трубок, но каждую из них можно заставить откликнуться на соответствующую ноту, звучащую где-либо в этой комнате. С помощью инструмента, называемого сиреной, можно произвести мощную музыкальную ноту постепенно возрастающей высоты. Начав с низкой ноты и постепенно поднимаясь к более высокой, мы наконец достигаем высоты тона горелки в самой длинной трубке. В момент, когда она достигнута, горелка разражается песней. Другие горелки все еще безмолвны внутри своих трубок. Но побуждая инструмент к более высоким нотам, запускается вторая горелка, и остается только третья. Еще более высокая нота запускает и ее. Таким образом, по мере того как звук сирены постепенно повышается по высоте, он пробуждает каждую горелку при прохождении, ударяя ее серией волн, чьи периоды повторения сходны с его собственными.

Теперь волновое движение от сирены частично воспринимается горелкой, которая синхронизируется с волнами; и если бы эти волны падали на множество горелок, а не только на одну, перенос мог бы быть настолько велик, что поглотил бы все исходное волновое движение. Давайте применим эти факты к лучистой теплоте. Это синее пламя — пламя оксида углерода; этот прозрачный газ — углекислый газ. В синем пламени мы имеем углекислый газ, интенсивно нагретый, или, другими словами, находящийся в состоянии интенсивной вибрации. Таким образом, он напоминает звучащий камертон, в то время как этот холодный углекислый газ напоминает безмолвный. Каков результат? Благодаря синхронизму горячего и холодного газа волны, испускаемые первым, перехватываются вторым, тем самым предотвращая передачу лучистой теплоты. Холодный газ интенсивно непрозрачен для излучения от этого конкретного пламени, хотя и обладает высокой прозрачностью для теплоты любого другого вида. Мы здесь явно имеем дело с тем великим принципом, который лежит в основе спектрального анализа и который позволил ученым определить вещества, из которых состоят солнце, звезды и даже туманности; а именно, принципом, что тело, которое способно испускать какой-либо луч, будь то тепловой или световой, способно в той же степени поглощать этот луч. Поглощение зависит от синхронизма, существующего между вибрациями атомов, из которых исходят лучи, или, точнее, волны, и вибрациями атомов, на которые они падают.

К своей почти полной неспособности испускать белый свет водяной пар добавляет аналогичную неспособность поглощать белый свет. Он не может, например, поглощать световые лучи солнца, хотя может поглощать несветовые лучи земли. Эта неспособность пара поглощать световые лучи разделяется водой и льдом — фактически, всеми действительно прозрачными веществами. Их прозрачность обусловлена их неспособностью поглощать световые лучи. Молекулы таких веществ находятся в диссонансе со световыми волнами; и поэтому такие волны проходят сквозь прозрачные тела, не нарушая молекулярного покоя. Чисто световой луч, какой бы интенсивной ни была его теплота, заметно неспособен растопить лед. Мы можем, например, свести мощный световой луч на поверхность, покрытую инеем, не растопив ни одной иглы кристаллов. Как же тогда, можно спросить, снега Альп сметаются летним солнечным светом? Я отвечаю: они сметаются вовсе не солнечным светом, а лучами, в которых вообще нет никакого солнечного света. Световые лучи солнца падают на снежные поля и отражаются эхом от кристалла к кристаллу, но они почти не находят пристанища внутри кристаллов. Они почти совсем не поглощаются, и поэтому не могут вызвать плавление. Но мощный поток темных лучей испускается солнцем; и именно они заставляют ледники сокращаться, а снега исчезать; именно они наполняют берега Арва и Арвейрона и освобождают из их ледяного плена Рону и Рейн.

