«Новая физика и ее эволюция»

Сравнение этих двух случаев приводит к использованию нового образа для представления явления, которое произошло во всем солевом растворе. Мы ввели одну молекулу соли, и все происходит так, как если бы их было 1,75 молекулы. Нельзя ли действительно сказать, что число равно 1,75, потому что поваренная соль частично диссоциирована, и молекула превратилась в 0,75 молекулы натрия, 0,75 хлора и 0,25 соли?

Это способ выражения, который на первый взгляд кажется странно противоречащим эксперименту. Профессор Вант-Гофф, как и другие химики, безусловно, отверг бы — и, по правде говоря, сначала так и сделал — такую концепцию, если бы примерно в то же время выдающийся шведский ученый М. Аррениус не пришел к той же идее другим путем и, уточнив и модифицировав ее, не представил бы ее в приемлемой форме.

Краткий анализ легко покажет, что все вещества, которые являются исключениями из законов Вант-Гоффа, — это именно те, которые способны проводить электричество при разложении, то есть являются электролитами. Совпадение абсолютно и не может быть просто случайным.

Между тем явления электролиза уже давно навязали нам почти необходимый образ. Солевая молекула, как мы знаем, всегда разлагается в первичном явлении электролиза на два элемента, которые Фарадей назвал ионами. Вторичные реакции, несомненно, часто усложняют вопрос, но это химические реакции, относящиеся к общему порядку вещей, и они не имеют ничего общего с электрическим действием, воздействующим на раствор. Простое явление всегда одно и то же — разложение на два иона, за которым следует появление одного из этих ионов на положительном, а другого — на отрицательном электроде. Но поскольку для начала электролиза достаточно самого ничтожного расхода энергии, необходимо предположить, что эти два иона не связаны никакой силой. Таким образом, два иона, в некотором смысле, диссоциированы. Клаузиус, который первым представил эти явления с помощью данного символа, предположил, чтобы не слишком шокировать чувства химиков, что эта диссоциация затрагивает лишь бесконечно малую долю общего числа молекул соли и тем самым ускользает от всякой проверки.

Эта уступка была неудачной, и гипотеза таким образом потеряла большую часть своей полезности. М. Аррениус был смелее и откровенно признал, что диссоциация происходит сразу в случае большого числа молекул и стремится увеличиваться все больше и больше по мере того, как раствор становится более разбавленным. Это следует из сравнения с газом, который, будучи частично диссоциированным в замкнутом пространстве, становится полностью таковым в бесконечном.

М. Аррениус пришел к принятию этой гипотезы путем изучения экспериментальных результатов, относящихся к проводимости электролитов. Чтобы интерпретировать определенные факты, необходимо признать, что только часть молекул в солевом растворе может считаться проводниками электричества и что при добавлении воды число молекулярных проводников увеличивается. Это увеличение, хотя и быстрое вначале, вскоре замедляется и приближается к определенному пределу, которого позволило бы достичь бесконечное разбавление. Если проводящие молекулы — это диссоциированные молекулы, то диссоциация (поскольку речь идет о сильных кислотах и солях) стремится стать полной в случае неограниченного разбавления.

Противодействие большого числа химиков и физиков идеям М. Аррениуса поначалу было очень яростным. Следует с сожалением отметить, что, в частности, во Франции прибегли к оружию, которым ученые часто пользуются довольно неуклюже. Они шутили по поводу этих свободных ионов в растворе и просили показать им этот хлор и этот натрий, которые плавали в воде в состоянии свободы. Но в науке, как и везде, ирония — не аргумент, и вскоре пришлось признать, что гипотеза М. Аррениуса оказалась удивительно плодотворной и ее следует рассматривать, во всяком случае, как очень выразительный образ, если не полностью соответствующий реальности.

Было бы, безусловно, противоречило всякому опыту и даже самому здравому смыслу предполагать, что в растворенном хлориде натрия действительно есть свободный натрий, если мы предположим, что эти атомы натрия абсолютно идентичны обычным атомам. Но есть большая разница. В одном случае атомы наэлектризованы и несут относительно значительный положительный заряд, неотделимый от их состояния ионов, в то время как в другом они находятся в нейтральном состоянии. Мы можем предположить, что наличие этого заряда вызывает столь обширные модификации химических свойств атома, сколь угодно большие. Таким образом, гипотеза будет выведена из любой дискуссии химического порядка, поскольку она была заранее сделана достаточно пластичной, чтобы адаптироваться ко всем известным фактам; и если мы возразим, что натрий не может существовать в воде, потому что он мгновенно разлагает ее, ответ будет просто в том, что ион натрия не разлагает воду, как это делает обычный натрий.

Тем не менее, могли быть выдвинуты другие возражения, которые не так легко опровергнуть. Одно из них, которому химики не без оснований придавали большое значение, заключалось в следующем: если определенное количество хлорида натрия диссоциировано на хлор и натрий, должно быть возможно, например, путем диффузии, которая ясно выявляет явления диссоциации в газах, извлечь из раствора часть хлора или натрия, в то время как соответствующая часть другого соединения осталась бы. Этот результат находился бы в вопиющем противоречии с тем фактом, что везде и всегда раствор соли содержит строго одинаковые пропорции своих составных элементов.

М. Аррениус отвечает на это, что электрические силы в обычных условиях препятствуют разделению путем диффузии или любым другим процессом. Профессор Нернст идет дальше и показал, что концентрационные токи, которые возникают, когда два электрода из одного и того же вещества погружаются в два неравноконцентрированных раствора, могут быть интерпретированы гипотезой о том, что в этих конкретных условиях диффузия действительно вызывает разделение ионов. Таким образом, аргумент оборачивается, и доказательство, которое считалось подтверждением неверности теории, становится еще одним доводом в ее пользу.

Несомненно, можно привести несколько других экспериментов, которые не очень благоприятны для точки зрения М. Аррениуса, но это единичные случаи; и в целом его теория позволила скоординировать многие разрозненные до тех пор факты и связать воедино самые разнообразные явления. Она также подсказала — и, более того, продолжает ежедневно подсказывать — исследования высочайшего порядка.

