Вильям Сибрук - Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории

• Название: Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории
• Автор: Вильям Сибрук
• Издательство: ОГИЗ. Гос. изд. технико-теоретической литературы, М.
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1946

Книга является биографией Роберта Вуда — замечательного американского физика.

В этой книге читатель найдет рассказ не только о чисто научных исследованиях Р. Вуда, но и его путешествиях, о разгадке тайны пурпурного золота царя Тутанхамона, участии Вуда в раскрытии преступлений и разоблачении «изобретателей» «N-лучей» и «лучей смерти» и о других не менее интересных вещах.

---

Первым объектом съемки он выбрал мост эстакады надземной железной дороги, по которому ее поезда проходили над депо у перекрестка Монумент-стрит. Это давало хорошую картину того, каким кажется мост рыбе, плавающей под ним в тихой речке. Положив угрожающе выглядевший ящик на землю, он увидел вдруг, что его окружила группа заинтересовавшихся негритят, которые увязались за ним, чтобы узнать, в чем дело. Так как они могли испортить снимок, он велел им уйти, на что они ответили веселым визгом. Необходима была экспозиция около минуты, и вдруг на Вуда нашло вдохновение. Он зажег спичку, приложил ее к ящику, и с криком «потушите, а то сейчас она взорвется!» (подняв при этом крышечку объектива), убежал в сторону. Толпа моментально разбежалась, а он через минуту вернулся, закрыл крышку и спокойно вернулся в лабораторию.

В то время как научное значение новой камеры стало известно миру из Philosophical Magazine и других научных журналов, наш Literary Digest и Illustrated London News обсуждали ее с точки зрения рыб — особенно тех из них, которые живут в аквариумах, и так же любят смотреть на нас, как мы на них — и, вероятно, считают нас очень странными существами.

В 1908 году Вуд купил старую ферму Миллера, с домом дореволюционной постройки, огромным сараем и пятью акрами земли, у морского побережья в Ист-Хэмптоне, на Лонг-Айденде. Историю дома можно проследить до 1771 года, а грубые, сделанные топором срубы остальных построек показывали, что они такие же старые.

Вуд превратил огромнейший сарай и прилегавший к нему коровник в Ист-Хэмптоне в летнюю лабораторию. И здесь, и у Дж. Гопкинса, все эти годы он был поглощен своей работой — опытами, открытиями и изобретениями — несмотря на развлечения и отклонения. Он изобрел и установил в коровнике ртутный телескоп, произведший сенсацию во всем мире; здесь же он построил величайшую в мире спектроскопическую камеру и очищал ее от паутины с помощью (но без согласия) кошки. Он получал аэрофотоснимки, поднимая камеру на змее и открывая ее затвор с помощью хлопушки. Он усовершенствовал метод съемки Луны в невидимых ультрафиолетовых лучах, над которым начал работать в 1903 году.

Он занялся также опровержением распространенной теории о причинах высоких температур, получаемых в парниках и оранжереях; теория эта попала почти во все учебники и книги, в которых затрагивается этот вопрос. Хорошо известно, что стекло совершенно непрозрачно для большей части солнечного спектра за красной границей, т. е. в области длинных волн. «Теория» считала, что видимый свет и коротковолновая часть теплового излучения проходят сквозь стекло и. нагревают землю. Предполагалось, что нагретый грунт при этом сам излучает волны такой большой длины, что они не могут обратно выйти сквозь стекло и таким образом оказываются «пойманными».

Теория Вуда была очень проста: стеклянная крышка пропускает лучи, нагревающие землю, которая в свою очередь согревает воздух. Этот теплый воздух заперт в парнике и не может подняться к облакам, как это происходит на открытой земле. Если вы откроете дверь оранжереи, что станет со старой теорией?

Он доказал свою правоту следующим простым опытом: сделав две коробки из черного картона, он покрыл одну из них стеклянной пластинкой, а другую — прозрачной пластинкой из каменной соли. В каждую коробку был помещен шарик термометра, и обе они выставлены на солнце. Температура поднялась до 130° Фаренгейта, почти в точности на одну и ту же величину в обеих коробках. Каменная соль прозрачна для очень длинных, волн, и, по старой теории, такая крышка не должна была дать эффекта оранжереи — т. е. здесь не могли «улавливаться» солнечные лучи, и температура должна была быть меньше. В декабре 1908 года Вуда пригласили прочесть публичную лекцию о цветах и о живописи. Частью — как демонстрацию для оживления лекции, а с другой стороны, думая, что его идея может быть полезна при освещении театральных декораций, он разработал оптический метод интенсификации освещения картин. Вуд сам писал маслом пейзажи для развлечения и часто замечал, что пятно солнечного света,, проходящего сквозь листву и падающего на зеленый луг, производит очень приятный эффект на картине. Он решил, что если усиление освещенности применить ко всем ярким местам картины, то она приобретет особый блеск и яркость. Самые яркие белила всего в шестьдесят раз ярче черной краски, употребляемой художниками, в то время как соотношение интенсивности освещения, скажем, залитой солнцем стены белого дома и темного подъезда может достигать тысячи к одному. Он нашел такой способ интенсификации световых контрастов: фотографировать оригинал, печатать с негатива диапозитив и проецировать его на картину с такого расстояния, чтобы изображение в точности с ней совпадало. При этом светлые пятна картины ярко освещались, а тени оставались затемненными, с правильной градацией всех тонов. Эффект в темном помещении получался поразительный — ландшафт сиял бликами солнечного света. Если смотреть на такую картину несколько минут, а потом выключить проектор и зажечь

