Майкл Фарадей

Силы материи и их взаимодействия

Лекция II. Тяготение. Сила сцепления

В последний раз я говорил, что все тела притягивают друг друга: силу, производящую это действие, мы называла тяготением. Я уже говорил, что когда мы приближаем друг к другу два тела, хотя бы, например, два костяных шара равной величины, подвешенные на шнурках, — то они взаимно притягиваются, и мы можем считать всю силу притяжения сосредоточенной в их центрах тяжести. Если я заменю малый шар большим, то притяжение будет действовать гораздо сильнее; если бы я увеличивал этот шар до тех пор, пока он, наконец, сравнялся бы величиной с нашей Землей, или же мог бы взять самое Землю в качестве большого шара, — притяжение стало бы тогда так сильно, что оно заставило бы шары устремиться друг к другу. Вы сидите прямо на своих местах, я тоже стою на своем месте, потому что мы надлежащим образом уравновесили наши центры тяжести относительно Земли. Нет надобности напоминать вам, что по другую сторону Земли люди стоят и двигаются таким образом, что их ноги приходятся против наших ног, т. е. что они находятся в обратном положении сравнительно с нами, и что это происходит вследствие их тяготения к центру Земли.

Я не могу закончить вопроса о тяготении, не сказав нескольких слов о правильности и законах его действия. Начну с отношения между действием этой силы и расстоянием тел, притягивающих друг друга. Если я беру один из этих шаров и ставлю его на расстоянии одного дюйма от другого, то они притягиваются с известной силой. Если я держу шар на большем расстоянии от другого, то они притягиваются с меньшей силой, а если я еще более удалю их один от другого, то притяжение между ними станет еще слабее. Это чрезвычайно важно. Зная этот закон, ученые открыли замечательные явления.

Вы знаете, что есть планета Уран, так же, как и наша Земля, вращающаяся около Солнца, но удаленная от него на 1800 миллионов миль; есть другая планета, отстоящая на 3000 миллионов миль. Сила притяжения, или тяготения, между ними все-таки действует, и ученые открыли эту последнюю планету, Нептун, благодаря действию ее притяжения и, несмотря на громадность расстояния от Урана. Я хочу, чтобы вы ясно поняли, в чем состоит закон тяготения. Ученые говорят обыкновенно и говорят правильно, что два тела притягивают друг друга «в обратном отношении квадратов расстояний между ними». Получается простой набор слов, пока вы не уяснили себе смысла их; но я надеюсь, что вы скоро поймете, в чем состоит этот закон и что значит выражение «в обратном отношении квадратов расстояний».

Приведем пример. У меня здесь лампа А (рис. 11), весьма сильно освещающая экран BCD. Свет этот действует для наблюдателя подобно солнечному свету, так что посредством его я могу получить тень от этого маленького щитка BF, сделанного из куска игральной карты. Как вы знаете, щиток, помещенный непосредственно перед большим освещенным экраном, дает нам тень, по величине совершенно равную ему самому. Теперь я возьму карту Е, равную BF, и поставлю ее на половине расстояния между лампой и освещенным экраном: обратите внимание на величину тени BD она вчетверо больше первоначальной тени. Вот здесь-то мы и приходим к понятию об «обратном отношении квадратов расстояний». Расстояние АЕ, положим, равно единице, тогда расстояние АВ равняется двум, но если величина щитка Е равняется единице, то величина тени BD равняется четырем вместо двух, что составляет квадрат расстояния ее от лампы А, Если я помещу щиток на одной трети расстояния от лампы, то тень от него на освещенном экране будет, в девять раз больше его самого. Если я держу щиток здесь в BF, то на него падает известное количество света, а если я держу его ближе к лампе, в точке Е, то он освещается сильнее. Вы сразу видите насколько: именно на то количество света, которое остановлено щитком и не доходит до освещенного диска, отчего на нем образуется тень BD. Сверх того, вы видите, что если я помещу щиток здесь, в G около тени, то он может получить только четвертую часть остановленного света. Вот это-то и понимают под словами «обратно пропорционально квадратам расстояний», Щиток Е освещен более всего, потому что он ближе всех к лампе, и в этом весь секрет странного для нас выражения «обратно пропорционально квадратам расстояний». Если, возвратившись домой, вам трудно будет вспомнить сущность того, что я рассказал, возьмите свечу и поставьте ее так, чтобы тень от какого-нибудь предмета, например вашего профиля, падала на стену. Затем, приближаясь и удаляясь от стены, вы увидите, что величина вашей тени будет соответствовать квадратам расстояний, на которые вы удаляетесь от нее. Если вы посмотрите, сколько света падает на вас от свечи, когда вы находитесь на одном расстоянии, п сколько, когда вы на другом расстоянии, то увидите, что количество падающего на вас света обратно пропорционально квадратам расстояний от свечи.

