«Военные школы и курсы обучения военно-научному делу во Франции, Пруссии, Австрии, России и других странах»

Преобразование кругового поступательного движения в другое, подобное первому.

1) контактом цилиндров или конусов при нахождении двух осей в одной плоскости; 2) ремнями, канатами или бесконечными цепями при том же расположении осей; 3) кулачками, зубьями и пазами при очень малых интервалах; 4) голландским или универсальным шарниром. Случай, когда оси не находятся в одной плоскости; использование промежуточной оси с коническими колесами или комплекта шкивов; представление о шарнире Уайта или Гука в его усовершенствованном виде. Бесконечный винт, специально применяемый в случае двух взаимно перпендикулярных осей. Комбинации или группировки колес. Представление о дифференциальных колесах. Соотношения скоростей в наиболее важных из этих систем передачи.

Преобразование кругового поступательного движения в прямолинейное или качательное круговое движение.

Обычный круглый эксцентрик. Эксцентрики с замкнутыми кривыми или кулачками. Примеры и графические упражнения в классах, относящиеся к попеременному действию подвижных рам лесопильных заводов, золотников или впускных клапанов паровых машин. Кулачки для привода молотов и мехов.

Преобразование качательного кругового движения в качательное прямолинейное движение либо в прерывистое и поступательное круговое движение.

Насосные штанги с круговыми секторами или без них и т. д. Примеры из больших водоотливных насосов, пожарных машин и обычных насосов. Предложения по наилучшему расположению деталей. Рычаг Лагарусса и т. д. Применение принципа, относящегося к мгновенному центру вращения, для определения соотношений скоростей в некоторых простых случаях.

Преобразование качательного кругового или прямолинейного движения в поступательное круговое движение.

Педаль точильщика. Система больших машин, работающих с шатунами, маховиком и т. д. Параллелограмм Уатта и простейшие его модификации, например для пароходов. Наиболее выгодные пропорции для предотвращения отклонения штоков поршней. Упрощение деталей в современных паровых машинах Модсли, Каве и т. д. Переменные отношения скоростей.

Об органах для осуществления внезапного изменения движения.

Замедлители или регуляторы и т. д. Холостые колеса и шкивы и т. д. Механизмы для натяжения канатов или ремней и заставляет их менять шкивы во время движения. Тормоза ветряных мельниц, экипажей и т. д. Случай, когда оси делаются подвижными. Средства изменения направлений и скорости движений. Спаренные и сменные шкивы; сменные конусы; ролики, движущиеся путем трения и вращения по пластине или поворотном конусе; эксцентриковые и планетарные колеса. Средства внезапного изменения движения по интервалам; храповые колеса копровых баб; спуск Добо для уменьшения удара и т. д.

Геометрическое черчение зубчатых передач.

Общее условие, которому должны удовлетворять зубья зубчатых колес. Вытекающее отсюда следствие для определения формы зубьев одного из двух колес при заданной форме зубьев другого колеса.

Цилиндрическое зацепление зубчатых колес или зубчатые колеса с параллельными осями. Внешнее зацепление зубьев; внутреннее зацепление. Особые системы зубчатых колес: цевочные колеса, фланцевые колеса, эвольвенты окружностей. Обратимость действия; случай, когда действие не может быть сделано обратимым. Крючковое зацепление. Детали формы и размеров, задаваемые на практике зубьям и разделяющим их промежуткам.

Коническое зацепление зубчатых колес или зубчатые колеса со сходящимися осями. Практический приближенный метод сведения построения конического зацепления к построению цилиндрического зацепления зубчатых колес.

Средства наблюдения и аппараты, пригодные для экспериментального обнаружения закона любого заданного движения.

Простые методы, практиковавшиеся Галилеем и Кулоном в их экспериментах, относящихся к наклонной плоскости и движению тел, скользящих по ней. Различные средства наблюдения и обнаружения закона поступательного и вращательного движения тела в зависимости от того, является ли движение медленным или быстрым. Определение угловой скорости и т. д. Счетчик в машинах. Аппараты Маттеи и Гробера для определения начальной скорости снарядов (ружейных пуль). Маятниковый аппарат полковника Бофоя. Хронометрический аппарат для непрерывных показаний с помощью карандаша. Аппарат Эйтельвейна с лентами и его простейшие модификации. Аппарат с цилиндрами или вращающимися дисками. Использование камертона для измерения с точностью очень малых долей времени.

(Основные виды описанных выше аппаратов приводятся в действие на глазах у учащихся.)

ЧАСТЬ II. — РАВНОВЕСИЕ СИЛ, ПРИЛОЖЕННЫХ К МАТЕРИАЛЬНЫМ СИСТЕМАМ.

Урок 21.

Резюме понятий, приобретенных по вопросу о силах и их действии на материальные точки.

Принцип инерции, понятие силы, ее направления, ее интенсивности. Принцип равенства действия и противодействия. Что подразумевается под силой инерции? Принцип независимости и сложения действий сил. Силы пропорциональны ускорению, которое они производят в одном и том же теле. Сложение сил. Соотношение между ускоряющей силой, давлением и массой. Определение работы, производимой силой. Работа, производимая результирующей, равна сумме работ, производимых составляющими. Момент силы относительно оси, выводимый из рассмотрения работы силы, приложенной к точке, вращающейся вокруг фиксированной линии. Момент результирующей нескольких сил, приложенных к точке, равен сумме моментов составляющих. Соответствующие предложения геометрии.

Уроки 22–25.

Краткие понятия о строении твердых тел.

Каждое тело или систему тел можно рассматривать как совокупность изолированных или удаленных материальных точек, подверженных равным и противоположным взаимным действиям. Внутренние и внешние силы. Пример двух молекул, подверженных своим взаимным действиям, попеременно притягивающим и отталкивающим, когда приложенные силы выводят их из положения естественного равновесия. Различные степени естественной твердости, стабильности или упругости; они могут быть оценены только опытным путем.

Равновесие любых систем материальных точек.

Общая теорема о виртуальной работе сил, приложенных к любой системе материальных точек. Она применима к любой конечной части системы при условии учета действий, оказываемых молекулами, внешними по отношению к рассматриваемой части. Определение суммы виртуальных работ равных и взаимных действий двух материальных точек. Вывод шести общих уравнений равновесия любой системы. Они неявно включают в себя каждое уравнение, выведенное из виртуального перемещения, совместимого с предполагаемым отвердеванием системы.

Теорема о виртуальной работе в случае систем, где предполагаются идеальные связи, такие как неизменяемость расстояния определенных точек системы друг от друга и условие, согласно которому некоторые из них должны оставаться на кривых, либо фиксированных, либо движущихся без трения.

Равновесие твердых тел.

Шести общих уравнений равновесия достаточно в качестве условий равновесия твердого тела. Теория моментов и пар сил.

ПРИМЕНЕНИЯ.

Уроки 26–29. Равновесие тяжелых систем.

