Летопись электричества

Глава 8. УДИВИТЕЛЬНЫЙ СОСУД

ПОМИМО своих обычных лекций по курсу экспериментальной физики, профессор Георг Рихман, друг академика Михайлы Васильевича Ломоносова, иногда читал в Петербургской Академии наук обзорные доклады о новейших достижениях науки. Весь ученый Петербург приходил их послушать.

К этим выступлениям профессор Рихман готовился с особой тщательностью. Родные профессора, жившие за границей, по мере возможности снабжали его свежими научными журналами и книгами.

Осенью 1746 года Рихман получил очередную посылку из-за границы.

Среди присланных книг оказались работа лейденского профессора физики Питера Мушенбрека «Элементы физики» и брошюра профессора физики в Виттенберге Георга Бозе, в которой он описывал усовершенствованную им электрическую машину лейпцигского профессора физики Христиана Гаузена.

Конструкции электрических машин давно интересовали Рихмана, и поэтому прежде всего он стал знакомиться с брошюрой Бозе.

«Электрическое действие, — читал Рихман, — может быть усилено, если отводить электричество от шара при помощи металлической трубки. Физик Жан Дезагюлье первый назвал такую трубку кондуктором, то есть проводником. Трубку следует подвесить на шелковых шнурах и привести в соприкосновение с натираемым шаром через пучок проводящих электричество нитей, одним концом прикрепленных к трубке, а другим — скользящих по шару».

В приложениях к брошюре Рихман нашел описание исследований того же Бозе, показавших, что тела не изменяются в весе от перехода на них электричества.

Отложив работу Бозе, Рихман начал просматривать журналы.

Профессор физики Лейпцигского университета Иоганн Винклер описывал важное усовершенствование электрической машины.

«Последовав совету Лейпцигского токаря Гислинга, — писал Винклер, — я отказался от натирания стеклянных шаров и цилиндров руками людей и применил для этой цели подушечки из шелка и кожи. Подушечки, наполненные конским волосом, плотно прижимаются к цилиндрам пружинами. Новая машина дает возможность извлекать сильные электрические искры».

Рихман выписал для памяти фамилии авторов и названия некоторых статей об электрических машинах, на которые он решил обратить особое внимание в своем докладе.

«Винклер?.. Винклер?..»

Имя этого ученого уже где-то встречалось Рихману. Профессор заглянул на предыдущую страницу своей тетради и увидел сделанные им недавно записи об эффектных опытах с электрическими искрами.

В заметках отмечалось, что физик Христиан Людольф в 1745 году зажег эфир посредством наэлектризованного железного прута. Винклер, наэлектризовав себя, зажег спирт своим пальцем. Англичанин Генри Майлс воспламенил электрической искрой фосфор и горячие пары, а Вильям Уатсон зажег порох и водку.

«Сии опыты, — размышлял Рихман, — напоминают мне грозовые пожары: молния ударяет в дерево или деревянный дом, мельницу, вышку корабля и мгновенно превращает их в пылающий факел. Нужно сравнить электрическую искру и молнию и проверить, не есть ли это действительно одно и то же! Об этом многие говорят, но никто этого еще не доказал. Вот если бы мне удалось достать средства на постройку машины…»

Но о средствах нельзя было и мечтать. Жалованья профессора едва хватало на прокормление его большой семьи. Рихман, крупный ученый, сильно бедствовал, а чиновникам Петербургской Академии наук не было до этого никакого дела.

«Новое открытие Эвальда фон-Клейста!» прочитал Рихман крупный заголовок на первой странице другого журнала.

В статье рассказывалось о том, что названный ученый, живший в Каммине (Померания), 11 октября 1745 года поместил гвоздь в обыкновенную медицинскую склянку, наполовину заполненную ртутью. После того как гвоздь был наэлектризован, ученый взял сосуд в руку и прикоснулся к гвоздю. При этом получилась настолько сильная искра, что она привела в содрогание всю руку и плечо.

«Этот удивительный сосуд, — заключал автор статьи, — по-видимому, позволяет накоплять большие электрические заряды. В следующем сообщении мы опишем некоторые опыты, произведенные с этим сосудом».

Рихман с сожалением отложил журнал: статья прерывалась на самом интересном месте.

«Поелику сия банка способна накоплять большие заряды, то возможно сделать и то, о чем я думал, — сравнить электрическую искру и молнию. Надобно соорудить такую банку!» — решил Рихман.