Поместив вогнутое посеребренное зеркало позади электрического света, его лучи сводятся в фокус ослепительного блеска. Поместив на пути лучей, между светом и фокусом, сосуд с водой и введя в фокус кусок льда, лед не плавится концентрированным лучом. Спички в том же месте воспламеняются, и дерево загорается. Мощный жар этого светового луча, таким образом, неспособен растопить лед. При удалении ячейки с водой лед немедленно разжижается, и вода стекает с него каплями. При повторном введении ячейки с водой плавление прекращается, и капли перестают падать. Прозрачная вода ячейки не оказывает заметного поглощения на световые лучи, тем не менее она извлекает что-то из луча, что, когда ему позволено действовать, способно растопить лед. Это «что-то» — темное излучение электрического света. Снова я помещаю плиту чистого льда перед электрической лампой; посылаю световой луч сначала через нашу ячейку с водой, а затем через лед. С помощью линзы изображение плиты проецируется на белый экран. Луч, отфильтрованный водой, имеет мало силы воздействия на лед. Но наблюдайте, что происходит, когда вода удалена; мы имеем здесь звезду и там звезду, каждая звезда напоминает цветок с шестью лепестками и заметно увеличивается на наших глазах. По мере того как листья увеличиваются, их края становятся зазубренными, но нет никакого отклонения от шестилучевого типа. Мы имеем здесь, по сути, кристаллизацию льда, обращенную невидимыми лучами электрического луча. Они разрушают молекулы таким удивительным образом и открывают нам изысканную атомную структуру вещества, которым Природа каждую зиму покрывает наши пруды и озера.

Бесчисленные эффекты, по-видимому, аномальные, могут быть приведены в иллюстрацию действия этих бесцветных лучей. Эти два порошка, например, оба белые и неразличимы друг от друга глазом. Световые лучи солнца не поглощаются обоими — от таких лучей эти порошки не получают теплоты; тем не менее один из них, сахар, нагревается так сильно концентрированным лучом электрической лампы, что сначала дымится, а затем яростно воспламеняется, в то время как другое вещество, соль, едва нагревается в фокусе. Поместив две совершенно прозрачные жидкости в пробирки в фокусе, одна из них закипает за пару секунд, в то время как другая, в аналогичном положении, едва нагревается. Точка кипения первой жидкости составляет 78°C, которая быстро достигается; точка кипения второй жидкости составляет всего 48°C, которая вообще никогда не достигается. Эти аномалии полностью обусловлены невидимым элементом, который смешивается со световыми лучами электрического луча и, по сути, составляет 90 процентов его калорической мощности.

Вещество, как многие из вас знают, было обнаружено, с помощью которого эти темные лучи могут быть отделены от общего излучения электрической лампы. Этот фильтр лучей представляет собой жидкость, черную как смола для светового, но яркую как алмаз для несветового излучения. Он безжалостно отсекает первое, но позволяет второму свободное прохождение. Когда эти невидимые лучи сводятся в фокус на расстоянии нескольких футов от электрической лампы, темные лучи образуют невидимое изображение своего источника. Надлежащими средствами это изображение может быть преобразовано в видимое ослепительной яркости. Более того, можно было бы показать, если бы время позволило, как из этих совершенно темных лучей можно было бы извлечь, путем процесса трансмутации, все цвета солнечного спектра. Можно было бы также доказать, что эти лучи, мощные, как они есть, и достаточные для плавления многих металлов, могут быть допущены в глаз и разбиться о сетчатку, не производя ни малейшего светового впечатления.

Темные лучи будучи таким образом собраны, вы ничего не видите в месте их схождения. С помощью надлежащего термометра можно было бы доказать, что даже воздух в фокусе такой же холодный, как окружающий воздух. И отметьте вывод, к которому это ведет. Это доказывает, что эфир в фокусе практически отделен от воздуха, — что самое сильное эфирное движение может существовать там без малейшего воздушного движения. Но, хотя вы этого не видите, в этом фокусе достаточно теплоты, чтобы поджечь Лондон. Жар там способен поднять железо до температуры, при которой оно выбрасывает блестящие искры. Он может нагреть платину до белизны и почти расплавить этот тугоплавкий металл. Он фактически может расплавить золото, серебро, медь и алюминий. Более того, в тот момент, когда дерево помещается в фокус, оно вспыхивает пламенем.

