«Детская книга науки»

Fig. 166.

Цилиндрическая электрическая машина.

Дисковые машины несколько дороже цилиндрических, но в то же время быстрее подготавливаются к опытам, и г-н Хердер из Плимута утверждает, что секрет получения наибольшего количества электричества от цилиндрической машины заключается в том, чтобы содержать внутреннюю часть стекла в абсолютной чистоте, сухости и без пыли. Иногда стекло, из которого сделаны электрические машины, совершенно непригодно для электрических целей вследствие разложения поверхности из-за несовершенного изготовления и высвобождения щелочи. (Рис. 167, 168.)

Fig. 167.

Fig. 168.

The ordinary plate electrical machine.Woodward's double plate electrical machine, giving a much larger quantity of electricity than Fig. 167.

Двадцать четвертый опыт.

Цилиндрические и дисковые машины снабжены соответствующими подушечками, и перед использованием инструмента их обычно снимают, и после тщательной очистки стекла сухим шелковым платком перед огнем подушечки соскабливают бумажным ножом, чтобы удалить старую амальгаму, и наносят свежую, сначала слегка расплавив конец сальной свечи, и после проведения этим по подушечке на нее насыпают мелко измельченную амальгаму. Электрическая амальгама готовится путем сплавления одной части цинка с одной частью олова, а затем перемешивания жидкой массы с двумя частями горячей ртути, помещенной в деревянную коробку; когда она остынет, ее следует тщательно измельчить и хранить для использования в хорошо закупоренной бутылке. Когда амальгама нанесена, подушечки снова привинчиваются на свои места, и машина при вращении (если атмосфера достаточно сухая) будет испускать обилие ярких искр.

Двадцать пятый опыт.

Притяжение и отталкивание демонстрируются в большем масштабе с помощью электрических машин путем установки удочки (последнее колено которой сделано из стекла) в вертикальное положение и прикрепления к концу длинной бумажной кисточки, от которой тонкая проволока идет к главному кондуктору электрической машины; при вращении инструмента полоски бумаги все расходятся и отталкивают друг друга. (Рис. 169.)

Fig. 169.

a a. Стеклянное колено удочки, из которого выступает последнее колено, несущее бумажную кисточку b. c. Электрическая машина.

Двадцать шестой опыт.

Подвесьте на цепи к главному кондуктору круглую латунную пластину, а под ней поместите другую, поддерживаемую латунной регулируемой подставкой. Если на нижнюю пластину поместить фигурки мужчин и женщин из сердцевины бузины, они поднимаются, как только машина начинает вращаться, хотя иногда, из-за неравномерности регулировки центра тяжести, они упрямо танцуют на головах вместо обычного положения; из полудюжины фигурок одна, возможно, будет танцевать хорошо, попеременно прыгая к верхней пластине и падая на нижнюю, чтобы разрядить избыток электричества; и, действительно, опыт будет лучше удаваться с одной или двумя фигурками на пластине вместо множества, так как они цепляются друг за друга и препятствуют движениям друг друга. (Рис. 170.)

Fig. 170.

a. Главный кондуктор. b. Верхняя латунная пластина. c. Нижняя пластина. Фигурки видны между b и c.

Двадцать седьмой опыт.

Помощник с париком из хорошо расчесанных волос выглядит весьма нелепо, когда стоит на изолирующем табурете и соединен проволокой с главным кондуктором электрической машины: каждый волос, если он не свалялся, встает дыбом самым абсурдным образом, когда машина приводится в движение.

Двадцать восьмой опыт.

Стоя на табурете, можно получать искры от его тела, и если обмотать латунный шарик паклей, смочить ее небольшим количеством эфира и поднести к кончику его пальца, проскакивает искра, которая быстро воспламеняет легковоспламеняющуюся жидкость.

Двадцать девятый опыт.

Если маленькие диски из станиоля (оловянной фольги), вырезанные соответствующим штампом, наклеить непрерывными линиями на листовое стекло или по спирали вокруг стеклянных трубок, получается очень красивый эффект, когда они принимают искры от электрической машины, и прохождение электричества от одного диска к другому создает яркую спиральную или иную линию света. Когда трубка установлена в надлежащем приборе так, чтобы вращаться, пока искры проходят вниз по спиральной трубке, эффект непрерывных электрических искр значительно усиливается. (Рис. 171.)

Fig. 171.

a a a. Кольцо из латунной проволоки, поддерживаемое на стеклянной колонне, внутри которой вращается спиральная трубка b, создавая красивые и постоянно меняющиеся круги света при соединении с кондуктором c электрической машины.

Тридцатый опыт.

Изготавливается большое разнообразие опытов, зависящих от правильного расположения дисков из станиоля на различных трубках из цветного стекла, а некоторые — в форме ветряных мельниц, лопасти которых становятся светящимися от прохождения электричества. Имена прославленных электриков, красивые полумесяцы, звезды и даже профильные портреты были созданы непрерывными потоками электрических искр.

Тридцать первый опыт.

Когда наэлектризованное тело подносят к другому, которое не является электрическим, последнее переходит в противоположное состояние электричества до тех пор, пока возбужденное тело остается поблизости; и это состояние электрического возмущения, возникающее без какого-либо контакта или подвода электричества, называется индукцией и включает в себя огромное количество интересных фактов, которые подробно обсуждаются в превосходном труде доктора Ноада по электричеству, но здесь могут быть лишь кратко упомянуты.

Если несколько отрезков латунной проволоки, снабженных шариками на концах, поддерживаются на стеклянных ножках и расположены в линию, с маленьким шариком из сердцевины бузины, прикрепленным к нити, свисающей с каждого конца отрезка латунной проволоки, эффект индукции демонстрируется очень красиво; и когда возбужденный стеклянный стержень подносят к одному концу ряда, поднятие шариков из бузины друг к другу выдает изменение, которое произошло в электрическом состоянии латунных проволок от простого соседства возбужденной стеклянной трубки. Стеклянная трубка наэлектризована положительно и притягивает отрицательное электричество из латунной проволоки к концу, ближайшему к ней; другой конец латунной проволоки оказывается в положительном состоянии, и это, воздействуя на следующий, и так далее по всей длине, завершает электрическое возмущение во всей серии. (Рис. 172.)

Fig. 172.

Отрезки латунной проволоки, поддерживаемые на колоннах из стеклянных стержней, с углублениями, сделанными паяльной трубкой, чтобы удерживать латунные проволоки с шариками из бузины, свисающими с каждой серии; буквы p и n означают «положительный» и «отрицательный», а знаки для этих терминов помещены сверху. Буквы p и n нарисованы на блоках, которые поддерживают стеклянные стержни.

Тридцать второй опыт.

