Современный чародей физической лаборатории
Шрифт:
"Бор, великий датский физик, объяснение которым серии Бальмера в спектре водорода создало сенсацию на Бирмингамском собрании Британской Ассоциации, сказал мне, что он считает, что отсутствие серий высших номеров в разрядных трубках может быть обусловлено большой близостью друг к другу атомов в газе. Поэтому не могут осуществиться более вытянутые орбиты электронов, которые по его новой теории соответствуют короткому ультрафиолетовому излучению, в то время как на "водородных" звездах могло быть достаточно места для этих орбит благодаря очень низкому давлению газа. Такое объяснение делало лабораторные опыты бесперспективными, так как свечение в вакуумной трубке сильно падает с падением давления, но я все же решил попробовать.
Чтобы восполнить потерю света, которую я ожидал от понижения давления, я сделал трубку более трех футов длины. Два конца ее оканчивались большими расширениями для электродов и была отогнуты под прямым углом, так что свет от всей трубки мог выходить сквозь тонкостенное стекло, выдутое на изгибе. Трубка возбуждалась высоковольтным трансформатором, но при очень малых давлениях показывала только две или три линии
Самое же интересное наблюдение было, сделано, когда в короткий боковой отросток трубки была помещена для другого опыта короткая петля вольфрамовой проволоки. Ее надо было нагреть добела от аккумулятора, чтобы посмотреть, окажет ли испускание свободных электродов какое-нибудь действие на разряд. К моему изумлению, проволочка осталась накаленной добела и после того, как я разъединил цепь аккумулятора, хотя она и находилась не на линии разряда, а в маленькой боковой трубочке. В этот момент в мою комнату вошел Астон, английский физик - и широко открыл глаза от удивления. Он предположил, что, может быть, поразительный разряд протекает из главной линии на батарею, которая одним полюсом еще была соединена с вольфрамовым волоском. Я совершенно снял все провода, кроме самой петельки, но она продолжала светиться, как автомобильная лампочка. Выяснилось, что вольфрам вызывал рекомбинацию атомов водорода в молекулы, и тепло, выделявшееся при этом, раскаляло проволочку добела. Результаты этих опытов была опубликованы в двух статьях в Proceedings of the Royal Society. Вскоре после этого я демонстрировал эффект исследовательскому составу компании "Дженерал Электрик" в Скинектеди, сделав на месте вакуумную трубку. На этот раз вольфрамовый волосок был смонтирован в трубочке, ведущей к насосу. Давление обставляло примерно только 1/700 атмосферного, а атомный газ находился почти при комнатной температуре, и все же в потоке холодного атомного водорода проволочка накалялась добела. Доктор Лэнгмюр был очень заинтригован и стал думать, что же получится с потоком такого газа при атмосферном давлении. Его размышления привели к важному изобретению, ибо меньше чем через полгода он взял патент на метод атомно-водородной сварки, который оказался чрезвычайно ценным: этим способом можно сваривать все металлы, не прожигая их и без трещин".
Результатом научной оригинальности и энергии Вуда в общественной жизни явилось то, что судьба предоставила ему в это время возможности частной лаборатории, опирающейся на большой капитал. Он встретился с Альфредом Лумисом во время войны на полигоне в Эбердине, а впоследствии они стали соседями на Лонг-Айленде. Лумис был мультимиллионером и нью-йоркским банкиром, и в течение всей жизни "для души" увлекался физикой и химией. Лумис был amateur в подлинном французском смысле этого слова - в английском языке нет слова, в точности соответствующего ему. Во время войны он изобрел "хронограф Лумиса" для измерения скорости полета снарядов. Их дружба привела к основанию прекрасной лаборатории в Такседо Парке и заняла большое место в жизни обоих. Сказать, что их дружба похожа на отношения Леонардо да Винчи и герцога Моро будет совершенно неправильно, ибо характер Вуда таков, что сам всемогущий бог не смог бы быть его патроном.
Счастливая совместная работа достигла в 1924 году полного расцвета. Вот рассказ Вуда о том, что, произошло: "Лумис гостил у своих теток в Ист Хэмптоне и однажды зашел ко мне, как раз когда я работал в сарае-лаборатории. Мы долго разговаривали, обменивались рассказами о том, что видели и слышали о "применениях науки в войне". Затем мы перешли к теме о научной работе после войны, и после этого у него вошло в привычку заходить ко мне каждый вечер- очевидно, он находил обстановку старого сарая более интересной, если и менее освежающей, чем пляж и местный клуб.
Однажды он сказал мне, что если я захочу предпринять какое-либо исследование, которое мы бы могли провести вместе и которое требует больше денег, чем позволяет бюджет Отделения физики, то он с удовольствием возьмет на себя расходы. Я рассказал ему об опытах Ланжевена с ультразвуками во время войны и убитых рыбах в тулонском арсенале. Это представляло собой широкое поле работы для физики и химии, так как сам Ланжевен изучал высокочастотные волны только как средство локации подводных лодок.
В результате в Скинектеди был построен прибор, который мы сначала Установили в большой комнате гаража Лумиса в Такседо Парке, в Нью-Йорке, где мы работали вместе, убивая рыб и мышей и пытаясь выяснить, почему и как именно они были убиты, т. е. разрушают ли волны ткани, или действуют на нервы, или же происходит что-нибудь еще.
