Электричество в мире химии - Георгий Яковлевич Воронков

к нему как доказательство серьезности своих стремлений к науке тетради с его лекциями. Через два месяца они встретились. Но Дэви ничего не мог сделать для Фарадея. Помог случай, опять случай! Неосторожный Дэви поранил в своих опытах глаза и, вспомнив о Фарадее, пригласил его на время секретарем. Познания, аккуратность и старательность юноши произвели на Дэви сильное впечатление, и он упросил администрацию принять Фарадея на работу в Королевский институт.

В конце 1813 г. Дэви отправляется в Европу. Майкл сопровождает его в качестве лаборанта, секретаря и... слуги. Леди Дэви требует, чтобы он прогуливал ее собачку, третирует его. Если бы она знала, что через 150 лет ее будут вспоминать только благодаря этому молчаливому юноше, заботившемуся о походной лаборатории ее мужа! Тихий лаборант жадно впитывает опыт знаменитого химика, своими глазами видит великих — Вольту, Ампера, Гей-Люссака, внимает их словам.

Вернувшись на родину, молодой Фарадей много работает. Первые публикации, первые самостоятельные опыты по электричеству и химии... Пылко влюбляется. И не в пример несчастному своему учителю, не в пример тому же Амперу или Томпсону живет счастливой семейной жизнью. Спустя 25 лет после женитьбы Фарадей вспомнил первую свою профессию и собственноручно переплел в один альбом все многочисленные свои дипломы. Их оказалось 95. В альбом он вписал: «Среди этих воспоминаний и отличий я ставлю дату события, которое больше, чем все они, было для меня источником гордости и счастья. Мы поженились 12 июня 1821 года». Ради науки он почти целиком ограничил свой мир двумя этажами Королевского института: внизу лаборатория, вверху квартира. Работоспособность его была феноменальной. Спал он не более пяти часов в сутки, а все остальное время работал.

8 сентября 1832 г. (день этот отмечен его записью) Фарадей заметил, что площадь окрашенных участков на бумажках зависела от времени пропускания тока. Он надеялся, что выяснение количественных соотношений в процессах воздействия тока на растворы и получение тока во время химических реакций прольет свет на механизм связи химических и электрических явлений. Той связи, которой обязан своим появлением химический источник тока — вольтов столб, позволивший изучить свойства тока, открыть его магнитное действие, электромагнитное вращение и «превращение магнетизма в электричество».

Когда Фарадей узнал, что Эрстед открыл отклонение магнитной стрелки вблизи проводника, через который проходит электрический ток, он сконструировал специальный прибор и доказал, что существует и обратное явление — проводник с током движется вокруг магнита (электромагнитное вращение). Первое большое открытие! 1 мая 1823 г. 29 членов Королевского общества (среди них не было Дэви!) рекомендовали его в члены этого общества. В начале 1824 г. он был избран, год спустя возглавил лабораторию Королевского института. Он продолжал упорно экспериментировать, пытаясь «получить ток из магнетизма», но только в 1831 г. добился успеха: он обнаружил, что прохождение электрического тока по одной проволочной катушке может вызвать на короткое время появление тока в другой катушке, если эти катушки связаны общим железным кольцом. Он чувствует, что его «исследовательская удочка зацепилась за что-то крупное», и наконец, через полтора месяца получает электрический ток с помощью только магнита. Ток появляется на концах проволочной спирали, намотанной на магнитное кольцо, в которое вдвигался другой магнит.

Открыв новое в мире электрических явлений, Фарадей проложил путь к техническим вершинам современной цивилизации. В сущности, был найден простой способ получения электрического тока. Почти вся электрическая энергия, которой сегодня пользуется человек, получена этим способом. Фарадей открыл дверь в век электричества. Энгельс назвал его «величайшим до нашего времени исследователем в области электричества». Эти слова так же справедливы сегодня, как и век назад, когда они были сказаны.

«Тождество электричеств»

Как-то раз, придя в лабораторию, Фарадей на листках бумаги написал вопросы, относящиеся к химическому действию тока и подлежащие разрешению. На первом листке значилось: «тождество электричеств». Фарадей так всегда приступал к изучению какой-либо проблемы: составлял перечень вопросов в том порядке, в каком намеревался проводить опыты. По мере выполнения опытов он делал пометки на листках и откладывал их в сторону.

В этот день, как он писал потом, ход исследований по электричеству привел его «к такому моменту, когда для продолжения исследований стало существенно, чтобы не оставалось никаких сомнений относительно того, тождественны или различны отдельные виды электричества, возбуждаемые различными способами».

Видов стало уже пять. Человечеству издавна было известно «животное электричество», присущее некоторым рыбам и морским животным. Фарадей даже держал в лаборатории живого ската, демонстрируя желающим этот источник тока. Столь же давно люди наблюдали искры, получающиеся благодаря трению изоляторов. Во времена Фарадея это делалось в электростатических машинах. Со времен Гальвани и Вольты стал известен гальванизм. Он действовал на лапку лягушки, вызывал нагревание проводников, разлагал соли, кислоты и щелочи, действовал на магнитную стрелку.

Недавно Зеебек открыл термоэлектричество — четвер-

тый источник тока. И вот теперь сам Фарадей открыл пятый способ получения тока — магнитоэлектричество.

Но что же такое электричество? В чем его сущность? Одни ученые, например Вольта, Риттер, Волластон, Страхов, считали все известные им виды электричества тождественными, другие, например Дэви,— различными. Некоторым казалось: то, что производит вольтов столб, электричеством назвать нельзя — в этом случае надо говорить о гальванизме. В учебных пособиях по физике в начале XIX в. можно было встретить самостоятельные разделы «Электричество» и «Гальванизм». И вот теперь пять видов электричества. Одна у них природа или нет? Разнородные вещи гальванизм и магнитоэлектричество или однородные?

Если Фарадей направлял свой интерес на какую-нибудь проблему, он уже не переставал думать о ней и работал до тех пор, пока не находил ответа. Биограф Фарадея английский физик Джон Тиндаль писал о нем: «Он раздражался, когда ему приходилось опираться на факты, хотя бы слегка подверженные сомнению. Он ненавидел так называемое сомнительное знание и всегда старался превратить его в знание несомненное или в совершенное незнание». Прежде всего Фарадей устанавливает виды воздействия электрического тока. Их он находит восемь: физиологическое действие, отклонение магнитной стрелки, способность к намагничиванию, искра, нагревательная способность, химическое действие, притяжение и отталкивание, разряд через нагретый воздух. «Моя задача,— пишет он,— состоит в сравнении электричества от различных источников в отношении способности производить эти действия».

Выполняя простые, но тщательно продуманные опыты, сравнивая обычное и гальваническое электричество, Фарадей приходит к выводу, что способность обычного электричества разряжаться через воздух, особенно нагретый, обусловлена его высоким напряжением. Напряжение между полюсами вольтовой батареи невелико. Но если напряжение увеличить, сделав батарею из 140 пластин и подогреть воздух пламенем спиртовки (а еще лучше сделать его разреженным), разряд произойдет легко.

Подобные опыты он делает