На должности бургомистра О. Герике пробыл 32 года и в 1678 г. оставил ее по старости. Он умер 11 мая 1686 г. в Гамбурге в доме своего единственного оставшегося в живых сына, куда уехал от свирепствовавшей тогда в Магдебурге чумы. Был ли, как это предполагалось, его прах перевезен в родной город, который он прославил навек, осталось неизвестным. Такое случалось, как видим, не только в России.
Каскад открытий
Другое выдающееся открытие
О. Герике, ныне считающееся само собой разумеющимся, отмечено первым электриком России Г.В. Рихманом. Вот что записано в его тетрадях: Герике дал «отменный повод к дальнейшему расширько возбуждать электричество трением, но также СООБЩАТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ДРУГИМ ТЕЛАМ, не электризующимся путем трения» [7].
Действительно, а как наэлектризовать воду, металлы, песок, ту же пушинку или льняную нитку? Оказалось чрезвычайно просто. Герике отмечает, что при приближении к натертому шару капель воды они приходили в волнообразное движение, а льняной шнур, прикоснувшись к шару, заряжается и тоже начинает притягивать бумажные листочки. И неспроста по-видимому указывается длина этого шнура – «один локоть». Через многие десятилетия (1729) англичанин Грей начнет увеличивать это расстояние и сделает открытие, что электрический заряд передается практически на безграничное расстояние. Теперь можно было создавать электрическую машину (генератор), чтобы сообщать заряды любым предметам на любом расстоянии.
Весьма многообещающими были следующие наблюдения бургомистра Магдебурга. К скамейке была прикреплена деревянная стойка (по современным понятиям – изолятор), с верхней части которой спускалась льняная нитка. Натертый серный шар приближался на близкое расстояние к верхней части нити. Если поднести к нижней части нити палец, то нить ПРИТЯГИВАЛАСЬ К ПАЛЬЦУ, ХОТЯ ПРЯМОГО КОНТАКТА МЕЖДУ ШАРОМ И НИТЬЮ НЕ БЫЛО.
Следующее наблюдение было над перышком, подвешенным на нити. К натертому серному шару приближали висящее перышко в районе экватора. Интересным было то, что когда обводили его вокруг шара, то перышко оставалось обращенным к шару ВСЕГДА ОДНОЙ СТОРОНОЙ.
Истинное значение этих экспериментов, а это было большое открытие, осталось непонятым ни самим Герике, ни его последователями в течение столетия. А было это проявление электростатической индукции, объясненной уже в XVIII веке учеными Ф.У.Т. Эпинусом и И.К. Вильке.
Герике изучал и сам наэлектризованный шар. И здесь его наблюдательность принесла свои плоды. Натирая рукой шар в темноте, он наблюдал СЛАБОЕ СВЕЧЕНИЕ, а поднося шар к уху, слышал слабый треск. «Шар обладает способностью звучать, – пишет он, – потому что если поднести его к уху, держа в руке, то в нем слышится шорох и треск». Возможно, это и были первые наблюдения электрической искры, но, по мнению последующих электризаторов, это были звуки, которые издавали разрываемые кристаллы серы, нагреваемые трением руки [8, с. 162].
Необыкновенное свечение заинтересовало ученых. Изучение необычных источников света было в большом ходу у ученых XVII столетия. В 1630 г. некий башмачник Каскариоло, производя алхимические опыты, заметил, что тяжелый шпат, находящийся близ г. Болоньи, побывав на солнце, излучает затем свет в темноте. Эту загадку пытается разрешить Г. Галилей. В 1669 г. гамбургский купец, пытавшийся алхимией поправить свои торговые дела, открыл светящийся фосфор. В 1675 г. французский астроном Жан Пикар, ночью перенося с места на место ртутный барометр, обратил внимание на свечение ртути в торичеллиевой пустоте. Свечение Герике и свечение Пикара впоследствии оказалобыкновенные источники света интересовали И. Ньютона, работающего в то время над своей «Оптикой». Непосредственно же выяснением причин появления света в опыте Пикара занялся технический помощник Ньютона Ф. Гауксби, построивший для этого специальную машину с натираемым полым стеклянным шаром. Наука получила при этом мощный и удобный источник электрических зарядов. Машину Гауксби можно было использовать как электрический генератор [2, с. 138].
