«Детская книга науки»

Fig. 229.

a. Катушка. b. Разрядник Хердера с тонкой платиновой проволокой p, висящей между точками. c. Другой разрядник, и порох, воспламеняющийся между точками на маленьком столике. Колонки разрядников стеклянные. Стрелки показывают направление электрического тока.

Восьмой опыт.

Среди столь многих прекрасных опытов трудно сказать, какой из них наиболее приятен, но по мягкости и изысканной окраске, в сочетании с непрерывным вибрирующим движением текущего электрического тока, ничто не может превзойти «опыт с каскадом». [Этот красивый опыт обычно называют «каскадом Гассиота» и описывается этим джентльменом следующим образом. Две трети стакана высотой четыре дюйма и диаметром два дюйма оклеиваются станиолем, оставляя полтора дюйма верхней части неоклеенными. На тарелку воздушного насоса помещается стеклянная пластина, а над ней — стакан, накрытый открытым стеклянным колоколом, на котором установлена латунная пластина с толстым проводом, проходящим через кожаную манжету; часть провода внутри колокола покрыта стеклянной трубкой; один конец вторичной катушки прикреплен к этому проводу, а другой — к тарелке насоса. По мере улучшения вакуума эффект становится весьма удивительным; сначала слабый чистый голубой свет, по-видимому, исходит от нижней части стакана к тарелке; он постепенно становится ярче, пока медленно не поднимается, увеличиваясь в блеске, пока не достигает той части, которая находится напротив или на одной линии с внутренним покрытием, при этом все пространство интенсивно освещается; затем начинается разряд, как если бы сама электрическая жидкость была материальным телом, переливающимся через край.] Этот результат достигается путем оклеивания внутренней части красивого стеклянного кубка станиолем и помещения его под колокол, снабженный кожаной манжетой и шариком, и установленный обычным образом на воздушном насосе. Как только достигается вакуум, шарик опускается внутрь кубка, и при подключении проводов от катушки непрерывная серия потоков электрического света, кажется, переливается через край кубка, и он предстает тогда как само воплощение «огненной чаши», символизирующее опасности винной чаши. (Рис. 230.)

Fig. 230.

Каскад Гассиота.

Девятый опыт.

Если положить кусок дерева длиной пять дюймов и сечением полдюйма на столик разрядника, подвести один провод к верхнему краю, а другой приблизить на расстояние трех дюймов, касаясь дерева, и смочить пространство между ними крепчайшей азотной кислотой, становится виден любопытный эффект «ползущего» огня, который постепенно обугливает и сжигает дерево. (Рис. 231.)

Fig. 231.

Сжигание куска дерева, смоченного крепчайшей азотной кислотой.

Десятый опыт.

Стеклянная пластина, смоченная гуммиарабиком, а затем посыпанная различными опилками железа, цинка, свинца, меди и т. д., дает очень красивый эффект дефлаграции, когда один из проводящих проводов перемещается по ее поверхности, а другой, разумеется, находится в контакте с пластиной. Гуммиарабик быстро высыхает, если поместить пластину в умеренно нагретую печь.

Одиннадцатый опыт.

Когда непрерывные разряды от Лейденской банки пропускаются через центр большого куска кристалла квасцов, медного купороса или железистосинеродистого калия и т. д., весь кристалл красиво освещается во время прохождения электричества от одного провода разрядника к другому. (Рис. 232.)

Fig. 232.

a. Лейденская банка. b. Большой кусок квасцов с отверстием, просверленным на линии c d. Разрядные провода сближаются на расстояние трех восьмых дюйма друг от друга, и весь кристалл освещается блестящими электрическими искрами.

Двенадцатый опыт.

Когда между проводами разрядника помещается слегка увлажненный кусок бумаги, искра увеличивается до гораздо большей длины из-за проводящей способности воды, содержащейся в порах бумаги; и, принимая все во внимание, автор считает, что он наблюдал самые грандиозные эффекты от катушки, изобретенной и сконструированной г-ном Хердером, талантливым лектором и электриком с Запада Англии.

Тринадцатый опыт.

Электромагнитные катушечные машины уже довольно давно используются для облегчения некоторых «недугов, присущих плоти», путем применения разрядов. Их можно отрегулировать так, чтобы они были едва ощутимы, или сделать настолько мощными, что боль станет совершенно невыносимой.

Эти катушки теперь делаются самодействующими и состоят из двух катушек изолированной проволоки, намотанных на пучок проволок из мягкого железа, с необходимыми соединительными винтами для гальванической батареи. Контакт с батареей замыкается и размыкается с большой быстротой с помощью простой формы прерывателя, состоящего из луженого железного диска, удерживаемого пружиной над осью пучка железных проволок; и непрерывный шум прерывателя, который попеременно притягивается к пучку и возвращается пружиной, когда катушка находится в контакте с батареей, демонстрирует (без боли от получения разряда), когда прибор находится в полном рабочем состоянии.

Катушечная машина полезна не только с медицинской точки зрения, но и при правильной установке предлагает хороший прием для убегающего звонаря и является отличным профилактическим средством против незаконных попыток маленьких мальчиков прокатиться «зайцем».

Fig. 233.

Мальчик, явно получивший разряд, позади докторской кареты, оснащенной небольшой катушечной машиной.

ГЛАВА XIX.

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Взаимосвязь физических сил — тепла, света, электричества, магнетизма и движения — является одним из самых интересных предметов для изучения, которые можно предложить любителю науки. Исследование точного значения термина «взаимосвязь», столь искусно рассмотренного профессором Гроувом, указывает на необходимую взаимную или обоюдную зависимость одной силы от другой. Так, электричество производит тепло, и наоборот; движение, например трение, производит электричество, а последнее, благодаря своему притяжению и отталкиванию, утверждает себя как источник движения. Электричество производит свет, а также магнетизм, и, наоборот, считается, что свет обладает силой намагничивать сталь, в то время как магнетизм снова производит свет и электричество. Таковы тесные связи, существующие между этими невесомыми агентами, и мы можем проследить причину и следствие и их обратимость среди этих сил, пока разум не потеряется в изучении запутанных лабиринтов и не удовлетворится возвращением на проторенный путь, чтобы экспериментально проработать практические истины. Нам уже приходилось отмечать в другой части этого руководства тот факт, что электрический ток вызывает возникновение магнетизма при прохождении через различные проводящие среды, и эта истина была специально проиллюстрирована различными опытами в главе, посвященной электромагнетизму. Приступая к этой части электрической науки, нам не нужно придумывать новые термины для названия дискурса, так как мы просто меняем местами предыдущие, когда исследуем природу и особенности

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСТВА.

Fig. 234.