Прежде всего, теория Аррениуса очень просто объясняет электролиз. Ионы, которые, так сказать, блуждают наугад и равномерно распределены по всей жидкости, направляются по регулярному пути, как только мы погружаем в ванну, содержащую электролит, два электрода, соединенные с полюсами динамо-машины или генератора электричества. Тогда заряженные положительные ионы движутся в направлении электродвижущей силы, а отрицательные ионы — в противоположном направлении. Достигая электродов, они отдают им заряды, которые несут, и таким образом переходят из состояния иона в состояние обычного атома. Более того, чтобы раствор оставался в равновесии, исчезнувшие ионы должны быть немедленно заменены другими, и таким образом состояние ионизации электролита остается постоянным, а его проводимость сохраняется.

Все особенности электролиза поддаются интерпретации: явления переноса ионов, прекрасные эксперименты М. Бути, работы профессора Кольрауша и профессора Оствальда по различным вопросам электролитической проводимости — все они поддерживают эту теорию. Ее верификации могут быть даже количественными, и мы можем предвидеть численные соотношения между проводимостью и другими явлениями. Измерение проводимости позволяет вычислить число молекул, диссоциированных в данном растворе, и это число оказывается в точности таким же, к какому приходят, если хотят устранить расхождение между реальностью и ожиданиями, вытекающими из теории профессора Вант-Гоффа. Законы криоскопии, тонометрии и осмоса таким образом снова становятся строгими, и исключений из них не остается.

Если диссоциация солей является реальностью и является полной в разбавленном растворе, то любое свойство солевого раствора должно быть представлено численно как сумма трех величин, одна из которых относится к положительному иону, вторая — к отрицательному иону, а третья — к растворителю. Свойства растворов тогда были бы тем, что называют аддитивными свойствами. Многочисленные проверки могут быть предприняты самыми разными путями. Они, как правило, проходят очень успешно; и измеряем ли мы электрическую проводимость, плотность, удельные теплоемкости, показатель преломления, силу вращательной поляризации, цвет или спектр поглощения, аддитивное свойство будет везде обнаружено в растворе.

Гипотеза, столь оспариваемая химиками вначале, более того, обеспечивает свой триумф важными завоеваниями в самой области химии. Она позволяет нам дать яркое объяснение химической реакции, и вместо старого девиза химиков «Corpora non agunt, nisi soluta» она подставляет современный: «Реагируют прежде всего ионы». Так, например, все соли железа, которые содержат железо в состоянии ионов, дают схожие реакции; но соли, такие как ферроцианид калия, в которых железо не играет роли иона, никогда не дают характерных реакций железа.

Профессор Оствальд и его ученики извлекли из гипотезы Аррениуса многообразные следствия, которые стали причиной значительного прогресса в физической химии. Профессор Оствальд показал, в частности, как эта гипотеза позволяет количественно рассчитать условия равновесия электролитов и растворов, и особенно явления нейтрализации. Если растворенная соль частично диссоциирована на ионы, этот раствор должен быть ограничен равновесием между недиссоциированной молекулой и двумя ионами, возникающими в результате диссоциации; и, уподобляя это явление случаю газов, мы можем использовать для его изучения законы Гиббса и Гульдберга и Вааге. Результаты, как правило, очень удовлетворительны, и новые исследования ежедневно дают новые проверки.

Профессор Нернст, который ранее дал, как было сказано, замечательную интерпретацию диффузии электролитов, в направлении, указанном М. Аррениусом, развил теорию всех явлений электролиза, которая, в частности, дает поразительное объяснение механизма возникновения электродвижущей силы в гальванических элементах.

Расширяя аналогию, уже столь удачно примененную, между явлениями, встречающимися в растворах, и теми, что происходят в газах, профессор Нернст предполагает, что металлы стремятся, так сказать, испаряться, находясь в присутствии жидкости. Кусок цинка, введенный, например, в чистую воду, порождает несколько металлических ионов. Эти ионы становятся положительно заряженными, в то время как металл естественно приобретает равный заряд, но противоположного знака. Таким образом, раствор и металл оба наэлектризованы; но этот род испарения затрудняется электростатическим притяжением, и поскольку заряды, переносимые ионами, значительны, установится равновесие, хотя число ионов, которые входят в раствор, будет очень малым.

Если жидкость, вместо того чтобы быть растворителем, как чистая вода, содержит электролит, она уже содержит металлические ионы, осмотическое давление которых будет противоположно давлению раствора. Тогда могут возникнуть три случая: либо будет равновесие, либо электростатическое притяжение будет противодействовать давлению раствора и металл будет заряжен отрицательно, либо, наконец, притяжение будет действовать в том же направлении, что и давление, и металл станет положительно, а раствор отрицательно заряженным. Развивая эту идею, профессор Нернст вычисляет с помощью действия осмотических давлений изменения энергии, вступающие в игру, и величину разностей потенциалов при контакте электродов и электролитов. Он выводит это из электродвижущей силы одного гальванического элемента, которая таким образом связывается с величинами осмотических давлений или, если хотите, благодаря соотношению, открытому Вант-Гоффом, с концентрациями. Некоторые особенно интересные электрические явления таким образом соединяются с уже очень важной группой, и строится новый мост, который объединяет два региона, долгое время считавшихся чуждыми друг другу.

Недавние открытия явлений, происходящих в газах, когда они становятся проводниками электричества, почти навязывают нам, как мы увидим, идею о том, что в этих газах существуют наэлектризованные центры, движущиеся через поле, и эта идея придает еще большую вероятность аналогичной теории, объясняющей механизм проводимости жидкостей. Будет также полезно, чтобы избежать путаницы, точно сформулировать это понятие электролитических ионов и установить их величину, заряд и скорость.

Два классических закона Фарадея предоставят нам важную информацию. Первый указывает, что количество электричества, проходящего через жидкость, пропорционально количеству вещества, отложившегося на электродах. Это сразу приводит нас к соображению, что в любом данном растворе все ионы обладают индивидуальными зарядами, равными по абсолютной величине.

Второй закон может быть сформулирован в таких терминах: грамм-атом металла несет с собой в электролиз количество электричества, пропорциональное его валентности.

Многочисленные эксперименты позволили узнать общую массу водорода, способную нести один кулон, и поэтому можно будет оценить заряд иона водорода, если известно число атомов водорода в данной массе. Эта последняя цифра уже предоставлена соображениями, вытекающими из кинетической теории, и согласуется с той, которую можно вывести из изучения различных явлений. Результат заключается в том, что ион водорода, имеющий массу 1,3 x 10^-20 граммов, несет заряд 1,3 x 10^-20 электромагнитных единиц; и второй закон немедленно позволит аналогичным образом оценить заряд любого другого иона.