Если изолированного латунного стержня (такого, как был описан в последнем опыте) коснуться пальцем во время индукции, он остается постоянно наэлектризованным после удаления возмущающего наэлектризованного тела; именно на этом принципе сконструирована полезная электрическая машина, называемая электрофором. Эта постоянная электрическая машина — ибо она будет оставаться в действии неделями и месяцами, если ее содержать в достаточной сухости — была изобретена Вольтой в 1774 году и доведена до большого совершенства г-ном Льюисом М. Стюартом из школы Сити оф Лондон; так что с небольшим дополнительным оборудованием можно продемонстрировать все фундаментальные принципы электричества. Она состоит из плоского латунного или оловянного круглого блюда около двух футов в диаметре и полдюйма глубиной, которое заполнено составом из равных частей черной канифоли, шеллака и венецианского терпентина; канифоль и венецианский терпентин сначала расплавляются вместе, а затем добавляется шеллак, при этом, конечно, нужно следить, чтобы материалы не выкипели и не загорелись, в каковом случае котел необходимо снять с огня и накрыть куском мокрой байки или другого шерстяного материала. Также предусмотрена другая оловянная или латунная круглая пластина диаметром двенадцать дюймов, поддерживаемая в центре лакированной стеклянной ручкой длиной девять дюймов; смоляная пластина сначала возбуждается несколькими сильными ударами теплым рулоном фланели, затем пластина, удерживаемая за стеклянную ручку, кладется на центр смоляной, и если ее убрать сразу после этого, она не дает электрической искры; но если, стоя на возбужденной смоляной пластине, ее коснуться, а затем убрать за стеклянную ручку, получается мощная электрическая искра; и это можно повторять снова и снова с теми же результатами, при условии, что пластину со стеклянной ручкой коснуться пальцем непосредственно перед тем, как поднять ее со смоляной пластины. (Рис. 173.) Электричество, возбужденное на смоляной пластине, не теряется и путем индукции создает противоположное состояние в пластине со стеклянной ручкой. Смоляная пластина, будучи возбужденной отрицательным электричеством, нарушает электрический покой верхней пластины, и положительное электричество обнаруживается на поверхности, касающейся смоляной пластины, а отрицательное электричество — на верхней, так что когда ее убирают, не касаясь, два электричества снова соединяются, и искры не получается; но если, как уже описано, верхней пластины коснуться во время индукции, тогда положительное электричество, по-видимому, переходит с пальца к отрицательному электричеству на верхней стороне пластины, когда они временно нейтрализуют друг друга, а затем, когда пластину убирают, становится заметен избыток электричества, полученный из земли через палец. Индукция не требует заметной толщины проводников и может быть так же хорошо произведена на золотом листочке, как и на толстой металлической пластине; следует помнить, что непроводники не сохраняют свое состояние электрического возбуждения, когда возмущающая причина удалена, тогда как проводники обладают этим свойством, и этот факт подводит нас к рассмотрению лейденской банки.

Fig. 173.

a a. Большой круглый оловянный или латунный диск с загнутым краем глубиной полдюйма, содержащий смоляную смесь b, которую натирают теплой фланелью. c c. Верхняя пластина, поддерживаемая стеклянной ручкой d; шарик из бузины, прикрепленный к проволоке, показывает электрическое возбуждение, и предполагается, что искра переходит на руку e.

Тридцать третий опыт.

Если одну сторону сухой стеклянной пластины поднести к латунному шарику, исходящему от главного кондуктора электрической машины во время ее работы, и коснуться его, то вскоре обнаруживается, что другая сторона наэлектризована; это происходит не из-за проводимости электричества через частицы стекла, а производится индукцией, причем сторона, ближайшая к шарику, находится в положительном состоянии, а другая сторона — в отрицательном: поскольку стекло является непроводником электричества, эффект значительно усиливается путем покрытия каждой стороны станиолем, оставляя кайму около двух дюймов непокрытого стекла вокруг покрытой части; тогда, если одну сторону такой пластины поднести к главному кондуктору электрической машины, а другую соединить с землей, накапливается мощный заряд; и если противоположные стороны привести в соприкосновение с изогнутой латунной проволокой, слышится громкий щелкающий звук, и два электричества, находящиеся на обеих сторонах стекла, соединяются с производством яркой искры, или, если вместо изогнутой латунной проволоки подставить руки, получается тот самый неприятный результат, а именно электрический удар; отсюда эти стеклянные пластины иногда оформляются как картины, и когда их заряжают и передают ничего не подозревающему получателю, он или она получает электрический разряд к большому дискомфорту своей нервной системы.

Слюда иногда заменяет стекло, и покойный г-н Кросс, знаменитый электрик, сконструировал мощную комбинацию покрытых пластин из этого минерала. Она состояла из семнадцати пластин тонкой слюды, каждая размером пять на четыре дюйма, покрытых с обеих сторон станиолем в пределах полудюйма от края. Они были расположены в ящике со стеклянной пластиной между каждой слюдяной пластиной; все верхние стороны были соединены полосками станиоля с одной стороной ящика, а все нижние поверхности таким же образом — с противоположным концом ящика. Они заряжались как обычная лейденская батарея.

Тридцать четвертый опыт.

Если стеклянная пластина, покрытая станиолем, заряжена, а затем установлена вертикально на подставке, ее можно медленно разрядить, поместив изогнутую проволоку на край, концы которой покрыты шариками из бузины. Проволока балансирует сама по себе и продолжает колебаться с шумом, пока электричества двух поверхностей не нейтрализуют друг друга. (Рис. 174.)

Fig. 174.

a a. Стеклянная пластина или подставка, покрытая станиолем с каждой стороны, b. c. Проволока с шариками из бузины, колеблющаяся во время разряда стеклянной пластины.

Тридцать пятый опыт.

Легко представить стеклянную пластину из последнего опыта, свернутую в более удобную форму лейденской банки, которая состоит из стеклянного сосуда, выложенного как изнутри, так и снаружи станиолем, оставляя около двух или трех дюймов стекла вокруг горлышка непокрытыми и покрытыми лаком из шеллака; в горлышко банки вставляется кусок сухого дерева, через который пропущены латунная проволока и цепь, а внешний конец снабжен шариком. Лейденская банка заряжается путем поднесения шарика к главному кондуктору электрической машины до тех пор, пока не будет слышен своего рода свистящий звук, вызванный избытком электричества, проходящим вокруг непокрытой части банки, а не через нее, так как малейшая трещина в стекле лейденской банки сделала бы ее бесполезной. Электричество иногда называют жидкостью, и факт сбора его, подобно воде в банке, помогает нам понять эту аналогию. Шум, яркая искра или удар получаются путем захвата внешней стороны одной рукой и касания шарика латунной проволокой, удерживаемой в другой. (Рис. 175.)

Fig. 175.