Повторение некоторых незаменимых понятий для экспериментального определения центра тяжести твердых тел, когда закон их плотностей неизвестен. Повторение теоремы, относящейся к работе, совершаемой силой тяжести над системой тел, связанных или несвязанных. В машинах, предполагаемых без трения и подверженных, за исключением их опор, действию одной лишь силы тяжести, положения устойчивого или неустойчивого равновесия соответствуют наивысшим или низшим точкам кривой, которая описывалась бы центром тяжести системы при приведении ее в движение. Влияние дефекта центрирования в ее колесах на равновесие машины. Случай, когда центр тяжести всегда остается на той же высоте, равновесие является безразличным. Примеры, относящиеся к простейшим разводным мостам и т. д.

Равновесие шарнирных систем.

Равновесие многоугольника нитей, выведенное из прямых геометрических соображений: теорема Вариньона, дающая закон натяжений с помощью другого многоугольника, стороны которого параллельны и пропорциональны силам, действующим на вершины многоугольника нитей. Случай висячих мостов; исследование кривой, определяющей границу несущего каната; натяжения на концах.

Равновесие систем сочлененных жестких тел без трения. Определение давления на опоры и взаимных действий в шарнирах.

Равновесие и устойчивость твердых тел, подверженных действию растягивающих или сжимающих сил.

Долговечное сопротивление и предельное сопротивление призм продольному растяжению и сжатию. Равновесие и устойчивость тяжелого твердого тела, помещенного на горизонтальную плоскость и подверженного действию сил, стремящихся опрокинуть его. Результирующее давление и среднее давление; гипотетическое распределение элементов давления на опорном основании. Условия устойчивости с учетом предела прочности твердых материалов, выводимый из него коэффициент устойчивости.

ЧАСТЬ III. — О РАБОТЕ, ПРОИЗВОДИМОЙ СИЛАМИ В МАШИНАХ.

Уроки 30–39. Общие понятия.

Принцип работы в движении материальной точки. Распространение этого принципа на случай любой движущейся материальной системы. Соображения, касающиеся механической работы в различных операциях, таких как подъем тяжестей, пиление, строгание и т. д. Это истинная мера производительной активности сил в промышленных работах. Она всегда может быть рассчитана строго или приближенно, когда задан математический или экспериментальный закон, связывающий силу с описанными пространствами. Равномерная работа, периодическая работа, средняя работа за единицу времени. Единица лошадиной силы. Примеры и различные упражнения, такие как расчет работы, соответствующей упругости газов в предположении закона Мариотта, удлинению металлической призмы и т. д.

Динамометрические приборы.

Динамометр для измерения тяги с помощью ленты, вращающегося диска или самописца. Динамометр вращения с простой пружиной, с лентой или самописцем. Динамометр вращения с многократными пружинами и с самописцем для осей мощных машин. Усовершенствованный индикатор Уатта.

(Эти приборы приводятся в действие на глазах у учащихся.)

Работа живых двигателей (животных) на машинах.

Результаты опыта относительно величины ежедневной работы, которую животные-моторы могут производить при различных обстоятельствах, не превышая утомления, которое сон и питание способны восстановить.

Теория передачи работы в машинах.

Главное сопротивление. Вторичные сопротивления. Два способа выполнения работы телами-моторами. Отношение совершенной работы к затраченной всегда меньше единицы. Различные части машин; приемник; органы передачи; орудия как машины.

Вычисление работы пассивных сопротивлений в машинах.

Резюме сведений, ранее приобретенных о трении. Применение к наклонной плоскости, печатной машине, направляющим или пазам, винту с квадратной резьбой; различные случаи невозможности равномерного движения под действием сил заданных направлений. Трение цапф, шипов, эксцентриков и вкладышей рукояток. Динамометрический тормоз Прони; условия его применения. Сопротивление качению; его законы согласно опыту. Использование катков и роликов (колес трения); их практические неудобства.

Смешанное трение зубчатых колес; спуск Добо: трение зубьев в бесконечном винте.

Жесткость и трение канатов. Результаты опыта. Трение канатов и ремней, огибающих барабаны. Различные применения; тормоза; передача канатами, бесконечными ремнями или цепями.

Примеры и упражнения; влияние пассивных сопротивлений в шпиле, кране, блоках и т. д.

Урок 40. Повторение.

ВТОРОЙ ГОД.

ЧАСТЬ I. — ДИНАМИКА. — ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ.

Уроки 1–2. Дополнение сведений, приобретенных по этому предмету.

Дифференциальные уравнения движения материальной точки, подверженной непрерывному действию одной или нескольких сил. Ускорение проекции точки на какую-либо ось или плоскость обусловлено проекцией сил на эту ось или плоскость. Ускорение вдоль траектории обусловлено тангенциальной силой. Связь кривизны с центростремительной силой. Введение силы инерции в предыдущие положения.

Приращение количества движения, спроецированного на ось или взятого вдоль траектории, равно импульсу спроецированной равнодействующей или импульсу тангенциальной силы. Полный импульс силы получается методами вычислений и эксперимента, аналогичными тем, которые относятся к работе. Приращение момента количества движения относительно какой-либо оси равно полному моменту импульсов сил за тот же интервал времени; прямое геометрическое доказательство этой теоремы. Разлагая скорость движущегося тела на скорость в плоскости, проходящей через ось моментов, и скорость вращения, перпендикулярную этой плоскости, мы можем заменить момент количества движения в пространстве количеством движения вращения. Частный случай, известный под названием принципа площадей.

Распространение предыдущих теорем на случай относительных движений. Кажущиеся силы, которые должны быть скомбинированы с реальными, чтобы относительное движение точки можно было уподобить абсолютному движению. Частный случай относительного равновесия. Влияние движения земли на ускоряющую силу тяжести.

ДИНАМИКА ПРОИЗВОЛЬНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ СИСТЕМ.

Уроки 3–8.

Принцип или общее правило, сводящее задачи динамики к задачам статики посредством добавления сил инерции к силам, реально действующим на систему. Уравнение виртуальной работы, выражающее это равновесие; оно в общем случае включает внешние и внутренние силы.

Общие теоремы.

Эти теоремы, числом четыре, основываются на принципе равенства действия и противодействия, применяемом к внутренним силам. Они могут быть выведены из предыдущего правила, но три последние получаются проще путем распространения на систему материальных точек аналогичных теорем, установленных для изолированных материальных точек.

Общая теорема о движении центра тяжести системы. Частный случай, называемый принципом сохранения движения центра тяжести.

Общая теорема о количествах движения и импульсах внешних сил, спроецированных на любую ось.

Общие теоремы моментов количеств движения и импульсов внешних сил, спроецированных на любую произвольную ось.

Общие теоремы моментов количеств движения и импульсов внешних сил относительно любой оси. Аналогия этих двух теорем с уравнениями равновесия твердого тела, в которых силы заменены импульсами и количествами движения.

