В. Болховитинов - Столетов

• Название: Столетов
• Автор: В. Болховитинов
• Жанр: Биографии и Мемуары

Книга посвящена выдающемуся русскому физику Александру Григорьевичу Столетову (1839–1896). Основные исследования Столетова посвящены электричеству и магнетизму. Столетов первым показал, что при увеличении намагничивающего поля магнитная восприимчивость железа сначала растет, а затем, после достижения максимума, уменьшается. В подтверждение теории Максвелла Столетов жразработал точный и надежный метод измерения скорости электромагнитных процессов, получив значение, близкое к скорости. Он создал первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, и стал основоположником количественных методов исследования фотоэффекта… Обнаружил постоянство отношения напряженности электрического тока к давлению газа при максимальном токе (константа Столетова). Много сил Столетов уделял также научно-организаторской и педагогической деятельности. При его активном участии возникла физическая школа Московского университета, из которой вышли многие известные русские физики.

---

Контрольный конденсатор работал всегда в неизменных условиях. Расстояние между сетчатым и сплошным электродом никогда не менялось. Не менялось и напряжение между электродами.

Показания контрольного гальванометра могли меняться только вследствие колебаний силы света дуги. Следя за показаниями этого гальванометра, можно было учесть неравномерность в горении дуги и внести соответствующие поправки в показания главного гальванометра. Для внесения поправок нужно было только знать соотношение между действием света на оба конденсатора. Это соотношение можно было вычислить, сравнив положения «зайчиков» на шкалах в один и тот же момент.

Несколько опытов Столетов и Усагин посвятили проверке своего способа контроля. Оба конденсатора — и главный и контрольный — во время этих предварительных опытов они оставляли неизменными.

Экспериментаторы разделили обязанности между собой: профессор следил за шкалой одного гальванометра, его помощник — за другой.

Проверка происходила так:

Зажгли дугу. «Зайчики» на обеих шкалах метнулись и, поколебавшись, замерли. Их показания записали и, разделив показание контрольного гальванометра на показание главного, нашли отношение между отсчетами.

Так было сделано несколько раз, и экспериментаторы, чтобы исключить все погрешности наблюдения, нашли среднее отношение показаний двух гальванометров. Оно оказалось равным 2,239.

Затем, нарочито изменив яркость дуги, они провели новую серию наблюдений. Как и прежде, показания гальванометров записывались.

Закончив наблюдения, исследователи приступили к расчетам. Деля показания контрольного гальванометра на полученное прежде число 2,239, они вычислили, какими должны быть показания главного гальванометра. А потом сравнили эти вычисленные значения с теми, что они нашли, наблюдая за «зайчиком» главного гальванометра.

Достаточно близкое совпадение предварительных вычислений и действительных показаний главного гальванометра убедило экспериментаторов в надежности способа контроля, изобретенного Столетовым.

«Точное измерение актино[21]-электрических токов, — писал Столетов, назвавший так открытые им чудесные токи, — не есть нечто невозможное. Принятый способ контроля достаточно гарантирует от неизбежных случайных влияний».

Никаких ошибок, никаких случайностей — было девизом великого ученого.

Исследуя новое явление, Столетов стремится предупредить самую возможность появления ошибок.

Экспериментатор обнаруживает и такой скрытый источник ошибок, как «утомление» металла. Столетов замечает, что металл при длительном освещении как бы «утомляется», теряет мало-помалу свою чувствительность к действию света. «Утомление» металла он также берет на учет.

«Нужно, однако же, заметить, — пишет Столетов, — что пропорциональность между действиями в двух различных конденсаторах соблюдается лишь под тем условием, чтобы ряд наблюдений продолжался не слишком долго; иначе оба они заметно, и притом в различной мере, утомляются, причем ближайший к фонарю (контрольный) обыкновенно утомляется в более сильной степени; вследствие этого отношение показаний двух гальванометров исподволь изменяется и должно быть проверяемо время от времени.

Понятно, что такой контроль делает наблюдения значительно более сложными и хлопотливыми, а потому он применялся лишь в тех случаях, когда казалось особенно важным иметь более точные числа».

Опыты были очищены от всех случайностей. Иначе и не мог поступить Столетов — ученый, которому претила даже малейшая неточность, неуверенность, гадательность. Таким он был всегда. Теперь же, познавая родство двух тончайших материй — света и электричества, он считал себя обязанным быть еще более строгим и придирчивым.

Эти опыты Столетова — образец научной добросовестности и блестящего экспериментаторского искусства.

Исследований было много.

Еще раз с полной неопровержимостью Столетов доказывает, что только отрицательный электрод чувствителен к свету.

Он меняет полюса батареи. Теперь сетка заряжена отрицательно, цинковый диск — положительно.