Лейденская банка и латунный разрядник.

Тридцать шестой опыт.

Банка разряжается бесшумно, если шарики снять с разрядника и использовать вместо них острия; так же и все электричество, произведенное электрической машиной в полном действии, может быть легко отведено заостренным проводником, таким как игла, помещенным на конце латунной проволоки. Электричество проходит гораздо быстрее через острия, чем через закругленные поверхности, отсюда причина, почему все части электрических приборов свободны от острых концов и грубых шероховатостей.

Тридцать седьмой опыт.

Чрезвычайно тонкие проволоки могут быть сожжены путем пропускания через них заряда большой лейденской банки. Показные банки, называемые аптечными банками, обычно украшенные и помещаемые в витрины аптек, составляют отличные лейденские банки, когда они не слишком толстые; и с двумя самыми большими можно продемонстрировать все интересные эффекты, производимые накопленным электричеством. Чтобы пропустить разряд через проволоки, не требуется ничего, кроме как натянуть их поперек сухой доски из красного дерева, между двумя латунными проволоками и шариками, и если под них положить лист белой бумаги, получаются самые любопытные отметины от мелких частиц дефлагрированного (сгоревшего) металла, вбитых в поверхность бумаги. Устройство из двух или более лейденских банок обычно называется лейденской батареей, точно так же, как об одной пушке говорят как об орудии, тогда как две или более составляют батарею. (Рис. 176.)

Fig. 176.

a. Доска из красного дерева с листом белой бумаги и тремя парами латунных проволок и шариков, закрепленных в проволоке, по три с каждой стороны. Тонкие проволоки натянуты между шариками, и нижняя находится в процессе дефлаграции. b b. Заряженная большая лейденская батарея из двух банок; стрелки указывают путь электричества.

Тридцать восьмой опыт.

Маленькие модели домов, мачт кораблей, деревьев и башен продаются производителями инструментов, и путем размещения длинной сбалансированной проволоки на вершине заостренной проволоки большой лейденской банки, один конец которой снабжен шерстью для изображения облака, создается превосходная имитация эффектов заряженного грозового облака. Механический эффект удара молнии был проанализирован, и было заявлено, в одном случае, что мощность, развитая на пятидесяти футах, была равна двигателю мощностью 12 220 лошадиных сил, или примерно мощности двигателей «Грейт Истерн», и что взрывная сила была равна давлению в триста миллионов тонн. (Рис. 177.)

Fig. 177.

A. Заряженная лейденская банка со сбалансированной проволокой и шерстью в B, изображающей грозовое облако. C. Обелиск, опрокинутый разрядом. D. Другая модель фронтона дома; квадратные куски дерева вылетают, когда нарушается непрерывность проводника.

Именно ученый, но скромный доктор Франклин установил тождество между имитационными эффектами электрических машин (такими, как были описаны) и внушающими трепет громом и молнией природы. Медный стержень толщиной в полдюйма, заостренный и позолоченный на конце и выведенный в самую высокую точку здания, защитит круг с радиусом, равным удвоенной его длине. Нижняя часть стержня должна быть пропущена в землю до тех пор, пока не коснется влажного слоя.

Fig. 178.

Гроза.

ГЛАВА XIV.

ВОЛЬТОВСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

При описании различных средств, с помощью которых можно получить электричество, было сказано, что «химическое действие» является важнейшим источником этого замечательного агента; в то же время необходимо понимать, что не всякий вид химического действия пригоден для этой цели; существуют определенные принципы, которых следует строго придерживаться — во-первых, при генерации силы; и во-вторых, при передаче ее по проводам так, чтобы она была применима либо для телеграфных целей, либо для высокоценных процессов гальванопластики, электросеребрения, плакирования и золочения.

Горящая свеча или интенсивное горение угля, кокса или древесного угля, несомненно, предполагает производство электричества, но в настоящее время не существует известных средств, с помощью которых его можно было бы собрать и провести; когда эта проблема будет решена, будет сконструирована самая дешевая вольтова батарея, в которой разлагаемым элементом является древесный уголь, а не металл, такой как железо или цинк. Первый и самый простой опыт, который можно привести в доказательство электрического возбуждения химическим путем, — это взять кусочек чистого цинка и чистую полукроновую монету и, поместив одну на язык, а другую под него, пока они остаются разделенными, никакого эффекта не наблюдается, но как только их заставляют коснуться друг друга, находясь в этом положении, нервы языка ощущают особое покалывание, которое в данном случае служит той же цели, что и описанный ранее электроскоп, и через короткое время становится ощутимым специфический металлический вкус.

Многократно заявлялось, что именно подобному обстоятельству мы обязаны открытием вольтовского электричества, и история о содранных лягушках, возбуждаемых и конвульсирующих от случайного сообщения с двумя разными металлами, или, как говорят некоторые, с электричеством от обычной машины, повторялась почти в каждом труде по науке. Профессор Силлиман, однако, утверждает, что гальваническая история сомнительна и является вымыслом Алибера, итальянского писателя без репутации, и что Гальвани заслуживает большей заслуги, чем просто случайного первооткрывателя этого вида электричества, поскольку он занимался в течение одиннадцати лет электрофизиологическими опытами, используя лягушачьи лапки в качестве электроскопов. Именно во время экспериментов по животной раздражимости Гальвани заметил важный факт, что когда нерв мертвой лягушки, недавно убитой, касались стальной иглой, а мышцу — серебряной, никаких конвульсий конечности не происходило до тех пор, пока два разных металла не приводились в соприкосновение; он объяснил причину этих странных посмертных конвульсий, предположив, что нервы и мышцы всех животных находятся в противоположных состояниях электричества, и что эти нервные сокращения вызывались уничтожением, на время, этого состояния путем введения между ними хорошего проводника.

Эта теория Гальвани имела несколько противников, один из которых, знаменитый Вольта, преуспел в указании на ее ошибочность; он утверждал, что электрическое возбуждение обусловлено исключительно металлами, а мышечные сокращения вызваны электричеством, таким образом развиваемым, проходящим вдоль нервов и мышц мертвого животного.

Вольте мы обязаны первой вольтовой батареей, и можно поистине сказать, что выдающийся философ заложил фундамент этой ныне коммерчески ценной отрасли науки.

Первый опыт.

