Американские ученые и изобретатели - страница 8

Франклин поставил перед собой задачу, решением которой никто до него не занимался: выяснить, какая часть этого с виду простого аппарата из стекла, металла и воды служит резервуаром для электрической энергии. Металлический стержень, вода или бутылка? Или их сочетание? В то время даже если бы кто-нибудь задался таким вопросом, то наверняка не знал бы, как приступить к его решению. Впрочем, и спустя двести лет после Франклина многих подобный вопрос поставил бы в тупик. Последовательный подход Франклина к его решению был гениально простым: «Чтобы узнать, где именно аккумулируется энергия, мы поместили наэлектризованную бутылку на стекло, вынули пробку со стержнем. Затем взяли бутылку в одну руку и поднесли палец другой руки к отверстию в горлышке. Из воды выскочила сильная искра… Это доказывает, что энергия собирается не в стержне».

Таким образом, один возможный ответ отброшен.

«Затем, чтобы проверить, не собирается ли энергия в воде… как нам казалось раньше, мы снова наэлектризовали бутыль». На этот раз Франклин и его помощник вновь вынули пробку со стержнем и перелили воду из наэлектризованного сосуда в другой сосуд, не подвергавшийся электризации. Если бы заряд находился в воде, второй сосуд испускал бы искры. Этого не произошло.

«…Тогда мы рассудили, что электрический заряд либо исчезает при переливании воды, либо остается в первой бутыли. Второе оказалось верным, так как при прикосновении к бутыли вылетали искры, хотя наполнена она была обычной ненаэлектризованной водой из чайника».

На этом этапе исследования, пожалуй, ни один человек из сотен тысяч не стал бы ломать голову над новым вопросом; собирается ли заряд в бутыли благодаря ее форме, или же благодаря тому, что она сделана из стекла? Тут снова мог возникнуть вопрос: возможно ли это проверить?

Франклин взял кусок простого оконного стекла и по краям его поместил тонкие полоски свинца. Это несложное устройство было наэлектризовано. Затем по очереди снял со стекла обе свинцом вые полоски и проверил. Изолированный от стекла свинец не давал искры. Но стоило прикоснуться к стеклу, как возникало множество искр. Таким образом Франклин пришел к конечному выводу: свойство собирать электрический заряд присуще стеклу.

Франклин первый доказал, что искра выделяет тепло. Разряд лейденской банки между электродами F и G заставлял подниматься столбик ртути в термометре а.

Доказательство того, что электрический заряд собирается в диэлектрике, спустя столетие легло в основу работы Максвелла, создавшего теорию электромагнитных волн, которая, в свою очередь, привела к изобретению радио. Франклин, исходя из того же опыта, изобрел электрический конденсатор, один из наиболее важных приборов электрической цепи, который применяется сейчас в каждом радиоприемнике, телевизоре, телефоне, радиолокаторе, циклотроне.

До Франклина в науке главенствовала теория о существовании двух различных видов электричества, получивших довольно туманные названия смоляного и стеклянного. Франклин заявил, что есть только один вид электричества, что оно не возникает и не исчезает при трении или любом другом действии, а находится в скрытом состоянии в материи. Более того, Франклин утверждал, что электричество, по всей вероятности, состоит из «мельчайших частиц», которые могут проникать внутрь металлов с такой же легкостью, с какой газ распространяется в атмосфере. Дж. Дж. Томсон, который впоследствии открыл электрон и заложил основу современной электронной теории, отзывался о Франклине с таким же восхищением, как и его современники.

Во время частичного затмения луны наблюдатели в Филадельфии могли видеть лишь самое его начало, потому что небо заволокли тучи, приплывшие с северо-востока. Несколько дней спустя внимание привлекло странное сообщение, напечатанное в бостонской газете. В ночь затмения небо над Бостоном также закрылось тучами, однако значительно позже, чем в Филадельфии, хотя Бостон находится северо-восточнее Филадельфии. Франклин попросил, чтобы ему принесли газеты, изданные в других частях страны, лежавших в полосе затмения. Во всех газетах он нашел описание северо-восточной бури. Но в южных районах погода испортилась после полудня. Другими словами, несмотря на то, что ветер дул с северо-востока, буря надвигалась с юго-запада. Франклин был первым ученым, заметившим это явление, и первый же объяснил его циркуляцией масс воздуха. Он ввел понятие высокого и низкого атмосферного давления, а его объяснение водяного смерча до сих пор считается безупречным. На диаграмме, нарисованной самим Франклином, показано, как столб теплого воздуха вытесняется вверх холодным, более тяжелым воздухом прилегающих районов.