Сложение импульсов, количеств движения или площадей, которые их представляют. Все уравнения, которые могут быть получены применением двух теорем, относящихся к количествам движения и импульсам, сводятся к шести различным уравнениям. Частный случай, называемый принципом сохранения площадей. Фиксированная плоскость результирующего момента количеств движения, называемая плоскостью максимальных площадей.

Общая теорема работы и живой силы. Часть, принадлежащая внутренним силам в этой теореме. Частный случай, называемый принципом сохранения живых сил, где сумма элементов работы, совершенной внешними и внутренними силами, является дифференциалом функции координат различных точек системы. Применение теоремы работы к устойчивости равновесия тяжелых систем.

Распространение предыдущих теорем на случай относительных движений. Частный случай относительного равновесия. Движение любой материальной системы относительно осей, всегда проходящих через центр тяжести и движущихся параллельно самим себе. Неизменяемая плоскость Лапласа. Связь между абсолютной живой силой материальной системы и той, которая была бы обусловлена ее движением, отнесенным к вышеуказанной системе подвижных осей.

Примеры и приложения.

Следующие примеры, среди прочих, должны быть взяты в качестве приложений или тем для упражнений, относящихся к изложенным выше общим принципам.

Ходьба. Отдача орудий. Эолипил. Полет ракет.

Давление жидких струй, сопротивление сред и т. д. Прямое соударение тел, более или менее твердых, упругих или проницаемых. Обмен количествами движения. Потеря живой силы при различных гипотезах. Влияние вибраций и перманентных молекулярных смещений.

Забивка свай; преимущество тяжелых баб. Сравнение эффектов ударов и простых давлений, обусловленных весом сооружения. Косое соударение и рикошет. Данные, доставляемые экспериментом.

Колебания вертикальной упругой призмы, подвешенной к фиксированной точке и нагруженной грузом, при пренебрежении инерцией и весом материальных частей этой призмы. Случай внезапного удара. Что понимается под «живым сопротивлением» призмы на разрыв? Результаты опытов.

Работа, развиваемая порохом на снаряды, оцениваемая по живой силе, которую он сообщает им, а также орудию и газам в предположении средней скорости.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ДИНАМИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

Уроки 9–12. Простое вращение неизменяемого твердого тела вокруг своей оси.

Применяя к этому случаю первое общее правило динамики, теорему моментов количеств движения и теорему работы, мы приходим к понятию момента инерции; объяснение происхождения этого названия. Угловое ускорение равно сумме моментов внешних сил, деленной на момент инерции относительно оси вращения. Сумма моментов количеств движения относительно этой оси. Живая сила твердого тела, просто вращающегося вокруг оси. Что понимается под радиусом инерции?

Напоминание геометрических свойств моментов инерции, эллипсоида, который их представляет, главных осей в любой точке, осей, отнесенных к центру тяжести.

Давление, которое вращающееся тело производит на свои опоры. Приведение центробежных и тангенциальных сил инерции к силе, представляющей собой силу инерции всей массы, сосредоточенной в центре тяжести, и паре сил.

Частный случай, когда силы инерции имеют единственную равнодействующую; различные примеры. Центр удара. Физический маятник; длина соответствующего простого маятника. Центр качания; взаимность центров или осей подвеса и качания. Давление на ось. Влияние среды; опыт доказывает, что сопротивление, изменяясь со скоростью, изменяет размах колебаний, но не оказывает заметного влияния на период. Экспериментальное определение центра качания и момента инерции относительно оси.

Движение неизменяемого твердого тела, подчиненного определенным силам.

Общие понятия по этому вопросу. Движение центра тяжести; движение вращения вокруг этой точки.

Уроки 13–19. Различные приложения.

Движение однородного шара или цилиндра, катящегося по наклонной плоскости, с учетом трения.

Движение блока с горизонтальной осью, приводимого в движение двумя грузами, подвешенными вертикально на нити или тонком шнуре, огибающем шейку блока, ось которого опирается на подвижные колеса. Машина Атвуда, служащая для демонстрации законов передачи движения.

Движение горизонтального ворота и вала под действием груза, подвешенного вертикально к канату, намотанному на вал, или на барабан с той же осью, и представляющего эксцентричную массу. Учет переменного трения в подшипниках и жесткости каната с обращением, при необходимости, к приближению квадратурами. Колебания крутильных весов.

Баллистический маятник. Условие отсутствия толчка на ось. Экспериментальное определение направления, в котором должен происходить удар.

Теория конического маятника Гюйгенса, рассматриваемого как регулятор машин. Как учесть инерцию и трение шарнирных стержней, а также силу, необходимую для перемещения регулирующего рычага, и т. д.; оценка степени чувствительности шарового аппарата при заданной равномерной скорости.

Ворот с маховиком. Динамические свойства маховика. Приведенные формулы для кривошипа с простым или двойным действием. Преимущества и недостатки эксцентричных масс. Тенденция тангенциальных сил инерции ломать рычаги. Числовые примеры и вычисления.

Взаимное действие вращающихся тел, соединенных ремнями или зубчатыми колесами при переменном движении.

Клин и пробивной пресс. Чеканочный винт или рычаг, используемый в монетном деле, кулачки, подъем сваи или молота. Учет трения во время удара и последующая оценка потери живой силы в случаях, которые это допускают.

ЧАСТЬ II. — СПЕЦИАЛЬНАЯ МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ. — ГИДРОСТАТИКА.

Уроки 20–22.

Принцип равенства давления во всех направлениях. Распространение давлений от поверхности в глубину жидкости и на стенки сосуда. Уравнения равновесия для любой системы сил. Давление, производимое в удерживающих отверстиях. Измерение давления на плоскую часть поверхности, наклоненную или вертикальную (шлюзовые ворота, насыпи и т. д.). Центр давления. Давление на поверхности цилиндрической трубы. Эффект и сопротивление, противопоставляемое давлению. Манометр и пьезометр. Равновесие тела, погруженного в тяжелую жидкость или плавающего на ее поверхности. Устойчивость плавающих тел. Метацентр. Законы давления в различных атмосферных слоях.

ГИДРАВЛИКА.

Уроки 23–27. Истечение жидкостей через малые отверстия.

Изучение явлений, сопровождающих это истечение в случае тонкой стенки и жидкости, поддерживаемой на постоянном уровне. Условия этого постоянства уровня и перманентности движения в целом. Движение линий жидкости; форма; сжатие; обращение и разрыв жидких струй. Фундаментальные формулы для жидкостей и газов, основанные на принципе живой силы и гипотезе параллельных струй Бернулли или смежных нитей Борда. Теорема Торричелли относительно малых отверстий. Что называется теоретическим расходом, эффективным расходом и коэффициентом геометрического сжатия. Коэффициент, выводимый из эффективного расхода. Его вариации в зависимости от объема содержимого жидкости и формы внутренних поверхностей резервуара. Результаты опытов Микелотти, Борда, Боссю и др. Явление насадок. Опыты Вентури; влияние атмосферного давления; потеря живой силы; уменьшение скорости и увеличение расхода. Результаты опыта относительно коэффициента расхода, формы и дальности параболических струй, показывающие начальную живую силу и потерю живой силы.