Если пластину чистого блестящего цинка поместить в сосуд, содержащий разбавленную серную кислоту, происходит энергичное действие от окисления металла и его соединения в виде оксида с кислотой, а также выделение множества пузырьков газообразного водорода. После того как действие продолжалось некоторое время, цинк можно вынуть, и если теперь потереть поверхность небольшим количеством ртути с помощью шерстяной тряпки, привязанной к концу палки, она соединяется с металлом, и поверхность цинка приобретает блестящий серебристый вид, и говорят, что он амальгамирован. В этом состоянии он больше не подвергается воздействию разбавленной серной кислоты, и ради экономии это единственная форма, в которой цинк следует использовать при конструировании вольтовых батарей или одиночных кругов. Если теперь поместить чистую медную пластину с прикрепленной проволокой в разбавленную кислоту напротив и не касаясь амальгамированной цинковой пластины, которая также может быть снабжена проводящей проволокой, пузырьки водорода не выделяются до тех пор, пока проволоки от двух металлов не будут приведены в соприкосновение, и тогда, странно сказать, водород выделяется из медной пластины, в то время как кислород быстро поглощается цинком, и теперь обнаружится, что электрический ток проходит от цинка через жидкость к меди и обратно через проволоку к исходной точке; если же проволоки разъединить, химическое действие прекращается, и электричество больше не производится. (Рис. 179.)

Fig. 179.

Одиночный вольтов круг, состоящий из цинковой и медной пластин (отмеченных z и c) в разбавленной кислоте. Стрелки показывают направление тока.

Прохождение электрического тока не обнаруживается электроскопом, потому что он приспособлен только для индикации электричества высокого напряжения или интенсивности, такого как то, что производится электрической машиной, которое быстро проходит через определенную толщину воздуха и заставляет шарики из бузины расходиться и отталкивать друг друга; такие эффекты не воспроизводимы одиночным вольтовым кругом или даже обычной вольтовой батареей, хотя та, что включает несколько сотен чередований, произвела бы эффект на чувствительном электрометре; поэтому говорят, что вольтовское электричество имеет низкую интенсивность, и это свойство делает его гораздо более полезным для человечества, потому что оно не стремится покинуть приготовленный для него металлический путь и не использует первую возможность, подобно электричеству от электрической машины, убежать в землю через лучший и кратчайший предложенный ему проводник. Если бы электричество можно было производить только трением, мы бы никогда не услышали о гальванопластике и других полезных применениях электрической силы низкой интенсивности.

Второй опыт.

Чтобы установить прохождение тока вольтовского электричества, предусмотрен прибор, называемый гальванометрической стрелкой, который состоит из катушки медной проволоки, окружающей магнитную стрелку, так чтобы оставить последней свободу движения справа налево или наоборот. Когда эта катушка становится частью вольтова круга, она становится магнитной и, воздействуя на намагниченную стрелку, отклоняет ее в одну или другую сторону, в зависимости от направления тока. (Рис. 180.)

Fig. 180.

Гальванометрическая стрелка, состоящая из катушки изолированной медной проволоки, концы которой заканчиваются зажимными винтами. Магнитная стрелка подвешена на острие в центре, а катушка окружена градуированным кругом.

Третий опыт.

Если соединить вместе несколько простых вольтовых кругов, таких как описанный в первом опыте, они образуют вольтову батарею, в которой, конечно, количество электричества значительно увеличивается. Батареи всех видов, от оригинального столба Вольты, состоящего из круглых цинковых и медных пластин, спаянных вместе с проложенной между ними тканью, смоченной разбавленной серной кислотой, или его «couronne des tasses» (короны чашек), состоящей из цинковых и серебряных проволок, спаянных парами и помещенных в стеклянные чашки, содержащие разбавленную кислоту, до улучшенных батарей Крукшенка, Уилкинсона, Бабингтона, Волластона и еще более совершенных устройств Даниэля, Маллинса, Шиллибира и Гроува, время от времени рекомендовались за свои особые характеристики.

Среди этих различных изобретений ни одно не окажется более полезным, чем постоянная батарея Даниэля для гальванопластики, серебрения, золочения и других целей, и батарея Гроува для всех более блестящих результатов, таких как дефлаграция металлов или производство электрического света. Поэтому будет описано устройство батарей Даниэля и Гроува. Первая состоит из цилиндрического сосуда, сделанного из меди, в котором подвешена или помещена (так как он открыт сверху) трубка из мембраны, оберточной бумаги, холста или пористой глины, содержащая амальгамированный стержень из цинка. Чтобы зарядить это устройство, в медный сосуд, который обычно снабжен своего рода дуршлагом сверху для удержания кристаллов сульфата меди, наливается крепкий раствор сульфата меди с некоторым количеством серной кислоты, а в пористую трубку, содержащую цинковый стержень, наливается разбавленная серная кислота. Ряд таких медных цилиндров, высотой двадцать дюймов и диаметром три с половиной дюйма, расположенных в деревянных рамах в количестве двадцати штук, дает количество электричества, достаточное для демонстрации всех обычных явлений. (Рис. 181.)

Fig. 181.

a a. Медный цилиндрический сосуд с дуршлагом для удержания кристаллов сульфата меди. b. Амальгамированный цинковый стержень внутри пористой перегородки c c. d. Серия одиночных элементов, образующих батарею Даниэля.

Батарея профессора Гроува состоит из плоского глазурованного глиняного сосуда, содержащего плоскую пористую перегородку. Амальгамированная цинковая пластина помещается снаружи пористой перегородки, а платиновая пластина — внутри последней. Устройство приводится в действие путем наливания разбавленной серной кислоты вокруг цинка и крепкой азотной кислоты внутрь пористой перегородки. Комплект азотнокислотной батареи Гроува, изготовленный компанией Messrs. Elliott Brothers (30, Strand), с пятьюдесятью парами листовой платины размером пять на два с четвертью дюйма, двойными амальгамированными цинковыми пластинами, плоскими пористыми перегородками и отдельными глиняными корытами для каждой пары, а также прочной подставкой из красного дерева, расположенный в десяти сериях по пять пар, будет выделять с помощью надлежащего вольтаметра сто кубических дюймов смешанных газов в минуту при разложении воды и продемонстрирует самый блестящий электрический свет, если будет расположен как единая серия из пятидесяти пар пластин. Даже тридцать пар демонстрируют самые великолепные эффекты, в то время как сорок можно считать счастливой серединой, дающей все результаты, которые только можно пожелать. (Рис. 182.)

Преимущество использования амальгамированного цинка особенно наглядно проявляется при работе с любыми мощными гальваническими батареями Даниэля или Гроува, поскольку они могут часами оставаться в состоянии покоя, подобно спящему великану, до тех пор, пока выводные провода цепи не будут приведены в соприкосновение либо через посредство какой-либо жидкости, подвергающейся разложению, либо с помощью угольных стержней. Автору довелось наблюдать в Королевском колледже некоторые эффекты от огромной батареи, подготовленной покойным профессором Даниэлем и состоявшей из семидесяти его элементов.

Fig. 182.

a a. Амальгамированная цинковая пластина в плоской глиняной ванне. К зажиму прикреплена платиновая пластина в пористой перегородке, c c. d. Серия отдельных элементов, образующих батарею Гроува.

