Мы видим, что жилые дома, пораженные молнией, редко загораются от нее; но когда она проходит через амбары с сеном или соломой или через склады, содержащие большое количество пеньки или подобных материалов, они редко, если вообще когда-либо, избегают пожара; что, возможно, объясняется тем, что такие горючие материалы склонны воспламеняться при меньшей степени нагрева, чем та, которая необходима для воспламенения дерева.
Прошлым летом в нашем городе молнией были поражены и повреждены четыре дома и судно у одной из пристаней. Один из домов был поражен дважды во время одной и той же грозы. Но я имею удовольствие сообщить вам, что ваш метод предотвращения таких ужасных бедствий, благодаря факту, который едва не ускользнул от нашего внимания, дал весьма убедительное доказательство своей огромной полезности и теперь пользуется у нас большим уважением, чем когда-либо.
Услышав несколько дней назад, что мистер Уильям Уэст, купец в нашем городе, подозревает, что молния во время одной из гроз прошлым летом прошла через железный громоотвод, который он установил для безопасности своего дома, я посетил его, чтобы узнать, на чем основано такое подозрение. Мистер Уэст сообщил мне, что его семья и соседи были оглушены ужасно сильным взрывом, и что вспышку и треск видели и слышали в одно и то же мгновение. Из чего он заключил, что молния должна была быть очень близко, и, поскольку ни один дом в округе не пострадал от нее, она должна была пройти через его громоотвод. Мистер Уайт, его клерк, рассказал мне, что в это время сидел у окна, примерно в двух футах от громоотвода, прислонившись к кирпичной стене, с которой тот соприкасался; и что он почувствовал резкое ощущение, похожее на удар электрическим током, в той части тела, которая касалась стены. Мистер Уэст далее сообщил мне, что человек, заслуживающий несомненного доверия, заверил его, что, находясь в дверях дома напротив, на другой стороне Уотер-стрит (которая, как вы знаете, совсем узкая), он видел, как молния растеклась по мостовой, которая была тогда очень мокрой от дождя, на расстояние двух или трех ярдов от основания громоотвода; и что другой человек, пользующийся очень хорошей репутацией, сказал ему, что, находясь в нескольких дверях оттуда на другой стороне улицы, он видел молнию наверху, сверкающую в таком направлении, что ему показалось, будто она была прямо над этим заостренным стержнем.
Получив эту информацию и желая получить дальнейшее подтверждение, поскольку на громоотводе не удалось обнаружить никаких следов молнии, насколько мы могли осмотреть его внизу, я предложил мистеру Уэсту подняться на крышу дома, чтобы осмотреть заостренный стержень, заверив его, что если молния прошла через него, то острие должно было расплавиться; и, к нашему великому удовлетворению, мы обнаружили, что так оно и есть. Этот железный стержень возвышался примерно на девять с половиной футов над дымоходом, к которому был прикреплен (хотя я полагаю, что трех или четырех футов было бы достаточно). В самой толстой части он был чуть более полудюйма в диаметре и сужался к верхнему концу. Громоотвод от нижнего конца стержня до земли состоял из квадратных железных гвоздильных прутьев толщиной не намного более четверти дюйма, соединенных между собой сцепляющимися звеньями. Он спускался по кедровой крыше к карнизу, а оттуда вниз по стене дома, в четыре с половиной этажа, к мостовой на Уотер-стрит, будучи прикрепленным к стене в нескольких местах небольшими железными крюками. Нижний конец был прикреплен к кольцу в верхней части железного колышка, который был забит в землю на глубину около четырех или пяти футов.
В верхней части вышеупомянутого железного стержня было отверстие глубиной около двух дюймов, куда была вставлена латунная проволока толщиной около двух линий, и, когда ее впервые туда поместили, длиной около десяти дюймов, заканчивающаяся очень острым концом; но теперь вся ее длина составляла не более семи с половиной дюймов, а верх был очень тупым. Часть металла, по-видимому, отсутствует, так как самая тонкая часть проволоки, как я подозреваю, превратилась в дым. Но некоторая ее часть, там, где проволока была немного толще, будучи лишь расплавленной молнией, стекла вниз, пока находилась в жидком состоянии, и образовала грубый неровный колпачок, более низкий с одной стороны, чем с другой, вокруг верхнего конца того, что осталось, и тесно соединилась с ним.
Это был весь ущерб, который мистер Уэст понес от ужасного удара молнии; — самое убедительное доказательство огромной полезности этого метода предотвращения ее страшных последствий. Несомненно, теперь будет считаться столь же целесообразным предусматривать громоотводы, как и водостоки.