Измерения проводимости, соединенные с определенными соображениями, касающимися различий в концентрации, которые появляются вокруг электрода при электролизе, позволяют вычислить скорость ионов. Так, в жидкости, содержащей 1/10 иона водорода на литр, абсолютная скорость иона составила бы 3/10 миллиметра в секунду в поле, где падение потенциала составляло бы 1 вольт на сантиметр. Сэр Оливер Лодж, который проводил прямые эксперименты для измерения этой скорости, получил цифру, очень близкую к этой. Это значение очень мало по сравнению с тем, которое мы встретим в газах.

Другое следствие законов Фарадея, на которое еще в 1881 году обратил внимание Гельмгольц, можно считать отправной точкой некоторых новых доктрин, с которыми мы столкнемся позже.

Гельмгольц говорит: «Если мы принимаем гипотезу о том, что простые тела состоят из атомов, мы обязаны признать, что точно так же электричество, будь то положительное или отрицательное, состоит из элементарных частей, которые ведут себя как атомы электричества».

Второй закон кажется, по сути, аналогичным закону кратных отношений в химии, и он показывает нам, что переносимые количества электричества варьируются от простого к двойному или тройному, в зависимости от того, идет ли речь об одно-, двух- или трехвалентном металле; и как химический закон приводит к концепции материального атома, так и электролитический закон подсказывает идею электрического атома.

ГЛАВА VI

ЭФИР

§ 1. СВЕТОВОЙ ЭФИР

Именно в работах Декарта мы находим первую идею приписывания тех физических явлений, которые свойства материи не могут объяснить, некоторой тонкой материи, являющейся вместилищем энергии Вселенной.

В наше время этой идее необычайно повезло. После того как она была затенена на двести лет успехом бессмертного синтеза Ньютона, она обрела совершенно новый блеск с Френелем и его последователями. Благодаря их замечательным открытиям первый этап казался завершенным, законы оптики были представлены единой гипотезой, чудесно приспособленной для того, чтобы позволить нам предвидеть неизвестные явления, и все эти предвидения впоследствии были полностью подтверждены экспериментом. Но исследования Фарадея, Максвелла и Герца санкционировали еще большие амбиции; и действительно казалось, что эта среда, которой было решено дать древнее название эфира и которая уже объяснила свет и лучистое тепло, будет также достаточна для объяснения электричества. Таким образом, начала формироваться надежда, что мы сможем доказать единство всех физических сил. Считалось, что знание законов, относящихся к самым сокровенным движениям этого эфира, может дать нам ключ ко всем явлениям и может познакомить нас с методом, которым энергия накапливается, передается и распределяется в своих внешних проявлениях.

Мы не можем изучить здесь все проблемы, связанные с физикой эфира. Для этого пришлось бы написать полный трактат по оптике и очень длинный — по электричеству. Я просто попытаюсь быстро показать, как за последние несколько лет эволюционировали идеи, касающиеся строения этого эфира, и мы увидим, возможно ли, не обманывая себя, представить, что единая среда действительно может позволить нам сгруппировать все известные факты в одну всеобъемлющую систему.

Сконструированная Френелем гипотеза светового эфира, которой вначале пришлось так упорно бороться, чтобы преодолеть упрямое сопротивление сторонников тогдашней классической теории эмиссии, казалась, напротив, обладать впоследствии непоколебимой силой. Ламе, хотя и осторожный математик, писал: «Существование эфирного флюида неоспоримо доказано распространением света через планетарные пространства и объяснением, столь простым и полным, явлений дифракции в волновой теории света»; и он добавляет: «Законы двойного лучепреломления доказывают с не меньшей уверенностью, что эфир существует во всех прозрачных средах». Таким образом, эфир перестал быть гипотезой, а стал в некотором роде осязаемой реальностью. Но эфирный флюид, существование которого было таким образом провозглашено, обладает некоторыми своеобразными свойствами.

Если бы речь шла только об объяснении прямолинейного распространения, отражения, преломления, дифракции и интерференции, несмотря на серьезные трудности вначале и возражения, сформулированные Лапласом и Пуассоном (некоторые из которых, хотя сегодня к ним относятся несколько легкомысленно, не потеряли своей ценности), мы не были бы обязаны выдвигать какую-либо гипотезу, кроме гипотезы об упругих колебаниях среды, не решая заранее ничего относительно природы и направления колебаний.

Эта среда, естественно — поскольку она существует в том, что мы называем пустотой, — считалась бы невесомой. Ее можно сравнить с флюидом пренебрежимо малой массы — поскольку она не оказывает заметного сопротивления движению планет, — но наделенным огромной упругостью, потому что скорость распространения света значительна. Она должна быть способна проникать во все прозрачные тела и сохранять там, так сказать, постоянную упругость, но должна там конденсироваться, поскольку скорость распространения в этих телах меньше, чем в вакууме. Такие свойства не принадлежат ни одному материальному газу, даже самому разреженному, но они не допускают никакого существенного противоречия, и это важный момент.

Именно изучение явлений поляризации привело Френеля к его смелой концепции поперечных колебаний и впоследствии побудило его проникнуть глубже в строение эфира. Мы знаем эксперимент Араго по неинтерференции поляризованных лучей в прямоугольных плоскостях. В то время как две системы волн, исходящие из одного и того же источника естественного света и распространяющиеся в почти параллельных направлениях, усиливаются или уничтожаются в зависимости от того, являются ли знаки наложенных волн одинаковыми или противоположными, волны лучей, поляризованных в перпендикулярных плоскостях, напротив, никогда не могут интерферировать друг с другом. Какова бы ни была разница в их ходе, интенсивность света всегда является суммой интенсивностей двух лучей.

Френель понял, что этот эксперимент абсолютно заставляет нас отвергнуть гипотезу продольных колебаний, действующих вдоль линии распространения в направлении лучей. Чтобы объяснить это, необходимо, напротив, признать, что колебания являются поперечными и перпендикулярными лучу. Верде мог по праву сказать: «Невозможно отрицать поперечное направление световых колебаний, не отрицая в то же время, что свет состоит из волнообразного движения».

Такие колебания не существуют и не могут существовать ни в какой среде, напоминающей флюид. Характеристика флюида заключается в том, что его различные части могут перемещаться относительно друг друга без возникновения какой-либо реакции, пока не происходит изменения объема. Конечно, могут существовать, как мы видели, некоторые следы жесткости в жидкости, но мы не можем представить себе такое в теле, бесконечно более тонком, чем разреженный газ. Среди материальных тел только твердое тело действительно обладает жесткостью, достаточной для возникновения внутри него поперечных колебаний и для их поддержания во время распространения.