Между двумя угольными стержнями, расположенными на расстоянии трех четвертей дюйма друг от друга, возникала непрерывная дуга пламени; свет и жар были настолько интенсивными, что лицо профессора обгорело и покраснело, как будто он подвергся воздействию летнего зноя. Лучи, собранные линзой, быстро воспламеняли бумагу, помещенную в фокус. [C]

[C] С помощью света от той же батареи были получены фотогенные рисунки, а нагревательная способность была настолько велика, что с величайшей готовностью плавила платиновый брусок сечением в одну восьмую квадратного дюйма; все более тугоплавкие металлы, такие как родий, иридий, титан и т. д., плавились как воск, если их помещали в небольшие углубления в твердом графите и подвергали воздействию электрического тока.

Четвертый эксперимент.

Именно благодаря «химическому действию» вырабатывается электричество, и поскольку действие и противодействие всегда равны, но противоположны, нас не удивляет, что электричество от вольтова столба, в свою очередь, химически разлагает многие сложные тела, одним из самых интересных примеров которых является вода. В 1800 году, сразу после сообщения Вольты сэру Джозефу Бэнксу о своем открытии столба, господа Николсон и Карлайл сконструировали в Англии первый столб, состоящий из тридцати шести полукроновых монет и такого же количества дисков из цинка и картона, пропитанных соленой водой. Эти джентльмены, экспериментируя со столбом, заметили, что пузырьки газа выделяются из платиновых проводов, погруженных в воду и соединенных с концами вольтова столба, и, накрыв провода стеклянной трубкой, наполненной водой, 2 мая 1800 года они совершили блестящее открытие того факта, что ток Вольты обладает способностью разлагать воду и другие химические соединения.

В 1801 году Дэви получил вакантную должность в Королевском институте, а 6 октября 1807 года совершил свое выдающееся открытие калия с помощью гальванической батареи и на основании этого и других экспериментов сделал вывод, что вся земная кора состоит из оксидов металлов. Чтобы продемонстрировать разложение воды, две платиновые пластины с соответствующими соединительными проводами, идущими к небольшим металлическим чашкам с ртутью, цементируются внутри стеклянного сосуда, который затем наполняется разбавленной серной кислотой. Прямо над платиновыми пластинами стоят две стеклянные трубки, также содержащие ту же жидкость, контактирующую с батареей. В одной трубке обнаруживаются две меры водорода, а в другой — одна мера кислорода. (Рис. 183.)

Fig. 183.

a a. Стакан для промывания пальцев с двумя отверстиями, просверленными для прохождения проводов, которые заделаны в цемент вплоть до платиновых пластин. b b. Стеклянные трубки, закрытые с одного конца и открытые с другого, которые помещаются над платиновыми пластинами для сбора выделяющихся кислорода и водорода. Шкала сбоку показывает соответствующие объемы: две части водорода на одну часть кислорода.

Для измерения количественной мощности гальванической батареи используется важный прибор, изобретенный Фарадеем. Он состоит из отдельных платиновых пластин, закрепленных на деревянной подставке, над которыми также закреплена закрытая воздушная банка с изогнутой трубкой. Этот аппарат содержит разбавленную серную кислоту той же концентрации, что используется в исследуемой батарее, и путем засекания времени точно определяется количество смеси газов кислорода и водорода, производимое батареей в минуту, причем газы, разумеется, собираются в градуированную банку. (Рис. 184.)

Fig. 184.

a. Газовая банка с крышкой и изогнутой трубкой, ведущей к градуированной трубке c; банка закреплена на той же подставке, на которой расположены соединительные чашки, провода и платиновые пластины, изогнутые вокруг друг друга для улучшения действия вольтаметра.

Пятый эксперимент.

Путем группировки простых элементов, образующих гальваническую батарею, в различных численных соотношениях изменяются эффекты количества и интенсивности.

Так, если серия из тридцати пар батареи Гроува соединена последовательно, достигается наименьший количественный и наибольший интенсивный эффект.

При переключении на две группы по пятнадцать элементов количество удваивается — то есть вольтаметр произведет двойное количество смеси газов при половинной интенсивности.

Если расположить их в три группы по десять, количество утраивается с пропорциональной потерей интенсивности, пока группировка не достигнет шести серий по пять элементов, когда от вольтаметра получается максимальный выход смеси газов.

При организации групп все цинковые концы каждой серии соединяются вместе, и все платиновые концы также соединяются соответствующими проводами.

Шестой эксперимент.

Раствор нескольких зерен йодистого калия в воде с добавлением крахмала в ванне из листового стекла быстро разлагается на элементы при помещении в него двух платиновых пластин и соединении их с проводами гальванической батареи. Если стеклянную ванну разделить посередине кусочком картона, пурпурный цвет йода и крахмала очень красиво проявится с одной стороны, но не с другой, поскольку йод выделяется на одном полюсе, а щелочь — на другом. (Рис. 185.)

Fig. 185.

a a. Стеклянная ванна, содержащая соль, растворенную в воде, и временно разделенная кусочком картона, b. c c — две платиновые пластины, соединенные с батареей, а заштрихованная сторона, как предполагается, представляет выделение йода.

Седьмой эксперимент.

Раствор поваренной соли, окрашенный сульфатом индиго и помещенный в ванну, разлагается на хлор, который обесцвечивает одну сторону раствора индиго, в то время как щелочь, выделяющаяся на другой стороне, не оказывает на него никакого влияния.

Восьмой эксперимент.

Раствор нитрата калия в воде, окрашенный лакмусом и помещенный в стеклянную ванну, с одной стороны картона краснеет из-за выделения кислоты, а с другой стороны остается без изменений.

В этих экспериментах кислород, йод, хлор и азотная кислота выделяются на электроположительном полюсе и поэтому называются электроотрицательными телами, в то время как водород и щелочи высвобождаются на электроотрицательном полюсе и поэтому называются электроположительными телами. Фарадей изменил эти термины и назвал два класса «анионами» и «катионами», а два полюса — «анодами» и «катодами».

Анод, от ανα — вверх, и ὁδος — путь: путь, по которому восходит солнце. Анионы, от ανα — вверх, и ειμι — идти: то, что идет вверх; вещество, которое переходит к аноду во время прохождения электрического тока. Катод, от κατα — вниз, и ὁδος — путь: путь, по которому заходит солнце. Катион, от κατα — вниз, и ειμι — идти: то, что идет вниз; вещество, которое переходит к катоду во время прохождения электричества от анода к катоду.

Девятый эксперимент.