Мистер Уэст был так добр, что подарил мне расплавленную проволоку, которую я храню как большую диковинку и жажду удовольствия показать ее вам. Тем временем прошу вас принять лучшее изображение, которое я могу дать, которое вы найдете рядом с термометром, нарисованное в натуральную величину, как оно выглядит сейчас. Пунктирные линии выше предназначены для того, чтобы показать форму проволоки до того, как молния расплавила ее.
А теперь, сэр, я от всего сердца поздравляю вас с тем удовольствием, которое вы должны испытывать, видя, что ваши великие и хорошо обоснованные ожидания в такой степени оправдались. Пусть этот метод защиты от разрушительной силы одной из самых грозных стихий природы встретит такой дальнейший успех, чтобы побудить каждое доброе и благодарное сердце благословить Бога за это важное открытие! Пусть польза от него распространится по всему земному шару! Пусть он распространится на позднейшие поколения человечества и сделает имя ФРАНКЛИНА, подобно имени НЬЮТОНА, бессмертным.
Я, сэр, с искренним уважением,
Ваш покорнейший и преданнейший слуга,
ЭБЕН. КИННЕРСЛИ.
МИСТЕРУ КИННЕРСЛИ.
Ответ на некоторые из вышеупомянутых тем. — Как долго Лейденская банка может оставаться заряженной. — Нагретое стекло, проницаемое для электрического флюида. — Электрическое притяжение и отталкивание. — Ответ на другие темы в предыдущей статье. — Многочисленные способы разведения огня. — Взрыв воды. — Шары и острия.
Лондон, 20 февраля 1762 г.
Сэр,
Я получил ваше остроумное письмо от 12 марта прошлого года и сердечно благодарю вас за описание новых опытов, которые вы недавно провели в области электричества. Это предмет, который до сих пор доставляет мне удовольствие, хотя в последнее время я не уделял ему много внимания.
Ваш второй опыт, в котором вы безуспешно пытались передать положительное электричество с помощью пара, поднимающегося от наэлектризованной воды, напоминает мне один, который я проводил ранее, чтобы проверить, нельзя ли получить отрицательное электричество только путем испарения. Я поместил большую нагретую латунную пластину площадью четыре или пять квадратных футов на электрическую подставку; металлический стержень длиной около четырех футов с пулей на конце выступал от пластины горизонтально. Легкий локон хлопка, подвешенный на тонкой нити к потолку, висел напротив пули и на расстоянии дюйма от нее. Затем я посыпал нагретую пластину водой, которая быстро поднималась от нее в виде пара. Если пар склонен уносить электрический, как он уносит обычный огонь от тел, я ожидал, что пластина, теряя часть своего естественного количества, станет отрицательно наэлектризованной. Но я не мог заметить по какому-либо движению хлопка, что он вообще затронут: также по какому-либо разделению маленьких пробковых шариков, подвешенных к пластине, нельзя было заметить, что пластина каким-либо образом наэлектризована.
Мистер Кэнтон здесь также обнаружил, что две чайные чашки, установленные на электрических подставках и наполненные одна кипящей, а другая холодной водой и одинаково наэлектризованные, оставались таковыми, несмотря на обильное испарение от горячей воды. Совпадение вашего опыта и его опыта показывает еще одно примечательное различие между электрическим и обычным огнем. Ибо последний охотнее всего покидает тело, которое его содержит, когда вода или любая другая жидкость испаряется с поверхности этого тела, и уходит вместе с паром. Отсюда метод, давно используемый на востоке для охлаждения напитков путем оборачивания бутылок влажной тканью и выставления их на ветер. Доктор Каллен из Эдинбурга привел несколько опытов охлаждения путем испарения; и я присутствовал при одном, проведенном доктором Хэдли, тогдашним профессором химии в Кембридже, когда путем многократного смачивания шарика термометра спиртом и ускорения испарения дутьем мехов ртуть опустилась с 65, состояния теплоты в обычном воздухе, до 7, что на 22 градуса ниже точки замерзания; и, соответственно, из воды, смешанной со спиртом, или из дыхания помощников, или из того и другого, вокруг шарика собрался лед в виде мелких игл толщиной почти в четверть дюйма. До такой степени ртуть потеряла огонь, который содержала прежде, который, как я полагаю, воспользовался случаем уйти в компании с испаряющимися частицами спирта, прилипнув к этим частицам.