В следующем номере журнала Рихман не нашел обещанных Клейстом описаний его опытов, но зато здесь были помещены другие интересные заметки на ту же тему. В одной из них голландский физик Мушенбрек сообщал, что описанная Клейстом банка ранее уже была построена им, Мушенбреком, в Лейдене.

В одной статье рассказывалось об исследованиях Винклера, с жаром принявшегося за повторение опытов Клейста и Мушенбрека.

«После одного из подобных опытов, — рассказывал Винклер, — у меня были вследствие удара электрической искры сильные конвульсии в теле. Кровь до того разгорячилась, что я стал опасаться сильной горячки и принимал прохладительные лекарства. Кроме того, после этого опыта я страдал два раза кровотечениями из носу, чего со мной прежде не бывало, и такими колющими болями в руках, что я не мог писáть в течение восьми дней. С моей женой, которая тоже пробовала на себе действие банки, случилось то же самое».

Далее рассказывалось о том, как Винклер решил добиться еще более сильного электрического действия, но не через человеческое тело. Винклер обвивал банку одним концом железной цепочки, другой конец которой прикреплял к металлическому кружку, положенному на оловянную тарелку. Зарядив банку, Винклер с помощью тарелки соединял металлический кружок с гвоздем, отчего получались сильные удары, но при этом Винклер не испытывал боли. Это устройство Винклер назвал разрядником. Затем он соединил металлическими проволоками стержни трех банок и наэлектризовал их все сразу. От этой первой в истории электрической батареи Винклер получил такие искры, которые можно было видеть и слышать на расстоянии двухсот шагов.

Рихман был изумлен описанными опытами.

«Электричество — сия внезапно выросшая таинственная сила — произведет переворот!»

Какой переворот и в чем именно, профессор точно не представлял себе, но он чувствовал, что человечество столкнулось с могучей силой природы.

Обо всем этом Рихман рассказал своему другу Михайле Васильевичу Ломоносову, который, так же как и Рихман, заинтересовался усилительной банкой. Ломоносов обещал Рихману раздобыть нужные средства.

Банка Клейста и Мушенбрека, названная, по предложению Нолле, лейденской банкой (по месту ее первого изобретения), в продолжение короткого времени была еще более усовершенствована. Данцигский профессор Даниэль Гралат первый заменил медицинские склянки банками большей величины. Вместо гвоздя Гралат стал применять железный стержень с шариком на конце.

Тем временем группа английских ученых производила множество опытов, чтобы определить скорость передачи электричества. Для этого между стержнем банки и наружной стеклянной частью составлялась очень длинная цепь (до двух миль), в которой на определенных расстояниях были расставлены люди, а между ними проводники опускались в реку Темзу и разные грунты. Измерить скорость перемещения заряда так и не удалось, так как все люди, стоявшие в цепи, ощущали электрический удар одновременно. Но зато руководителю этих опытов Уатсону вместе с лондонским врачом Бевисом удалось еще более усовершенствовать лейденскую банку и привести ее к очень удобному виду.

Это произошло так. Уатсон заметил, что удар лейденской банки ощущается тем сильнее, чем в большем числе точек прикасаются к ее наружной поверхности. Это навело Бевиса на мысль обкладывать наружную поверхность банки сначала тонкими свинцовыми пластинками, а затем оклеивать листами станиоля (оловянной фольгой).

Дальнейшие опыты показали, что род проводящего вещества, которым наполняли банку, не имеет влияния на ее действие. Например, Бевис наполнял банку не водой, а дробью и получал такое же сильное действие. Потом Уатсон предложил заменить и жидкость внутренней станиолевой обкладкой. Таким образом, лейденская банка приняла свой окончательный вид. Одновременно Бевис доказал, что если обыкновенный стеклянный лист обложить с двух сторон свинцовыми или станиолевыми пластинками, то и такая плоская «банка», позднее названная конденсатором, будет действовать подобно цилиндрической.

Петербургские научные круги были глубоко заинтересованы сообщением Рихмана о новейших исследованиях в области электрических явлений. Но понадобилось еще несколько лет, прежде чем администрация Петербургской Академии наук отпустила небольшую сумму на опыты. Тогда только профессор Рихман поручил своему помощнику, граверу Ивану Соколову, изготовить несколько лейденских банок.