В процессе гальванопластики представлено ценное применение химической силы гальванического круга или батареи, и он может проводиться как с помощью одного элемента, так и с помощью отдельных батарей. В первом случае достаточно самого простого устройства; единственные необходимые предметы — большая кружка или стакан; немного оберточной бумаги и линейка; кусочек амальгамированного цинка длиной четыре дюйма и шириной полдюйма; короткий отрезок медной проволоки; немного графита, медного купороса и серной кислоты.

Форму, с которой нужно снять гальванокопию, можно изготовить из обычного сургуча, гипса, белого воска, гуттаперчи или легкоплавкого сплава. Предположим, выбран первый вариант, т. е. обычная печать; ее сначала тщательно натирают графитом, [D] затем один конец медной проволоки оборачивают вокруг верхушки амальгамированного цинка, а другой слегка нагревают и вплавляют в бок печати, оставляя небольшую часть, не покрытую воском, которую затем хорошо натирают графитом. Несколько унций медного купороса растворяют в кипящей воде, и после остывания раствор наливают в стакан, а пористую перегородку для смеси восьми частей воды к одной части серной кислоты делают, обернув оберточную бумагу три или четыре раза вокруг линейки, закрыв конец и закрепив бок небольшим количеством сургуча. Пористая перегородка из оберточной бумаги теперь наполняется разбавленной кислотой и помещается в стакан, содержащий раствор медного купороса, при этом амальгамированный цинк располагается в бумажной перегородке, а прикрепленная печать — в медном растворе; примерно через двенадцать часов образуется хороший слой меди и получается идеальный металлический слепок печати. (Рис. 186.)

[D] Применение графита (черного свинца) для целей гальванопластики было впервые предложено покойным достопочтенным мистером Робертом Мюрреем.

Fig. 186.

a a. Стакан, содержащий раствор сульфата меди. b b. Перегородка из оберточной бумаги, содержащая разбавленную серную кислоту, внутри которой находится амальгамированный цинк с проволокой, прикрепленной к печати d.

Господа Эллиотт предоставляют все виды удобных сосудов для этой цели, и на рисунке ниже можно заметить, что аппарат с одним элементом, хотя и не такой экономичный, как уже описанное простое устройство со стаканом, возможно, более удобен для гальванопластики. (Рис. 187.)

Fig. 187.

a. Аппарат с одним элементом, с соответствующим сосудом, пористой трубкой и зажимами. b. Большая ванна, разделенная диафрагмой из бисквитного фарфора или очень тонкого пористого дерева.

Десятый эксперимент.

Аппарат с одним элементом пригоден только для изготовления небольших гальванокопий, но когда требуются более крупные, необходима отдельная батарея из трех или четырех элементов Даниэля или Сми; обычно форму, которую нужно скопировать, помещают в отдельную деревянную ванну, прикрепляя ее к катодному проводу, в то время как медная пластина соединяется с анодом, так что по мере того, как раствор сульфата меди подвергается разложению при прохождении электричества, он поддерживается почти в нормальном состоянии вследствие того, что кислород воды и кислота переходят к медной пластине, которую они атакуют и растворяют так же быстро, как оксид меди и водород высвобождаются на катоде, где последний восстанавливает оксид меди и в результате вторичного действия осаждает металлическую медь; цель состоит в том, чтобы растворять свежий металл по мере осаждения меди на форму. (Рис. 188.)

Fig. 188.

a. Один элемент Даниэля, присоединенный к b, ванне, содержащей форму и медную пластину. Ниже находится батарея Сми, готовая к присоединению к большей ванне для целей гальванопластики большого количества форм одновременно.

Одиннадцатый эксперимент.

Для серебрения гальванокопий или других латунных и медных изделий первое внимание должно быть уделено их чистоте; когда гальванокопия только что извлечена из медного раствора и промыта в чистой воде, она сразу готова к получению серебряного покрытия; в противном случае, если ее трогали руками или она слегка зажирена, ее следует сначала прокипятить в растворе обычной стиральной соды, а затем удалить оксид, быстро погружая ее в «травильную кислоту», которая готовится путем смешивания равных частей серной и азотной кислот; после извлечения из «травильной кислоты» ее необходимо хорошо промыть в воде и можно оставить под поверхностью воды до тех пор, пока не будет готов серебрящий раствор. Серебряный раствор можно приготовить, растворив шестипенсовик в азотной кислоте, содержащейся в колбе; затем его выливают в раствор поваренной соли, который осаждает хлорид серебра и оставляет медь в растворе — последний сливают, когда хлорид осядет, и после тщательной промывки в кипящей воде растворяют в растворе цианистого калия. Если чистую гальванокопию погрузить в этот раствор, она немедленно покрывается очень тонким слоем серебра, который, конечно, скоро сотрется, и для увеличения толщины серебряного осадка можно сконструировать устройство с одним элементом из большого горшка, содержащего широкую пористую перегородку и круг амальгамированного цинка вокруг нее; устройство приводится в действие путем заливки раствора соли (или, что еще лучше, нашатыря) внутрь и вокруг пористого сосуда, а серебрящего раствора — в последний; соединительный провод идет от цинка, и изделие, прикрепленное к нему, теперь погружается в пористую перегородку, после чего электрический ток медленно проходит и осаждает серебро на медное изделие. (Рис. 189.)

Fig. 189.

Горшок, содержащий раствор нашатыря с круговым амальгамированным цинком с проволокой и зажимом, к которому прикреплена медаль, находящийся в пористом сосуде, содержащем серебрящий раствор и медаль.

Двенадцатый эксперимент.

Отдельные батареи и большие ванны, содержащие раствор цианида серебра в цианиде калия, используются в широких масштабах на гальванопластическом предприятии господ Элкингтон в Бирмингеме, где можно получить лучшие образцы этого искусства; серебряная пластина прикрепляется к аноду для восполнения потери серебра в этих ваннах.

Тринадцатый эксперимент.

Искусство золочения с помощью электричества так же просто, как и уже описанные процессы, хотя требуется большая осторожность, чтобы избежать потери драгоценного металла. Небольшой кусочек золота растворяют в смеси трех частей соляной кислоты и одной части азотной кислоты, что образует хлорид золота. Затем его переваривают с избытком прокаленной магнезии, и золото осаждается в виде оксида металла; последний собирают и промывают, а затем кипятят в крепкой азотной кислоте, чтобы удалить прилипшую к нему магнезию, и, снова тщательно промыв водой, растворяют в растворе цианистого калия, образуя раствор цианида золота и калия, который можно поместить в пористую перегородку устройства с одним элементом, уже описанного в одиннадцатом эксперименте.

Четырнадцатый эксперимент.

Самый безопасный и верный способ приготовления раствора для золочения — растворить немного цианистого калия в воде в горшке и, поместив туда пористый сосуд, содержащий тот же раствор, положить медную пластину в пористую перегородку, а немного тонкой фольги из чистого золота — в горшок; соединить золото с анодом одного элемента Даниэля, а медь в пористой перегородке — с катодом, и через несколько часов растворится достаточно золота для целей золочения.