Большие отверстия. — Шлюзовые отверстия и водосливы; резервуары или открытые отверстия; расход; практические формулы и результаты опыта. Влияние близости стенок и преград. Устройство для избежания эффектов сжатия или потерь живой силы.

Истечение через проводящие трубы и открытые каналы.

Практические формулы, относящиеся к случаю равномерных струй большой длины. Измерение давлений в различных точках подводящей трубы. Выражение потерь напора вследствие изгибов и препятствий. Истечение газов. Основные методы измерения потребляемого объема, принятые на практике. Поплавки. Трубка Пито. Вертушка Вольтмана. Регистрационная вертушка в воздухе или газе. Потери в таких приборах. Модуль и шкала для водоснабжения.

ЧАСТЬ III. — РАЗЛИЧНЫЕ МАШИНЫ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ В СОСТОЯНИИ ДВИЖЕНИЯ.

Урок 28. Общие соображения. Резюме сведений, приобретенных по этому предмету.

Уравнение живой силы и передача работы в машинах с учетом различных причин мощности и сопротивления. Физическое строение машин; приемник, передатчики и рабочий орган. Влияние весов, трения, толчков и любых изменений живой силы. Части с непрерывным или равномерным движением, с возвратно-поступательным или колеблющимся движением. Законы движения при пуске из состояния покоя и при установлении стационарного режима. Положения, которым соответствуют максимум и минимум живой силы, суть те, в которых наступает равновесие между всеми силами, за исключением сил инерции. Преимущество равномерного или периодического движения. Общие методы регулирования движения; симметричное распределение масс и усилий; маховики и различные регуляторы. Тормоза и замедлители; их неудобства. Назначение и реальные преимущества машин.

Уроки 27–35. Гидравлические колеса.

Вертикальные колеса с плоскими лопастями, с изогнутыми лопатками и с желобами. Очертание поверхности жидкости в последних. Горизонтальные колеса, работающие посредством плоских лопастей, ковшей и реакции. Турбины. Описание, работа и полезные эффекты в сравнении по результатам опыта. Вертикальные колеса ветряных мельниц и пароходов. Гребной винт.

Ветряные мельницы.

Описание. Результат наблюдений Кулона.

Об основных видах насосов.

Специальные органы насосов. Клары и поршни, нагнетательный насос, всасывающий насос; предел подъема воды. Всасывающий и нагнетательный насос. Динамические эффекты. Указания относительно потерь живой силы и утечки в различных насосах. Объяснение гидравлического тарана. Воздушный колпак. Пожарные насосы. Насосы двойного действия.

Различные гидравлические машины.

Гидравлический пресс. Водяной двигатель. Водоподъемные машины; нории; нижнебойные и верхнебойные колеса; архимедов винт, конструкция и экспериментальные данные.

Уроки 36–39. Паровые машины.

Краткое описание основных видов паровой машины с отсечкой пара или без нее. Эффекты и преимущества отсечки. Конденсатор. Воздушный насос. Топка и питательный насос.

Регулируемая отсечка. Формулы и экспериментальные результаты.

Уроки 40–42. Повторение.

Размышления по поводу совокупности предметов курса.

IV. ФИЗИКА. — ПЕРВЫЙ ГОД.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА ТЕЛ. — ГИДРОСТАТИКА. — ГИДРОДИНАМИКА.

Уроки 1–5. Предварительные понятия.

Определения физики. Явления. Физические законы. Эксперименты предназначены для того, чтобы выводить их из явлений. Метод индукции. Физические теории; различный характер экспериментального и математического методов.

Общие свойства тел.

Протяжение. Измерение длин. Нониус. Катетометр. Микрометрический винт. Сферометр. Делительная машина.

Делимость. Пористость. Общепринятые представления о молекулярном строении тел. Эти концепции, являющиеся чисто гипотетическими, не должны смешиваться с физическими законами. Упругость. Подвижность. Инерция. Силы; их равновесие, их эффекты, их численная оценка.

Вес или тяжесть.

Направление силы тяжести. Отвес. Связь между направлением силы тяжести и поверхностью стоячей воды.

Вес. Центр тяжести.

Экспериментальное изучение движения, производимого силой тяжести. В вакууме все тела падают с одинаковой скоростью. Возмущающее влияние воздуха. Наклонная плоскость Галилея. Машина Атвуда. Доказать опытным путем: 1º закон пройденных пространств; 2º закон скоростей. Самопишущий аппарат Морена с вращающимся цилиндром.

Закон независимости эффекта, производимого силой на тело, от движения, ранее приобретенного этим телом. Закон независимости эффектов сил, действующих одновременно на одно и то же тело. Экспериментальная демонстрация и обобщение этих законов. Закон равенства действия и противодействия.

Масса. Ускорение. Для равных масс силы пропорциональны ускорениям, которые они производят. Связь между силой, массой и ускорением. Соударение.

Общие законы равноускоренного движения. Формулы.

Маятник. Закон изохронизма малых колебаний и закон длин, выведенные из наблюдения.

Метод совпадений или ударов. Использование маятника в качестве меры времени. Простой маятник; формулы. Физический маятник: законы колебаний физического маятника те же, что и законы колебаний простого маятника, длина которого может быть вычислена.

Определение посредством маятника ускорения, производимого силой тяжести. Это ускорение не зависит от природы тела.

Замечание о том, что формулы для колебательного движения применимы к сравнению сил любого рода, которые могут считаться постоянными и параллельными самим себе во всех положениях колеблющегося тела.

Тождественность силы тяжести и всемирного тяготения.

Измерение весов. Весы. Условия, на которые следует обращать внимание при их изготовлении. Абсолютная чувствительность; пропорциональная чувствительность. Метод двойного взвешивания. Детали мер предосторожности, необходимых для получения точного веса.

Различные состояния тел. Гидростатика.

Твердые тела. Сцепление. Передача внешних давлений.

Упругость. Истинные законы упругости неизвестны. Эмпирические законы в некоторых простых случаях и для очень малого действия. Упругость при сжатии, растяжении, кручении. Экспериментальное определение коэффициентов упругости. Пределы упругости. Пределы прочности.

Ковкость. Закалка. Наклеп. Отжиг.

Жидкости. Текучесть. Вязкость. Физические законы, составляющие основу гидростатики: — 1º передача внешних давлений одинакова во всех направлениях; — 2º давление, производимое внутри жидкости на элемент поверхности, перпендикулярно к этому элементу и независимо (по величине) от его направления. Эти принципы демонстрируются экспериментальной проверкой следствий, выведенных из них.

Применение к тяжелым жидкостям. Свободная поверхность и поверхность уровня. Давление на части вмещающего сосуда и на дно в особенности; гидростатический парадокс; проверочные опыты. Аппарат Альда. Гидравлический пресс.

