Cтраница 3
Идея всех экспериментов, которые должны дать ответ на эти вопросы, состоит в том, чтобы выделить электрическую жидкость из проводника, заставить ее проходить через пустое пространство, лишить ее какой-либо связи с веществом, а затем исследовать ее свойства, которые при этих условиях должны обнаруживаться яснее. [31]
Но было бы неверным считать, что новое воззрение - теория поля - освободило науку от заблуждений старой теории электрических жидкостей или что новая теория разрушает достижения старой. Новая теория выявляет как достоинства, так и ограниченность старой теории и позволяет нам оценить старые понятия с более глубокой точки зрения. Это справедливо не только по отношению к теориям электрических жидкостей и поля, но и по отношению ко всем изменениям в физических теориях, как бы революционны они ни казались. [32]
Очевидно, что вторая теория отличается от первой только тем, что в ней свойства и роль одной из электрических жидкостей приписываются самому весовому веществу электризуемого тела. Ниже мы увидим, что современные наши воззрения гораздо ближе подходят к унитарной теории Э пи ну с а, чем к дуалистической. [33]
Если тело содержит такое количество электрической жидкости, что частица электрической жидкости, находящаяся вне тела, настолько же отталкивается электрической жидкостью в теле, насколько она притягивается к веществу тела, то такое тело называется Насыщенным. Если количество жидкости в теле больше, чем требуется для насыщения, то излишек называют Избыточной жидкостью, а тело называется Перезаряженным. Если количество жидкости меньше насыщающего, то тело называется Недозаряженным, а количество жидкости, требуемое для его насыщения, называют иногда Недостающей жидкостью. Число единиц электричества, необходимое для насыщения одного грамма обычного вещества, должно быть очень большим, потому что грамм золота можно расплющить в лист площадью в квадратный метр и в таком виде он может иметь отрицательный заряд по крайней мере в 60 000 единиц электричества. Чтобы насытить заряженный таким образом лист золота, требуется ввести в него именно такое количество электрической жидкости, так что полное количество жидкости, необходимое для насыщения, должно быть больше этого. [34]
Новые представления об электричестве в твердом теле, охарактеризованные нами в самых общих чертах, существенно отличны не только от представлений об электрической жидкости, но и от электронных теорий начала нашего века, которые рассматривали электрон как заряд, лишенный структуры. Как же проявляются эти свойства электричества в действительных явлениях. [35]
Устойчивость атомов в классической физике можно было бы объяснить, предположив, что отрицательный электрический заряд в них ( даже в простейшем атоме водорода) представляет собой непрерывную электрическую жидкость, равномерно размазанную по поверхности сферы. В этом случае среднюю скорость элемента заряда, а значит, и плотность тока на сфере можно сделать равной нулю, так что подобная система была бы не способна испускать электромагнитное излучение. [36]
Франклин предположил, что в процессе натирания стеклянного стержня шелковой тканью что-то переходит из ткани в стекло; он считал, что стеклянный стержень становится положительно заряженным, благодаря избытку электрической жидкости, полученной при его натирании тканью, в которой образовался недостаток такой жидкости и ткань оказалась заряженной отрицательно. [37]
В одном из писем своему другу врачу Вазаги ( опять пример проявления интереса врача к электричеству) Вольта писал: Я уже давно убедился, что все действие исходит от металлов, от соприкосновения которых электрическая жидкость входит во влажное или водянистое тело. [38]
Физической гипотезой, на которой он основал свою теорию, служило допущение о наличии двух магнитных жидкостей; эта гишлеза обладала теми же математическими преимуществами и сталкивалась с теми же физическими трудностями, что и теория двух электрических жидкостей. Однако для объяснения того факта, что кусок мягкого железа хотя и может быть намагничен по индукции, но не может быть заряженным неравными количествами одного из двух видов магнетизма, Пуассон предположил, что, вообще говоря, вещество является непроводящим для обеих жидкостей и только в некоторых малых его объемах жидкости пребывают в условиях свободного подчинения действующим на них силам. Причем каждый из этих маленьких магнитных элементов веществ содержит точно равные количества обеих жидкостей, и, свободно перемещаясь внутри каждого элемента, эти жидкости никогда не могут переходить от одного элемента к другому. Поэтому задача оказывается однотипной с задачей о большом числе маленьких проводников электричества, распределенных в диэлектрической изолирующей среде. Проводники могут иметь любую форму при условии, что они малы и не касаются друг друга. [39]
Теория Одной Жидкости отличается от теории Двух Жидкостей лишь тем, что оба вещества не считаются во всех отношениях одинаковыми, но противоположными; одному из них, обычно отрицательному, придаются свойства и наименование Обычного Вещества, а второе сохраняет название Электрической Жидкости. Частицы жидкости считаются отталкивающимися друг от друга, согласно закону обратной пропорциональности квадрату расстояния, и притягивающимися к частицам вещества, согласно тому же закону. Частицы вещества считаются отталкивающимися друг от друга и притягивающимися к частицам электричества. [40]
Здесь возникает тот же самый вопрос, который мы рассматривали в связи с теплотой. Являются ли электрические жидкости невесомыми субстанциями или нет. Другими словами, будет ли вес куска металла одинаков, когда он нейтрален и когда он заряжен. Весы никакого различия не обнаруживают. Мы заключаем, что электрические жидкости тоже являются членами семейства невесомых субстанций. [41]
Следует выделить ищо одну важную черту воззрении Ампера. Он считает, что электрические жидкости не способны действовать посредством своей массы, поскольку ее можно рассматривать как бесконечно малую по сравнению с массой весомых тел. Это, полагает Ампер, очевидное следствие всей совокупности опытных данных. [42]
Батарея гальванических элементов соединялась проводом длиной в 4X32 см. Параллельно этому проводу располагался другой ( провода разделялись двойным слоем бумаги), концы которого присоединялись к гальванометру. Если ток есть движение электрической жидкости и это движение действует на постоянный магнит - совокупность токов ( гипотезу Ампера он принимает), то движущаяся жидкость в одном проводнике заставит двигаться неподвижную в другом и гальванометр должен зафиксировать ток. [43]
Эта теория, как и Двухжидкостная, не слишком много объясняет. Но она заставляет нас считать массу электрической жидкости столь малой, что ни при каких достижимых положительных или отрицательных степенях электризации не обнаруживается увеличение или уменьшение массы или веса тела. Кроме того, эта теория до сих пор не в состоянии дать достаточно разумное основание тому, что именно стеклообразную, а не смолообразную электризацию следует считать обусловленной избытком электричества. [44]
Фактически Кавендиш сам отмечает, что, согласно его собственной гипотезе о строении электрической жидкости, распределение электричества на двух геометрически подобных проводниках не может быть в точности подобным, если только заряды проводников не пропорциональны объемам. Действительно, он предполагает, что частицы электрической жидкости плотно спрессованы вблизи поверхности тела, а это эквивалентно предположению о том, что закон взаимодействия не является законом обратных квадратов, и для сильно сблизившихся частиц расталкивание начинает расти значительно быстрее с дальнейшим уменьшением расстояния между ними. [45]