Обычно рекомендуется подогревать раствор для золочения до температуры около 150° по Фаренгейту, а при электрозолочении используется очень умеренная мощность батареи. Действительно, то же устройство, показанное в одиннадцатом эксперименте (рис. 189), также подойдет для раствора для золочения. После золочения изделия можно натереть небольшим количеством триполи или отполировать (со вкусом) ручкой ключа.

Пятнадцатый эксперимент.

Переходя к более блестящим результатам, получаемым от мощной гальванической батареи (по крайней мере из тридцати пар Гроува), можно прежде всего отметить красивое каление платиновой проволоки. Если проволока из этого металла натянута между латунными стойками двух кольцевых штативов, длина должна быть соразмерна мощности батареи; регулировку можно произвести очень удобно, накрутив платиновую проволоку на один кольцевой штатив, а затем, оставив другой конец свободным, второй кольцевой штатив можно приближать все ближе и ближе к первому, пока не будет получена желаемая интенсивность света от раскаленной проволоки. (Рис. 190.) Если проволока находится в стеклянной трубке, охлаждающее действие потоков воздуха предотвращается, и можно нагреть гораздо большую длину проволоки.

Fig. 190.

a a. Два кольцевых штатива с прикрепленными проводами батареи b b (которые должны быть удобной длины). c. Платиновая проволока, закрепленный конец. d. Другой конец, удерживаемый одной рукой и укорачиваемый по мере перемещения штатива другой рукой.

Шестнадцатый эксперимент.

При том же устройстве цепь, состоящая из чередующихся звеньев серебряной и платиновой проволоки, представляет очень красивый эффект: каждое второе звено из платины раскаляется, в то время как серебро, благодаря своей превосходной проводимости, остается сравнительно холодным.

Семнадцатый эксперимент.

Фейерверки или порох, помещенные в соответствующие футляры, поджигаются на большом расстоянии от гальванической батареи путем нагревания тонкой железной или платиновой проволоки, содержащейся внутри них, при прохождении электричества; подводные и другие взрывы пороха с помощью того же средства стали обычной инженерной операцией. (Рис. 191.)

Fig. 191.

a. Фейерверк типа «Gerb» с двумя проколотыми отверстиями, через которые проходит кусочек железной проволоки, намотанный на провода батареи, привязанные к внешней стороне корпуса. c. Кишечный пузырь, содержащий тонкую проволоку и порох для миниатюрного подводного взрыва.

Во время операции по взрыву твердых мергелевых пород в реке Северн, проводившейся мистером Эдвардсом, инженером-строителем, в русле реки было сделано несколько отверстий бок о бок, и патроны, сформированные из прочного тика или парусины, сужающиеся к низу, были заполнены зарядами пороха от двух до четырех фунтов, в зависимости от глубины мергеля; так, два фунта на четыре фута, три фунта на четыре фута шесть дюймов и четыре фунта на пять футов. В мешок были проведены провода гальванической батареи или запал Бикфорда, и после покрытия их варом и салом, а затем смазки всего снаружи и присыпки мелом, они редко давали осечку и все поджигались одновременно под водой. Вар и сало сначала, а затем просто сало эффективно исключали попадание воды в порох, содержащийся в парусиновом мешке.

Восемнадцатый эксперимент.

Сжигание различных металлов с помощью батареи демонстрируется с большим эффектом разрядником Де ла Рю, как и каление угольных стержней, производящих электрический свет. Осветительная мощность, получаемая от сорокаэлементной батареи Гроува обычного размера, примерно равна свету 500 свечей.

Fig. 192.

Разрядник Де ла Рю, содержащий серию из шести пар различных веществ, таких как уголь, железо, свинец, цинк, медь, сурьма, в шести парах держателей для мелков, вращающийся на центре, чтобы их можно было менять по желанию.

Физо и Фуко провели тщательное сравнение света, полученного от 92 угольных пар, расположенных в батарее Бунзена, и оксиводородного света, или света Драммонда, по сравнению с солнечным, и они заявляют, что «В ясный августовский день, когда солнце находится на высоте двух часов, электрический свет (принимая солнце за единицу) соотносился с ним как один к двум с половиной — т. е. солнце было в два с половиной раза мощнее, в то время как свет Драммонда составлял лишь 1/146 часть солнечного». Бунзен нашел, что свет от 48 углей равен 572 свечам. В батарее Бунзена углерод заменяет платину в устройстве Гроува; одновременно с Бунзеном Купер (в Англии) применил уголь для той же цели.

Ночью гигантский корабль (подобно Полифему) должен иметь электрический свет на верхушке мачты во время плавания через Атлантику.

Fig. 193.

«Грейт Истерн» с электрическим светом.

ГЛАВА XV.

МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

Если небольшая спираль или катушка из изолированной проволоки устроена с немагнитной стальной иглой внутри, так что разряд большой лейденской банки может произойти через катушку, игла окажется сильно намагниченной после разряда электричества. (Рис. 194.) За много лет до того, как это стало известно, было замечено, что когда в корабль попадала молния, компасы обычно меняли направление; а в одном особом случае, когда молния ударила в дом, электричество попало в ящик с ножами, расплавив некоторые из них, оторвав ручки у других, но оставив их сильно намагниченными. Электрики пытались повторить этот эффект, пропуская разряд мощных лейденских батарей через стальные стержни без какого-либо значительного результата; и только когда Эрстед в 1819 году сделал свое важное открытие, что медная проволока, передающая электричество, обладает особым магнитным свойством, принцип начал пониматься, и тогда электрики преуспели в имитации эффектов молнии на стали, как уже описано в начале этой главы. (Рис. 194.)

Fig. 194.

a a. Стеклянная трубка, поддерживаемая двумя деревянными стойками, с катушкой медной проволоки, проходящей вокруг нее и заканчивающейся шарами b b. c. Игла для помещения внутрь стеклянной трубки.

Когда электричество ушло из лейденской банки через катушку медной проволоки, она больше не обладает никакой силой воздействовать на кусок стали или железа, но если провода гальванической батареи теперь соединены с катушкой медной проволоки, которая должна быть покрыта хлопком или шелком и иметь длину много ярдов, то стальной или мягкий железный стержень не только становится магнитным, но и остается таковым постоянно, пока ток электричества продолжает проходить по катушке проволоки, так что если поднести несколько гвоздей или железных опилок к железному стержню, один конец которого выступает из катушки, они прилипают к нему с большой силой, и таким образом можно подвесить большое количество гвоздей, но они немедленно падают, когда контакт с батареей прерывается. (Рис. 195.)

Fig. 195.