То же самое происходит и с притяжением между двумя шарами, находящимися у меня в руках. Они притягивают друг друга в обратном отношении квадратов расстояний между ними. Мне хотелось бы, чтобы вы постарались запомнить эти слова, ибо тогда вы будете в состоянии уяснить себе вычисления астрономов относительно планет и других тел и сказать, почему они двигаются так быстро вокруг Солнца, не падая на него, а также сможете понять многие другие интересные исследования этого рода.

Оставим теперь темы, которые я обозначил словами: «сила», «тяготение», и пойдем дальше. Все тела притягивают друг друга на заметных расстояниях. Прошлый раз я вам показал электрическое притяжение, хотя не назвал его этим именем. Оно также действует на известном расстоянии. Чтобы идти вперед постепенно, я возьму несколько маленьких кусочков железа (железных опилок) и уроню их на стол. Я говорил вам, что во всех случаях, когда тела падают, притяжение действует на их отдельные частицы Вы можете поэтому рассматривать эти кусочки железа как прообразы отдельных частиц, увеличенных таким образом, чтобы глаз мог их видеть: эти кусочки не связаны друг с другом, все они тяготеют, все падают на Землю, ибо сила тяготения никогда не исчезает. Вот у меня здесь центр силы, которой я покуда не назову вам: когда кусочки железа положены на него, посмотрите, как они притягиваются между собой.

У меня образовалась арка из железных опилок (рис. 12), правильно построенная подобно железному мосту, потому что я поместил опилки в область действия силы, заставляющей их притягивать друг друга.

Я мог бы заставить мышь пробежать под этой аркой, а между тем, если я захочу сделать то же самое с этими опилками просто на столе без помощи аппарата, то вы увидите, что они вовсе не притягивают друг друга. В нашем опыте частицы опилок удерживаются вместе действием магнита. Подобно тому как частицы железа связаны вместе и образуют мост, точно так же связаны между собой в одно целое различные частицы железа, составляющие этот гвоздь. Вот полоса железа. Почему она не распадается на части? Только потому, что различные части этого железа устроены таким образом, что удерживаются одна возле другой вследствие взаимного притяжения частиц. В сущности, полоса эта сдерживается просто притяжением одной частицы к другой.

Произведем опыт. Я беру кусок кремня, ударяю его молотом и разбиваю на два куска. Что я сделал? Я только отдалил частицы, составляющие эти два куска, на столько, что притяжение между ними стало слишком слабым для того, чтобы удерживать их вместе. Вот единственная причина того, что у меня теперь два куска кремня вместо одного. Теперь я сделаю еще один опыт, который покажет, что притяжение между частицами все-таки существует. Для этого я беру кусок стекла (ведь то, что справедливо относительно кремня или полосы железа, справедливо также относительно стекла и всякого другого твердого тела; все они удерживаются в одной массе благодаря притяжению между их частицами) и покажу притяжение между отдельными его частицами. Кусок стекла я обратил в очень тонкий порошок, из него строю твердую стенку, сдавливая его между двумя плоскими поверхностями. Эту стенку возможно построить только благодаря притяжению между частицами, которые, подобно цементу, связывают их вместе. Итак, в этом случае не пришлось употребить никаких особых усилий, чтобы связать частицы. Таким образом, вы видите несколько унций мелко истолченного стекла, стоящих в виде отвесной стенки. Не правда ли, это притяжение весьма замечательно!

