Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156


торой емкостью К какой-нибудь точке провода,то нужно ожидать, что этим, вообще говоря, будет нарушен резонанс, и искры потухнут; только прикосновение в узловой точке не отзовется на периоде колебания. Это подтверждается на опыте. Можно прикоснуться к середине проволоки cd изолированным шариком или рукой, или можно даже соединить это место при помощи металлического провода с газопроводом,-изменение искры не произойдет; если же проделать то же самое на боковых ветвях или полюсах, то искры потухнут.

После того как явилась возможность доказать путем опыта существование узловой точки, мне показалось интересным попытаться получить индуцированное колебание с двумя узловыми точками. При этом я поступил следующим образом. Прямой индуцирующий ток СС и индуцированный прямоугольник abed были устроены, как при предыдущих опытах, и установлены на резонанс. Далее, прямоугольнику abed был противопоставлен совершенно такой же прямоугольник efgfi. как это указано на фиг. 6; соседние полюсы обоих прямоугольников были соединены друг с другом, т. е. 7 сЗи2с4.Вся система образует металлически замкнутую цепь тока, и наиболее низкое или основное колебание, какое в ней возможно, имеет две узловые точки. Так как период этого колебания должен совпадать с периодом каждой из обеих половин и таким образом почти совпадать и с периодом первичного проводника, то я предполагал, что должны были бы появиться колебания, которые имеют в местах соединений 1-3 и 2-4 две пучности, в серединах же cd и gh - две узловые точки. Эти колебания измерялись попрежнему длиной искры между полюсами 7 и 2, которые представляли собой шарики микрометра. Результаты опыта были следующие. Прежде всего, вопреки ожиданию, оказалось, что от присоединения прямоугольника efgh значительно уменьшилось расстояние, пробиваемое искрой между / и 2. С величины приблизительно в 3 мм оно уменьшилось до 1 мм. Но тем не менее оказалось, что между первичной цепью и вторичной все еще имел место резонанс. Ибо всякое изменение в efgh еще больше уменьшало длину искры, все равно, состояло ли оно в удлинении или укорачивании прямоугольника. Далее обнаружилось, что обе узловые точки, как предполагалось, существовали на самом деле. При приближении шарика к cd и gh получались гораздо более слабые искры, чем при поднесении его к й/ и bf. Можно было также доказать, что эти узловые точки относились именно к тому колебанию, которое, будучи усилено резонансом, давало искры между 7 и 2, но это уменьшение неминуемо происходило при прикосновении ко всякому другому месту.

Опыт можно видоизменить, уничтожив одно из соединений 7-3 или 2-4, например, последнее. Так как в этих местах для возбужденного колебания сила тока всегда равна нулю, такое изменение не может существенно повлиять на колебание. И на самом деле, прервав соединение, можно показать таким же образом, как и раньше, что резонанс имеет

Фиг. 6.



место и что колебание, соответствующее этому резонансу, имеет два узла в тех же самых местах, что и раньше. Между тем, обстоятельства теперь настолько другие, что колебание с двумя узловыми точками не является уже наиболее низким возможным колебанием; колебание с наибольшим периодом будет теперь то, которое обладает только одной узловой точкой между а и е и для которого наибольшие напряжения на полюсах 2 и 4. Если шарики, находящиеся на этих полюсах, приблизить один к другому, то найдем, что и между ними имеет место слабое искрообразование, и можно будет предположить, что эти искры нужно приписать возбуждению основного колебания, хотя и слабому. Это предположение может быть доведено почти до уверенности, если продолжить опыт следующим образом. Мы прерываем искру между 7 и 2 и обращаем наше внимание на длину искры между 2 и 4, которая дает меру интенсивности основного колебания. Увеличим теперь период колебания первичного проводника, доведя его до полной длины и затем прибавляя емкость. Мы найдем, что при этом наблюдаемые искры увеличиваются до максимальной длины в несколько миллиметров и затем уменьшаются опять. Наибольшее значение они имеют, очевидно, тогда, когда период колебания первичного тока совпадает с периодом основного колебания. В то время, когда искры между 2 и 4 имеют наибольшую длину, можно легко показать, что этим искрам теперь будет соответствовать лишь Одна узловая точка, ибо теперь без всякого влияния на искру к проводу можно прикоснуться только между а и е, в то время как прикосновение к прежним узловым точкам прервет поток искр. Следовательно, описываемым путем достигается возможность вызвать в одном и том же проводнике один раз преимущественно основное колебание, в другой раз - преимущественно первый обертон.