Таким образом, электричество становится источником магнетизма, и первооткрыватель Эрстед обнаружил, что только иглы или стержни из стали или железа подвергаются такому воздействию, а не из латуни, шеллака, серы и других веществ; он назвал проводящую проволоку «соединительной проволокой» и описал эффект электрического тока или «электрического конфликта», как он его называл, как напоминающий спираль (от ἑλισσω — поворачивать; винт или спираль), и что он не ограничивается проводящей проволокой, а излучает влияние на некотором расстоянии. Это последнее утверждение полностью соответствует нашим нынешним представлениям, и поэтому говорят, что катушка, передающая ток, индуцирует магнетизм в железе или стали, точно так же, как явления индукции производятся с помощью фрикционного электричества. Эффект открытия Эрстеда, говорит Силлиман, был поистине электрическим; научный мир был готов к нему, и истина, которую он таким образом открыл, была мгновенно подхвачена Араго, Ампером, Дэви, Фарадеем и множеством философов во всех странах. Активность, с которой эта новая область исследований культивировалась, никогда не ослабевала даже до сего часа, в то время как она принесла плоды в виде множества теоретических и практических истин, и прежде всего в электромагнитном телеграфе, поистине называемом, особенно в связи с атлантическим телеграфным проводом, «великим международным нервом ощущения».

Магнетизм является результатом не только тока электричества через любой хороший проводник, но существуют определенные оксиды железа, называемые магнитными железными рудами, которые обладают свойством притягивать железные опилки и в основном встречаются в первобытных породах, будучи обильными в Рослагене, в Швеции, и называются магнитным камнем, так как он всегда указывает, будучи свободно подвешенным, на Полярную, Северную или Путеводную звезду. Если исследовать довольно крупный образец этого минерала, обычно обнаруживаются две точки, где железные опилки притягиваются в больших количествах, чем в других частях того же образца. Эти притягивающие точки называются полюсами, и магнитный камень, будучи должным образом смонтированным с мягкими железными стержнями, называемыми щеками, связанными вокруг него (в старинных магнитах) серебряной пластиной и должным образом украшенными гравировкой, значительно увеличивает свою магнитную силу, и тогда говорят, что он наделен магнитной полярностью; а чтобы предотвратить потерю силы, мягкий кусок железа, называемый якорем, помещается поперек и притягивается к полюсам магнитного камня. (Рис. 196.)

Fig. 196.

Магнитный камень, смонтированный в латуни или серебре, с прикрепленными железными щеками b b. c. Кусочек мягкого железа, называемый якорем.

Второй эксперимент.

Если иглу из закаленной стали (снабженную маленькой латунной чашечкой в центре для работы на острие) потереть магнитным камнем только в одном направлении, она становится постоянно магнитной и теперь будет занимать определенное фиксированное положение, указывая всегда в направлении строго на север и юг. Конец, указывающий на север, называется северным полюсом, а другая конечность — южным полюсом, и обычно северный полюс помечают вмятиной или царапиной, чтобы отличать его во все времена.

Третий эксперимент.

Если другой стальной стержень намагничен, а северный полюс должным образом помечен, а затем поднесен к тому же полюсу подвешенного магнита, происходит мгновенное отталкивание; магнит, конечно, зажатый в руке, не свободен двигаться, но маленький магнит немедленно показывает тот же факт, что был замечен с электричеством, а именно: «что подобные магнетизмы отталкиваются». Два северных полюса отталкивают друг друга, но когда стальной стержень переворачивается, происходит противоположный эффект, и подвешенный магнит притягивается, показывая, что противоположные магнетизмы притягиваются, и северный полюс притянет южный. (Рис. 197.)

Fig. 197.

Магнитная игла, северный полюс n которой притягивается к южному полюсу стержневого магнита s и отталкивается от северного конца.

Четвертый эксперимент.

При контакте магнитная сила передается от магнита к куску ненамагниченной стали, и утверждается, что наибольший намагничивающий эффект — это тот, который производится простым методом Якоби. Полюса подковообразного магнита приводятся в контакт с предполагаемыми полюсами другого стального стержня, также согнутого в форме подковы, и путем проведения питателя по ненамагниченной подкове в направлении стрелки на рисунке, а когда он достигает изгиба, возвращая его обратно в то же место, скажем, по крайней мере двенадцать раз, и после переворачивания всего устройства без разделения полюсов и повторения той же операции с другой стороны также двенадцать раз, сталь становится мощно намагниченной; говорят, что подкову весом в один фунт можно таким образом зарядить так, чтобы она выдерживала двадцать шесть с половиной фунтов, а старым методом намагничивания она выдержала бы только около двадцати двух фунтов. (Рис. 198.)

Fig. 198.

Подковообразный магнит и другой, ненамагниченный, помещенные встык; заштрихованный и обозначенный n и s — это магнит. a a. Кусочек мягкого железа, перемещаемый в направлении стрелки.

Пятый эксперимент.

Если подковообразный магнит положить на лист бумаги и посыпать между полюсами железными опилками, образуется очень красивая серия кривых, называемых магнитными кривыми, которые указывают на постоянное прохождение магнитной силы от полюса к полюсу.

Шестой эксперимент.

Магнитная сила, создаваемая подковообразным куском мягкого железа, окруженным множеством жил изолированной медной проволоки короткими отрезками, чрезвычайно мощна (рис. 199), и огромные веса поддерживались электромагнитом при соединении с гальванической батареей. Если предположить, что человек одет в полные доспехи, его можно было бы удерживать электромагнитом без возможности освободиться, тем самым реализуя сказку о храбром рыцаре, который был пойман скалой из магнитного камня и, будучи в полном вооружении, задержан недружелюбным волшебником.

Fig. 199.

a. Мощный электромагнит, поддерживающий большой вес. b. Батарея.

Седьмой эксперимент.

Когда кусок мягкого железа удерживается достаточно близко к одному из полюсов мощного магнита, он становится посредством индукции наделенным магнитными полюсами и будет поддерживать другой кусочек мягкого железа, например гвоздь, приведенный с ним в контакт. Когда магнит убирают, индуктивное действие прекращается, и мягкое железо теряет свою магнитную силу. Этот эксперимент дает еще один пример связи между явлениями электричества и магнетизма. Именно вследствие индуктивного действия магнетизма земли все массы железа, особенно когда они расположены перпендикулярно, оказываются наделенными магнитной полярностью; отсюда реакция железа на кораблях на компасы, которые должны быть скорректированы и настроены перед рейсом, иначе возникли бы серьезные ошибки в управлении судном, и нет сомнений, что многие кораблекрушения происходят по этой причине. Никакие другие металлы, кроме железа, стали, никеля, кобальта и, возможно, марганца, не могут получать или удерживать магнетизм после контакта с магнитом.