Применение к погруженным или плавающим телам (принцип Архимеда); проверочные опыты. (При рассмотрении равновесия плавающих тел условия устойчивости не затрагиваются.)

Сверхположенные (слоистые) жидкости.

Сообщающиеся сосуды. Ватерпас. Спиртовой уровень; его использование в приборах.

Плотности твердых тел и жидкостей. Анемометры.

Сжимаемость жидкостей. Пьезометр. Поправка, обусловленная сжимаемостью твердой оболочки.

Газ. Расширяемость. Другие свойства, общие для жидкостей и газов. Принцип равной передачи давлений во всех направлениях. Вес газов. Давление, обусловленное весом (принцип Архимеда). Вес тела в воздухе и в вакууме. Аэростатика.

Сверхположенные жидкости и газы.

Сообщающиеся сосуды. Барометр.

Детальная конструкция барометра. Барометры Фортена, Гей-Люссака, Бунтена. Указание необходимых поправок.

Закон Мариотта. Опыты Реньо.

Манометр с атмосферным воздухом — со сжатым воздухом. Манометр Бурдона.

Закон смеси газов.

Воздушный насос. Нагнетательный насос.

Первичные понятия гидродинамики.

Принцип Торричелли. Сосуд Мариотта и сифон. Равномерное истечение жидкостей. То же для газов.

Молекулярные явления.

Сцепление жидкостей. Адгезия жидкостей к твердым телам. Капиллярные явления. Кажущиеся притяжения и отталкивания плавающих тел.

Адгезия капель.

Молекулярные действия вмешиваются в качестве возмущающих сил в явления равновесия и движения жидкостей.

ТЕПЛОТА.

ДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОТЫ НА ТЕЛА.

Уроки 6–9. Общие положения.

Общие эффекты. Произвольный выбор одного из этих эффектов для определения термометрического состояния тела. Условное принятие термометра. Определение температуры.

Эффекты расширения.

Определение коэффициентов линейного, поверхностного и объемного расширения. Приблизительная связь между числовыми значениями этих трех коэффициентов. Значение коэффициента расширения зависит от термометрического вещества и температуры, выбранной в качестве нулевой точки. Оно становится почти независимым от нулевой точки, когда коэффициент очень мал.

Связь между объемом, плотностью и температурой. Линейное расширение твердых тел. Прибор Рамздена. Объемное расширение жидкостей. Опыты Дюлонга и Пти над ртутью. Обсуждение. Опыты Реньо.

Объемное расширение твердых тел и других жидкостей, когда задано расширение ртути.

Соотношения между объемом, плотностью и упругостью газа и его температурой.

Объемное расширение газов. Опыты Гей-Люссака, Рудберга и г-на Реньо. Преимущество варьирования методов экспериментирования в этих тонких исследованиях.

Методы, основанные на изменениях объема при постоянном давлении и на изменениях давления при постоянном объеме.

Расхождение этих двух методов обусловлено отклонениями от закона Мариотта.

Постоянство ранее определенных коэффициентов расширения справедливо лишь приблизительно.

Необходимость применения двух различных коэффициентов расширения в зависимости от того, рассматриваются ли вариации объема при заданном давлении или давления при заданном объеме.

Эмпирические формулы для расширения жидкостей.

Графические построения.

Урок 10. Термометры.

Конструкция термометров. Ртутный термометр. Детали конструкции. Фиксированные точки. Различные шкалы; их соотношение. Произвольные шкалы. Изменение, происходящее в нулевой точке. Различные меры предосторожности, соблюдаемые при использовании ртутного термометра.

Общее отсутствие сопоставимости ртутных термометров с трубками из различных материалов.

Воздушные термометры. Они сопоставимы друг с другом в пределах погрешностей эксперимента, какова бы ни была природа применяемой трубки. Это свойство дает воздушному термометру преимущество для всех точных измерений. Сравнение воздушного и ртутного термометров.

ТЕРМОСКОП, ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТЕРМОМЕТР, ПИРОМЕТРЫ, ТЕРМОМЕТР БРЕГЕ.

Уроки 11–13. Изменения состояния, производимые теплотой.

Изложение явлений, сопровождающих плавление твердых тел и затвердевание жидкостей. Постоянство температуры во время протекания явления.

Внезапное плавление и замерзание. Сохранение жидкого состояния ниже точки плавления.

Влияние давления.

Изложение явлений, сопровождающих превращение жидкостей или твердых тел в пар и обратный переход из газообразного состояния в жидкое или твердое. Постоянство температур во время протекания явления.

Влияние давления.

Явления кипения в свободном пространстве. Увеличение температуры и давления в ограниченном пространстве. Кастэнов котел (папенов котел).

Свойства паров в пространствах и в газах. Насыщенные пары. Их упругость не зависит от пространства, которое они занимают, но только от их температуры.

Эффекты уменьшения или увеличения давления без изменения температуры; то же без изменения давления. Эффекты понижения температуры в ограниченной области пространства, занятого паром.

Упругость насыщенного пара при температуре кипения его жидкости.

Измерение упругостей водяного пара. Опыты Дальтона, Гей-Люссака, Дюлонга и Араго, а также г-на Реньо.

Таблицы упругостей пара. Эмпирические формулы. Графические построения.

Предполагается, что ненасыщенные пары подчиняются тем же законам, что и газы.

ПРИЛОЖЕНИЯ. ПОПРАВКА ТОЧКИ КИПЕНИЯ ПРИ КОНСТРУКЦИИ ТЕРМОМЕТРОВ. БАРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ.

Уроки 14–16. Различные приложения ранее установленных законов.

Явление не всегда может быть отделено от побочных явлений, которые сопутствуют ему в получении конечного результата. Необходимость поправок для приведения сложных результатов к сопоставимости между собой.

Плотность твердых тел при учете температуры и веса газов, вытесненных ими.

Меры предосторожности, соблюдаемые в экспериментах. Эмпирические формулы для плотности жидкостей. Максимальная плотность воды. Температура, соответствующая максимуму, должна определяться графически или интерполяцией.

Поправки для мер вместимости, для барометрических мер.

Неопределенность поправок не может в значительной степени повлиять на плотности твердых тел и жидкостей.

Плотность газов. Опыты Био и Араго. Особые трудности вопроса. Неопределенность поправок может заметно повлиять на результаты. Метод Реньо.

Тот же метод может быть применен для определения коэффициента расширения газов.

Плотность паров. Определение, основанное на гипотетическом применении одних и тех же законов к газам и парам. Формулы. Экспериментальный метод Гей-Люссака и Дюма. Поправки. Сравнение двух методов. Необходимость проведения экспериментов на некотором расстоянии от точки насыщения. Опыты Латура. Соотношения между весом и объемом газа и его температурами; между весом и объемом газа, смешанного с парами, и его температурой. Различные задачи.