Поскольку мы должны приписать такое свойство эфиру, мы можем добавить, что в этом отношении он напоминает твердое тело, и лорд Кельвин показал, что это твердое тело было бы гораздо более жестким, чем сталь. Этот вывод вызывает большое удивление у всех, кто слышит его впервые, и нередко к нему апеллируют как к аргументу против реального существования эфира. Однако не кажется, что такой аргумент может быть решающим. Нет причин предполагать, что эфир должен быть своего рода продолжением тел, с которыми мы привыкли обращаться. Его свойства могут удивлять наш обычный образ мышления, но это довольно ненаучное удивление не является причиной для сомнения в его существовании. Реальные трудности появились бы только в том случае, если бы мы были вынуждены приписать эфиру не своеобразные свойства, которые редко встречаются вместе в одном и том же веществе, а логически противоречивые свойства. Короче говоря, как бы странно ни казалась нам такая среда, нельзя сказать, что существует какое-либо абсолютное несовместимость между ее атрибутами.

Было бы даже возможно, если бы мы захотели, предложить образы, способные представить эти противоположные проявления. Различные авторы делали это. Так, М. Буссинеск предполагает, что эфир ведет себя как очень разреженный газ по отношению к небесным телам, потому что последние движутся, будучи погруженными в него, во всех направлениях и относительно медленно, в то время как они позволяют ему сохранять, так сказать, свою идеальную однородность. С другой стороны, его собственные колебания настолько быстры, что, что касается их, условия становятся очень разными, и его текучесть, можно сказать, уже не успевает проявиться. Отсюда видна только его жесткость.

Другое следствие, очень важное в принципе, того факта, что колебания света являются поперечными, было хорошо продемонстрировано Френелем. Он показал, как мы должны, чтобы понять действие, которое возбуждает без конденсации скольжение последовательных слоев эфира во время распространения колебания, рассматривать вибрирующую среду как состоящую из молекул, разделенных конечными расстояниями. Некоторые авторы, правда, предложили теории, в которых действие на расстоянии этих молекул заменяется действиями контакта между параллелепипедами, скользящими друг по другу; но, по сути, обе эти точки зрения приводят нас к представлению об эфире как о прерывистой среде, подобной самой материи. Идеи, почерпнутые из самых последних экспериментов, также приводят нас к тому же выводу.

§ 2. ИЗЛУЧЕНИЯ

В эфире, таким образом устроенном, распространяются поперечные колебания, относительно которых все эксперименты в оптике дают очень точную информацию. Амплитуда этих колебаний чрезвычайно мала, даже по отношению к длине волны, малыми, как они есть. Если бы, на самом деле, амплитуда колебаний приобрела заметную величину по сравнению с длиной волны, скорость распространения должна была бы увеличиваться с амплитудой. Тем не менее, несмотря на некоторые любопытные эксперименты, которые, по-видимому, устанавливают, что скорость света немного изменяется с его интенсивностью, у нас есть основания полагать, что, что касается света, амплитуда колебаний по отношению к длине волны несравненно меньше, чем в случае звука.

Вошло в обычай характеризовать каждое колебание путем пути, который вибрирующее движение проходит за время колебания — одним словом, длиной волны — а не длительностью самого колебания. Для измерения длин волн должны применяться методы, на которые я уже намекал по поводу измерений длины. Профессор Майкельсон, с одной стороны, и ММ. Перо и Фабри, с другой, разработали чрезвычайно остроумные процессы, которые привели к результатам действительно нежданной точности. Очень точное знание скорости распространения света также позволяет вычислить длительность колебания, когда длина волны уже известна. Таким образом, установлено, что в случае видимого света число колебаний от конца фиолетового до инфракрасного варьируется от четырехсот до двухсот миллиардов в секунду. Эта гамма, однако, не единственная, которую может дать эфир. Долгое время мы знали ультрафиолетовые излучения, еще более быстрые, и, с другой стороны, инфракрасные, более медленные, в то время как за последние несколько лет область известных излучений была необычайно расширена в обоих направлениях.

Именно М. Рубенсу и его сотрудникам принадлежат самые блестящие завоевания в области больших длин волн. Он заметил, что в их изучении трудность исследования проистекает из того факта, что крайние волны инфракрасного спектра содержат лишь малую часть общей энергии, излучаемой раскаленным телом; так что если для целей изучения они дополнительно диспергируются призмой или решеткой, интенсивность в любой одной точке становится настолько слабой, что ее уже невозможно наблюдать. Его оригинальная идея заключалась в том, чтобы получить без призмы или решетки однородный пучок большой длины волны, достаточно интенсивный для исследования. Для этой цели в качестве источника излучения использовалась полоска платины, покрытая фтористым кальцием или порошкообразным кварцем, которая испускает многочисленные излучения вблизи двух полос линейного поглощения в спектрах поглощения фтористого кальция и кварца, одна из которых расположена в инфракрасной области. Излучения, таким образом испускаемые, несколько раз отражаются на фтористом кальции или на кварце, в зависимости от случая; и поскольку вблизи полос поглощение имеет порядок поглощения металлических тел для световых лучей, мы уже не встречаем в пучке, отраженном несколько раз, или в лучах, остающихся после этого рода фильтрации, ничего, кроме излучений большой длины волны. Так, например, в случае кварца, в окрестности излучения, соответствующего длине волны 8,5 микрон, поглощение в тридцать раз больше в области полосы, чем в соседней области, и, следовательно, после трех отражений, в то время как соответствующие излучения не будут ослаблены, соседние волны будут таковыми, напротив, в пропорции от 1 до 27 000.

С зеркалами из каменной соли и сильвина были получены, взяв в качестве источника свет раскаленного газа (Ауэр), излучения, простирающиеся до 70 микрон; и эти последние являются самыми большими длинами волн, наблюдаемыми в оптических явлениях. Эти излучения в значительной степени поглощаются парами воды, и, несомненно, благодаря этому поглощению они не обнаруживаются в солнечном спектре. С другой стороны, они легко проходят через гуттаперчу, индийскую резину и изоляционные вещества в целом.