Магнитоэлектрическая машина Кларка.

Источником силы обязательно должен быть брусок или подковообразный кусок стали, постоянно наделенный магнетизмом. Если первый вставить в цилиндр из дерева или картона, вокруг которого тщательно намотаны катушки изолированной медной проволоки, так чтобы концы сообщались с гальванометром, происходит немедленное отклонение стрелки, которая, однако, быстро возвращается в исходное положение, но снова отклоняется в противоположном направлении при извлечении стального магнита из катушки медной проволоки. (Рис. 235.)

Fig. 235.

a b. Катушка медной проволоки. c. Постоянный полосовой магнит, помещенный внутрь катушки, при этом стрелка гальванометра d отклоняется.

Быстрого входа и выхода стального магнита в спираль из медной проволоки было бы недостаточно для получения какого-либо количества электричества, и изобретательность человека была направлена на то, чтобы найти способ, с помощью которого магнит мог бы внезапно создаваться и разрушаться внутри катушки из изолированной медной проволоки. Однако трудность была преодолена несколькими остроумными приспособлениями, основанными на принципах, впервые открытых Фарадеем; и одно из них, заслуживающее особого внимания, — это вращение катушки медной проволоки, охватывающей кусок мягкого железа, называемый якорем, перед полюсами мощного магнита. Первая машина была изобретена г-ном Ипполитом Пикси из Парижа, в 1833 году г-н Сакстон усовершенствовал эту машину, а три года спустя г-н Э. М. Кларк описал очень остроумную модификацию электромагнитной машины, которая изображена ниже. На этом рисунке буквой a обозначены постоянные неподвижные подковообразные магниты, которые очень уместно называются батарейными магнитами, потому что они занимают положение, которое в противном случае занимала бы гальваническая батарея, и они действительно являются первоисточником электрической энергии, которая вызывается. d — это якорь интенсивности, который ввинчивается в латунный шпиндель, установленный между полюсами магнитов a, причем движение передается ему с помощью множительного колеса e. Этот якорь или индуктор имеет две катушки тонкой изолированной медной проволоки длиной 1500 ярдов, намотанные на его цилиндры, причем начало каждой катушки припаяно к стержню d, из которого выступает латунный стержень, также припаянный к d, несущий прерыватель h, который закрепляется в любом положении маленьким зажимным винтом в полом латунном цилиндре, к которому припаяны другие концы катушек f f, изолированные куском твердого дерева, прикрепленным к латунному стержню. o — это пружина из железной проволоки, прижимающаяся к одному концу полого латунного цилиндра; p — квадратная латунная стойка; q — металлическая пружина, которая слегка трется о прерыватель h; t — медная проволока для соединения латунных частей с деревом l между ними, из которого выходят p и o; r r — две латунные ручки с металлическими проводами, конец одного из которых вставлен в одну из латунных частей, соединенных с p и o, а другой — в латунный стержень, несущий прерыватель h, доставляет самый сильный разряд, как только колесо приводится в движение.

В электромагнитной машине Сакстона постоянные стальные магниты расположены горизонтально, а не перпендикулярно, и состоят из шести или более подковообразных кусков стали. Якоря, или индукторы, или электромагниты (ибо они состоят из кусков мягкого круглого железа с намотанной вокруг них проволокой) представлены в количестве двух штук и приспособлены для демонстрации эффектов либо количества, либо интенсивности. Якорь количества изготовлен из толстого железа и покрыт толстой изолирующей проволокой. Якорь интенсивности изготовлен из более тонкого железа и покрыт от одной до двух тысяч ярдов тонкой медной проволоки, покрытой шелком. Якорь количества предназначен для демонстрации результатов, подобных тем, которые можно получить от гальванической батареи, таких как магнитная искра, наведение магнетизма в мягком железе, нагревание платиновой проволоки. Якорь интенсивности используется для химического разложения воды и других тел, а также для нанесения тех ужасных ударов по нервной системе, которые заставляют сильных мужчин самого кроткого нрава приходить в болезненное возбуждение и издавать те восклицания, которые так свойственны роду Джон Булль.

ОПЫТЫ С МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНОЙ.

Первый опыт.

Разложение воды путем пропускания электричества от одной платиновой пластины к другой уже было проиллюстрировано на стр. 198. Тот же факт можно также показать с помощью следующего устройства машины. (Рис. 236.)

Fig. 236.

a. Прибор для разложения воды и раздельного сбора газов. b b. Провода, идущие от машины в точках m, n. q работает на одиночном прерывателе h.

Второй опыт.

Электрический свет, получаемый при прохождении электричества от батареи через угольные стержни, также является эффектом, который можно получить с помощью магнитоэлектрических машин, при этом провода, идущие от точек a b, изолированы стеклянными ручками и помещены в отверстия m n. (Рис. 237.)

Fig. 237.

Электрический свет, полученный от магнитной машины.

Третий опыт.

Сцинтилляция (искрение) железной проволоки — один из самых приятных опытов с этим прибором, который выполняется путем легкого прижатия одного конца куска тонкой железной проволоки (прикрепленной с помощью зажимного винта к вертикальному стержню a) к якорю d. (Рис. 238.)

Fig. 238.

Дефлаграция железной проволоки.

Четвертый опыт.

Сжигание эфира или другого воспламеняющегося спирта также можно продемонстрировать с помощью этого мощного аппарата, и устройство, как и другие, используемые г-ном Кларком, показано на рис. 239.

Fig. 239.

Прерыватель удален, и на его место установлены двойные лезвия b. Латунная чашка a, содержащая ртуть, отрегулирована так, что точки покидают поверхность ртути, когда якорь находится в вертикальном положении. Эфир или спирт, налитый на поверхность, быстро воспламеняется электрической искрой.

С помощью магнитоэлектрической машины телеграфная связь может осуществляться без помощи батареи. Она также была применена в искусстве гальванопластики г-ном Дж. П. Вулричем из Бирмингема; и во время посещения этого места автор имел возможность наблюдать используемое устройство.

Оно состоит из очень мощной магнитоэлектрической машины, вращаемой паровым двигателем и соединенной с большими ваннами, содержащими раствор для серебрения. Если требуется нанести тонкий слой серебра на изделие, для действия машины достаточно короткого периода времени, в то время как толстое покрытие из драгоценного металла получается только при постоянной работе магнитов в течение нескольких часов. На фабрике г-на Вулрича изделия, которые покрывались серебром, все время находились в движении, медленно перемещаясь вперед и назад в ванне с помощью эксцентрика, соединенного с тем же паровым двигателем, который приводил в действие электромагнитную машину. (Рис. 240.)

Fig. 240.

Серебрение и гальваническое покрытие с помощью магнитной машины, вращаемой паровым двигателем.