Гигрометрия. Химическая гигрометрия. Гигрометрия по точке росы. Психрометрия.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ.

Уроки 17–18. Распространение на расстоянии.

Быстрое распространение теплоты на расстоянии в вакууме, в газах, в некоторых жидких или твердых средах. Опыты, которые это устанавливают.

Тепловые лучи. Скорость распространения. Интенсивность теплоты, получаемой на расстоянии. Интенсивность теплоты, получаемой или испускаемой наклонно. Излучающая способность, способность к поглощению, отражение, рассеяние. Излучающая и поглощающая способности выражаются одним и тем же числом в единицах их соответствующих систем.

Анализ тепловых излучений посредством поглощения. Различные эффекты диатерманной или термохроичной среды. Различные влияния возрастающей толщины комбинации различных сред. Излучения, исходящие из различных источников, различные эффекты разных сред на эти излучения.

Тепловые излучения, исходящие из различных источников, обладают всеми характеристиками разноокрашенных гетерогенных лучей света.

ТЕОРИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ТЕМПЕРАТУР. КАЖУЩЕЕСЯ ОТРАЖЕНИЕ ХОЛОДА.

Урок 19. Закон охлаждения.

Определение скорости охлаждения. Множество причин может содействовать охлаждению тела.

Охлаждение в пространстве. Закон Ньютона — лишь приближение. Экспериментальное исследование истинного закона. Метод, которому следует следовать в этом исследовании. Скорость охлаждения не является величиной, непосредственно наблюдаемой. Она должна быть выведена предварительно из эмпирической связи между температурой и временем. Предварительные опыты. Ход окончательных опытов. Элементарные экспериментальные законы.

Гипотетическая форма функции, выражающей скорость охлаждения. Определение с помощью предыдущих экспериментальных законов неизвестной формы функции, выражающей закон излучения. Связь между температурами и временами. Эта связь содержит только непосредственно наблюдаемые данные и может быть проверена апостериори.

Содержимое, входящее в предыдущую связь, зависит от термометрических констант и природы излучающей поверхности.

Контакт с газом изменяет закон охлаждения.

Уроки 20–21. Распространение путем контакта.

Медленное распространение теплоты внутри тел, в твердых телах, жидкостях и газах. Подтверждающие опыты. Гипотеза частичного излучения. Теоретический закон, вытекающий из этой гипотезы о понижении температур в твердом теле, ограниченном двумя неопределенными параллельными плоскостями, поддерживаемыми при постоянных температурах. Определение коэффициента проводимости посредством экспериментальной реализации этих условий. Этот эксперимент определяет числовое значение коэффициентов; он не имеет характера проверки теоретических принципов. Формулировка закона, вытекающего из тех же теоретических принципов о понижении температур в тонком стержне, нагретом с одного конца.

КАЛОРИМЕТРИЯ.

Уроки 22–23. Удельные теплоемкости.

Сравнение количеств теплоты. Количество теплоты не пропорционально температурам. Определения единицы теплоты. Общий метод смешений для оценки количеств теплоты. Экспериментальные меры предосторожности и поправки.

Применение общего метода смешений. Удельные теплоемкости твердых тел и жидкостей. Закон удельной теплоемкости атомов. Теплота, поглощаемая при расширении, возвращаемая при сжатии тел. Опыты на газах. Удельные теплоемкости газов при постоянном давлении. Измерение удельных теплоемкостей газов при постоянном давлении. Особые трудности вопроса. Краткое указание одного из методов. Удельные теплоемкости при постоянном объеме.

Урок 24. Скрытая теплота.

Составная теплота жидкостей, поглощенная в скрытом состоянии во время плавления, возвращаемая в свободное состояние во время затвердевания.

Влияние вязкого состояния. Скрытая теплота льда. Ледяной калориметр; его дефекты.

Составная теплота паров, поглощенная в скрытом состоянии во время парообразования, возвращаемая в свободное состояние во время конденсации. Измерение скрытой теплоты паров. Опыты Реньо.

Эмпирические законы скрытой теплоты парообразования.

Применения калориметрии.

Способы получения теплоты или холода; 1, посредством изменений плотности; 2, посредством изменений состояния. Охлаждающие смеси. Парообразование жидкостей. Конденсация паров.

Паровые котлы. Отопление горячим воздухом и горячей водой. Различные задачи. Ощущения, производимые струей пара.

Различные физические и химические источники теплоты; удары, трение, химические соединения, животная теплота, естественная теплота земного шара, солнечная теплота и т. д. Будет отмечено, что механическая работа может стать источником теплоты, а теплота — источником механической работы.

СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. — МАГНЕТИЗМ. — СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Уроки 25–27.

Общие явления. Разделение тел на проводники и непроводники. Разделение электричества на два вида. Разделение двух видов электричества путем трения. Гипотеза электрических жидкостей. Эффекты вакуума газов и паров острий. Электрические притяжения и отталкивания. Электризация влиянием. Случай, когда подвергаемое влиянию тело уже электризовано. Искры; действие острий. Электризация влиянием, предшествующая движению легких тел.

Электроскопы.

Электрические машины ван Марума, Найрна, Армстронга.

Конденсатор. Накопление электричества на его поверхности. Лейденская банка. Батареи. Электрические разряды. Эффекты электричества.

Конденсирующий электроскоп. Электрофор.

Скорость статического электричества.

Атмосферное электричество. Явления, наблюдаемые при ясной погоде. Электричество облаков. Бури. Молния. Гром. Эффекты гроза. Обратный удар. Громоотвод.

Различные источники статического электричества.

МАГНЕТИЗМ.

Уроки 28–30.

Естественные магниты. Действие на железо и сталь. Искусственные магниты. Притягивающее действие представляется как бы сосредоточенным вокруг оконечностей магнитных стержней. Первое представление о полюсах.

Направление намагниченного стержня под действием земли. Взаимное действие полюсов двух магнитов. Имена, данные полюсам.

Явления влияния. Действие магнита на стержень из мягкого железа; на стальной стержень. Коэрцитивная сила. Эффекты разрыва намагниченного стержня. Теоретические представления о строении магнитов. Более точное определение полюсов.

Действие земли на магнит. Земля может рассматриваться как магнит. Ее действие может быть уничтожено с помощью подходящим образом расположенного магнита. Астатические стрелки. Магнитное действие земли эквивалентно паре сил. Три константы определяют пару сил земного действия. Склонение. Наклонение. Интенсивность. Измерение склонения; наклонения.

Магнитные металлы. Влияние ковки, закалки и т. д. Методы намагничивания. Насыщение. Потеря магнетизма. Влияние теплоты. Магнитные линии. Арматура.

Намагничивание под влиянием земли. Способы определения магнитного состояния тела.

Измерение магнетизма и электричества.

Уроки 31–32.

Весы Кулона. Распределение магнетизма на намагниченном стержне; распределение электричества на поверхности изолированных проводников. Сравнительное обсуждение условий двух задач и методов эксперимента.