Ваш опыт с флорентийской колбой и кипящей водой очень любопытен. Я повторил его и обнаружил, что он удается, как вы описываете, в двух колбах из трех. Третья не заряжалась ни при наполнении горячей, ни холодной водой. Я повторил его, потому что вспомнил, что однажды пытался сделать электрическую бутылку из флорентийской колбы, наполненной холодной водой, но не смог зарядить ее вовсе; что я тогда приписал некоторым незаметным трещинам в маленьких, чрезвычайно тонких пузырьках, которыми полно это стекло, и заключил, что ни одно из такого рода не подойдет. Но вы показали мне мою ошибку. — Мистер Уилсон ранее сообщал нам, что раскаленное стекло проводит электричество; но что столь малая степень теплоты, как та, что передается кипящей водой, может настолько открыть поры чрезвычайно тонкого стекла, чтобы позволить электрическому флюиду свободно проходить, известно не было. Некоторые опыты, подобные вашим, однако, были проведены здесь до получения вашего письма, о которых я теперь дам вам отчет.
Ранее я придерживался мнения, что Лейденская банка, заряженная, а затем герметично запечатанная, может сохранять свое электричество вечно; но, имея впоследствии подозрение, что, возможно, этот тонкий флюид может медленно, незаметными степенями просачиваться сквозь стекло и со временем уходить, я попросил некоторых моих друзей, имевших возможности для этого, провести испытание, будет ли через несколько месяцев заряд такой запечатанной бутылки заметно уменьшен. Будучи в Бирмингеме в сентябре 1760 года, мистер Болтон из этого города открыл бутылку, которая была заряжена, а ее длинное трубчатое горлышко герметично запечатано в январе того же года. Отломив конец горлышка и введя в него проволоку, мы обнаружили, что она обладает значительным количеством электричества, которое разрядилось щелчком и искрой. Эта бутылка пролежала около семи месяцев на полке в шкафу, соприкасаясь с телами, которые, несомненно, отвели бы все ее электричество, если бы оно могло легко пройти сквозь стекло. Тем не менее, поскольку количество, проявленное при разряде, было не столь значительным, как можно было ожидать от бутылки такого размера, хорошо заряженной, оставалось некоторое сомнение, не ушла ли часть его во время запечатывания горлышка или не просочилась ли она с тех пор постепенно сквозь стекло. Но опыт мистера Кэнтона, в котором такая бутылка держалась под водой неделю, не потеряв нисколько своего электричества, по-видимому, показывает, что когда стекло холодное, хотя и чрезвычайно тонкое, электрический флюид хорошо удерживается им. Поскольку этот остроумный и точный экспериментатор сделал открытие, подобное вашему, о влиянии теплоты на проницаемость тонкого стекла для этого флюида, будет справедливо привести вам его отчет об этом его собственными словами, извлеченными из его письма ко мне, в котором он сообщил об этом, датированного 31 октября 1760 года, а именно:
"Приобретя несколько тонких стеклянных шаров диаметром около полутора дюймов со стеблями или трубками длиной восемь или девять дюймов, я наэлектризовал их, некоторые положительно внутри, а другие отрицательно, по способу зарядки Лейденской банки, и запечатал их герметично. Вскоре после этого я приложил обнаженные шары к своему электрометру и не смог обнаружить ни малейшего признака их электризации, но, подержав их перед огнем на расстоянии шести или восьми дюймов, они стали сильно электрическими в очень короткое время, и еще более — когда остывали. Эти шары каждый раз, когда их нагревают, будут отдавать электрический флюид другим телам или принимать его от них, в зависимости от состояния плюс или минус внутри них. Частое нагревание, как я обнаружил, заметно уменьшит их силу; но содержание одного из них под водой в течение недели, по-видимому, нисколько не ослабило ее. Тот, который я держал под водой, был заряжен 22 сентября прошлого года, несколько раз нагревался до того, как его держали в воде, и с тех пор часто нагревался, и все же он до сих пор сохраняет свою силу в весьма значительной степени. Случайная поломка двух моих шаров дала мне возможность измерить их толщину, которую я нашел между семью и восемью тысячными долями дюйма."
"Пуховое перо в тонком стеклянном шаре, герметично запечатанном, не будет затронуто применением возбужденной трубки или проволоки заряженной банки, если только шар не будет значительно нагрет; и если стеклянную панель нагреть до тех пор, пока она не начнет становиться мягкой, и в этом состоянии держать между проволокой заряженной банки и разрядной проволокой, путь электрического флюида будет не через стекло, а по поверхности, вокруг края его."