На противоположном конце спектра знание ультрафиолетовых областей было значительно расширено исследованиями Ленарда. Эти чрезвычайно быстрые излучения, как показал этот выдающийся физик, возникают в свете электрических искр, которые вспыхивают между двумя металлическими точками и которые производятся большой индукционной катушкой с конденсатором и прерывателем Венгельта. Профессору Шуману удалось сфотографировать их, нанеся бромид серебра непосредственно на стеклянные пластинки без закрепления его желатином; и он тем же процессом сфотографировал в спектре водорода луч с длиной волны всего 0,1 микрона.

Спектроскоп был полностью сформирован из плавикового шпата, и в нем был создан вакуум, ибо эти излучения чрезвычайно поглощаются воздухом.

Несмотря на чрезвычайную малость световых длин волн, удалось, после многочисленных безуспешных попыток, получить стоячие волны, аналогичные тем, которые в случае звука производятся в органных трубах. Хорошо известно чудесное применение, которое М. Липпман сделал из этих волн, чтобы полностью решить проблему цветной фотографии. Это открытие, столь важное само по себе и столь поучительное, поскольку оно показывает нам, как самые тонкие предвидения теории могут быть проверены во всех своих следствиях и привести физика к решению проблем, возникающих на практике, по праву стало популярным, и поэтому нет необходимости описывать его здесь подробно.

Профессор Винер получил стоячие волны за некоторое время до открытия М. Липпмана в слое чувствительного вещества, имеющего зерно, достаточно малое по отношению к длине волны. Его целью было решить вопрос, имеющий большое значение для полного знания эфира. Френель основал свою теорию двойного лучепреломления и отражения прозрачными поверхностями на гипотезе о том, что колебание луча поляризованного света перпендикулярно плоскости поляризации. Но Нейман предложил, напротив, теорию, в которой он признает, что световое колебание находится в этой самой плоскости. Он скорее предполагает, в противовес идее Френеля, что плотность эфира остается одинаковой во всех средах, в то время как его коэффициент упругости переменен.

Очень замечательные эксперименты по дисперсии М. Карвалло доказывают, действительно, что идея Френеля была, если не необходимой для нас, чтобы принять ее, по крайней мере, более вероятной из двух; но помимо этого указания, и вопреки гипотезе Неймана, две теории, с точки зрения объяснения всех известных фактов, действительно кажутся эквивалентными. Находимся ли мы тогда в присутствии двух механических объяснений, действительно разных, но тем не менее оба адаптируемых ко всем фактам, и между которыми всегда будет невозможно сделать выбор? Или, напротив, удастся ли нам реализовать experimentum crucis, эксперимент в точке, где пересекаются две теории, который окончательно решит вопрос?

Профессор Винер думал, что может сделать из своего эксперимента твердый вывод по спорному пункту. Он создал стоячие волны со светом, поляризованным под углом 45°, и установил, что, когда свет поляризован в плоскости падения, полосы сохраняются; но что, с другой стороны, они исчезают, когда свет поляризован перпендикулярно этой плоскости. Если допустить, что фотографическое впечатление является результатом активной силы вибрирующего движения эфира, вопрос, по сути, полностью прояснен, и расхождение устранено в пользу Френеля.

М. А. Пуанкаре, однако, указал, что мы ничего не знаем о механизме фотографического впечатления. Мы не можем считать очевидным, что именно кинетическая энергия эфира производит разложение чувствительной соли; и если, напротив, мы предположим, что это происходит из-за потенциальной энергии, все выводы меняются на противоположные, и идея Неймана торжествует.

Недавно очень умный физик, М. Коттон, особенно известный своими искусными исследованиями в области оптики, заново занялся изучением стоячих волн. Он провел очень точные количественные эксперименты и продемонстрировал, в свою очередь, что невозможно, даже со сферическими волнами, определить, от какого из двух векторов, которые должны рассматриваться во всех теориях света по вопросу явлений поляризации, действительно зависят световая интенсивность и химическое действие. Этот вопрос, следовательно, больше не существует для тех физиков, которые признают, что световые колебания являются электрическими осцилляциями. Какова бы ни была сформированная гипотеза, будь то электрическая сила или, напротив, магнитная сила, которую мы помещаем в плоскость поляризации, предвиденный способ распространения всегда будет в согласии с наблюдаемыми фактами.

§ 3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЭФИР

Идея приписывания явлений электричества возмущениям, производимым в среде, которая передает свет, уже давно существует; и физики, которые были свидетелями триумфа теорий Френеля, не могли не предположить, что этот флюид, который заполняет все пространство и проникает во все тела, может также играть преобладающую роль в электрических действиях. Некоторые даже сформировали слишком поспешные гипотезы по этому пункту; ибо час еще не пробил, когда можно было бы поместить их на достаточно прочную основу, и известные факты были недостаточно многочисленны, чтобы дать необходимую точность.

Основатели современной электрической науки также сочли более мудрым принять в отношении этой науки позицию, занятую Ньютоном в связи с гравитацией: «Прежде всего наблюдать факты, варьировать обстоятельства этих фактов как можно больше, сопровождать эту первую работу точными измерениями, чтобы вывести из них общие законы, основанные исключительно на эксперименте, и вывести из этих законов, независимо от всех гипотез о природе сил, производящих явления, математическую величину этих сил — то есть формулу, их представляющую. Такова была система, которой следовал Ньютон. Она была в целом принята во Франции учеными, которым физика обязана большим прогрессом, сделанным в последние годы, и она служила мне руководством во всех моих исследованиях электродинамических явлений... Именно по этой причине я избегал говорить об идеях, которые у меня могут быть относительно природы причины силы, исходящей от вольтовых проводников».

Так выражался Ампер. Выдающийся физик справедливо считал результаты, полученные им при следовании этому мудрому методу, достойными сравнения с законами притяжения; но он знал, что когда эта первая остановка была достигнута, нужно было идти дальше и что эволюция идей должна обязательно продолжаться.

«С какой бы физической причиной, — добавляет он, — мы ни хотели связать явления, производимые электродинамическим действием, полученная мною формула всегда останется выражением фактов», и он прямо указал, что если бы удалось вывести его формулу из рассмотрения колебаний флюида, распределенного в пространстве, был бы сделан огромный шаг в этом отделе физики. Он добавил, однако, что это исследование казалось ему преждевременным и ничего бы не изменило в результатах его работы, поскольку, чтобы соответствовать фактам, принятая гипотеза всегда должна была бы соглашаться с формулой, которая точно их представляет.