Я не старался пока решать вопрос о том, возможно ли также доказать существование колебаний с большим числом узлов, а также и ряд дальнейших вопросов. Так как найденные до сих пор результаты можно было получить, лишь обращая внимание на малейшие изменения, то я не предполагал, что можно получить точный ответ на эти более сложные вопросы. Представляющиеся трудности заключаются как в методе наблюдения, так и в природе наблюдаемых электрических движений. Хотя последние, несомненно, являлись колебаниями, они, с другой стороны, не проявляли характера совершенно правильных колебаний. Их интенсивность значительно изменяется от разряда к разряду; сравнительно нерезкое проявление резонанса приводит к заключению о большом затухании; некоторые побочные явления показывают, что к правильным колебаниям примешиваются нерегулярные движения, как это и следовало ожидать в сложной системе проводов. Если мы захотим сравнить наши колебания в отношении их математических условий с каким-либо частным случаем звуковых колебаний, то мы не должны выбирать гармонические колебания камертонов или струн, долго сохраняющих неизменную интенсивность, а должны взять быстро затухающие колебания, смешанные с нерегулярными движениями, которые получаются, например, при ударе молотком о деревянный брус. Также и в акустике мы должны довольствоваться лишь указаниями на резонанс, на образование узлов и т. д., когда дело идет о колебаниях такого рода.

Для того чтобы дать возможность повторять эти опыты с одинаковым успехом, я должен прибавить еще одно замечание, значение которого должно сначала показаться неясным. При всех описанных опытах приборы располагались таким образом, что искра индукционной катушки была видна



иеЬег eincn Einfluss des ultravioletten Liclites auf die elektrische Entladinig. Wifd. Ann., 31, S. 983, 1887.

"Lorenz. Wied. Ann.,Bd 7, S. 161, 187S.

" Cm. примечание 6 в конце статьи,

Helmholtz. Abhandl., Bd. 1, S. 567.

С места искры В микрометре. Если изл\енить это условие, то в капественнол1 отношении получаются одинаковые явления, но длины искр будут укорочены. Этому явлению я посвятил особое исследование, которое я намерен опубликовать отдельно от настоящег о.

К теории вопроса

Были бы в высшей степени желательно получить из опыта понятие о количественных условиях колебаний. Но так как для этого пока еще не имеется пути, обратимся к теории, чтобы получить по крайней мере почву для суждения об этих условиях. Теория электрических колебаний, получившая развитие в трудах В. Томсона, Гельмгольца и Кирхгофа, оправдывается как для колебаний разомкнутых индукционных приборов, так и для колебательного разряда лейденской банки; поэтому мы уверены, что и при применении этой теории к настоящим явлениям получатся правильные результаты, по крайней мере в отношении порядка величин.

Самым важным является прежде всего период колебания. Как пример, поддающийся расчету, возьмем определение периода (простого или половинного) колебания Т. который имел место для первичного проводника, взятого нами для опытов с резонансом. Через Р обозначим коэфициенг самоиндукции этого проводника, измеренный в магнитной системе единиц в сантиметрах, через С-емкость одного конца провода в электростатической системе единиц, т. е. измеренную также в сантиметрах; наконец, через Л-скорость света в см/сек. Отсюда, если предположить, что сопротивление мало, найдем Г=1г/ РС/Л. При наших опытах емкость концов провода состояла, главным Образом, из емкости шаров, помещенных на этих концах; мы не сделаем особенной ошибки, если для С возьмем радиус этих шаров или положим С=15 см. Что касается самоиндукции Р, то она равнялась коэфициенту самоиндукции прял\ой проволоки, диаметр которой ДJiя случая резонанса был равен=0.5смидлинакоторой L=150 см. Вычисляя

по формуле Неймана Р= -11 dsrfs, получим для данной проволоки

P = 2L{ln(4L/d)-0.75} и поэтому для нашего опыта Р=1902 см.

Конечно, мы не можем быть вполне уверены, применима ли формула Неймана для незамкнутых токов; самая общая формула, согласная с произведенными до сих пор опыта.ми, предложенная Гельмгольцем\ заключает в себе еще неизвестную постоянную к. Вычисляя по общей формуле для прямолинейной цилиндрической проволоки, имеющей длину L и диаметр d,

получим: P=2Z,{ln(4Z./d)-0.75+ (1-Л)}. Если подстави.м сюда Л=1, ю

придем опять к значениям Неймана, если примем к =0 или/с =-1,то получим значения, соответствующие теории Максвелла и Вебера. Если допустим, что по крайней мере одно из этих значений правильно, и поэтому исключим предположение, что к имеет весьма большую отрицательную или положительную величину, то истинное значение/с для нас становится мало интересным, ибо коэфициенты самоиндукции, вычисленные для различных явлений к, различаются между собой меньше, чем на одну шестую cBOcii



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156