Уже было подтверждено, что как в отношении излучения, так и поглощения элементарные атомы обладают лишь малой силой. Это могло бы быть проиллюстрировано длинным рядом фактов; и один из самых необычных из них предоставляется поведением того чрезвычайно горючего вещества, фосфора, когда он помещается в темный фокус. Невозможно воспламенить там фрагмент аморфного фосфора. Но обычный фосфор — гораздо более быстрое горючее, и его поведение по отношению к лучистой теплоте еще более впечатляюще. Он может быть подвергнут интенсивному излучению обычного огня, не вспыхивая пламенем. Он может также быть подвергнут в течение двадцати или тридцати секунд воздействию неясного фокуса, достаточной силы, чтобы поднять платину до красного каления, без воспламенения. Несмотря на энергию эфирных волн, здесь сконцентрированных, несмотря на чрезвычайно воспламеняющийся характер элементарного тела, подвергнутого их действию, атомы этого тела отказываются участвовать в движении мощных волн низкой преломляемости и, следовательно, не могут быть затронуты их теплотой.

Знания, которыми мы теперь обладаем, позволят нам с пользой проанализировать практический вопрос. Белые платья носят летом, потому что они оказываются прохладнее темных. Знаменитый Бенджамин Франклин помещал кусочки ткани различных цветов на снег, подвергал их прямому солнечному свету и обнаруживал, что они погружались на разную глубину в снег. Черная ткань погружалась глубже всех, белая не погружалась вовсе. Франклин сделал вывод из этого эксперимента, что черные тела являются лучшими поглотителями, а белые — худшими поглотителями лучистой теплоты. Давайте проверим общность этого вывода. Одна из этих двух карточек покрыта очень темным порошком, а другая — совершенно белым. Я помещаю порошкообразные поверхности перед огнем и оставляю их там до тех пор, пока они не приобретут такую высокую температуру, какую могут достичь в этом положении. Какая из карточек тогда наиболее сильно нагрета? Не требуется термометра, чтобы ответить на этот вопрос. Просто прижав тыльную сторону карточки, на которую рассыпан белый порошок, к щеке или лбу, она оказывается невыносимо горячей. Поместив темную карточку в то же положение, она оказывается прохладной. Белый порошок поглотил гораздо больше теплоты, чем темный. Этот простой результат отменяет сотню выводов, которые были поспешно сделаны из экспериментов Франклина. Опять же, здесь подвешены два чувствительных ртутных термометра на одинаковом расстоянии от газовой горелки. Колба одного из них покрыта темным веществом, колба другого — белым. Обе колбы получили излучение от горелки, но белая колба поглотила больше, и ее ртуть стоит намного выше, чем у другого термометра. Этот эксперимент можно было бы варьировать сотней способов: он доказывает, что из темноты тела вы не можете сделать никакого верного вывода относительно его способности к поглощению.

Причина этого просто в том, что цвет дает нам сведения только об одной части, и притом самой малой, лучей, падающих на окрашенное тело. Если бы все лучи были световыми, мы могли бы с уверенностью судить по цвету тела о его способности к поглощению; но большая масса излучения от нашего огня, нашей газовой горелки и даже от самого солнца состоит из невидимых калорических лучей, о которых цвет нам ничего не говорит. Тело может быть высокопрозрачным для одного класса лучей и высоконепрозрачным для другого. Таким образом, белый порошок, который показал себя столь мощным поглотителем, был специально выбран из-за его чрезвычайной проницаемости для видимых лучей и его чрезвычайной непроницаемости для невидимых; в то время как темный порошок был выбран из-за его чрезвычайной прозрачности для невидимых и его чрезвычайной непрозрачности для видимых лучей. В случае излучения от нашего огня около 98 процентов всего испускания состоит из невидимых лучей; тело, следовательно, которое было наиболее непрозрачным для них, победило как поглотитель, хотя это тело было белым.