Как недальновидно отнеслись к трудам Герике – великого немецкого естествоиспытателя – в области электричества, свидетельствует фраза одного его соотечественника: «К сожалению, Герике в этом вопросе не уделили того внимания, которое оказали его воздушному насосу и магдебургским полушариям. Профаны не могли следовать за ним в этой области, а ученые дали открытиям Герике покрыться пылью забвения» [9]. Горькие, но справедливые слова.
У порога большого открытия
Приводимый ниже опыт О. Герике не совсем относится к числу электрических. Тем не менее приводим его именно здесь. Почему? Обратимся к книге итальянского историка физики М. Льоцци, где можно прочитать следующее: «Мы хотим специально напомнить об одном опыте, который тогда остался незамеченным, но был вновь повторен и использован Вильсоном в одном из наиболее ценных приборов ядерной физики. Герике соединил перемычкой два сосуда, снабженных кранами, из которых нижний был откачан , а верхний содержал воздух. Затем он открыл краны, связав между собой эти сосуды» (рис. 3). В верхнем сосуде образовалось, – как писал Герике, – «маленькое небо», которое сначала было покрыто тучами, а потом медленно прояснилось» [10].
Это важнейший опыт термодинамики. Если водяные пары не насыщены, то есть не очень близки к переходу в жидкое состояние, и их внезапно расширить (адиабатически, без доступа тепла извне), то они доходят до насыщения и внутри пара образуются капельки воды, совокупность которых представляется в виде тумана. Это и наблюдал Герике.
А в 1897 г. английский физик Чарльз Вильсон (1869 – 1935) открыл, что в воздухе с насыщенным водяным паром электрически заряженные частицы становятся центрами конденсации пара: ион (электрон) притягивает к себе молекулы пара и начинаются образования воды, которые в отличие от пара видны человеческому глазу (пар бесцветен). Так что вдоль всего пути частицы образуется полоска тумана, которая хорошо видна. Если ее ярко осветить, то можно сфотографировать и таким образом получить изображение пути частицы, его длины и формы. На этом и основан прибор – камера Вильсона, за создание которого Ч. Вильсон, впрочем, как и Р. Милликен, за определение заряда электрона, были удостоены Нобелевской премии.
Если бы у Герике находился какой-нибудь радиоактивный элемент и он поместил его в верхний шар своей установки, то тоже смог бы наблюдать пути альфа-частиц, как это изображено на рис. 4 [11].
Список литературы
1. Аристотель, Сочинения в 4-х томах. Т.З. – М., Мысль. – 1991, с.95, с. 355.
3. Жизнь науки. Антология вступлений к классике естествознания. – М.: Наука, 1973, с. 81.
4. Гильберт В. О магните, магнитных телах и о большом магните Земле. – М.: АН СССР, 1956, с. 86.
5. Шарле Д, Серный шар бургомистра. Connect! Мир связи, 2000, № 2. с. 117–119.
6. Дуков В.М. Электрон. История открытия и изучения свойств. М., Просвещение, 1960, с. 157–165.
7. Рихман Г.В. Труды по физике. – М., АН СССР, 1956, с. 230.
8. Розенбергер Ф. История физики, часть 2. – М-Л., 1933, с. 162.
9. Даннеман Ф. История естествознания. Т. 2. – М-Л., 1936, с. 92–93.
10. Льоцци М. История физики. – М.. Мир, 1970, с. 104.
11. Хвольсон О.Д. Курс физики. Т. 1. Изд. 7. – М-Л., 1933, с. 465–466.
29-04-2015, 05:05