Современный чародей физической лаборатории
Шрифт:
"Правильно, док, - ответил Банз, - я построю вашу купель, как только будет время, но прежде мне надо доделать выгребную яму у профессора".
Ответ Банза так понравился Вуду, что он решил пригласить именно его строить трубу нового спектроскопа. Главная трудность, конечно, состояла в том, чтобы сделать туннель из терракотовых канализационных труб со стенками неравной толщины совершенно прямым и гладким внутри. С такой проблемой Банз не сталкивался за всю свою карьеру.
Вуд установил гелиостат (зеркало с часовым механизмом) в колодце у конца сорокафутовой траншеи, который отражал горизонтальный пучок солнечных лучей диаметром в три дюйма над самым ее дном.
Он велел Банзу укладывать трубы по лучу света, устанавливая каждую из них так, чтобы круглое пятно света приходилось как раз посередине белого листа бумаги, приложенного к ее концу. Когда сооружение было закончено, то снаружи оно было похоже на
Вуд попросил его заглянуть внутрь. Банз посмотрел и воскликнул: "Черт возьми!".
Она была прямая, как ствол ружья - внутри.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ
Вуд растягивает свой отпускной год на три, стоит на том месте, где когда-то стоял Фарадей, и пересекает нашу планету вдоль и поперек
Обыкновенный университетский профессор счастлив, если ему удается получить свободный год раз в семь лет. Но Вуд не является "обыкновенным" ни в каком отношении. Первый свободный год он получил в 1910- 1911, второй в 1913- 1914, затем уплыл за океан в форме майора в 1917 году, затем - еще раз вскоре после перемирия, и с тех пор продолжает часто и подолгу посещать Европу. Его растущая всемирная известность, приглашения читать лекции в иностранных ученых обществах, работы совместно с учеными Европы, субсидии из фонда Адамса для публикации его работ Колумбийским университетом, любезность руководителей университета Дж. Гопкинса, которые всегда платили ему половину оклада во время отпусков- все это делало длительные поездки не только возможными, но и очень продуктивными.
Первое свое путешествие Вуд начал летом 1910 года, после того как он в этом же году изобрел новый тип дифракционной решетки, которую назвал "эшелетт" [Они были предназначены для работы в отдаленной инфракрасной области спектра. Это были "грубые" решетки с числом линий от 800 до 4800 на дюйм, прочерченных глубокими бороздками специального профиля на медной пластинке. Решетки для видимого света имеют от 15000 до 30000 линий на дюйм на поверхности более твердых металлов и на стекле. Он провел короткое исследование совместно с Троубриджем в Принстоне, в котором они исследовали свойства решеток, причем обнаружили, что линия спектре углекислого газа 4,30 м является двойной, что до сих пор никому не было известно. В то время они не сознавали важности своего открытия, и их статью не досмотрел Бьеррум, теория молекулярных спектров которого, опубликованная в 1912 году, предсказывала двойную линию в инфракрасной области, как результат одновременных колебания и вращения молекулы. Двойная линия была вторично открыта в 1913 г. Евой фон Бар, которой и приписывают обычно экспериментальное подтверждение теории Бьеррума. Линия была опубликована в виде фотографии и описана в Philosophical Magazine за три года до этого. Невнимательность Бьеррума, может быть, объясняется заглавием статьи "Исследования в инфракрасной области при помощи решетки эшелетт".]
Сначала он отправился в Лондон, где прочел доклад памяти Трэйла Тейлора, который ежегодно проводится Королевским фотографическим обществом, и первую из годичных "Лекций имени Томаса Юнга" - только что организованных Оптическим обществом. Затем он присоединился к своей семье в Париже. Элизабет, которой было двенадцать лет, поступила в школу. Роберт-младший, шестнадцати лет - в школу в Женеве, а Маргарет, теперь высокая девушка семнадцати лет, поехала с родителями в Берлин.
В Берлине Вуды нашли пансион против Тиргартена, близко от школы, где Маргарет хотела учиться живописи. Способности Вуда в этой области передались, в большей степени его дочери, и позднее она создала себе имя как выдающаяся портретистка. К семье присоединились их старые друзья Троубридж с женой. Вместе с Троубриджем Вуд участвовал на торжественном столетнем юбилее основания Берлинского университета. Они были официальными делегатами от университетов Дж. Гопкинса и Принстона. Церемония была весьма пышная. Присутствовал кайзер Вильгельм в парадной форме. С ним была хорошенькая кронпринцесса, с которой, по словам Троубриджа, неотразимый Вуд (делегат Университета Джона Гопкинса!) флиртовал до самого конца скучной церемонии. Вскоре Вуд занялся серьезными исследованиями совместно с профессором Рубенсом, который пятнадцать лет назад поддержал его переход от химии к физике. Они разработали совершенно новый метод выделения и измерения длиннейших из известных тепловых волн. Это был период, когда во всем мире делались попытки заполнить провал между длинными инфракрасными лучами и кратчайшими электро- или радиоволнами, ибо теория Максвелла показала, что свет и электромагнитные волны различаются только длиной волны. Метод, который они открыли, называется фокальной изоляцией и определяется странным фактом чрезвычайной
Однажды за завтраком в пансионе, где они жили, Вуд провозгласил: "Мы открыли и измерили самые длинные тепловые волны".