Магнитоэлектрический телеграф, запатентованный г-ном Хенли в 1848 году, предлагает еще один пример применения электрического тока, индуцированного в электромагнитных катушках, когда они вращаются в непосредственной близости от полюсов мощного стального магнита. Этот телеграф в настоящее время постоянно используется Английской и Ирландской магнитно-телеграфной компанией на расстоянии более 2100 миль. Общая длина используемых проводов составляет поразительное количество — 13 900 миль, из которых 6350 миль скрыты под землей, а 7500 проложены над ней.

Этот телеграф считается одним из самых простых и экономичных из всех, внедренных в практическую эксплуатацию.

ГЛАВА XX.

ДИАМАГНЕТИЗМ.

В конце главы, посвященной теме света, можно найти опыт, разработанный и проведенный д-ром Фарадеем, в котором показано, что если брусок особого стекла (названного в честь изобретателя «тяжелым стеклом Фарадея», или силикатным боросиликатом свинца) подвергнуть индуктивному действию очень мощного электромагнита, он обладает способностью изменять направление луча поляризованного света, проходящего через него. Этот эффект не ограничивается полюсами электромагнита, но также заметен (хотя и в меньшей степени) с обычными магнитами.

Результат этого важного опыта был сообщен Королевскому обществу д-ром Фарадеем 27 ноября 1845 года, причем формулировка факта этим ученым философом гласила: «что когда «линия магнитной силы» заставляется проходить через определенные прозрачные тела параллельно лучу поляризованного света, проходящему через то же тело, луч поляризованного света испытывает вращение». Теперь «линия магнитной силы» означает тот непрерывный поток магнитного тока, который проходит от полюса к полюсу и обозначается железными опилками, рассыпанными на бумаге, помещенной над полюсами магнита, и обычно называемыми «магнитными кривыми», или кривыми линиями магнитной силы. (Рис. 241.)

Fig. 241.

Кривые линии магнитной силы.

Тяжелое стекло, о котором уже упоминалось и на которое магнит оказывает определенное влияние, называется

ДИАМАГНЕТИК;

и под этим термином понимается тело, через которое проходят линии магнитной силы, не воздействуя на него так, как на железо или сталь. На стр. 211 находится рисунок, представляющий (на рис. 201 и 202) направление электричества и направление магнитного тока или вихря под прямым углом к нему. Если, таким образом, рис. 202 рассматривать как кусок стекла, то стрелка a b покажет «линию магнитной силы», где точка b — северный полюс, а стержень a — южный полюс магнита, а начерченные вокруг стрелки будут представлять направление. Этот простой рисунок выражает весь закон действия магнита на стекло, и если его держать в поле зрения, он даст каждое положение и следствие направления, вытекающее из него.

Явление воздействия на луч поляризованного света непосредственно связано с магнитной силой, и это, как предполагается, доказывается тем, что яркость поляризованного луча развивается постепенно, поскольку железу, обмотанному проволокой, требуется около двух секунд, чтобы приобрести свою наибольшую силу после соединения с батареей.

В другом опыте Фарадея, где луч поляризованного света направлялся через длинную стеклянную трубку с водой, введенную в качестве сердечника внутрь мощной электромагнитной катушки, изображение свечи, рассматриваемое через соответствующий окуляр, появлялось или исчезало при замыкании или размыкании соединения батареи с катушкой; но этот результат многими философами не считается окончательным доказательством действия магнетизма на свет, а скорее изменением преломляющей способности среды, через которую проходит свет. Эти опыты были предшественниками других эффектов магнетизма на различные виды материи, которые открыл Фарадей, и он начал свое исследование с маленького бруска тяжелого стекла, подвешенного на шелковой нити между полюсами электромагнита, и когда скручивание или эффекты торсии прекратились, была подключена батарея. Как только ток прошел, зоркий глаз Фарадея обнаружил движение стекла, и, повторяя опыт, он обнаружил, что движение не было случайным, а всегда происходило в определенном фиксированном направлении — а именно, в направлении под прямым углом к линии, проведенной поперек и касающейся двух полюсов подковообразного магнита — т. е., если предположить, что питатель или кусочек мягкого железа, обычно помещаемый в контакт с полюсами подковообразного магнита, представляет «осевую линию», любая линия, проведенная поперек нее под прямым углом, будет называться «экваториальной линией», в то время как общее пространство, заключенное между полюсами магнита, называется «магнитным полем». Движение тяжелого стекла было, следовательно, экваториальным, и оно указывало на восток и запад, а не на север и юг, как железо и сталь.

Fig. 242.

Куб из меди, подвешенный между полюсами мощного электромагнита.

Используя этот прибор (рис. 242), Фарадей доказал, что каждое вещество, будь то твердое, жидкое или газообразное, подвержено магнитным влияниям, принимая либо осевое, либо экваториальное положение. Прибор состоит из удлинения полюсов мощного электромагнита, между которыми медный куб весом от четверти до половины фунта, подвешенный на нити, может быть приведен во вращение. Если электромагнит соединен с батареей, куб немедленно останавливается, и пока он находится в том же положении или в магнитном поле, при магните в полном действии, невозможно заставить его снова вращаться или крутиться. (Рис. 242.)

Большое количество других веществ, твердых, жидких и газообразных, было подвергнуто действию магнита, причем жидкости и газы были герметично запаяны в стеклянные трубки, и некоторые из результатов подробно описаны в следующем списке:

Тела, которые ориентируются аксиально, или являются парамагнитными, подобно подвешенной игле.

Iron. Nickel. Cobalt. Manganese. Chromium. Cerium. Titanium. Palladium. Platinum. Osmium. Paper. Sealing-wax. Fluor spar. Peroxide of lead. Plumbago. China ink. Berlin Porcelain. Red-lead. Sulphate of zinc. Shell-lac. Silkworm-gut. Asbestos. Vermilion. Tourmaline. Charcoal. All salts of iron, when the latter is basic. Oxide of titanium. Oxide of chromium. Chromic acid. Salts of manganese. Salts of chromium. Oxygen, which stands alone as a paramagnetic gas.

Тела, которые ориентируются экваториально, или являются диамагнитными, подобно тяжелому стеклу Фарадея.

Bismuth. Antimony. Zinc. Tin. Cadmium. Sodium. Mercury. Lead. Silver. Copper. Gold. Arsenic. Uranium. Rhodium. Iridium. Tungsten. Rock crystal. The mineral acids. Alum. Glass. Litharge. Common salt. Nitre. Phosphorus. Sulphur. Resin. Spermaceti. Iceland spar. Tartaric acid. Citric acid. Water. Alcohol. Ether. Sugar. Starch. Gum-arabic. Wood. Ivory. Dried mutton. Fresh beef. Dried beef. Apple. Bread. Leather. Fresh blood. Dried blood. Caoutchouc. Jet. Turpentine. Olive oil. Hydrogen. Carbonic acid. Carbonic oxide. Nitrous oxide (moderately). Nitric oxide (very slightly). Olefiant gas. Coal gas.