И здесь стоит рассмотреть способ, которым мы получаем из природных фактов то, что можно назвать их интеллектуальной ценностью. На протяжении всех процессов Природы мы имеем взаимозависимость и гармонию; и главная ценность физики, рассматриваемой как умственная дисциплина, состоит в прослеживании этой взаимозависимости и демонстрации этой гармонии. Внешние и видимые явления — это счеты интеллекта; и наша наука не была бы достойна своего имени и славы, если бы она останавливалась на фактах, какими бы практически полезными они ни были, и пренебрегала законами, которые сопровождают и управляют явлениями. Давайте постараемся, таким образом, извлечь из эксперимента Франклина все, что он может дать, призывая на помощь знания, которые наши предшественники уже накопили. Давайте представим два куска ткани одной и той же текстуры, один черный, а другой белый, помещенные на освещенный солнцем снег. Фиксируя наше внимание на белом куске, давайте спросим, есть ли какая-либо причина ожидать, что он вообще погрузится в снег. Есть знания под рукой, которые позволяют нам сразу ответить отрицательно. Есть, напротив, причина ожидать, что после достаточного воздействия кусочек ткани будет найден на возвышении, а не в углублении; что вместо впадины мы будем иметь относительное возвышение кусочка ткани. Ибо, что касается световых лучей солнца, ткань и снег одинаково бессильны; один не может быть нагрет, а другой расплавлен такими лучами. Ткань белая, и снег белый, потому что их беспорядочно смешанные волокна и частицы неспособны поглощать световые лучи. Будет ли ткань погружаться или нет, зависит, следовательно, полностью от темных лучей солнца. Теперь вещество, которое поглощает эти темные лучи с наибольшей жадностью, — это лед, или снег, который является просто льдом в порошке. Следовательно, меньшее количество теплоты будет отложено в ткани, чем в окружающем снеге. Ткань должна поэтому действовать как щит для снега, на котором она покоится; и вследствие более быстрого плавления открытого снега ее щит должен, в должное время, остаться позади, взгромоздившись на возвышении, подобно ледниковому столу.

Но хотя снег превосходит ткань как излучатель и поглотитель, он не намного превосходит ее. Ткань очень мощна в обоих этих отношениях. Давайте теперь обратим наше внимание на кусок черной ткани, текстуру и ткань которого я предполагаю такими же, как у белой. Ибо наша цель — сравнить эффекты цвета, мы должны, чтобы изучить этот эффект в его чистоте, сохранить все остальные условия постоянными. Давайте тогда предположим, что черная ткань получена из окрашивания белой. Сама ткань, без ссылки на краситель, почти такой же хороший поглотитель теплоты, как снег вокруг нее. Но к поглощению темных солнечных лучей неокрашенной тканью теперь добавляется поглощение всех световых лучей, и этот большой дополнительный приток теплоты гораздо более чем достаточен, чтобы склонить чашу весов в пользу черной ткани. Сумма ее действий на темные и световые лучи превышает действие снега на одни только темные лучи. Следовательно, ткань погрузится в снег, и это полный анализ экспериментов Франклина.

На протяжении всего этого рассуждения основной упор был сделан на химический состав, как наиболее мощно влияющий на явления излучения и поглощения.

Что касается газов и паров, а также жидкостей, из которых эти пары получены, было доказано самыми разнообразными и убедительными экспериментами, что акты излучения и поглощения являются молекулярными — что они зависят от химического, а не от механического состояния. При попытке распространить этот принцип на твердые тела я столкнулся с множеством фактов, полученных знаменитыми экспериментаторами, которые, казалось, прямо запрещали такое расширение. Меллони, например, обнаружил одинаковую лучистую и поглотительную способность для мела и ламповой сажи. Г-да Массон и Куртепе провели самую тщательную серию экспериментов над химическими осадками различных видов и обнаружили, что все они проявляют одинаковую способность к излучению. Они заключили из своих исследований, что когда тела сводятся к чрезвычайно тонкому состоянию разделения, влияние этого состояния настолько мощно, что полностью маскирует и перекрывает любое влияние, которое может быть обусловлено химическим составом.