Генератор имел очень внушительный вид. В нем были две огромные трубкиплиотроны, мощностью по два киловатта, целая батарея масляных конденсаторов и переменный конденсатор из параллельных пластинок, типа, знакомого каждому любителю радио, но высотой в шесть футов и в два фута диаметром. Затем там была индукционная катушка для повышения напряжения и круглая кварцевая пластинка с электродами в масляной ванне в плоском стеклянном сосуде. Мы создавали переменное напряжение в 50000 вольт при частоте от 200000 до 500000 колебаний в секунду. Это напряжение, приложенное к электродам кварцевой пластинки, заставляло ее расширяться и сжиматься с той же частотой и таким образом генерировать ультразвуковые волны в масле, давление которых на его поверхность поднимало густую жидкость горкой около двух дюймов высоты; из этой горки вылетал фонтан масляных капель, некоторые из которых взлетали на фут или выше. Мы могли "проводить" колебание из масла в стеклянные сосуды и стержни разной формы, погружая их в масло над колеблющейся пластинкой, и обнаружили, что их можно передавать вдоль стеклянной нити толщиной с конский волос на расстояние в ярд и больше. Если конец нити легко держать между пальцами, не сжимая его, то не ощущалось ничего особенного, но если пальцы сжать, нить казалась раскаленной докрасна, и через секунду на коже руки выжигалась белая канавка. Тонкая стеклянная палочка, переносящая волны и крепко прижатая к сосновой, доске, вызывала в ней искры и дым и прожигала дерево, оставляя отверстие с почерневшими краями. Если на место доски ставилась стеклянная пластинка, вибрирующая палочка проходила сквозь нее, "высверливая" отверстие и выбрасывая из него тонкий порошок из маленьких плавленых стеклянных шариков. Если волны пропускались сквозь границу, разделяющую такие две жидкости, как масло и вода, или ртуть и вода, образовывались более или менее устойчивые эмульсии. Кровяные шарики "взрывались", и красное красящее вещество расходилось по раствору, давая чистый красный цвет, похожий на анилиновую краску. Эти и целый ряд других новых и интересных эффектов были открыты в первые два года наших экспериментов.
Когда объем работ расширился, нам стало тесно в гараже, и Лумис приобрел Спенсер Траск Хаус, большое каменное здание с башней, похожее на английский загородный особняк, стоявшее на вершине одного из холмов Такседо Парка. Он преобразовал его в замечательную частную лабораторию, с комнатами для гостей или сотрудников, отличной механической мастерской с механиками и дюжиной или больше рабочих комнат. Я перевез сюда свой сорокафутовый спектрограф из Ист Хэмптона и установил его на фундаменте лаборатории, так что мог теперь продолжать спектроскопическую работу в лучшей обстановке. Лумис изготовил для инструмента новую трубу, так как не имело смысла выкапывать глиняные трубы, которые сослужили мне верную службу. Новая труба была покрыта изолирующим войлоком, с приспособлением для поддержания постоянной температуры; была сделана новая и лучшая, чем прежде, камера, установлены моторы, счетчики оборотов и т.д., для вращения решетки, которую поместили в маленькой "кабинке" вокруг кирпичной колонны, на которой она была смонтирована; сделали еще много приспособлений и новшеств - пока я не сказал Лумису, что от моего старого спектроскопа остались только сорок футов. Он "обновился" и не нуждался больше в услугах кошки".
Лумис, очень хотевший встретиться с некоторыми из знаменитых физиков Европы и посетить их лабораторий, предложил Вуду поехать с ним за границу. Они сделали две поездки - одну летом 926 года, другую в 1928 году. Переплыв в начале июля 1926 года океан на "Иль де Франс", они пересели в Плимуте на "Даймлер", на котором отправились в Херфорд к другу Вуда Томасу Р. Мертону, профессору физики в Оксфорде, и теперь - казначею Королевского Общества. Его дом стоял на реке Уай, и их прибытие совпало с сезоном ловли лосося на удочку. У Мертона была прекрасная лаборатория, и он мог показать много интересного, но на этот раз Лумис занялся вместо физики другим делом. Он целый день бродил по берегу Уай и выудил лосося весом в пятнадцать фунтов. В Париже они прекрасно провели время, посещая лаборатории, в том числе у доктора Жана Сэман, который заинтересовался применением ультрафиолетовых лучей в медицинской практике. Он мог рассказать многое о "свете Вуда", как его назвали во время войны французы. Вуд говорит, что у него очень несчастливая фамилия, так как при переводах ее часто путают с именем нарицательным [Wood - по-английски "дерево". Ред.]. Американский посол
в Париже однажды сообщил в Государственный департамент, что французы нашли важное промышленное применение для света ртутной дуги, пропускаемого сквозь "деревянный экран", - как он перевел "ecran de Wood". У доктора Сэман в лаборатории были различные электрические приборы, в том числе рентгеновский аппарат с флуоресцирующим экраном. Лумис никогда не видел, как работает желудок человека, и доктор вежливо предложил Вуду роль морской свинки. Вуд проглотил дозу углекислого бария, после чего любопытство Лумиса было удовлетворено. Вуд потребовал себе зеркало и сам также наблюдал за опытом. Наконец, они отплыли домой на "Олимпике". Вудовские сенсационные и эффектные научные демонстрации имели снова громадный успех в 1926 году. Франклиновский институт в Филадельфии решил провести серию рождественских лекций для детей, подобных тем, которые девяносто лет тому назад устраивал Фарадей в Королевском институте в Лондоне. Доктора Вуда пригласили открыть серию лекций "Развлечения с излучением" (Recreations with radiations).