Азот не является ни парамагнитным, ни диамагнитным и эквивалентен вакууму. Магнитно рассматриваемый, он подобен самому пространству, которое можно считать равным нулю.

Термин «магнитный» Фарадей предлагает сделать общим, подобно термину «электричество», и включить в него все явления и эффекты, производимые этой силой, и он предлагает называть тела, магнитные в смысле железа, «парамагнитными», так что деление выглядело бы так:

Magnetic ......... { Paramagnetic, { Diamagnetic;

Все пространство над и в пределах границ нашей атмосферы можно рассматривать как пронизанное линиями силы, и среди прочих существуют линии магнитной силы, которые воздействуют на тела, как показано в таблице парамагнитных и диамагнитных тел, которые имеют такое же отношение друг к другу, как положительное и отрицательное, или север и юг, в электричестве и магнетизме.

Предполагается, что линии магнитной силы проходят через пустое пространство без изменений; но когда они входят в контакт с материей любого рода, они либо концентрируются на ней, либо рассеиваются в зависимости от природы материи.

Сила, которая побуждает тела к осевым или экваториальным линиям, не является центральной силой, а силой, различающейся по характеру в осевом или радиальном направлениях. Если бы жидкое парамагнитное тело было введено в поле силы, оно бы расширилось аксиально и образовало вытянутый сфероид, подобный лимону, в то время как жидкое диамагнитное тело расширилось бы экваториально и образовало сплюснутый сфероид, подобный апельсину. Плюккер продемонстрировал, что если магнитные растворы поместить в часовые стекла поперек полюсов электромагнита, они скапливаются очень любопытным образом. Полюса электромагнита представляют собой куски мягкого железа, которые можно отодвигать или приближать по желанию, и в зависимости от того, ближе или дальше находятся полюса, магнитные жидкости, такие как раствор железа, скапливаются в одном или двух направлениях, как показано в b и c на рис. 243.

Fig. 243.

Стеклянная чашка, содержащая магнитный раствор железа и помещенная в магнитное поле.

«Диамагнитная сила, несомненно, — говорит Фарадей, — имеет свое назначенное предназначение, и такое, которое относится ко всей массе земного шара. Ибо, хотя величина этой силы кажется слабой, однако, если учесть, что земная кора состоит из веществ, большая часть которых принадлежит к диамагнитному классу, не следует слишком поспешно предполагать, что их действие полностью подавляется действием магнитных веществ, в то время как огромная масса вод и атмосфера должны оказывать свое диамагнитное действие бесконтрольно».

Плюккер также объявил — в чем он в то время был уверен — в высшей степени интересный и важный факт, что оптическая ось исландского шпата или известкового шпата отталкивается магнитом и располагается экваториально — факт, который Плюккер считал верным для многих других кристаллов, когда магнитная ось параллельна длинной кристаллографической оси. Кусок кианита, минерала, состоящего из песка, глины, часто извести, железа, воды, который используется в Индии, будучи ограненным и отполированным как драгоценный камень и часто продаваемым как низший сорт сапфира, как говорят, даже под влиянием земного магнетизма будет располагаться подобно магнитной стрелке.

Плюккер полагал, что обнаружил существующую связь между формами мельчайших частиц материи и магнитными силами, и он воображал, что полученные им результаты постепенно приведут к определению кристаллической формы с помощью магнита. Опыты Тиндаля и Кноблауха, однако, привели к совершенно противоположному ряду выводов, и путем остроумного измельчения кристаллов с водой и превращения их в пасту, которая впоследствии высушивалась и подвешивалась как модель в «магнитном поле»; также путем взятия ломтика яблока толщиной примерно с пенни, с несколькими кусочками железной проволоки, проходящими через него в направлении, перпендикулярном его плоской поверхности, было обнаружено, что они устанавливаются экваториально не из-за отталкивания, а из-за притяжения железных проволок; или вместо железа, поместив висмутовые проволоки, яблоко теперь устанавливалось аксиально, не из-за притяжения, а из-за отталкивания висмута. Ипекакуановые леденцы, а также карлайлские бисквиты, подвешенные в магнитном поле, проявили самое поразительное направляющее действие. Материалы в этих двух случаях были диамагнитными; но из-за давления, приложенного при их формировании, их наибольшие горизонтальные размеры устанавливались от полюса к полюсу, причем линия сжатия была экваториальной; и это универсальный закон: «что в диамагнитных телах линия, вдоль которой плотность массы была индуцирована сжатием, устанавливается экваториально, а в магнитных телах — аксиально». Отсюда они делают вывод, на основании этих и многих других убедительных опытов, что кристаллизованные тела, такие как исландский шпат, занимают свое положение в магнитном поле без ссылки на существование «оптической оси».

В заключение блестящей лекции в Королевском институте д-ра Тиндаля «О влиянии материальной агрегации на проявления силы», в которой опыты Плюккера относительно отталкивания оптической оси были изящно обсуждены, а его теория опровергнута, ученый доктор сказал: «Сегодняшний дискурс в некоторой степени связан с этим местом; и, думая так, я прихожу к вопросу, в чем заключается истинная ценность научного открытия? Не только в его непосредственных результатах, но и в перспективе, которую оно открывает для интеллектуальной деятельности — в надеждах, которые оно возбуждает — в бодрости, которую оно пробуждает. Открытие, которое привело к результатам, представленным нам сегодня вечером, было именно такого характера. Тот магнит [E] был физической колыбелью этих результатов; и если они обладают какой-либо ценностью, их следует рассматривать как возвращенные крохи того хлеба, который в 1846 году был так щедро брошен на воды. Я радуюсь, дамы и господа, возможности, предоставленной мне здесь, воздать должное величайшему труженику века и положить некоторые из цветов того плодовитого дерева, которое он посадил, к ногам великого первооткрывателя диамагнетизма» [F].

[E] Намек на великолепный магнит, изготовленный Логеманом, который был отправлен на Выставку в Гайд-парке в 1851 году. Он мог выдержать вес в 430 фунтов и был приобретен Королевским институтом для д-ра Фарадея.

[F] Д-р Фарадей.