Еще пример: между частицами полосы железа толщиной в один квадратный дюйм существует такая сила притяжения, что в результате полоса может выдержать вес около 20 тонн груза, прежде нежели небольшой ряд частиц, расположенных на пространстве одного поперечного сечения ее, будет оторван один от другого

Именно вследствие притяжения между их частицами держатся висячие мосты и цепи. Я сделаю опыт для того, чтобы показать вам, насколько сильно это притяжение. Я ставлю ногу в петлю, сделанную из проволоки, конец которой укреплен в перекладине потолка, и несколько секунд качаюсь на ней, причем проволока поддерживает всю тяжесть моего тела. Вы видите, что, пока я качаюсь, вес моего тела поддерживается этими малыми частицами проволоки, точно так же, как в театральных представлениях проволока поддерживает иногда танцовщицу или танцовщика.

Возьмите глиняную трубку, наполните ее свинцом, расплавьте его, затем вылейте его на камень, и вы получите кусок свинца с чистой поверхностью; это лучше, нежели скоблить его, так как скобление изменяет состояние поверхности свинца. У меня здесь имеется несколько кусков свинца, которые я расплавил сегодня утром для того, чтобы поверхность их была чиста. Теперь эти куски свинца составляют каждый одно целое вследствие притяжения между их частицами. Если теперь я приложу друг к другу два отдельных куска и сильно сдавлю, так чтобы частицы их, сблизившись, попали в область притяжения, то вы увидите, как быстро эти куски соединяются в один. Видите, мне стоит только хорошенько сдавить их и в то же время немного повертеть верхний кусок, и они соединены. Теперь я уже не могу отделить один кусок от другого, как я ни сгибаю и ни кручу их. Куски свинца соединились не припоем, а благодаря притяжению между их частицами.

Впрочем, это не лучший способ соединения частиц. Я покажу вам еще один очень легко воспроизводимый опыт. Вот немного квасцов, прекрасно кристаллизованных природой (ведь все предметы гораздо красивее в своей естественной, нежели искусственной форме), а здесь у меня немного тех же квасцов, растертых в мелкий порошок.

В этом порошке я разрушил ту силу, которую обозначил словом «сцепление», т. е. силу притяжения между частицами, сдерживающую их вместе. Теперь я покажу вам, что если всыпать порошок в горячую воду, то он растворится в ней, т. е. частицы его будут разъединены водой гораздо больше, чем в сухом порошке; но при охлаждении воды эти частицы будут иметь возможность опять соединиться (охлаждение благоприятствует их соединению) и образовать одну массу.

Я вылью раствор этих квасцов в плоскую чашку. Завтра можно будет видеть, что частицы, растворенные в воде, разъединенные и, стало быть, не представляющие собой твердого тела, после охлаждения воды, опять соединятся между собой. К завтрашнему утру большое количество квасцов выделится из воды в виде кристаллов, т. е. опять перейдет в твердое состояние.

Описанный опыт делается обычно следующим образом. В стеклянную чашку наливается сперва немного горячего раствора квасцов, а когда она от этого нагреется, доливается остальная часть раствора. При употреблении стеклянной посуды рекомендуется нагревать ее медленно и постепенно. Повторяя этот опыт, делайте, как делаю я, т. е. выливайте жидкость осторожно и помните, что чем осторожнее и медленнее вы будете делать этот опыт, тем лучше получатся кристаллы. На следующий день вы увидите, что частицы квасцов соединились между собой, а если добавить в раствор два куска кокса (кокс должен быть прежде всего чисто вымыт и высушен), то они покроются прекрасными кристаллами квасцов, ничем не отличающихся от естественных минералов.

Как замечательно расширяются наши понятия, когда мы следим за условиями притяжения сцепления! Сколько новых явлений здесь раскрывается перед нами.