свет в комнате, картина кажется такой, как будто бы ее несколько лет не очищали от пыли. Присутствовавшие очень веселились, когда новым способом был освещен портрет одного весьма авторитетного лица; Вуд показал, что, покачивая проекционный фонарь чуть-чуть из стороны в сторону, можно заставить зрачки глаз портрета очень оживленно поворачиваться. Вуд считал, что это изобретение можно успешно применить в освещении сцен театров, где задний план декорации можно осветить проектором из зала, поставив в него диапозитив этой самой декорации. Он думал, что особенно эффектны будут сцены, которые должны происходить при ярком свете солнца.

Наиболее важная работа Вуда, однако, концентрировалась вокруг оптического исследования паров натрия. Изучая спектр поглощения паров в области ультрафиолетовых лучей, он увеличил число известных линий в главных спектральных сериях с восьми, известных до него, до пятидесяти. Это была — и остается — самая большая группа сериальных линий. Этот результат впоследствии Нильс Бор считал прекрасным доказательством своей квантовой теории атомов и спектров. Другой опыт Вуда, имеющий большое значение в современной теории атомов и молекул и спектров, это доказательство того, что свет флуоресценции паров натрия (а также паров калия и йода) поляризован. В то же время Вуд работал с одним из своих студентов, X. В. Спрингстином, над вопросом о действии магнитного поля на поляризованный свет, проходящий через пары натрия.

Несколькими годами, ранее итальянский физик Корбино заметил, что если поместить пламя натрия между полюсами электромагнита и пропустить сквозь него пучок поляризованного белого света, то плоскость поляризации в области желтого дублета поворачивается на несколько градусов. Вуд и Спрингстин, работая с металлическим натрием, нагреваемым в стеклянной трубке, вместо «натриевого» пламени получили величину поворота до 14° в желтом дублете и обнаружили меньшее вращение в других частях спектра. В дальнейшем Вуд продолжил эту работу с более сильными магнитами и совершенной аппаратурой, получив вращение на 1440°, т. е. на четыре полных оборота!

В 1909 году ожидалось противостояние Марса, и все астрономы были в сильном волнении по этому поводу. Вуд вынул шестидюймовый объектив своего большого спектроскопа в Ист Хэмптоне и установил его на цементной плите, на лужайке перед дверью лаборатории. Посеребренное зеркало отражало свет красной планеты сквозь объектив на окуляр, находившийся в сорока футах, в глубине темной лаборатории, где он наблюдал увеличенное изображение планеты, лежа с комфортом на полу на старом матраце.

В то же лето он возобновил опыты по фотографированию Луны в ультрафиолетовых лучах и показал возможность изучения строения скалистой поверхности Луны при помощи снимков, сделанных в монохроматическом свете. Его первая статья на. эту тему была сообщена Королевскому Астрономическому Обществу Великобритании сэром Робертом Баллом, королевским астрономом, и опубликована в Monthly Notices общества, откуда я и цитирую:

«Предварительные опыты были проделаны мною в летней лаборатории в Ист Хэмптоне Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк, с помощью наскоро импровизированного прибора. Тонкий слой серебра, непрозрачный для видимого света, вполне свободно пропускает ультрафиолетовые лучи с длиной волны 3000 ангстрем, но зато эти лучи задерживает стекло — поэтому была необходима кварцевая линза. Фотографический телескоп был сделан из трехдюймовой кварцевой линзы, покрытой серебром, с фокусным расстоянием в шесть футов, смонтированной в конце печной трубы из оцинкованного железа, с адаптером для пластинок с другого конца. Все это было скреплено с пятифутовым телескопом, служившим для того, чтобы следовать за Луной в течение трехминутной экспозиции. Оба они были укреплены на экваториале из старой велосипедной рамы, поставленной на цементную плиту так, что ось передней вилки была направлена на Полярную звезду. Медленным движением мне удавалось добиться экспозиций в несколько минут, если они были необходимы. Более подробное описание инструмента последует в English Mechanics за 12 ноября 1914 г. Я открыл обширные залежи вещества, которое получается темным в ультрафиолетовых лучах, недалеко от кратера Аристарха. Эти залежи едва различимы на снимках, сделанных в желтом свете, и почти черны в снимках, сделанных в свете, ограниченном ультрафиолетовой областью длины волны около 3000 ангстрем. Параллельные опыты, проделанные в лаборатории, показали, что многие вещества, которые являются „белыми“ в обычном свете, совершенно черны, если их фотографировать в этих коротковолновых лучах. Китайские белила (окись цинка) и многие белые цветы служат хорошим примером этого. Эти цвета были бы почти невидимы на фоне снега и не вышли бы на обычной фотографии, но появились бы вполне отчетливо на снимках, сделанных кварцевым объективом с серебряной пленкой на нем».