Но мне кажется, что через все эти исследования проходило упущение, одно упоминание которого покажет, какая осторожность необходима в операциях экспериментальной философии; в то время как эксперимент или два прояснят, в чем состоит это упущение. Наполнив ярко отполированный металлический куб кипящей водой, я определяю количество теплоты, испускаемой двумя яркими поверхностями. Как излучатель теплоты одна из них намного превосходит другую. Обе поверхности кажутся металлическими; в чем же тогда причина наблюдаемой разницы в их лучистой способности? Просто в этом: одна из поверхностей покрыта прозрачной камедью, через которую, конечно, виден металлический блеск позади; и этот лак, хотя и столь совершенно прозрачный для световых лучей, так же непрозрачен, как смола или ламповая сажа, для несветовых. Он является мощным излучателем темных лучей; он также является мощным поглотителем. В то время как, следовательно, в настоящий момент он обильно источает лучистую теплоту сам по себе, он не позволяет ни одному лучу от металла позади пройти сквозь него. Лак, следовательно, а не металл, является реальным излучателем.

Теперь Меллони, и Массон, и Куртепе экспериментировали так: они смешивали свои порошки и осадки с гуммиарабиковой водой и наносили их с помощью кисти на поверхности куба, подобного этому. Правда, они видели свои красные порошки красными, свои белые — белыми, а свои черные — черными, но они видели эти цвета через слой лака, который окружал каждую частицу. Когда, следовательно, было заключено, что цвет не имеет влияния на излучение, ему не было дано шанса заявить о своем влиянии; когда было обнаружено, что все химические осадки излучают одинаково, это было излучение от лака, общего для них всех, которое показало наблюдаемое постоянство. Сотни, возможно тысячи, экспериментов по лучистой теплоте были выполнены таким образом различными исследователями, но работа, я боюсь, должна будет быть проделана заново. Я, действительно, не знаком с примером, в котором упущение столь тривиального характера было совершено столь многими способными людьми подряд, пороча столь большое количество в остальном отличной работы. Основывая наши рассуждения таким образом на продемонстрированных фактах, мы приходим к чрезвычайно вероятному заключению, что оболочка частиц, а не сами частицы, была реальным излучателем в экспериментах, о которых только что упоминалось. Рассуждать так и выводить их более или менее вероятные последствия из экспериментальных фактов — это непрерывное упражнение для студента физической науки. Но, проследовав таким образом некоторое время за светом одного лишь разума через серию явлений и выйдя из них с чисто интеллектуальным заключением, наш долг — подвергнуть это заключение экспериментальной проверке. Таким образом мы укрепляем нашу науку.

С целью проверки нашего заключения относительно влияния камеди я беру два порошка, представляющих одинаковый физический вид; один из них — соединение ртути, а другой — соединение свинца. На две поверхности куба нанесены эти ярко-красные порошки, без лака какого-либо вида. Наполнив куб кипящей водой и определяя излучение от двух поверхностей, одна из них оказывается испускающей тридцать девять единиц теплоты, в то время как другая испускает семьдесят четыре. Это, безусловно, большая разница. Здесь, однако, второй куб, имеющий две свои поверхности, покрытые теми же порошками, с той лишь разницей, что порошки нанесены с помощью прозрачной камеди. Обе поверхности теперь абсолютно одинаковы по лучистой способности. Обе они испускают несколько больше, чем испускалось любым из непокрытых лаком порошков, просто потому, что используемая камедь является лучшим излучателем, чем любой из них. Исключая весь лак и сравнивая белое с белым, обнаруживаются огромные различия; сравнивая черное с черным, они также различны; и когда черное и белое сравниваются, в некоторых случаях черное излучает гораздо больше, чем белое, в то время как в других случаях белое излучает гораздо больше, чем черное. Определяя, более того, поглотительную способность этих порошков, обнаруживается, что она идет рука об руку с их лучистой способностью. Хороший излучатель — хороший поглотитель, а плохой излучатель — плохой поглотитель. Из всего этого очевидно, что в отношении излучения и поглощения несветовой теплоты цвет не учит нас ничему; и что даже в отношении излучения солнца, состоящего, как оно есть, главным образом из несветовых лучей, выводы о влиянии цвета могут быть совершенно обманчивыми. Это строгий научный результат наших исследований. Но не менее верно, что в случае одежды — и это по причинам, которые я привел при анализе экспериментов Франклина — черные платья более мощны, чем белые, как поглотители солнечной теплоты.