Впервые было замечено отцом Банкалари из Генуи, что когда пламя свечи помещается между полюсами магнита, оно сильно отталкивается. На пламя горючих газов из различных источников по-разному воздействуют как природа горючего, так и близость полюсов. Фарадей повторил опыты Банкалари и с помощью определенного расположения полюсов этого магнита получил мощный эффект в магнитном поле, и, имея осевую линию магнитной силы горизонтальной, он обнаружил, что когда пламя восковой свечи держали близко к осевой линии (но с той или другой стороны), и около одной трети пламени поднималось над уровнем верхней поверхности полюсов, как только магнитная сила начинала действовать, пламя отступало от осевой линии, двигаясь экваториально, пока не принимало наклонное положение, как если бы легкий ветер вызывал его отклонение от вертикального положения.

Когда пламя помещали так, чтобы оно поднималось точно поперек магнитной оси, эффект магнетизма был очень любопытным и показан в a, рис. 244.

При поднятии пламени немного выше эффект магнитной силы заключался в усилении уже упомянутых результатов, и пламя фактически принимало форму «рыбьего хвоста», как в c, рис. 244; и когда пламя поднимали до тех пор, пока около двух третей его не оказывались над уровнем осевой линии, а полюса сближали очень близко, пламя больше не поднималось между полюсами, а распространялось вправо и влево по обе стороны от осевой линии, создавая двойное пламя с двумя длинными языками, как в b, рис. 244.

Fig. 244.

Эффект магнетизма на пламя свечи между полюсами магнита.

Именно эти опыты привели к важному открытию парамагнитного свойства кислорода и доказали решительным образом, что газообразные тела при нагревании становятся более сильно диамагнитными. Кислород, который (испытанный в воздухе) является сильно магнитным, становится диамагнитным при нагревании. Катушка платиновой проволоки, нагретая гальваническим током и помещенная под полюса аппарата Фарадея, вызывала сильный восходящий поток воздуха; но как только начинается магнитное действие, восходящий поток разделяется, и нисходящий поток течет вниз между восходящими потоками.

Открытие, говорит Силлиман, высокопарамагнитного характера кислородного газа и нейтрального характера азота, двух составляющих воздуха, справедливо считается фактом большого значения при изучении явлений земного магнетизма. Мы видим, таким образом, что одна пятая часть воздуха по объему состоит из элемента с выдающейся магнитной емкостью, подобно железу, подверженного большим физическим изменениям плотности, температуры и т. д., и совершенно независимого от твердой земли. В этой среде висят магнитные стрелки, используемые в качестве тестов, и поскольку эта магнитная среда ежедневно нагревается и охлаждается солнечными лучами, ее способность пропускать линии магнитной силы затем затрагивается, несомненно, влияя на суточные изменения магнитной стрелки.

Для полного обзора открытий Фарадея в области диамагнетизма читателю рекомендуется обратиться ко второму изданию всеобъемлющего и ученого труда д-ра Ноада под названием «Руководство по электричеству».

Переходя всегда от высот философии к более низким и «обычным вещам», нельзя не вспомнить старомодный метод раздувания вялого огня, и возникает естественный вопрос: следует ли считать кочергу слабым магнитом, и влияет ли она и притягивает ли к огню большее количество магнитного кислородного газа? (Рис. 245.)

Fig. 245.

Интерьер оптического ящика в Политехникуме — вид на экран. Предполагается, что ассистенты показывают растворяющиеся виды.

ГЛАВА XXI.

СВЕТ, ОПТИКА И ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ.

Fig. 246.

«Луна сияет ярко: — В такую ночь, как эта...» — «Венецианский купец».

"To gild refined gold, to paint the lily,

To throw a perfume on the violet,

To smooth the ice, or add another hue

Unto the rainbow, or with taper light

To seek the beauteous eye of heaven to garnish,

Is wasteful and ridiculous excess."

Совершенство не допускает дополнений, и именно это чувство могло бы остановить самого красноречивого оратора или блестящего писателя, который попытался бы выразить соответствующим языком похвалу, причитающуюся тому первому великому творению Всевышнего, когда Дух Божий носился над водою и сказал: «Да будет свет». Если бы какому-либо поэту было позволено восхвалять и прославлять этот трансцендентный дар, то это должен был бы быть вдохновенный Мильтон; который, насладившись благословением света и став свидетелем разнообразных и прекрасных явлений, сопровождающих его, мог, будучи пораженным слепотой, восторженно говорить о его сотворении теми возвышенными строками, начинающимися с —

"'Let there be light,' said God, and forthwith light

Ethereal, first of things, quintessence pure,

Sprung from the deep: and from her native east

To journey through the airy gloom began,

Sphered in a radiant cloud, for yet the sun

Was not; she in a cloudy tabernacle

Sojourn'd the while. God saw the light was good,

And light from darkness by the hemisphere

Divided: light the day, and darkness night,

He named."

Не может быть более славной темы для поэта, чем огромная польза света, или более возвышенного зрелища, чем разнообразные и прекрасные явления, которые его сопровождают. С тех пор как прозвучало божественное повеление, солнце продолжает светить и остается, «пока время не перестанет существовать», великим источником света для мира, средством раскрытия глазу человека всех прекрасных и разнообразных оттенков органического и неорганического мира. С помощью света мы наслаждаемся призматическими цветами радуги, прекрасными и постоянно меняющимися и разнообразными оттенками лесных деревьев, цветов, птиц и насекомых; различными формами облаков, прекрасным голубым небом, освежающими зелеными полями; или даже изящным украшением «прекрасного пола», их красивыми платьями изысканных узоров и цветов. Свет работает незаметно и во все времена года, способствуя чудесным химическим изменениям, и теперь справедливо вовлечен и используется для промышленных целей человека в приятном искусстве фотографии; точно так же, как тепло, электричество и магнетизм (все невесомые и невидимые агенты) полезно используются другими способами.

Источников, из которых происходит свет, шесть. Первый — это солнце, подавляющее нас своим размером и иногда уничтожающее жизнь своим интенсивным теплом и светом, когда пронзительные лучи не заслоняются дружественными облаками и парами, которые смягчают и уменьшают их интенсивность и предотвращают слишком частое повторение этого быстрого и страшного врага человека — солнечного удара.

