Анатолий Томилин - Мир электричества
Глава 4. Опасное родство
Двойное рождение
Соборный настоятель небольшого городка Каммин в Померании Эвальд Георг фон Клейст занимался электрическими опытами потихоньку. Он не публиковал своих результатов – зачем вводить во искушение прихожан – и довольствовался домашними восторгами. Одно огорчало отца-настоятеля: электрическая машина, счастливым обладателем которой он являлся, была до чрезвычайности слабой. Оттого и искры, которые случалось извлекать из ее кондуктора благочестивому экспериментатору, были едва видны при свете дня.
Однажды, в счастливые часы занятий любимыми опытами, Клейст решил зарядить свою микстуру, чтобы усилить ее действие (отца-настоятеля мучил кашель). Он вставил в бутылочку железный гвоздь и поднес его к кондуктору машины. Несколько оборотов стеклянного шара – и жидкость должна была зарядиться… Осталось вынуть гвоздь из бутылки. Держа склянку в одной руке, почтенный священнослужитель другой взялся за головку гвоздя и… получил весьма ощутимый электрический удар. Клейст даже не испугался. Он только удивился – откуда? Его слабая машина не способна была давать и десятой доли того электричества, силу которого он почувствовал. Впрочем, что толку в раздумьях? Если результат опыта непонятен, его нужно в точности воспроизвести еще, потом еще и еще… И каждый раз бутылка с жидкостью и гвоздем, накопив электричество от маленькой машины, исправно щелкала экспериментатора по пальцу электрическими ударами.
«Накопив электричество!» Вы чувствуете, это же совсем новое свойство неведомой силы. А что будет, если налить в склянку с гвоздем спирт или ртуть? Не получит ли она еще большую способность накапливать электричество? Через некоторое время, убедившись в том, что он действительно открыл новый способ накапливать электричество, фон Клейст описал результаты своих опытов в письме и послал его в Данциг протодиакону – своему начальнику. Протодиакон физикой не увлекался, но, будучи человеком обязательным, передал сообщение коллеги бургомистру Даниэлю Гралату, человеку вполне просвещенному. Совсем недавно тот организовал в своем городе общество естествоиспытателей, которое жаждало деятельности. И потому новинка фон Клейста была как нельзя более кстати. Бургомистр Гралат начал с того, что взял бутыль большего объема и с большим гвоздем. По-видимому, все бургомистры – по должности своей – любят, чтобы дело выглядело крупно и эффектно (вспомним Герике). Гралат обернул бутылку металлической фольгой, и электрические удары еще усилились. Ему пришло в голову составить из таких бутылей батарею и тоже зарядить ее. А затем. Бедные, бедные члены данцигского общества естествоиспытателей. Бургомистр предложил двадцати человекам взяться за руки, образовать цепь, а затем крайним в цепи коснуться пальцами гвоздя и обкладки бутыли, то есть замкнуть цепь! Эффект был потрясающий. Окрестные жители давно не слышали такого вопля…
В истории науки и техники часто бывает, что изобретения малые и большие делаются одновременно разными людьми и совсем в разных местах. Чтобы продолжить историю чудесной «накопительной банки», давайте из славного города Данцига переедем в не менее славный город Лейден и познакомимся с почтенным профессором Мушенбруком.
Питер ван Мушенбрук (1692–1761)
С 1719 по 1723 год выпускник Лейденского университета Питер ван Мушенбрук был профессором Дуйсбургского университета. Особых научных заслуг у молодого профессора не отмечалось, и он перешел в университет города Клейста, а в 1740 году вернулся в alma mater, где занял кафедру физики. В Лейденском университете была прекрасная лаборатория, старые традиции и слава. Лучи этой славы привлекали учеников, которые давали доход профессорам. Мушенбрук занялся эффектными электрическими опытами. Таинственная сила интересовала всех и была в большой моде.
Профессор умел красно и значительно говорить, надувать щеки и трясти париком, рассказывая о своих достижениях. Однако, по чести говоря, особых успехов у него не было. Но такое поведение и по сей день нередко вводит неискушенного человека в заблуждение. А уж двести-то с лишним лет назад находилось немало простаков, называвших герра профессора не иначе как великим Мушенбруком.