Таким образом, в кратком изложении, были представлены вам некоторые результаты недавних исследований. Если вы спросите меня, в чем их польза, я вряд ли смогу ответить вам, если вы не определите термин «польза». Если вы намеревались спросить, будут ли те темные лучи, которые очищают альпийские снега, когда-либо применены к жарке индеек или приведению в действие паровых машин — подтверждая их способность делать и то, и другое, я бы откровенно признался, что они в настоящее время не способны конкурировать с углем в этих деталях с выгодой. Тем не менее, они могут иметь великие применения, неизвестные мне; и когда наши угольные пласты будут исчерпаны, возможно, что более эфирная раса, чем мы, будет готовить свою пищу и выполнять свою работу этим трансцендентным способом. Но необходимо ли, чтобы студент науки подвергал свои труды проверке их возможными практическими применениями? Какова практическая ценность «Илиады» Гомера? Вы улыбаетесь и, возможно, думаете, что «Илиада» Гомера хороша как средство культуры. Вот в чем загвоздка. Люди, которые требуют от науки практических применений, забывают или не знают, что она также велика как средство культуры — что знание этой удивительной вселенной есть вещь, полезная сама по себе и не требующая практического применения для оправдания своего преследования.

Но хотя студент Природы определенно отказывается судить о своих трудах по их практическим результатам, если только термин «практический» не включает в себя умственное, а также материальное благо, он прекрасно знает, что величайшие практические триумфы были эпизодами в поиске чистой природной истины. Электрический телеграф — это постоянное чудо этого века, и люди, чьи научные знания и механические навыки сделали телеграф тем, чем он является, заслуживают всяческого уважения. Фактически, они получили свою награду, как в репутации, так и в тех более существенных выгодах, которые прямое служение обществу всегда влечет за собой. Но кто, я бы спросил, вложил душу в это телеграфное тело? Кто вырвал с небес огонь, который вспыхивает вдоль линии? Это, я обязан сказать, было сделано двумя людьми, один — житель Италии, другой — житель Англии, которые никогда в своих исследованиях сознательно не ставили перед собой практическую цель — чьим единственным стимулом было очарование, которое влечет альпиниста к никогда не ступаемой вершине и заставило бы Цезаря оставить свои победы ради истоков Нила. Что знания, принесенные нам этими пророками, священниками и королями науки, являются тем, что мир называет «полезным знанием», доказывает триумфальное применение их открытий. Но наука имеет другую функцию, которую нужно выполнить, в накоплении и обучении человеческого разума; и я бы основывал свое обращение к вам на образце, который был сегодня вечером представлен вам, может ли какая-либо система образования в настоящее время считаться даже приблизительно полной, в которой знание Природы пренебрегается или игнорируется.

.

.

.

.

--------------------

. .

IV. НОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ВЫЗВАННЫЕ СВЕТОМ.

1868-69.

1. РАЗЛОЖЕНИЕ СВЕТОМ.