Смотрите, как велика сила сцепления: все материалы, например железо, камень и другие материалы большого сопротивления, которые мы употребляем для построек, содержат эту силу. Все громадные постройки нашего времени, все здания, паровозы, пароходы и прочее обязаны своим существованием этой же силе сцепления и тяготения.

Теперь я покажу вам вещество, в состоянии которого вы заметите изменение в тот момент, когда оно произойдет. Справа это вещество желтого цвета, а затем принимает красивый малиновый цвет. Смотрите внимательно, как я буду его получать. Вот две жидкости, обе бесцветные, как вода. Эти жидкости, или растворы, называются хлористой ртутью и йодистым калием. Смешав их вместе, получим на дне сосуда осадок желтого цвета — йодистую ртуть, которая почти немедленно принимает малиново-красный цвет. Вещество это очень красиво, но смотрите, как. оно быстро меняет свой цвет. Сперва оно было красновато-желтого цвета, а теперь перешло в красный. Я заранее приготовил немного этого красного вещества, которое вы видите здесь в жидкости, и покрыл им бумагу.

Вот несколько листов бумаги, приготовленных таким образом. Все они покрыты тем же веществом, которое находится и на этом листе, хотя большая часть его желта и он лишь в некоторых местах красен. Не следует думать, что этот лист неравномерно покрыт нашим веществом. Все листы покрыты одинаковым количеством его. Желтый цвет, который вы видите на этом листе, есть цвет того же самого вещества, которое покрывает и остальные листы, но притяжение сцепления частиц в известной степени в нем изменено. Я возьму лист, покрытый красным веществом, и нагрею его (нетрудно заметить, что при этом образуется немного копоти, но это не имеет для нас значения). Смотрите, сперва он темнеет, а затем мало-помалу становится желтым. Теперь я сделал его желтым, и таким он и останется. Но если я возьму какое-нибудь твердое тело и потру им желтые части на бумаге, то, как видите, они снова станут красными.

Вы видели, что красный цвет не был вновь наложен, а восстановился вследствие изменения в расположении частиц вещества. Теперь я нагреваю эту бумагу над спиртовой лампой, и она опять желтеет, потому что притяжение сцепления между частицами в покрывающем веществе снова изменяется. Как вы удивитесь, если я скажу, что этот кусок простого древесного угля представляет собой совершенно то же самое вещество, что и алмаз, который носят в украшениях: они разнятся лишь соединением частиц. Вот образчик особенным образом обугленной соломы. Она очень похожа на карандашный графит. Эта обугленная солома, древесный уголь и алмаз — все состоят из одного и того же вещества, но их свойства совершенно различны вследствие различного сцепления частиц в них.

Вот кусок зеркального стекла величиной около двух квадратных дюймов. Он нужен будет в дальнейшем, чтобы рассмотреть его внутреннее строение. А вот здесь немного стекла, отличающегося от первого только силой сцепления своих частиц, потому что еще в расплавленном состоянии оно было опущено в холодную воду. Кусочки стекла, которые я теперь показываю, называются рупертовскими каплями или батавскими слезками (рис. 13).

Если я возьму один из этих маленьких кусочков стекла, похожих на слезинки, и отломлю маленькую часть конца, то вся слезинка мгновенно будет разорвана и распадется вдребезги. Вы видите, твердое стекло мгновенно обратилось в порошок, и что еще более замечательно, оно выбило при этом дыру в стеклянном сосуде, в котором оно находилось. Такой же опыт можно произвести в склянке с водой, и очень вероятно, что склянка при этом будет разбита. Склянка наполняется шестью унциями воды, в нее помещается рупертовская капля так, что конец ее хвоста немного выдается из склянки, затем я отламываю этот конец, капля разрывается, удар передается через воду стенкам склянки и разбивает ее вдребезги.

Вот другой вид того же опыта. Здесь у меня толстостенный сосуд из стекла (рис. 14), которое не было как следует прокалено. Если я опущу в него осколок стекла (лучше горного хрусталя — кварца, имеющего то преимущество, что он тверже стекла) и сделаю им маленькую царапину внутри сосуда, весь сосуд распадется на мелкие кусочки. Роняю маленький осколок горного хрусталя в стеклянный сосуд, и дно сосуда сейчас же отделится и упадет на стол. Видите: горный хрусталь проскочил, как сквозь сито.