Правда, и в этом случае в цепи идет ток, хотя и очень слабенький. Казалось бы, опыт говорил о чувствительности положительного электрода к свету. Но Столетова такой результат не ввел в заблуждение. Он понял, что ток и в этом случае рождается все-таки от освещения отрицательного электрода. Теперь им служит сетка. Она освещена невыгодно, прямые лучи падают лишь на наружную сторону, противоположную притягивающему положительному электроду. Внутренняя же, обращенная к этому электроду сторона сетки освещена только отраженными от цинка лучами. Площадь сетки к тому же мала. Но тем не менее причины для возникновения тока есть. И ток идет, хотя и очень маленький.

Столетов убедительно показывает, что причина рождения обратного тока скрыта в сетке, а отнюдь не в цинке, ставшем положительным электродом.

Если сетка загрязнена, окислена или покрыта водной пленкой, обратного тока нет. Прямой же ток, когда отрицателен цинк, а сетка соединена с положительным полюсом батареи, совершенно не меняется, несмотря на загрязненность сетки.

Столетов окончательно убежден в неправоте Гальвакса и вторящего ему итальянского физика Риги и в очередном своем сообщении еще раз подчеркивает «униполярность актино-электрических действий» — нечувствительность положительною электрода к свету.

Риги отозвался на это весьма странно. Он опубликовал статью, в которой поздравлял Столетова с тем, что наконец-то русский ученый присоединился к ею, Риги, мнению.

Между тем Риги совсем еще недавно писал о полном своем согласии со Столетовым во всем, исключая именно униполярность актино-электрических действий.

С законным возмущением Столетов ответил на заявление итальянца:

«Меня крайне изумило… что г. Риги — впоследствии переменивший свое мнение и пытающийся, повидимому, внушить, что он и всегда думал так, как теперь, — в одной из своих последних статей позволяет себе совершенно извратить истину, утверждая, будто не он, а я сомневался в нечувствительности положительного электрода. Более бесцеремонного способа сваливать свои грехи на чужую голову мне никогда еще не встречалось».

Инцидент с Риги не был единичным. Немало ученых Запада, тоже занявшись исследованиями взаимодействия электричества и света, были непрочь, подобно Риги, приписать себе заслуги Столетова — ученого, возглавлявшего завоевание одного из белых пятен науки.

Тот же Риги, которого Столетов похвалил за некоторые опыты, стал утверждать, извращая истину, что русский ученый сам признал его, Риги, приоритет в исследованиях актино-электрических явлений — фотоэлектрических явлений, фотоэффекта, как говорим мы теперь.

Столетов дал отповедь итальянскому физику, так недобросовестно обращавшемуся с фактами.

Столетов не мог пройти мимо попыток исказить истину, отнять у русской науки то, что ей принадлежало по праву.

А опыты шли и шли. То немногое время, которое оставалось у него от лекций, хозяйственных дел по лаборатории, составления сообщений о проделанных исследованиях, он целиком посвящал работе в лаборатории.

Жизнь шла напряженно и радостно. Снова, точно помолодев, он часами готов был сидеть у своих приборов в этой глубокой беседе с природой. За короткое время была проведена громадная работа, сделан ряд крупных успехов. Он заставил природу ответить на все вопросы, которые ей задал.

Влияет ли размер электродов на величину тока?

Да, влияет, сказали Столетову опыты. Во сколько раз он увеличивает электроды, во столько же раз растет и сила тока.

Множество опытов Столетов посвящает исследованию зависимости действия света от его состава.

Непрозрачный экран — экран из металла, дерева, картона, — поставленный на пути луча, мгновенно прекращает ток в цепи. «Зайчик» гальванометра возвращается на середину шкалы.

Но вот удивительный факт.

Прекращает ток и поставленная перед фонарем тонкая стеклянная пластинка. Диск попрежнему освещен, но тока теперь нет.

Исследователь берет кварцевую пластинку. Ток, ослабевает, но не прекращается Берет ледяные пластинки, пропускает свет через водяную пленку… И опять в цепи течет слегка ослабленный ток. В чем же дело? Очевидно, не все лучи, содержащиеся в свете дуги, действуют на диск. Стекло, вероятно, поглощает какую-то деятельную часть лучей электрической дуги, которую кварц, вода и лед поглощают только отчасти.

Проделав множество опытов с различными веществами, сопоставив результаты всех измерений, исследователь приходит к убеждению, что ток порождается невидимыми ультрафиолетовыми лучами, с длиной волны меньшей, чем у видимого света.

Стекло не пропускает ультрафиолетовых лучей. Они сильно поглощаются и атмосферой; до поверхности Земли их доходит мало. Значит, солнечный свет, более яркий, чем свет дуги, не должен действовать на конденсатор, решает Столетов.