ИЗМЕРЕННЫЕ по их силе, не возбуждать зрение, а производить теплоту — другими словами, измеренные по их абсолютной энергии — ультракрасные волны солнца и электрического света, как показано в предыдущих статьях, далеко превосходят видимые. В области химии, однако, есть многочисленные случаи, в которых более мощные волны неэффективны, в то время как более мелкие волны, благодаря тому, что можно назвать их своевременностью применения, способны производить большие эффекты. Серия таких, нового и прекрасного характера, открытых в 1868 году и далее иллюстрированных в последующие годы, может быть продемонстрирована путем подвергания паров летучих жидкостей действию концентрированного солнечного света или концентрированного луча электрического света. Их исследование привело к дискурсу о «Пыли и болезни», который следует в этом томе; и по этой причине здесь приводится некоторый отчет о них.

-----

Стеклянная трубка длиной 3 фута и шириной 3 дюйма, которая часто использовалась в моих исследованиях по лучистой теплоте, была поддержана горизонтально на двух подставках. На одном конце трубки была помещена электрическая лампа, высота и положение которых были устроены так, что ось трубки и ось луча, исходящего из лампы, совпадали. В первых экспериментах два конца трубки были закрыты пластинами из каменной соли, а впоследствии — пластинами из стекла. Ради различия я называю эту трубку экспериментальной трубкой. Она была соединена с воздушным насосом, а также с серией сушильных и других трубок, используемых для очистки воздуха.

Ряд пробирок, подобных F, рис. 2 (я использовал по крайней мере пятьдесят из них), были превращены в колбы Вульфа. Каждая из них была закрыта пробкой, через которую проходили две стеклянные трубки: одна из этих трубок (a) заканчивалась непосредственно под пробкой, в то время как другая (b) опускалась до дна колбы, будучи вытянутой на своем нижнем конце до отверстия диаметром около 0,03 дюйма. Было найдено необходимым тщательно покрыть пробку цементом. В более поздних экспериментах неизменно использовались пробки из вулканизированного индийского каучука.

Маленькая колба, таким образом сформированная, будучи частично заполненной жидкостью, чей пар должен был быть исследован, была введена на путь очищенного потока воздуха. Экспериментальная трубка будучи откачанной, и кран, который отсекал подачу очищенного воздуха, будучи осторожно открытым, воздух входил в колбу через трубку b и выходил через маленькое отверстие на нижнем конце b в жидкость. Через нее он пузырился, нагружая себя паром, после чего смешанный воздух и пар, проходя из колбы через трубку a, входили в экспериментальную трубку, где они подвергались действию света.

Все устройство показано на рис. 3, где L представляет электрическую лампу, s s' — экспериментальную трубку, pp' — трубу, ведущую к воздушному насосу, и F — пробирку, содержащую летучую жидкость. Трубка t t' заткнута хлопчатобумажной ватой, предназначенной для перехвата плавающего вещества воздуха; изогнутая трубка T' содержит едкое кали, трубка T — серную кислоту, одна предназначена для удаления углекислого газа, а другая — водяного пара воздуха.

Сила электрического луча обнаруживать существование чего-либо внутри экспериментальной трубки или примесей самой трубки необычайна. Когда эксперимент проводится в затемненной комнате, трубка, которая при обычном дневном свете кажется абсолютно чистой, часто показывается настоящим способом исследования как чрезвычайно грязная.

Ниже приведены некоторые результаты, полученные с этим устройством:—

Нитрит амила. — Пар этой жидкости был в первом случае допущен в экспериментальную трубку, в то время как луч от электрической лампы проходил сквозь нее. Любопытные облака, причина которых была тогда неизвестна, наблюдались формирующимися около места входа, будучи впоследствии закрученными через трубку.

Трубка будучи снова откачанной, смешанный воздух и пар были допущены в нее в темноте. Слегка сходящийся луч электрического света был затем послан через смесь. На мгновение трубка была оптически пустой, ничего вообще не было видно внутри нее; но прежде чем прошла секунда, ливень частиц был осажден на луче. Облако, таким образом сгенерированное, становилось плотнее, по мере того как свет продолжал действовать, показывая в некоторых местах яркую переливчатость.