Тело солнца считается обитаемым шаром, подобным нашему, и тепло и свет, возможно, исходят из одного из атмосферных слоев, окружающих его. Вероятно, существует три таких слоя: тот, который, как полагают, окутывает тело солнца и находится в непосредственном контакте с ним, называется облачным слоем; следующий за ним и над ним находится светящийся слой, и он считается источником тепла и света; третья и последняя оболочка имеет прозрачную газообразную природу. Эти идеи возникли у астрономов, которые тщательно наблюдали за солнцем и обнаружили наличие определенных черных пятен, называемых Maculæ, которые варьируются в диаметре от нескольких сотен миль до 40 или 50 000 миль и более. Существует также сероватый оттенок, окружающий черные пятна, называемый полутенью, а также другие пятна более светящегося характера, называемые факелами; действительно, весь диск солнца имеет пятнистый вид и усеян мелкими тенистыми точками. Причина этого объясняется предположением, что эти различные пятна представляют собой отверстия или разрывы в атмосферных слоях, через которые видно черное тело солнца или другие части трех слоев, точно так же, как если бы черный шар был покрыт красным, затем желтым, а затем синим шелком: при разрезании синего становится виден желтый; при вырезании кусочков синего и желтого становится виден красный; а при срезании части трех шелковых покрытий наконец открывается черный шар. По аналогичному принципу предполагается, что разнообразие пятен и извержений на лице или диске солнца может быть объяснено. Эволюция света, однако, не ограничивается солнцем, и он свободно исходит из земной материи путем механического действия, либо путем трения, либо в некоторых случаях путем простого удара. Так, оси железнодорожных вагонов вскоре становятся раскаленными от трения, если масляные отверстия засоряются; действительно, горячие оси очень часты при железнодорожных путешествиях, и когда это происходит, ощущается сильный запах горящего масла, и пламя выходит из буксы. Точильщик ножей предлагает знакомый пример производства света путем трения железа или стали о его сухой точильный камень.

Тот же результат в гораздо большем масштабе достигается с помощью аппарата, изобретенного покойным Джейкобом Перкинсом; сгорание стали происходит под действием, а именно трения диска из мягкого железа, вращающегося с большой скоростью о напильник или другой удобный кусок закаленной стали. (Рис. 247)

Fig. 247.

Инструмент для сжигания стали.

Стенд имеет диск из мягкого железа, закрепленный на оси, которая вращается на двух антифрикционных латунных колесах. Диск с помощью ремня, работающего через колесо непосредственно под ним, совершает 5000 оборотов в минуту. Если самый твердый напильник прижать к краю вращающегося диска, скорость последнего создает достаточно тепла за счет сильного трения, чтобы расплавить ту часть напильника, которая приводится в контакт с ним, в то время как некоторые частицы напильника отрываются с силой и, будучи выброшенными в воздух, горят с тем красивым эффектом, который так свойственен стали. Если опыт проводится в затемненной комнате, можно заметить, что периферия вращающегося диска достигла светящегося красного каления. Тридцать лет назад каждый дом был обеспечен «трутом» и спичками, чтобы «добыть огонь». С появлением прометеев и люциферов кремень и сталь, трут и спички, обмакнутые в серу, исчезли, и теперь эту коробку можно было бы поместить в любой антикварный музей под портретом Гая Фокса и снабдить этикеткой: «инструмент для добывания огня, широко использовавшийся в начале девятнадцатого века». (Рис. 248.)

Fig. 248.

c. Сталь. b. Кремень. e. Трут. d. Спички старомодного трута, a.

Трение куска дерева (закаленного огнем и заостренного) о другой, более мягкий вид, использовалось с незапамятных времен дикими народами для вызывания тепла и света; дерево вращается на манер дрели с безошибочной ловкостью руками дикаря, и, будучи окруженным легкой стружкой и мягко поддерживаемое дыханием, скрытый огонь с большим и непрестанным трудом наконец добывается. Как выгодно современные люциферы сравниваются с этими трудоемкими усилиями варварских племен! Ребенок теперь может добыть огонь с помощью химически приготовленного металла, и большая заслуга принадлежит тому человеку, который первым придумал метод смешивания фосфора и хлората калия и так отрегулировал эти опасные материалы, что они стали такими же безопасными, как «старый трут», и теперь стали одной из наших бытовых необходимостей. Воспламенение, или повышение тепла в твердом теле, является еще одним источником света и хорошо иллюстрируется производством осветительной способности при сгорании сала, масла, воска, камфина или светильного газа. Термин «воспламенение» происходит от латинского (ignis, огонь) и совершенно отличается и имеет совершенно иное значение, чем «сгорание». Если стеклянную банку наполнить углекислым газом и поместить в нее небольшой лоток, содержащий немного хлопкового пороха, окажется невозможным поджечь последний зажженной лучиной, т. е. путем сгорания (comburo, жечь), потому что газ гасит пламя, которое зависит от подачи кислорода; тогда как если медную или другую металлическую проволоку сделать раскаленной или воспламенить, углекислый газ не оказывает никакого влияния на тепло, и раскаленная проволока, проходя через газ, немедленно поджигает хлопковый порох.

Пламя состоит из трех частей — а именно: внешней пленки, которая непосредственно контактирует с воздухом и имеет слабую светимость или не имеет ее вовсе; также второй пленки, где откладывается углерод и, сначала путем воспламенения, а затем путем сгорания, производит свет; и, в-третьих, внутреннего пространства, содержащего несгоревший газ, который как бы ждет своей очереди достичь внешнего воздуха и быть потребленным обычным образом. (Рис. 249.)

Fig. 249.

Пламя свечи. 1. Внешнее пламя. 2. Внутреннее пламя, которое плохо снабжается кислородом и где углерод откладывается и воспламеняется. 3. Внутренняя часть, содержащая несгоревший газ.

Химическое действие и электричество так часто упоминались в этой работе как источник тепла и света, что нет необходимости делать что-то большее, чем просто упомянуть их здесь, в то время как фосфоресценция (шестой источник света) в мертвой и живой материи, спонтанное производство света, хорошо известна и иллюстрируется «светлячком», «огненным жуком», светимостью воды океана или разлагающимися останками определенных рыб и даже человеческих тел. Фосфоресценция еще более любопытно иллюстрируется путем удержания листа белой бумаги, прокаленной устричной раковины или даже руки в солнечных лучах, а затем быстрого удаления в затемненную комнату, когда они кажутся светящимися и видимыми даже после того, как свет перестал падать на них.

Для исследования кратковременной фосфоресценции различных тел г-н Беккерель изобрел весьма остроумный прибор, называемый «фосфороскопом». Он состоит из деревянного цилиндра диаметром в один дюйм и длиной в семь дюймов, помещенного в угол черного ящика с электрической лампой внутри, так что три четверти цилиндра видны снаружи, а оставшаяся четверть подвергается воздействию внутреннего электрического света.

С помощью соответствующих колес цилиндр, покрытый каким-либо веществом (например, фосфором Беккереля), приводится во вращение со скоростью 300 оборотов в секунду, и при использовании этой или меньшей скорости различные фосфоры сначала подвергаются воздействию мощного света, а затем становятся видны наблюдателю снаружи ящика.