Я показал эти опыты для того, чтобы вы видели, что не только частицы тел соединены между собой просто силой сцепления, но что соединение это весьма замечательно. Теперь я возьму несколько предметов, в которых действует сила сцепления, и рассмотрю их. Начну с куска стекла, который я могу разбить молотком на части.

Вы видели, как я отколол кусок от кварца, и можете предвидеть, что так же я могу отколоть кусок и от стекла; а если бы я продолжал колоть стекло, то получил бы массу маленьких частичек без определенного вида или формы. Теперь я возьму какое-нибудь другое тело, например минерал (рис. 15), называемый слюдой1. Мне придется очень долго бить молотом, прежде чем удастся раздробить слюду. Я даже могу, не ломая ее, сгибать в руках по одному определенному направлению, хотя и чувствую, что слюда при этом трескается.

Если теперь взять тот же кусок слюды за один из краев, то вы увидите, что он имеет замечательное свойство разделяться на листочки. Почему он разделяется таким образом? Не все камни или кристаллы разделяются. Вот немного простой поваренной соли (рис. 16): в этом куске соли частицы соединялись в природных условиях так, чтобы они смогли сложиться и срастись совершенно свободно. Посмотрим, что произойдет, если я попробую разбить этот кусок соли. Он раздробится совсем не так, как раздроблялся кварц или слюда, его осколки обладают определенными острыми углами и правильными плоскостями, блестящими, как грани алмаза. Я осторожно разбиваю кусок соли молотком, и перед вами его части: вот прямоугольная призма, которую я могу разбить на правильные кубы. Вы видите, что все эти осколки прямоугольны, — одна сторона может быть длиннее другой, но соль всегда раздробляется так, что образует кубические или продолговатые куски с прямоугольными гранями.

Я беру теперь другой минерал, называемый исландским или известковым шпатом (рис. 17) , и могу разбить его подобным же образом, но результат будет иной. Вот кусок, который я отколол. Вы видите, тут есть совершенно правильные поверхности, подобные одна другой, по это не куб, а другая форма, называемая ромбоэдром. Исландский шпат разделяется по трем направлениям, образуя очень красивые и правильные куски с гладкими поверхностями, по грани этих кусков наклонены одна к другой не так, как в соли. Почему же это происходит?

Совершенно очевидно, что это зависит от того, что притяжение между частицами по одному направлению слабее, нежели по другим; по этому направлению они и отделяются одна от другой. Вот здесь на столе несколько кусков известкового шпата. Я советую каждому из вас взять по одному из них домой и там попробовать разделить взятый кусок ножом по направлению одной из существующих уже поверхностей. Вам это удастся сразу. Но если вы захотите перерезать кристалл поперек, то этого сделать вы не сможете. Ударами молота вы можете расколоть его, но при этом он разделится на те же маленькие ромбоэдры.

Теперь я постараюсь немного подробнее объяснить вам, отчего это происходит.

Для этой цели я употребляю электрический свет. Вы видите, мы не можем заглянуть в самое, так сказать, нутро тела, например этого куска стекла: мы можем лишь видеть его внешнюю и внутреннюю форму и смотреть сквозь него, но не можем хорошенько разъяснить себе, почему это тело приняло именно такой, а не иной вид, Я хочу поэтому показать вам, каким образом мы можем употреблять световой луч для того, чтобы узнать внутреннее строение тел. Свет, так сказать, притягивается всеми телами, одаренными тяготением, а мы знаем, что тел, не обнаруживающих этой силы, нет. Всякое тело производит на свет более или менее сильное действие, которое мы можем сравнить с притяжением.

Для того чтобы показать вам его действие, я устроил на полу комнаты весьма простой опыт. В чашку (рис. 18), поставленную на пол, я поместил несколько предметов, невидимых для вас, сидящих в глубине аудитории; на них я покажу вам способность материи притягивать свет. Если г. Андерсон осторожно и медленно нальет немного воды в эту чашу, то вода притянет вниз лучи света, и нам теперь покажется, что куски серебра и сургуча, положенные в чашку, немного поднялись, судя по тому, что они стали видимыми даже для тех из вас, которые сидят слишком низко для того, чтобы через край чашки видеть ее дно.