Не лишено интереса наблюдать, что сам Ампер, несмотря на свою осторожность, действительно сформировал некоторые гипотезы и признал, что электрические явления управляются законами механики. Тем не менее принципы Ньютона тогда казались непоколебимыми.

Фарадей был первым, кто продемонстрировал ясным экспериментом влияние сред в электричестве и магнитных явлениях, и он приписал это влияние определенным модификациям в эфире, которые эти среды заключают в себе. Его фундаментальной концепцией было отвержение действия на расстоянии и локализация в эфире энергии, эволюция которой является причиной проявляющихся действий, как, например, при разряде конденсатора.

Рассмотрим цилиндр насоса, помещенный в вакуум и закрытый поршнем с каждого конца, и введем между ними определенную массу воздуха. Два поршня, благодаря упругой силе газа, отталкивают друг друга с силой, которая, согласно закону Мариотта, изменяется в обратной пропорции к расстоянию. Метод, которому отдавал предпочтение Ампер, прежде всего позволил бы открыть этот закон отталкивания между двумя поршнями, даже если бы существование газа, заключенного в цилиндре насоса, не подозревалось; и тогда было бы естественно локализовать потенциальную энергию системы на поверхности двух поршней. Но если явление исследовать более тщательно, мы обнаружим присутствие воздуха, и мы поймем, что каждая часть объема этого воздуха могла бы, если бы ее откачали в сосуд равного объема, унести с собой часть энергии системы, и что, следовательно, эта энергия принадлежит действительно воздуху, а не поршням, которые существуют исключительно для того, чтобы позволить этой энергии проявить свое существование.

Фарадей сделал, в некотором роде, эквивалентное открытие, когда понял, что электрическая энергия принадлежит не обкладкам конденсатора, а диэлектрику, который их разделяет. Его смелые взгляды открыли ему новый мир, но для исследования этого мира требовался более верный и терпеливый метод.

Максвеллу удалось точно сформулировать некоторые пункты идей Фарадея, и он придал им математическую форму, которая, часто ошибочно, впечатляет физиков, но которая, когда она точно заключает в себе теорию, является верным доказательством того, что эта теория по крайней мере связна и логична.

Работа Максвелла чрезмерно проработана, сложна, трудна для чтения и часто плохо понята даже в наши дни. Максвелла больше заботит выяснение того, возможно ли дать объяснение электрических и магнитных явлений, которое основывалось бы на механических свойствах единой среды, чем изложение этого объяснения в точных терминах. Он осознает, что если бы нам удалось построить такую интерпретацию, было бы легко предложить бесконечное множество других, полностью эквивалентных с точки зрения экспериментально проверяемых следствий; и его особая амбиция, следовательно, состоит в том, чтобы извлечь из предпосылок общий взгляд и поставить в доказательство нечто, что оставалось бы общим достоянием всех теорий.

Ему удалось показать, что если электростатическую энергию электромагнитного поля считать представляющей потенциальную энергию, а его электродинамическую — кинетическую энергию, становится возможным удовлетворить как принципу наименьшего действия, так и принципу сохранения энергии; с этого момента — если мы устраним несколько трудностей, которые существуют относительно устойчивости решений — возможность нахождения механических объяснений электромагнитных явлений должна считаться доказанной. Ему удалось, более того, точно сформулировать понятие двух электрических и магнитных полей, которые производятся во всех точках пространства и которые строго взаимосвязаны, поскольку изменение одного немедленно и принудительно порождает другое.

Из этой гипотезы он вывел, что в среде, где локализована эта энергия, электромагнитная волна распространяется со скоростью, равной отношению единиц электрической массы в электромагнитной и электростатической системах. Теперь эксперименты, ставшие известными с его времени, доказали, что это отношение численно равно скорости света, и более точные эксперименты, проведенные впоследствии — среди которых следует упомянуть особенно тщательные эксперименты М. Макса Абрахама — только сделали совпадение еще более полным.

Естественно впредь предполагать, что эта среда идентична световому эфиру и что световая волна является электромагнитной волной — то есть последовательностью переменных токов, которые существуют в диэлектрике и даже в пустоте и обладают огромной частотой, поскольку они меняют свое направление тысячи миллиардов раз в секунду и по причине этой частоты производят значительные индукционные эффекты. Максвелл не допускал существования разомкнутых токов. По его мнению, следовательно, электрическое колебание не могло производить конденсации электричества. Оно было, следовательно, обязательно поперечным и таким образом совпадало с колебанием Френеля; в то время как соответствующее магнитное колебание было перпендикулярно ему и совпадало бы со световым колебанием Неймана.

Теория Максвелла таким образом устанавливает тесную корреляцию между явлениями световых и электромагнитных волн, или, мы могли бы даже сказать, полную идентичность двух. Но из этого не следует, что мы должны рассматривать изменение электрического поля, произведенное в какой-то одной точке, как обязательно состоящее из реального смещения эфира вокруг этой точки. Идея таким образом свести электрические явления к механике эфира, следовательно, не навязывается нам, и противоположная идея даже кажется более вероятной. Это не оптика Френеля поглощает науку об электричестве, это скорее оптика, которая поглощается более общей теорией. Попытки популяризаторов, которые стремятся представить во всех деталях механизм электрических явлений, таким образом кажутся достаточно тщетными и даже пурильными. Бесполезно выяснять, с каким материальным телом можно сравнить эфир, если мы довольствуемся тем, что видим в нем среду, свойства которой в каждой точке определяют два вектора.

Долгое время, следовательно, мы могли заметить, что теория Френеля просто предполагала среду, в которой распространялось нечто периодическое, без необходимости признавать это нечто движением; но нам пришлось ждать не только Максвелла, но и Герца, прежде чем эта идея приняла действительно научную форму. Герц настаивал на том факте, что шесть уравнений электрического поля позволяют предвидеть все явления без необходимости конструировать ту или иную гипотезу, и он придал этим уравнениям очень симметричную форму, которая полностью выявляет идеальную взаимность между электрическими и магнитными действиями. Он сделал еще больше, ибо принес идеям Максвелла самое поразительное подтверждение своими памятными исследованиями электрических осцилляций.

§ 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ

Эксперименты Герца хорошо известны. Мы знаем, как боннский физик развил с помощью осциллирующих электрических разрядов токи смещения и индукционные эффекты во всем пространстве вокруг искрового промежутка; и как он возбудил индукцией в некоторой точке провода возмущение, которое впоследствии распространяется вдоль провода, и как резонатор позволил ему обнаружить произведенный эффект.