Законы магнитных притяжений и отталкиваний. Закон электрических притяжений и отталкиваний. Сравнительное обсуждение условий двух задач и методов эксперимента.

Определение закона магнитных притяжений и отталкиваний методом колебаний.

Сравнение магнитной интенсивности в различных точках земной поверхности.

Уроки 33–34. Повторение.

Соображения по поводу совокупности предметов курса.

ВТОРОЙ ГОД.

ДИНАМИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. — ГАЛЬВАНИЗМ.

Уроки 1–2.

Химические источники электричества. Экспериментальные доказательства. Устройство, разработанное Вольтой для накопления, по крайней мере частично, на оконечностях гетерогенного проводника электричества, развиваемого химическими действиями.

Батарея (элемент). Напряжение на двух изолированных оконечностях; на одной отдельной изолированной оконечности; на двух оконечностях, соединенных проводником. Непрерывный электрический ток. Полюса. Направление тока и т. д.

Различные модификации вольтова столба. Батарея Волластона, батарея Мюнха и др. Сухие элементы; их применение к электроскопу.

Основные эффекты движущегося электричества и средства сделать токи заметными. Опыт Эрстеда. Гальваноскопы.

Токи, производимые теплотой в гетерогенных цепях. Термоэлектрические батареи. Термометрическая градуировка термоэлектрических батарей.

Токи, производимые источниками статического электричества.

СВОЙСТВА ТОКОВ.

Урок 3. 1. Химические действия.

Определения. Явления разложения и переноса. Реакция переносимых элементов на электроды различного рода.

Принципы гальванопластики.

Причины изменения тока в обычных элементах; средства исправления этого; батарея Даниэля. Батарея Бунзена.

Уроки 4–8. 2. Механические свойства.

Взаимные действия прямолинейных или извилистых токов, параллельных или наклоненных. Реакция тока на самого себя.

Взаимные действия спиралей или соленоидов. Непрерывное вращение токов благодаря их взаимному действию; посредством реакции. Аналогия магнитов и соленоидов. Электродинамическая теория магнетизма. Действие магнитов на токи и соленоиды. Действие токов на магниты. Опыты Био и Савара. Непрерывное вращение тока магнитом; магнита магнитом.

Действие земли на токи; она действует как прямолинейный ток, направленный с востока на запад, перпендикулярно к магнитному меридиану.

Непрерывное вращение тока под воздействием земли.

Астатические проводники.

Уроки 9–10. 3. Магнитные свойства.

Действие вставленного проводника на железные опилки.

Электромагниты. Намагничивание временное или постоянное. Принципы электрического телеграфа. Электрометры. Упоминание о диамагнитных явлениях.

4. Электродвижущие свойства.

Явления индукции токами, магнитами. Явления магнетизма в движении. Индукция тока в самом себе.

Индукция различных порядков.

Прерываемые токи. Машина Кларка.

Урок 11. 5. Тепловые свойства.

Влияние природы вставленного проводника; его ; интенсивности тока. Неравные температуры в различных спаях гетерогенной цепи.

6. Световые свойства.

Накаливание твердых проводников. Спектр электрического света. Вольтаическая дуга. Перенос весомого вещества. Действие магнита на вольтаическую дугу.

7. Физиологическое действие токов.

Несколько слов на эту тему. Мышцы и нервы. Действия прерывистых токов. Реотомические приспособления.

Реометрия.

Компас синусов, тангенсов. Экспериментальная градуировка гальванометров.

Динамическая интенсивность тока уменьшается при увеличении длины тока. Реостат.

Законы динамической интенсивности тока в однородной цепи. Приведенная длина и сопротивление цепи. Удельные коэффициенты сопротивления. Законы динамической интенсивности тока в неоднородной цепи.

Интенсивность токов находится в обратном отношении к общей приведенной длине и пропорциональна сумме электродвижущих сил. Формула батареи. Обсуждение случая гидроэлектрических батарей — термоэлектрических батарей. Условия для конструирования батареи со ссылкой на производимые эффекты. Условия для конструирования гальванометра со ссылкой на его предполагаемое применение.

Законы вторичных токов в простейших случаях. Химическая интенсивность тока пропорциональна его динамической интенсивности.

АКУСТИКА.

Уроки 12–15.

Шум, звук, качество звука, высота, интенсивность, тембр. Состояние вибрации в твердом, жидком или газообразном теле сопровождается производством звука.

Высота звука зависит от числа колебаний. Унисон. Инструменты для подсчета колебаний: — 1-й. Графический метод. 2-й. Зубчатые колеса. 3-й. Рычаг. Ощущение созвучия. Музыкальная шкала. Гамма. Предел различимых звуков.

Изучение колебательных движений в твердых телах. Колеблющиеся струны. Колебания поперечные, продольные. Экспериментальные законы. Сонометр.

Самопроизвольное разделение струны на сегменты. Основные звуки. Гармонические звуки.

Прямые и изогнутые стержни. Поперечные и продольные колебания. Экспериментальные законы. Деление на сегменты. Узлы. Пучности. Мембраны.

Плоские и изогнутые пластины. Вибрации делят их на «области». Узловые линии. Гармонические звуки.

Изучение вибраций в жидкостях и газах.

Теоретические представления о распространении колебательного движения в неопределенных упругих средах, в неопределенной цилиндрической трубке. Волны сгущения и разрежения. Прогрессивные узлы и пучности. Законы интенсивности звука. Прямое измерение скорости распространения звука в воде. Измерение скорости распространения звука в воздухе. Формулы без доказательства. Сравнение формул с экспериментом.

Звуковые волны, отраженные в неопределенной среде.

Фиксированные узлы и пучности. Звуковые волны, отраженные в закрытых и открытых трубах. Фиксированные узлы и пучности; колебательное состояние и плотность в них.

Ряд звуков, издаваемых одной и той же трубкой. Влияние отверстий.

Звуковые отраженные волны в стержнях. Ряд звуков, издаваемых тем же стержнем при продольных колебаниях. Косвенное измерение скорости звука в газах, жидкостях и твердых телах.

Эксперименты по передаче колебательного движения в неоднородных средах, по общему направлению передаваемого колебательного движения.

Усиление звуков. Интерференция. Биения. Различные струнные и духовые инструменты. Способы приведения их в колебательное состояние.

Несколько слов об органах голоса и слуха. Неполнота наших знаний по этому предмету.

ОПТИКА.

Уроки 16–17. Распространение света.

Распространение света по прямой линии. Лучи света. Геометрическая теория теней. Скорость света. Наблюдения Ремера. Законы интенсивности света. Фотометры Бугера, Румфорда. Интенсивность косых лучей. Сравнение освещающих способностей. Общая яркость. Внутренняя яркость.

Отражение.

Отражение света: его законы. Экспериментальное доказательство. Изображения, образованные одним или несколькими плоскими зеркалами. Как определить, параллельны ли обе грани зеркала.