Принято считать, что свет образуется в результате испускания лучей светящимся телом. Если бросить рукой камень, выпустить стрелу из лука или ядро из пушки, мы прекрасно понимаем, как каждое из них может быть приведено в движение на определенное расстояние и почему они могут перемещаться в пространстве; но когда мы слышим, что свет проходит от Солнца, которое находится на расстоянии девяноста пяти миллионов миль от Земли, примерно за семь с половиной минут, интересно узнать, что это за сила, которая движет свет на такое огромное расстояние, а также какова, как предполагается, природа самого света.

Существуют две теории, объясняющие природу света и его распространение в пространстве; они названы в честь знаменитых людей, которые их предложили, а также по теоретическому механизму их соответствующих способов движения: таким образом, мы имеем ньютоновскую, или корпускулярную, теорию света и гюйгенсовскую, или волновую, теорию; первая названа в честь сэра Исаака Ньютона, а вторая — в честь Гюйгенса, другого весьма ученого математика. За много лет до того, как Ньютон совершил свое великое открытие состава света в 1672 году, математики были сторонниками волновой теории, и в число ее приверженцев входили не только Гюйгенс, но и Декарт, Гук, Мальбранш и другие ученые мужи. Человечество всегда было радо следовать за прославленными лидерами, это так намного легче, и в большинстве случаев, возможно, лучший путь — отказаться от собственного мнения, когда более ученые, чем мы сами, люди не только принимают, но и настаивают на истинности своих теорий; так было и с корпускулярной теорией, о которой систематически писал и которую поддерживал Эмпедокл, философ из Агригента на Сицилии, живший примерно за 444 года до христианской эры и, как говорят, бывший весьма ученым и красноречивым; он утверждал, что свет состоит из частиц, испускаемых светящимися телами, и что зрение осуществляется как за счет воздействия этих частиц на глаз, так и посредством зрительного влияния, испускаемого самим глазом. Со временем, по крайней мере через 2000 лет после выдвижения этой теории, философы постепенно отвергли корпускулярную теорию, пока великий Ньютон, примерно в середине XVII века, не выступил в качестве защитника, и, поставив на гипотезе свою печать одобрения, сразу же увлек за собой всю армию философов в ее пользу, так что вплоть до начала XIX века все явления света объяснялись на основе этой гипотезы.

Корпускулярная теория, сведенная к кратчайшему определению, предполагает, что свет является действительно материальным агентом, и требует от студента верить, что этот агент состоит из частиц, настолько невообразимо малых, что их невозможно взвесить, и, конечно, они не обладают весом; предполагается, что корпускулы испускаются целиком (подобно искрам горящей стали от фейерверка-джерба) Солнцем, неподвижными звездами и всеми светящимися телами; движутся с огромной скоростью и, следовательно, обладают свойством инерции; и вызывают ощущение зрения, ударяясь физически о расширенный нерв, сетчатку, квазиразум глаза. Д-р Юнг отмечает: «что согласно этой проекционной теории сила, затрачиваемая на свободное испускание света, должна быть примерно в миллион миллионов раз больше силы тяжести на поверхности Земли, и она должна либо действовать с одинаковой интенсивностью на все частицы света, либо должна проталкивать некоторые из них через большее пространство, чем другие, если ее действие более мощное, поскольку скорость во всех случаях одинакова — например, если проекционная сила слабее по отношению к красному свету, чем по отношению к фиолетовому, она должна продолжать свое действие на красные лучи на большее расстояние, чем на фиолетовые. В природе нет другого примера простого снаряда, движущегося со скоростью, одинаковой во всех случаях, какова бы ни была его причина; и чрезвычайно трудно представить, что такая огромная сила отталкивания может присутствовать во всех веществах, способных становиться светящимися, так что свет гниющего дерева или двух потертых друг о друга камешков может проецироваться точно с той же скоростью, что и свет, испускаемый железом, горящим в газообразном кислороде, или резервуаром жидкого огня на поверхности Солнца». Теперь одним из самых поразительных обстоятельств, касающихся распространения света, является равномерность его скорости в одной и той же среде. Эти и другие трудности в применении корпускулярной теории привлекли внимание покойного д-ра Юнга, и в 1801 году он вновь возродил и поддержал пренебрегаемую волновую теорию с такой большой способностью, что внимание многих ученых математиков было направлено на этот предмет, и теперь можно сказать, что корпускулярная теория почти, если не полностью, отвергнута, в то время как волновая теория снова и заслуженно используется для объяснения теории света и его распространения в пространстве. Согласно этой гипотезе предполагается, что вся Вселенная, включая мельчайшие поры всей материи, будь то твердая, жидкая или газообразная, заполнена высокоэластичной редкой средой самого разреженного характера, называемой эфиром, обладающей свойством инерции, но не гравитации. Этот эфир не есть свет, но свет производится в нем путем возбуждения со стороны светящихся тел вибрационного движения, подобного волнообразному движению воды, которое создает волны, или вибрации воздуха, дающей звук. Вода, приведенная в движение, создает волны. Воздух, приведенный в движение, создает звуковые волны. Эфир, т.е. теоретический эфир, пронизывающий всю материю, также приведенный в движение, создает свет. Природа вибрационной среды действительно лучше понимается при обращении к тому, что, как мы знаем, обладает обычными свойствами материи — а именно, к воздуху; и при прослеживании аналогии между распространением звука и света трудности волновой теории очень быстро исчезают. Чтобы проиллюстрировать вибрацию, достаточно взять бокал для пальцев и, закрепив маленький эбонитовый шарик, прикрепленный к шелковой нити, с помощью изогнутой латунной проволоки прямо над ним, так чтобы шарик мог касаться внешней или внутренней стороны стекла, необходимо обратить внимание на покой шарика, когда смычок скрипки слегка проводят по краю стекла, не производя звука, и на противоположный эффект, полученный при таком движении и нажатии на смычок, что издается резкий звук, когда маленький шарик немедленно отбрасывается от края, причем отталкивающее действие продолжается до тех пор, пока звук производится вибрацией стекла. (Рис. 250.)

Fig. 250.

a. Бокал для пальцев. b. Скрипичный смычок. c. Эбонитовый шарик. Пунктирный шарик показывает, как он отталкивается во время вибрации стекла.