Самый важный момент, ставший очевидным при наблюдении явлений интерференции и впоследствии подтвержденный непосредственно М. Блондло, заключается в том, что электромагнитное возмущение распространяется со скоростью света, и этот результат навсегда осуждает все гипотезы, которые не приписывают никакой роли промежуточным средам в распространении явления индукции.

Если бы индуцирующее действие, на самом деле, действовало непосредственно между индуцирующей и индуцируемой цепями, распространение должно было бы быть мгновенным; ибо если бы возник интервал между моментом, когда причина подействовала, и тем, когда эффект был произведен, в течение этого интервала нигде больше ничего не было бы, поскольку промежуточная среда не вступает в игру, и явление тогда исчезло бы.

Оставляя в стороне многочисленные, но чисто электрические следствия этого, а также многочисленные исследования, относящиеся к получению или свойствам волн — некоторые из которых, а именно работы ММ. Сарразена и де ла Рива, Риги, Тюрпена, Лебедева, Декомба, Барбийона, Друде, Гюттона, Ламотта, Лехера и др., тем не менее, являются первоклассными, — я упомяну здесь лишь те исследования, которые были направлены, в частности, на установление тождества электромагнитных и световых волн.

Единственные различия, которые сохраняются, неизбежно обусловлены значительным расхождением между длительностями периодов этих двух категорий волн. Длина волны, соответствующая первому искровому промежутку Герца, составляла около 6 метров, а самые длинные волны, воспринимаемые сетчаткой, равны 7/10 микрона.

Эти излучения настолько далеки друг от друга, что неудивительно, что их свойства не имеют полного сходства. Таким образом, явления, подобные дифракции, которые пренебрежимо малы в обычных условиях наблюдения света, могут здесь приобретать преобладающее значение. Чтобы, например, сыграть с герцевыми волнами ту же роль, которую зеркало размером в 1 квадратный миллиметр играет по отношению к свету, потребовалось бы колоссальное зеркало, достигающее размеров в квадратный мириаметр.

Усилия физиков сегодня, однако, в значительной степени заполнили этот интервал, и они одновременно с обоих берегов трудились над тем, чтобы построить мост между двумя областями. Мы видели, как Рубенс показал нам тепловые лучи длиной 60 метров; с другой стороны, ММ. Лехер, Бозе и Лампа один за другим преуспели в постепенном получении колебаний со все более короткими периодами. Были получены и сейчас изучаются электромагнитные волны длиной четыре миллиметра; и разрыв, сохраняющийся в спектре между лучами, не обнаруженными с помощью сильвина, и излучениями М. Лампы, теперь едва ли составляет более пяти октав — то есть интервал, заметно равный тому, который отделяет лучи, наблюдавшиеся М. Рубенсом, от последних, видимых глазу.

Аналогия тогда становится весьма близкой, и в оставшихся лучах начинают проявляться свойства, так сказать, характерные для герцевых волн. Для этих волн, как мы видели, наиболее прозрачные тела являются наиболее совершенными электрическими изоляторами, в то время как тела, все еще слегка проводящие, совершенно непрозрачны. Показатель преломления этих веществ в случае больших длин волн стремится, как и предсказывает теория, стать почти равным квадратному корню из диэлектрической постоянной.

ММ. Рубенс и Николс даже воспроизвели с оставшимися волнами явления электрического резонанса, весьма похожие на те, которые итальянский ученый М. Гарбассо получил с электрическими волнами. Этот физик показал, что если направить электрические волны на плоскую деревянную подставку, на которой расположен ряд параллельных друг другу и равномерно расставленных резонаторов, то эти волны почти не отражаются, за исключением случая, когда резонаторы имеют тот же период, что и искровой промежуток. Если направить оставшиеся лучи на стеклянную пластинку, посеребренную и разделенную алмазом, закрепленным на делительной машине, на маленькие прямоугольники равных размеров, то будут наблюдаться изменения отражательной способности в зависимости от ориентации прямоугольников в условиях, полностью сопоставимых с экспериментом Гарбассо.

Для того чтобы явление проявилось, необходимо, чтобы оставшиеся волны были предварительно поляризованы. Это происходит потому, что, по сути, механизм, используемый для создания электрических колебаний, очевидно, испускает вибрации, которые происходят в одной плоскости и впоследствии поляризуются.

Поэтому мы не можем полностью отождествить излучение, исходящее от искрового промежутка, с лучом естественного света. Чтобы синтез света был реализован, должны быть соблюдены и другие условия. Во время светового впечатления направление и фаза меняются миллионы раз в вибрации, чувствительной для сетчатки, однако затухание этой вибрации происходит очень медленно. При герцевых колебаниях все эти условия меняются — затухание очень быстрое, но направление остается неизменным.

Всякий раз, однако, когда мы имеем дело с общими явлениями, которые не зависят от этих особых условий, параллелизм является полным; и с помощью волн мы продемонстрировали отражение, преломление, полное отражение, двойное отражение, вращательную поляризацию, дисперсию и обычные интерференции, создаваемые лучами, распространяющимися в одном направлении и пересекающимися под очень острым углом, или интерференции, аналогичные тем, которые Винер наблюдал с лучами противоположного направления.

Очень важным следствием электромагнитной теории, предвиденным Максвеллом, является то, что световые волны, падающие на поверхность, должны оказывать на эту поверхность давление, равное лучистой энергии, существующей в единице объема окружающего пространства. М. Лебедев несколько лет назад позволил пучку лучей от дуговой лампы упасть на отклоняющий радиометр и таким образом сумел обнаружить существование этого давления. Его величина достаточна в случае материи малой плотности и мелкодисперсного состояния, чтобы уменьшить и даже превратить в отталкивание притяжение, оказываемое на тела Солнцем. Это факт, ранее предполагавшийся Фэ, и он, безусловно, должен играть большую роль в деформации голов комет.

Совсем недавно ММ. Николс и Халл предприняли эксперименты по этому вопросу. Они измерили не только давление, но и энергию излучения с помощью специального болометра. Таким образом, они пришли к численным подтверждениям, которые полностью соответствуют расчетам Максвелла.

Существование этих давлений можно предвидеть и помимо электромагнитной теории, добавив к теории волн принципы термодинамики. Бартоли, а совсем недавно доктор Лармор, показали, по сути, что если бы эти давления не существовали, было бы возможно без какого-либо другого явления передать тепло от холодного тела к теплому и, таким образом, нарушить принцип Карно.