Линза электрической лампы была теперь помещена так, чтобы сформировать внутри трубки сильно сходящийся конус лучей. Трубка была очищена и снова заполнена в темноте. Когда свет был послан через нее, осаждение на луче было настолько быстрым и интенсивным, что конус, который мгновение назад был невидимым, вспыхнул внезапно, как твердое светящееся копье. Эффект был тем же, когда воздух и пар были допущены в трубку при рассеянном дневном свете. Облако, однако, которое сияло с таким необычайным сиянием под электрическим лучом, было невидимым при обычном свете лаборатории.

Количество смешанного воздуха и пара внутри экспериментальной трубки могло, конечно, регулироваться по желанию. Быстрота действия уменьшалась с ослаблением пара. Когда, например, ртутный столбик, связанный с экспериментальной трубкой, был опущен только на пять дюймов, действие было не таким быстрым, как когда трубка была полной. В таких случаях, однако, было чрезвычайно интересно наблюдать, после нескольких секунд ожидания, тонкий стример нежного голубовато-белого облака, медленно формирующийся вдоль оси трубки и наконец раздувающийся так, чтобы заполнить ее.

.

Рис. 2.

Рис. 3.

Когда сухой кислород использовался для переноса пара, эффект был тем же, что полученный с воздухом.

Когда сухой водород использовался в качестве носителя, эффект был также тем же.

Эффект, следовательно, не обусловлен каким-либо взаимодействием между паром нитрита и его носителем.

Это было далее продемонстрировано поведением самого пара. Когда ему было позволено войти в экспериментальную трубку, не смешанным с воздухом или каким-либо другим газом, эффект был по существу тем же. Следовательно, местом наблюдаемого действия является пар.

Это действие не должно быть приписано теплоте. Что касается стекла экспериментальной трубки и воздуха внутри трубки, луч, используемый в этих экспериментах, был совершенно холодным. Он был отфильтрован путем пропускания его через раствор квасцов и через толстую двояковыпуклую линзу лампы. Когда использовался неотфильтрованный луч лампы, эффект был все еще тем же; неясные калорические лучи, казалось, не мешали результату.

Моя цель здесь — просто указать химикам метод экспериментов, который раскрывает новую и прекрасную серию реакций, я оставил им исследование продуктов разложения. Группа атомов, образующая молекулу нитрита амила, очевидно, разрывается определенными специфическими волнами электрического луча, причем оксид азота и другие продукты, из которых нитрат амила, вероятно, является одним, являются результатом разложения. Коричневые пары азотистой кислоты были замечены смешивающимися с облаком внутри экспериментальной трубки. Нитрат амила, будучи менее летучим, чем нитрит, и не будучи способным поддерживать себя в состоянии пара, осаждался бы как видимое облако вдоль пути луча.

В передних частях трубки происходит мощное просеивание луча паром, что уменьшает химическое действие в задних частях. В некоторых экспериментах осажденное облако распространялось только наполовину трубки. Когда, при этих обстоятельствах, лампа была сдвинута так, чтобы послать луч через другой конец трубки, обильное осаждение происходило и там.

Солнечный свет также осуществляет разложение пара нитрита амила. 10 октября 1868 года я частично затемнил маленькую комнату в Королевском институте, в которую светило солнце, позволяя свету войти через открытую часть оконной ставни. На пути луча была помещена большая плосковыпуклая линза, которая сформировала прекрасный сходящийся конус в пыли комнаты позади нее. Экспериментальная трубка была заполнена в лаборатории, покрыта черной тканью и перенесена в частично затемненную комнату. При проталкивании одного конца трубки в конус лучей позади линзы осаждение внутри конуса было обильным и немедленным. Пар на дальнем конце трубки был частично защищен тем, что впереди, и также более слабо подвергался действию через расхождение лучей. При переворачивании трубки второй и аналогичный конус был осажден.