Электрическая вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества - Дэвид Боданис

С. 123 …кроется в ожидании силовое поле…

Концепция «поля» фундаментальна, а вот термин «напряжение», описывающий силу, с которой подгоняется электрический ток, к повседневной нашей жизни очень близок. Мы уже говорили об этом в примечании, посвященном синьору Вольта, однако давайте рассмотрим их связь поподробнее, взглянем еще раз на то. что происходит, когда в сухой день, после долгой прогулки. во время которой вы по неразумию слишком часто шаркали ногами, подносите палец к находящемуся под током рельсу. Воздух, отделяющий ваш палец от металла, обычно служит изолятором, поскольку свободных электронов, способных переносить ток, в нем мало. Если вы держите палец сантиметрах в десяти от металла, электрического удара вам не получить, однако, поднеся его поближе, вы проделаете работу, проистекающую из всех тех усилий, которые вы приложите, придвигая палец к поблескивающей металлической угрозе. Теперь окружающее ваш палец поле будет более интенсивным, ибо оно окажется сконцентрированным в узком зазоре между вами и близким металлом.

Предположим, что в этот миг вам удается стряхнуть с вашего пальца часть заряда и оставить его висеть в названном зазоре, в доле сантиметра от рельса.

Поскольку поле здесь сильно, оно отбросит заряд обратно на палец. «Напряжение» как раз и служит мерой этой отбрасывающей силы, различия в том. что может произойти.

Если провод находится там, где поле не изменяется, он на удивление безопасен. Именно поэтому птица и может спокойно сидеть на высоковольтной линии передачи. Когда ее лапки касаются провода в точках, находящихся под одинаковым напряжением, никакой разницы в силах, с которыми соответствующие силовые поля способны вталкивать в ее тело электроны, не существует. Но если птица протянет одну лапку и коснется ею уходящей в землю алюминиевой опоры, результатом будет coq flambe[5].

С. 124 …они дрейфуют maк медленно, чуть ли не со скоростью пешехода…

Вообще говоря, электроны перемещаются быстро, но. поскольку они при этом соударяются и отскакивают во все стороны, продвигаться по прямой им почти не удается. Только если провод будет обрезан и электроны смогут каким-то образом выскочить из него, мы увидим, какой скоростью они обладают, ибо многие из них будут двигаться достаточно быстро для того, чтобы пронизать атмосферу и улететь в открытый космос. Попав в провод, затаившееся в вашей настенной розетке силовое поле именно то и делает, что обеспечивает высокоскоростное движение сталкивающихся электронов в одном направлении.

С. 127 Каждый раз, потрясая вашим заряженным пальцем…

Электромагнитные волны мы создаем и излучаем постоянно. Расчешите в сухой день волосы, и вы извлечете из них небольшое количество электронов. Они скопятся на расческе, и, если вы затем станцуете грациозное анданте, потратив пять секунд на то. чтобы сместить расческу вправо, и еще пять — чтобы вернуть ее в начальную точку, вы создадите волну, передний фронт которой будет опережать задний на десять секунд. Она полетит, покрывая каждую секунду 299 000 километров, и за десять секунд, в течение которых вы помахивали расческой, распространится в космосе на расстояние в 2 990 000 км.

Впрочем, в вашем доме можно найти и другие излучатели. Если вы в сухой опять-таки день помоете вашу собаку, а затем с силой протрете ее полотенцем, на ее хвосте, скорее всего, скопится статический заряд. И когда она радостно завертит этим хвостом, совершая им полный круг примерно за полсекунды, то создаст электромагнитную волну, растянувшуюся на 149 500 км (половина 299 000 км). Меньше чем за две секунды эта волна достигнет Луны, немного меньше, чем за час, — Сатурна, а еще через несколько часов луч этого «собачьего маяка» покинет пределы Солнечной системы и полетит по Вселенной дальше.

С. 128 …просто помахивая электрическим зарядом…

Если для создания этих волн достаточно встряхнуть любую заряженную частицу, почему же их не создает движение электронов в вашем компьютере? Ответ таков: создает, но не очень мощное и с постоянно меняющимися частотами — именно по этой причине стюардессы авиалиний следят за тем, чтобы в особо сложные момента полета, то есть при взлете и посадке, никто на борту ноутбуками не пользовался. Волновые поля, порождаемые ноутбуками и другим оборудованием — и в особенности поля работающих в таком оборудовании процессоров, — могут, распространяясь по самолету и отражаясь от его крыльев, воздействовать на приборы, показаниями которых руководствуется пилот.

Часть III. Волновые машины

С. 156 Его звали Роберт Уотсон Уатт…

Впрочем, недолго. К большому огорчению архивистов, Уатт, получив в 1942 году рыцарское звание, изменил фамилию, обратившись в Уотсона Уатта. Еще одну из этих странных английских метаморфоз проделал, не без помощи Уинстона Черчилля, Фредерик Линдеман, ставший во время войны импозантным лордом Черуэллом. Я, чтобы не создавать путаницы, буду на протяжении всей книги использовать их изначальные имена.

С. 160...плутоны свободно летали…

Модель электронного газа в металлах возникла благодаря работам, проведенным в 1900 году в Лейпциге Паулем Друде. К тому времени, когда ею воспользовались Уилкинс и Уотсон Уатт, она давно уже устарела, да они и знали, что модель эта ‘‘неверна’’ — атомы вовсе не похожи на маленькие солнечные системы, а электроны — на их планеты.

И все же они воспользовались ею, поскольку теория Друде была не столько ложна, сколько неполна. В физике это случается часто. Возникает возможность увидеть картину более широкую, и предыдущая теория оказывается лишь специальным случаем новой. Однако, пока вы не выходите за пределы более узкой области, порожденные ею устаревшие представления и уравнения остаются верными. Ньютоновы законы движения, к примеру, все еще достаточно хороши для обычного нашего окружения, хотя в действительности они являются лишь частным случаем куда более богатой специальной теории относительности Эйнштейна. Они дают точные результаты до тех пор, пока речь не идет о скоростях. близких к скорости света. Подобным же образом простые трезвучия Моцарта могут использоваться современными композиторами, несмотря на то что Дебюсси и, еще в большей мере, великие американские джазисты открыли множество аккордов, Моцарту и не снившихся.

О корнях модели Друде, уходящих в кинетическую теорию газов, см.: Walter Kaiser, «Electron Gas Theory of Metals: Free Electrons in Bulk Matter»[6] in «Histories of the Electron: The Birth of Microphysics»[7], edited by Jed Z. Buchwald and Andrew Warwick (Cambridge, MA: MIT, 2001), p. 255–303.

C. 161…посылая… радиоволны… обратить вражеский самолет в летающую передающую станцию…