Кто из вас видит теперь кусок серебра и сургуч? Все. Я полагаю, что каждый убедится, что предметы эти не трогались с места, а между тем, судя по тому, что они кажутся приподнятыми, вы могли бы вообразить, что эти предметы имеют по крайней мере два дюйма толщины, тогда как тут всего только одна из наших маленьких круглых серебряных пластинок и кусок сургуча, который я положил на нее. Лучи света, доходящие теперь до вас от этого серебра, задерживались прежде краями чашки, когда в ней не было воды, поэтому вы и не могли видеть, что находилось внутри нее; но когда мы влили в нее воду, то лучи притянулись водой вниз через край чашки, и вы получили, таким образом, возможность видеть вещи, лежащие на дне ее.

Я начал с этого опыта для того, чтобы вы могли понять, каким образом стекло притягивает свет и как действуют на свет другие тела, например каменная соль,известковый шпат, слюда и некоторые другие минералы. Г-н Типдаль будет так добр, что позволит нам еще раз воспользоваться светом его электрической лампы. Прежде всего я покажу вам, каким образом свет может быть отклонен куском стекла (рис. 19). Я снова зажигаю электрическую лампу. Вы видите, что если я пропускаю ее свет через кусок простого стекла А, то пучок света проходит через стекло в наклонном положении, потому что тогда явление становится сложнее. Но если я возьму другой кусок стекла В, имеющий форму призмы, то вы увидите, что этот кусок стекла производит совершенно иное действие. Свет не идет через него к этой стене, а отклоняется к экрану С. Смотрите, как он теперь красив и разложен на разные цвета, которые вместе называются призматическим спектром.

Эти лучи света отклонены от своего направления притяжением, производимым на них стеклом. Вы видите, что я могу двигать и вращать лучи взад и вперед в разные стороны комнаты, как мне угодно. Я опять останавливаю отклоненный луч на экране, и вы видите, как удивительно красиво стеклянная призма не только отклоняет свет благодаря притяжению, которое она производит на него, но и разделяет его на разные цвета. Стеклянная призма, внутреннее строение которой совершенно однородно, может объяснить действие на свет других тел, в которых сцепление между частицами неодинаково в различных частях, вследствие чего они не везде одинаково сильно притягивают и отклоняют свет. Теперь пропустим свет через некоторые тела, которые, как я уже показывал вам, делятся на части особенным образом.

Начнем со слюды. Воспользуемся еще раз тем же лучом света. Прежде всего мы можем поляризовать его.

С точки зрения волновой теории света поляризация светового луча заключается в следующем: в непо ля ризоеанном луче света колебания эфирных частиц, образующие световую волну, происходят поперек луча по всевозможным меняющимся направлениям; при поляризации колебания происходят лишь в одной плоскости, проходящей через луч света. В электромагнитной теории света Максвелла — Герца, согласно которой свет обусловлен колебаниями' электрических и магнитных напряжений в эфире, принимаются обычно две взаимно перпендикулярные плоскости, проходящие через луч одна для электрического, другая для магнитного напряжения. Некоторые вещества, в частности, кристаллы, обладают свойством пол ризоватъ свет в определенных плоскостях, их называют поляризаторами.

Впервые поляризацию наблюдал Эразм Бартолйиус в 1670 г. в кристалле исландского шпата. Это явление изучалось Гюйгенсом (1690 г.), но отчетливо было выяснено с экспериментальной стороны лишь Малюсом (1802—1808 гг.) и затем теоретически Френелем и Араго (1819 – 1821 гг.). Анализатор — это тот же поляризатор, но служащий для обнаружения и изучения поляризованных лучей. Анализатор пропускает поляризованный луч лишь через определенные плоскости сечения. Поэтому, поворачивая анализатор, можно гасить поляризованный луч и снова его пропускать. В настоящее время в связи с обнаружением двойственной природы света (волна—частица) понятие поляризации света усложнилось и до сих лор не имеет общепризнанного истолкования.