"Насколько же они длинные"?
– спросила Маргарет.
"В одну десятую миллиметра", - сказал Вуд с торжеством.
"Я бы не назвала их слишком длинными", - возразила Маргарет презрительным тоном.
Эти невидимые лучи ртутной лампы имели очень интересные свойства. Кварцевая пластинка, настолько "матовая", что сквозь нее не было видно солнца, была для них совершенно прозрачна, так же как и пластинка, покрытая плотным слоем металлической меди, а эбонитовая пластина в полмиллиметра толщиной пропускала 40% лучей.
Пластинки из каменной соли, которые весьма прозрачны для ранее изучавшихся инфракрасных лучей, для вновь открытых были совершенно "черными" и полностью их поглощали. Вопрос, будет ли хоть сколько-нибудь прозрачной очень тонкая пластинка из соли, представлял большой теоретический интерес. "Нам нужна пластинка в полмиллиметра толщиной, если ее можно сделать", сказал Рубенс. "Я закажу ее у Штейнхейля (оптическая фирма). Возможно, он сумеет изготовить ее, и мы уже через две недели сможем проделать опыт". "А почему не сделать ее самим?" - спросил Вуд.
"Значит, вы сумеете выточить и отполировать пластинку из каменной соли"?
– удивился Рубенс.
"Не знаю, - ответил Вуд.
– Думаю, что смогу".
Он взял тонкий кристалл соли и стал шлифовать его матовым стеклом, слегка смоченным водой, пока толщина не дошла до половины миллиметра. Этого уже было достаточно, но лучше было бы получить пластиночку еще тоньше, и Вуд решил пойти дальше. Приклеив ее воском к спичке, он окунул ее в стакан с теплой водой и быстро высушил о фильтровальную бумагу. Она стала еще тоньше, а матовая поверхность стала гладкой и прозрачной. Он окунул ее еще раз и посмотрел. Она была еще тоньше. Еще одно купанье оказалось последним, так как пластинка начала разрушаться с одного края. В комнату влетел Рубенс, у которого только что окончилась лекция.
"Итак, - сказал он, - вы сможете сделать пластинку из соли"?
"Да, - ответил Вуд, - она уже готова".
"А какова ее толщина"?
"Одна десятая миллиметра", - сказал Вуд, который только что кончил измерять ее.
В начале декабря Вудов пригласили в Стокгольм по случаю вручения нобелевских премий, и Вуду было предложено прочесть лекцию о его последних работах по оптике.
Проводя исследования с Рубенсом, он исследовал также и оптические свойства йода. Это привело к основному открытию, которое стало фундаментом целой серии важнейших его работ, описанных во многих статьях под общим названием "Резонансные спектры йода" - работ, которыми он занимался ряд последующих лет. Эти работы получили большое значение при дальнейшем развитии квантовой теории спектров. Открытие произошло следующим образом. Поразившись в одной из предыдущих работ тем, насколько спектр поглощения йода похож на спектр натрия, и приготовив несколько колб с парами йода с целью изучения его флуоресценции, проходя через одну из комнат лаборатории, в которой горела очень сильная ртутная дуговая лампа, он вдруг подумал, что может быть пары йода могут дать резонансный спектр, похожий на те, которые он с такими трудностями наблюдал у натрия. Он взял маленький ручной спектроскоп, большую линзу и сфокусировал изображение дуги на одной из своих колб. Замечательно! Внутри колбы появился яркий конус света флуоресценции. Направив спектроскоп на колбу, он обнаружил резонансный спектр, гораздо более резкий и простой, чем у натрия, - серию ярких линий на правильных расстояниях, как шкала линейки, на протяжении от зеленой линии ртути через желто-оранжевую область к красному. Это наблюдение было сделано за несколько дней до приглашения в Стокгольм, он имел теперь для лекции "новорожденного младенца".
По прибытию в Стокгольм Вуда больше всего поразило то, что там не оказалось места, где бы можно было принять ванну, хотя было сколько угодно бань. Вас ставила в голом виде на доску и терла мочалкой, как щенка, мускулистая шведка. Вуды обедали с американским консулом и его женой, которая рассказала Гертруде, что у них в доме все-таки установили ванну, но водопроводчик устроил краны, регулирующие холодную и горячую воду, в другой комнате, за стеной. Когда они выразили удивление и протест - как же каждый раз вылезать из ванны, чтобы повернуть кран, водопроводчик хладнокровно ответил: "А вы можете позвонить и позвать горничную".