§ 5. РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ

Сегодня представляется весьма вероятным, что рентгеновские лучи следует классифицировать среди явлений, местом действия которых является светоносный эфир. Несомненно, нет необходимости напоминать здесь, как в декабре 1895 года Рентген, обернув работающую трубку Крукса черной бумагой, заметил, что флуоресцирующий экран из платиноцианида бария, помещенный поблизости, стал виден в темноте, а фотопластинка получила отпечаток. Лучи, исходящие из трубки в условиях, ныне хорошо известных, не отклоняются магнитом, и, как убедительно показали М. Кюри и М. Саньяк, они не несут электрического заряда. Они не подвержены ни отражению, ни преломлению, и очень точные и остроумные измерения М. Гуи показали, что в их случае показатель преломления различных тел не может отличаться от единицы более чем на миллионную долю.

Мы с самого начала знали, что существуют различные рентгеновские лучи, отличающиеся друг от друга, как, например, цвета спектра, и они различаются между собой неодинаковой способностью проходить сквозь вещества. М. Саньяк, в частности, показал, что можно получить постепенно убывающую шкалу более или менее поглощаемых лучей, так что большая часть их фотографического действия задерживается простым листом черной бумаги. Эти лучи фигурируют среди вторичных лучей, открытых, как известно, этим остроумным физиком. Рентгеновские лучи, падающие на материю, таким образом, подвергаются преобразованиям, которые можно сравнить с теми, что явления люминесценции производят на ультрафиолетовые лучи.

М. Бенуа основал на прозрачности материи для лучей надежный и практичный метод, позволяющий их различать, и таким образом смог определить специфический характер, аналогичный цвету световых лучей. Вероятно также, что разные лучи не переносят индивидуально одинаковое количество энергии. Мы еще не получили по этому вопросу точных результатов, но примерно известно, со времен экспериментов ММ. Резерфорда и Мак-Кланга, какое количество энергии соответствует пучку рентгеновских лучей. Эти физики обнаружили, что это количество в среднем в пятьсот раз больше того, которое приносится аналогичным пучком солнечного света на поверхность Земли. Какова природа этой энергии? Вопрос, по-видимому, еще не решен.

Безусловно, кажется, согласно профессорам Хага и Винду и профессору Зоммерфельду, что с рентгеновскими лучами можно проводить любопытные эксперименты по дифракции. Доктор Баркла также показал, что они могут проявлять истинную поляризацию. Вторичные лучи, испускаемые металлической поверхностью при ударе о них рентгеновских лучей, фактически меняются по интенсивности при изменении положения плоскости падения вокруг первичного пучка. Различные физики пытались измерить скорость распространения, но кажется все более вероятным, что она очень близка к скорости света.

Я должен здесь опустить описание множества других экспериментов. Некоторые очень интересные исследования М. Брюнеса, М. Брока, М. Колардо, М. Виллара во Франции и многих других за рубежом позволили прояснить несколько интересных проблем, касающихся продолжительности излучения или наилучшего расположения, которое следует принять для получения лучей. Единственный момент, который нас задержит, — это важный вопрос о природе самих рентгеновских лучей; свойства, которые только что были упомянуты, являются теми, которые кажутся существенными и с которыми должна считаться любая теория.

Самой естественной гипотезой было бы рассматривать лучи как ультрафиолетовые излучения очень короткой длины волны или излучения, которые являются в некотором роде ультра-ультрафиолетовыми. Эта интерпретация может быть поддержана и в настоящий момент, а исследования ММ. Бюиссона, Риги, Ленарда и Мерритта Стюарта даже установили, что лучи очень коротких длин волн производят на металлических проводниках, с точки зрения электрических явлений, эффекты, вполне аналогичные эффектам рентгеновских лучей. Другое сходство вытекает также из экспериментов, с помощью которых М. Перро установил, что эти лучи воздействуют на электрическое сопротивление селена. Новые и ценные аргументы таким образом придали силу тем, кто склоняется к теории, имеющей достоинство включения нового явления в круг ранее известных явлений.

Тем не менее, самые короткие ультрафиолетовые излучения, такие как излучения М. Шумана, все еще способны преломляться кварцем, и это различие составляет, по мнению многих физиков, достаточно серьезную причину, чтобы решить отвергнуть более простую гипотезу. Более того, лучи Шумана, как мы видели, необычайно поглощаемы — настолько, что их приходится наблюдать в вакууме. Самым поразительным свойством рентгеновских лучей является, напротив, легкость, с которой они проходят сквозь препятствия, и невозможно не придавать большого значения такому различию.

Некоторые приписывают это удивительное излучение продольным колебаниям, которые, как показал М. Дюэм, распространялись бы в диэлектрических средах со скоростью, равной скорости света. Но наиболее общепринятой идеей является та, которая была сформулирована с самого начала сэром Джорджем Стоксом и развита профессором Вихертом. Согласно этой теории, рентгеновские лучи должны быть обусловлены последовательностью независимых пульсаций эфира, исходящих из точек, где молекулы, выброшенные катодом трубки Крукса, встречают антикатод. Эти пульсации не являются непрерывными колебаниями, подобными излучениям спектра; они изолированы и чрезвычайно коротки; они, кроме того, поперечны, подобно волнам света, и теория показывает, что они должны распространяться со скоростью света. Они не должны представлять ни преломления, ни отражения, но при определенных условиях могут быть подвержены явлениям дифракции. Все эти характеристики обнаруживаются в рентгеновских лучах.

Профессор Дж. Дж. Томсон принимает аналогичную идею и уточняет способ, которым пульсации могут быть созданы в момент, когда наэлектризованные частицы, образующие катодные лучи, внезапно ударяются о стенку антикатода. Электромагнитная индукция ведет себя таким образом, что магнитное поле не уничтожается, когда частица останавливается, и новое созданное поле, которое больше не находится в равновесии, распространяется в диэлектрике как электрическая пульсация. Электрические и магнитные пульсации, возбуждаемые этим механизмом, могут порождать эффекты, подобные эффектам света. Их малая амплитуда, однако, является причиной того, что здесь нет ни явлений преломления, ни дифракции, за исключением очень особых условий. Если катодная частица не останавливается за нулевое время, пульсация приобретет большую амплитуду и, следовательно, будет легче поглощаемой; к этому, вероятно, следует отнести различия, которые могут существовать между разными трубками и разными лучами.