Я делаю это только для того, чтобы наш опыт был еще более наглядным. Вот поляризованный луч света. Поворачивая так называемый анализатор, я могу сделать так, что экран, на который теперь падает поляризованный луч, будет попеременно то светлым, то темным, хотя на пути этого луча света не находится никаких непрозрачных тел. Теперь сделаем экран совершенно темным и поставим на пути поляризованного луча кусок, простого стекла, чтобы убедиться, что свет н§ может проникать через него. Итак, экран остается темным — стекло благодаря своему строению не пропускает света. Теперь я удалю стекло и вставлю на его место кусок слюды, которую мы с вами разделяли на отдельные листки. Оказывается, слюда пропускает свет к экрану. По мере того как г. Тиндаль поворачивает слюду в руке, на экране появляются и исчезают различные цвета: красный, пурпурный и зеленый. Картина замечательно красива. Она получается не оттого, что слюда прозрачнее стекла, а вследствие того, что частицы в слюде расположены особым образом, зависящим от силы сцепления.

Посмотрите теперь, как действует на свет известковый шпат — минерал, разбиваемый на ромбоэдры, Удаляю слюду и вставляю на пути света (в А) кусок известкового шпата. Посмотрите, как этот минерал поворачивает свет и вызывает на экране появление цветных колец и черного креста (рис. 20). Обратите внимание на эти цвета. Не правда ли, они великолепны? Я наслаждаюсь ими так же, как и вы. Как дивно это явление раскрывает перед нами внутреннее расположение частиц известкового шпата, — расположение, зависящее от силы сцепления!

Теперь я покажу вам еще один опыт. Вот кусок стекла, который прежде не пропускал поляризованного света. Смотрите, что с ним сделается, если мы сдавим его. Перед нами — поляризованный луч. Прежде всего я покажу вам, что стекло в обыкновенном своем состоянии не пропускает его. Вы видите, что экран остается темным, когда я вставляю этот кусок стекла на пути нашего луча света. Теперь г. Тиндаль сдавит этот кусок стекла между тремя маленькими остриями, из которых одно приходится против двух других, для того, чтобы произвести натяжение в этих частях стекла, и вы увидите замечательный эффект этого.

Смотрите! На экране постепенно появляются два белых пятна. Они показывают те места, где произведено натяжение: в этих местах сцепление действует иначе, нежели в остальных частях стекла, и потому свет получает возможность пройти через них. Не правда ли, этот опыт замечателен? Свет проходит через некоторые части стекла, тогда как другие части того же стекла не пропускают света, — и все это потому, что в некоторых местах ослабили силу сцепления между частицами стекла. Произведем ли мы это изменение сцепления посредством механического натяжения или иным способом, результат получается один и тот же. Я покажу вам на новом опыте, что если мы нагреем одну часть стекла, то внутреннее строение ее изменится, и в результате произойдет действие, подобное тому, какое мы сейчас видели.

Вот кусок простого стекла; если я вставлю его на пути поляризованного луча, то он не произведет светового эффекта, и экран останется совершенно темным. Далее я нагрею стекло на лампе, а вы сами знаете, что когда горячую воду льют на стекло, то в нем происходит внутреннее натяжение, иногда достаточное для того, чтобы оно лопнуло. (Это отчасти похоже на то, что мы видели в случае рупертовских капель). Я помещаю теперь нагретое стекло на пути поляризованного луча, и вы видите, что свет великолепно проходит через нагретые его части, вследствие чего на экране появляются светлые и темные линии, точно так же, как в некоторых Кристаллах. Все это происходит вследствие произведенного теплотой изменения во внутреннем строении стекла; эти светлые и темные части на экране служат доказательством присутствия сил, действующих внутри тела и производящих натяжение в твердой массе его по различным направлениям.

---

Материал сверстал и разместил в Сети Олег Акимов 4 декабря 2014 года