Здесь вибрации сначала возникают в стекле и, передаваясь окружающему воздуху, создают звук; если бы тот же эксперимент можно было провести в вакууме, стекло могло бы вибрировать, но, не будучи окруженным воздухом, звук не был бы произведен. Этот факт доказывается тем, что сначала звонят в колокольчик с помощью соответствующего механизма, закрепленного под приемником, помещенным на пластине воздушного насоса; звук колокольчика слышен до тех пор, пока насос не приводится в действие и приемник постепенно не откачивается, когда звон становится все тише и тише, пока не становится совершенно неслышным. Этот эксперимент становится более поучительным, если постепенно снова впускать воздух в откачанный сосуд и одновременно звонить в колокольчик, когда звук постепенно становится громче, пока не достигнет своей полной силы. Солнце и другие светящиеся тела можно сравнить с бокалом для пальцев, и предполагается, что они от природы наделены вибрационным движением (своего рода постоянной лихорадкой), только вместо того, чтобы приводить в движение воздух, предполагается, что эфир приводится в волнообразное движение, которые распространяются через пространство и передают впечатление света от светящегося объекта. Другой знакомый пример волнообразной среды показан при бросании камня в водоем; первый немедленно вдавливает и вытесняет определенное количество частиц последнего, следовательно, окружающие молекулы воды нагромождаются выше своего уровня; под действием силы тяжести они снова опускаются и выбрасывают другую волну, эта при оседании поднимает другую, пока сила первоначальной и более высокой волны не затухает у края водоема в слабейшую рябь. Однако необходимо понимать, что не частицы воды, впервые приведенные в движение, перемещаются и распространяются концентрическими кругами; но сила распространяется путем подъема и опускания каждой отдельной частицы воды, когда она возмущается импульсом нисходящей волны перед ней. Стоя на конце пирса или на скале, о которую разбивается море, обычно слышишь, как наблюдатель кричит, если погода штормовая и волны очень высокие: «О! Вот идет большая волна!», как будто вода перемещалась физически от того места, где ее впервые заметили, тогда как перемещается просто сила, которая в конечном итоге воздействует на воду, ближайшую к скале. На самом деле это прогрессивное действие, точно так же, как ветер проносится над широким полем кукурузы и пригибает колосья один за другим, придавая им на время вид волн. Принцип последовательного действия хорошо показан при размещении ряда бильярдных шаров, касающихся друг друга; если ударить по первому, движение передается через остальные, которые остаются неподвижными, в то время как последний только вылетает со своего места. Сила проходит через все шары, которые просто действуют как носители, их движение ограничено, и только последний меняет свое положение. Прогрессивное движение также хорошо демонстрируется путем расположения шести или восьми намагниченных игл на остриях в ряд, всеми северными полюсами в одном направлении. (Рис. 252.)

Fig. 251.

Мальчик бросает камни в воду и создает круговые волны.

Fig. 252.

a b. Серия игл, расположенных как описано. c. Полосовой магнит, северным полюсом n к иглам. Пунктирные линии показывают направление, постепенно принимаемое всеми иглами, начиная с d.

При приближении северного полюса полосового магнита к тому же полюсу одного конца ряда игл очень любопытно видеть, как они поворачиваются в противоположном направлении постепенно, одна за другой, по мере того как сила отталкивания полосового магнита постепенно воздействует на подобные полюса в магнитных иглах. Волнообразные движения волн воды также прекрасно показаны при использовании прибора, состоящего из желоба со стеклянным дном и экраном над ним, как описано на странице 10. Передача вибраций из одного места в другое также замечательно показана в телефонном концерте профессора Уитстона (см. страницу с рисунком), где музыкальные инструменты, как в Политехникуме, были размещены автором в подвале, а вибрация проводилась только по деревянным стержням к декам наверху, так что музыка подавалась подобно газу или воде. Эти вибрации или волнообразные движения в воздухе, воде и теоретическом эфире поэтому были названы волнами воды, волнами звука и волнами света, точно так же, как если бы трое часов были сделаны из трех разных металлов, механизм оставался бы тем же, хотя материал, или в данном случае среда, был бы разным в каждом.

Любое увеличение числа вибраций воздуха создает острые звуки, в то время как уменьшение сопровождает низкие звуки, и когда волны следуют друг за другом не менее шестнадцати раз в секунду, создается самый низкий звук. Предполагается, что свет и цвета обусловлены подобной причиной, и для создания красного луча должно произойти не менее 477 миллионов миллионов вибраций в секунду времени; оранжевого — 506; желтого — 535; зеленого — 577; синего — 622; индиго — 658; фиолетового — 699; а белый свет, который состоит из этих цветов, насчитывает 541 миллион миллионов волнообразных движений в секунду.

Хотя свет движется с такой поразительной быстротой, конечно, требуется определенное время для его прохождения через пространство — в природе нет ничего мгновенного. Определенный период времени, как бы мал он ни был, должен пройти при совершении любого действия, и тщательным наблюдением времени, в которое воспринимаются затмения спутников Юпитера, было доказано, что свет движется со скоростью 192 500 миль в секунду, а по аберрации неподвижных звезд — 191 515, среднее значение этих двух наборов наблюдений, вероятно, даст правильную скорость. Однако такую скорость несколько трудно оценить, и поэтому, чтобы помочь нашему пониманию их огромной величины, сэр Дж. Гершель привел некоторые очень интересные сравнительные расчеты, и, исходящие от такого авторитета, мы можем легко поверить в их правильность.

«Пушечному ядру, движущемуся равномерно с максимальной скоростью, потребовалось бы семнадцать лет, чтобы достичь Солнца. Свет преодолевает то же расстояние примерно за семь с половиной минут.

«Самой быстрой птице при ее предельной скорости потребовалось бы почти три недели, чтобы совершить кругосветное путешествие, если предположить, что она могла бы продолжать путь, не останавливаясь для приема пищи или отдыха. Свет преодолевает то же расстояние за меньшее время, чем требуется для одного взмаха ее крыла».

Отложив пока теорию волнообразных движений, необходимо будет рассмотреть явления света, рассматривая его как лучистую материю, без ссылки на любую из спорящих теорий.

Свет исходит от Солнца, проходит миллионы миль до Земли, и по мере того, как он падает на различные вещества, проявляется множество эффектов. Существует определенный класс тел, которые препятствуют прохождению лучей света, и там, где нет света, отбрасывается тень, и вещество, создающее тень, называется непрозрачным. Дерево, камень, металлы, древесный уголь — все это примеры непрозрачности; в то время как стекло, тальк и рог позволяют определенному количеству лучей проходить через свои частицы и поэтому называются прозрачными. Природа, однако, никогда не впадает в резкие крайности, и поскольку нет вещества, настолько непрозрачного, чтобы (при уменьшении толщины) не позволять определенному количеству света проходить через свое вещество, так, с другой стороны, насколько бы прозрачным ни было тело, большее или меньшее количество лучей всегда задерживается, и поэтому непрозрачность и прозрачность рассматриваются как две крайности длинной цепи; будучи соединенными многочисленными промежуточными звеньями, они переходят с незаметными градациями одно в другое.