Сферические зеркала. Фокусы, формулы. Обсуждение. Изображения при отражении. Измерение радиуса сферического зеркала.

Определение каустик при отражении. Определение двух сферических аберраций в зеркалах.

Гоніометр Волластона.

Урок 18. Преломление.

Преломление света в однородных средах. Закон Декарта. Экспериментальное доказательство для твердых тел и жидкостей.

Обратный ход лучей. Последовательные преломления. Коэффициенты передачи через главные коэффициенты. Следствия закона Декарта. Полное отражение. Способ его наблюдения.

Неправильные преломления. Мираж.

Преломление всегда сопровождается сопутствующим явлением дисперсии.

Геометрические следствия закона преломления. Фокус плоской поверхности. Фокус среды, ограниченной двумя параллельными плоскими поверхностями; двумя плоскими поверхностями, наклоненными в виде призмы.

Фокусы сферической поверхности; среды, ограниченной двумя сферическими поверхностями. Линзы.

Формула для линз. Обсуждение. Разновидности линз. Оптический центр. Изображения. Измерение фокусного расстояния линз.

Определение каустик при преломлении. Определение двух сферических аберраций линзы.

Уроки 19–20. Дисперсия.

Неодинаковая преломляемость лучей разного цвета, составляющих белый свет. Анализ разнородного света с помощью призм. Метод Ньютона. Солнечный спектр. Однородность различных цветов. Второе преломление однородного пучка. Опыт с перекрещенными призмами. Меры предосторожности при проведении экспериментов. Спектр, получаемый методом Ньютона, отличается от спектра, производимого в фокусе линзы, помещенной между призмой и экраном, по методу Фраунгофера. Причины сравнительной чистоты этого последнего спектра. Линии Фраунгофера. Различные спектры различных источников разнородного света. Краевая иризация широкого пучка естественного света, проходящего через призму. Дисперсия света линзами. Иризация фокусных изображений. Рекомпозиция света с помощью призмы в фокусе сферического зеркала или линзы, путем быстрого вращения плоского зеркала, путем вращения диска с разноцветными секторами. Сложные цвета.

Химические и тепловые излучения сопровождают световые излучения.

Анализ света путем поглощения. Характерное действие прозрачных цветных сред на различные виды сложного света. Различное влияние увеличивающейся толщины. Эффекты разнородных сред на разнородный свет. Эффекты разнородных сред на однородные лучи, разделенные призмой.

Урок 21. Измерение показателей преломления.

Определение показателей преломления.

1. В твердых телах. Измерение преломляющих углов. Минимум отклонения. Измерение соответствующего отклонения. Использование линий Фраунгофера.

2. В жидкостях.

3. В газах. Особые трудности вопроса. Экспериментальный метод. Опыты Био и Араго.

Любая степень показателя преломления за вычетом единицы заметно пропорциональна плотности газа. Метод Дюлонга, основанный на этом замечании.

Уроки 22–23. Применение предшествующих законов.

Радуга. Различные виды радуг.

Ахроматизм.

Ахроматические призмы. Диасперометр, ахроматизм линз; как его проверить. Определение вторичных спектров: их природа дает средства распознать, преобладает ли флинтглас или кронглас в не вполне ахроматической линзе.

Инструменты, состоящие в основном из ахроматической линзы. Волшебный фонарь; мегаскоп; солнечный микроскоп; камера-обскура; коллиматоры.

Зрение.

Краткое описание основных оптических частей глаза. Они действуют подобно линзе камеры-обскуры, образуя изображение на сетчатке. Четкое зрение; оптометры; близорукость; дальнозоркость; очки.

Бинокулярное зрение; перспектива, свойственная каждому глазу; оценка расстояний; ощущение твердости; стереоскоп; оценка величин.

ПЕРСИСТЕНЦИЯ ВПЕЧАТЛЕНИЙ; РАЗЛИЧНЫЕ ОПЫТЫ.

Уроки 24–26. Оптические инструменты.

Камера-люцида. Линза необходима для сведения к одному видимому расстоянию двух объектов, видимых одновременно. Инструменты для помощи зрения; простой микроскоп; увеличительная способность; четкость; поле зрения; преимущество диафрагмы; она различным образом изменяет поле зрения и яркость в зависимости от своего положения.

Двойные очки Волластона; их преимущества.

Общий принцип сложных диоптрических инструментов.

Составной микроскоп; экспериментальное измерение его увеличительной способности с помощью диафрагмы, с помощью камеры-люциды.

Астрономическая труба; объектив; простой окуляр. Необходимость диафрагмы; ее место; нити, их место; оптическая ось телескопа. Параллакс нитей; увеличительная способность объектива; окуляра; поле зрения телескопа.

Оптическое кольцо; различные методы измерения увеличительной способности.

Четкость телескопа; ночная зрительная труба.

Различные расстояния выдвижения окуляра для близоруких и дальнозорких наблюдателей.

Различные виды окуляров; положительные окуляры; обычный двойной окуляр астрономической трубы. Окуляр Рамсдена; тройной окуляр наземной трубы. Отрицательные окуляры; простой окуляр Галилея. Составной оный Гюйгенса; преимущества и недостатки этих различных комбинаций; общий принцип катадиоптрических инструментов.

Уроки 27–29. Двойное преломление.

Кристаллические среды действуют на свет не так, как однородные среды.

Двойное преломление исландского шпата: необыкновенное изображение вращается вокруг обыкновенного изображения. Обыкновенный и необыкновенный лучи пересекаются внутри кристалла.

Построение Гюйгенса; измерение обыкновенного и необыкновенного показателей преломления; притягивающие и отталкивающие кристаллы; падающий перпендикулярно луч не всегда бифурцирует в камере с параллельными гранями, равно как и в призме. Определение одноосных и двуосных кристаллов.

Дисперсия обыкновенного луча отличается от дисперсии необыкновенного луча.

Оба луча неодинаково поглощаются во многих цветных средах. Турмалин.

Двоякопреломляющие призмы; их конструкция. Использование двоякопреломляющих призм для измерения видимых диаметров и т. д.

Уроки 30–31. Поляризация.

Последовательные преломления в двоякопреломляющих призмах. Особые свойства двух лучей, выходящих из первого двоякопреломляющего кристалла. Поляризация посредством двойного преломления.

Отражение от прозрачных сред частично или полностью поляризует свет в зависимости от падения. Закон Брюстера. Отражение поляризованного света от прозрачной среды.

Простое преломление частично поляризует свет. Множественные последовательные преломления поляризуют его почти полностью. Стопки стекол.

Различные методы получения луча поляризованного света: 1-й — посредством отражения; 2-й — посредством простого преломления; 3-й — посредством двойного преломления путем устранения одного из преломленных пучков (с помощью экрана, полного отражения, призмы Николя, поглощения, турмалина).

Отличительные признаки полностью или частично поляризованного света.