Однажды слепая фортуна подсунула Мушенбруку ученика по имени Кунеус. Это был богатый лейденский горожанин, желавший развлечься опытами не иначе как в лаборатории «великого ученого». Там он, познакомившись с электрической машиной, попытался наполнить электричеством… банку с водой. Идея, по воззрениям того времени, не такая уж нелепая. Из многочисленных опытов было известно, что вода электризуется. Почему же не попробовать сохранить электричество в воде? И вот Кунеус взял банку, налил воду и опустил в нее металлический стержень, соединенный с кондуктором электрической машины. Слуге он приказал крутить ручку машины.
Опыт в Лейдене
Через некоторое время, считая, что вода достаточно зарядилась, экспериментатор решил вынуть стержень. Но дотронувшись до него другой рукой, любитель науки испытал, как он сам говорил впоследствии, «ни с чем не сравнимое потрясение». Кунеус ничего не понял. Уронил банку, разлил «заряженную» воду и побежал жаловаться профессору.
Отдадим должное Мушенбруку. Он решил тут же проверить открытие своего ученика. Условия опыта в точности восстановили. Только теперь на место ученика встал учитель. Кунеус закрутил рукоятку машины.
Сильный электрический удар поверг Мушенбрука в такое изумление, что «испытать его еще раз я не согласился бы даже ради французской короны», – писал он позже в своих воспоминаниях.
Батарея лейденских банок
Одним из первых узнал о лейденском эксперименте вездесущий аббат Нолле. Он тут же повторил и усовершенствовал усилительную банку, составил батарею и стал получать все более и более сильные электрические искры, настоящие маленькие молнии. В Версале, в присутствии короля и придворных, аббат выстроил сто восемьдесят мушкетеров кольцом. Велел им взяться за руки. Первому дал в руку банку, зарядил ее от машины и предложил последнему в цепи вытащить из банки металлический стержень… «Было очень курьезно видеть разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик, исторгаемый неожиданностью у большей части получающих удар». Король веселился. Но еще больший интерес вспыхнул в его глазах, когда на столик перед ним, рядом с электрической машиной и батареей усилительных банок, Нолле поставил маленькую металлическую клетку с птичкой. Обернув длинной цепочкой прутья клетки, он намотал другой ее конец на банку. Вторую цепочку, соединенную с металлическим стержнем банки, аббат пропустил через стеклянную трубочку и повесил над жердочкой так, чтобы птичка не могла задевать за нее головой. После этого помощник стал крутить электрическую машину. Придворные затаили дыхание. Наступил момент, когда между цепочкой и метавшимся по клетке воробьем проскочила голубая искра. Раздался треск, и несчастная пичуга свалилась без признаков жизни. Это была первая жертва искусственной молнии.
– Браво! – сказал Людовик XV и поднялся с места.
– Браво! – повторили придворные. Толпясь, они поспешили за своим сюзереном прочь от ученого, продемонстрировавшего им, что электричество может не только развлекать.
Лейденская банка и разрядник
Опыты с усилительной банкой, получившей благодаря стараниям того же Нолле название лейденской банки, были очень эффектны. Их повторяли в салонах и в ярмарочных балаганах. Голубыми искрами, извлеченными из пальца, из носа наэлектризованного человека, поджигали порох и спирт, убивали мышей и цыплят.
В один прекрасный день семьсот благочестивых парижских монахов, взявшись за руки, образовали цепь. И все они, как один, высоко подпрыгнули и возопили от страха, когда крайние разрядили на себя невзрачную банку, наполненную таинственной электрической жидкостью.
В Англии опыты с лейденскими банками демонстрировал в Королевском обществе врач Уильям Уотсон. В 1747 году он с помощью длинной проволоки соорудил цепь длиной не менее двух миль и «провел» электричество через Темзу. Исследуя роль жидкости, заполняющей банку, Уотсон вместо воды или спирта наполнил банку дробью, и результат не изменился. Тогда он вообще заменил содержимое банки еще одной, внутренней металлической обкладкой, соединенной с центральным стержнем. Теперь лейденская банка получила свою окончательную форму.
Правда, его коллега доктор Бевис обложил свинцовыми пластинами просто кусок стекла. Он обнаружил, что чем больше размеры пластин и меньше расстояние между ними, тем большее количество электричества на них накапливается.
Так в науку об электричестве пришел конденсатор – емкость, заполняемая «электрической материей». Правда, пока что принцип, или «механизм», его работы был непонятен, а величина емкости ничтожна. Но искра, получавшаяся при разряде, была способна, как молния, убить живое существо. Опасное родство, не правда ли?