Из этого последнего опыта мистера Кэнтона следует, что, хотя при умеренном нагреве тонкое стекло становится в некоторой степени проводником электричества, однако, когда оно имеет толщину обычной оконной панели, оно не является, даже в состоянии, близком к плавлению, настолько хорошим проводником, чтобы пропустить удар разряженной бутылки. Существуют другие проводники, которые позволяют электрическому флюиду проходить через них постепенно, и все же не проводят удар. Например, стопа бумаги будет проводить через всю свою длину, так что наэлектризует человека, который, стоя на воске, подносит бумагу к наэлектризованному главному кондуктору; но она не проведет удар даже только через свою толщину; следовательно, удар либо не проходит, либо проходит, разрывая дыру в бумаге. Так сито будет пропускать воду постепенно, но поток из пожарной машины либо был бы остановлен им, либо прорвал бы в нем дыру.
Следует полагать, что для того, чтобы сделать стекло проницаемым для электрического флюида, теплота должна быть соразмерна толщине. Вы нашли теплоту кипящей воды, которая составляет лишь 210, достаточной, чтобы сделать чрезвычайно тонкое стекло во флорентийской колбе проницаемым даже для удара. — Лорд Чарльз Кавендиш с помощью очень остроумного опыта нашел теплоту 400 необходимой, чтобы сделать более толстое стекло проницаемым для обычного тока.
"Стеклянная трубка (см. Таблицу III), часть которой C B была сплошной, имела вставленную в каждый конец проволоку, доходящую до B и C."
"Маленькая проволока была привязана в D, доходя до пола, чтобы отвести любое электричество, которое могло бы бежать вдоль трубки."
"Изогнутая часть была помещена в железный горшок, наполненный железными опилками; термометр также был помещен в опилки; лампа была помещена под горшок; и все это было поддержано на стекле."
"Проволока A, будучи наэлектризованной машиной до того, как было применено тепло, пробки в E разделились, сначала по принципу Лейденской банки."
"Но после того, как часть C B трубки была нагрета до 600, пробки продолжали разделяться, хотя вы разряжали электричество, касаясь проволоки в E, при этом электрическая машина продолжала работать."
"При остывании всего устройства эффект сохранялся до тех пор, пока термометр не опустился до 400."
Том I, стр. 348.
Таблица III.
Хотелось бы, чтобы этот благородный философ сообщил миру больше своих опытов, так как он проводит их много и с большой точностью.
Вы знаете, что я всегда рассматривал и упоминал равное отталкивание в случаях положительного и отрицательного электричества как явление, которое трудно объяснить. Я иногда тоже был склонен, вместе с вами, свести все к притяжению; но помимо того, что притяжение кажется само по себе столь же непонятным, как и отталкивание, существуют некоторые проявления отталкивания, которые я не могу так легко объяснить притяжением; вот один пример. Когда пара пробковых шариков подвешена на льняных нитях к концу главного кондуктора, если вы поднесете натертую стеклянную трубку близко к кондуктору, но не касаясь его, вы увидите, что шарики разделяются, как будучи наэлектризованными положительно; и все же вы не передали никакого электричества кондуктору, ибо, если бы передали, оно осталось бы там после удаления трубки; но смыкание шариков немедленно после этого показывает, что в кондукторе осталось не больше его естественного количества. Затем, снова приближаясь к кондуктору с натертой трубкой, если, пока шарики разделены, вы коснетесь пальцем того конца кондуктора, к которому они висят, они снова сойдутся, будучи вместе с этой частью кондуктора приведены в то же состояние, что и ваш палец, т. е. естественное состояние. Но другой конец кондуктора, возле которого держится трубка, не находится в этом состоянии, а в отрицательном, что проявляется при удалении трубки; ибо тогда часть естественного количества, оставшаяся на конце возле шариков, покидая этот конец, чтобы восполнить то, чего не хватает на другом, весь кондуктор оказывается в равной степени в отрицательном состоянии. Не указывает ли это на то, что электричество натертой трубки оттолкнуло электрический флюид, который был рассеян в кондукторе, пока тот был в своем естественном состоянии, и заставило его покинуть конец, к которому была приближена трубка, накапливаясь на конце, к которому были подвешены шарики? Признаюсь, мне трудно объяснить его уход с того конца при приближении натертой трубки иначе, как на основании предположения об отталкивании; ибо, пока кондуктор был в том же состоянии, что и воздух, т. е. естественном состоянии, мне не кажется легким предположить, что притяжение должно внезапно возникнуть между воздухом и естественным количеством электрического флюида в кондукторе, чтобы притянуть его к концу, противоположному тому, к которому приближена трубка, и накопить его на нем; поскольку тела, обладающие лишь своим естественным количеством этого флюида, обычно не наблюдаются притягивающими друг друга или взаимно влияющими на количества электричества, которые каждое содержит.