Столетов - Виктор Болховитинов

Подвижная часть гальванометра — тяжелый фунтовый магнит, подвешенный на тонкой металлической нити к потолку. Магнит висит между двух проволочных катушек. Провода от катушек идут к столу. К ним будут присоединены концы вторичной обмотки железного кольца.

Над магнитом, к нити, на которой он висит, прикреплено маленькое круглое зеркальце. В него нацелена зрительная труба, укрепленная на штативе, стоящем на столе. К штативу приделана длинная линейка с делениями. Эта шкала той стороной, на которой нанесены деления, обращена к гальванометру.

Труба и шкала расположены относительно друг друга так, что в трубу видны отражающиеся в зеркале деления шкалы.

Зеркальце, труба и шкала нужны для замера углов поворота подвижной системы гальванометра. При поворотах магнита вместе с ним поворачивается и зеркальце. Вращаясь, зеркальце как бы «оглядывает» шкалу — в поле зрения трубы попадают все новые и новые ее участки. Когда зеркальце займет новое положение, визирная черта трубы, пересекающая светлый круг ее поля зрения, будет совпадать с другим делением шкалы. Заметив, какие деления пересекает визирная черта при первоначальном и при отклоненном положениях зеркальца, можно определить расстояние между этими делениями. А зная эту величину и расстояние от зеркальца до шкалы, легко вычислить, на какой угол повернулся магнит.

Некоторая громоздкость зеркального способа отсчета с лихвой окупается необыкновенной чувствительностью этого метода. Он дает возможность замерять чрезвычайно слабые токи. Так как труба устанавливается на большом расстоянии от гальванометра, то даже ничтожно малые повороты зеркальца сопровождаются заметным смещением изображения шкалы в поле зрения.

Нечто подобное происходит, когда мы, бросая зеркалом солнечный «зайчик» на далекую стену, чуть-чуть поворачиваем, зеркало: «зайчик» при этом отпрыгивает на значительное расстояние, тем большее, чем дальше стена отстоит от зеркала.

Для питания током установки Столетов сооружает под столом батарею из гальванических элементов. Провода от батареи поднимаются на стол, один из них подходит к выключателю, другой к реостату — прибору для регулирования силы тока в цепи. Концы, идущие дальше от выключателя и реостата, будут подключены к первичной обмотке железного кольца.

Для измерения силы тока в первичной цепи также необходим гальванометр. Испытав гальванометры, выбранные лаборантами из числа не занятых в практикуме приборов, Столетов остался недовольным. Гальванометры эти оказались приборами довольно-таки грубоватыми. Раздумывая, как выйти из создавшегося трудного положения, Столетов находит остроумный выход. Он решает приспособить для измерения силы тока в первичной цепи тот же самый гальванометр, который предназначен для работы в цепи вторичной обмотки. Удобнее, конечно, было бы, чтобы первичная цепь имела свой отдельный, независимый прибор. Но раз его нет, то надо изворачиваться. Не тратить же в самом деле время, которое так дорого, на изготовление еще одного гальванометра!..

Уже изготовленный гальванометр нельзя попросту включить в первичную цепь. Ведь в ней будут течь токи несравненно более сильные, чем токи в цепи вторичной, для измерения которых рассчитан прибор.

Но Столетов находит хитрый способ сделать возможным для гальванометра работу и в первичной цепи. Он конструирует устройство, ответвляющее к гальванометру лишь малую определенную долю тока, идущего в этой цепи. Замерив силу ответвленного тока, можно будет вычислить силу тока и в главной магистрали.

Концы проводов, идущие от гальванометра, Столетов подводит к переключателю. Действуя этим переключателем, прибор можно включать попеременно то во вторичную, то в первичную цепь, а то и вовсе отключать гальванометр от установки.

Переключатель устроен так, что, отключая гальванометр, он в то же время замыкает накоротко провода, присоединенные к обмоткам прибора. Это дает возможность быстрее «успокоить» гальванометр, погасить колебания его магнита, с тем чтобы скорее можно было начать следующее измерение. Замыкание обмоток создает электрическое торможение подвижной системы гальванометра. При каждом повороте магнит своим полем породит в цепи обмоток гальванометра ток. Пробегая по обмоткам, ток будет создавать свое магнитное поле, притом направленное так, что, действуя на магнит, оно будет препятствовать его движению. После замыкания накоротко цепи гальванометра колеблющийся магнит будет вести себя так, как будто бы его погрузили в вязкую среду.

Столетов переживает пору подлинного счастья. Наконец-то он может вести бой с природой! Работается легко и весело, радуют даже встречающиеся трудности. Как приятно побеждать их остроумными маневрами.

Решения находятся быстро, ум работает безостановочно, уверенно и сильно, замыслы и идеи неудержимым потоком рождаются в мозгу.

Неудовлетворенность ищущая, жаждущая, творческая ведет Столетова вперед.

Он не хочет мириться даже с небольшими неточностями.

Как рассчитывать магнитное поле, создаваемое обмоткой? Теория дает ответ, как рассчитать магнитное поле тока, текущего по замкнутому кольцу. Но ведь обмотка — это не совокупность множества проволочных колец. Каждый виток обмотки все-таки нельзя рассматривать как замкнутое кольцо. Ведь начало и конец каждого витка смещены относительно друг друга на толщину провода. Правда, ошибка, даваемая смещением проволоки, будет невелика, но Столетов не хочет мириться и с такой ошибкой. И он находит простое и замечательное решение, как сделать так, чтобы в своих расчетах витки обмотки можно было бы считать замкнутыми кольцами.

Оказывается, это смещение можно скомпенсировать, — надо только провод, идущий от конца обмотки, не сразу вывести наружу, а, проложив его по окружности образца, вернуть к началу обмотки. Ток, текущий по обратному проводу, уничтожит искажение, вносимое в магнитное поле смещением витков в обмотке.

Работа спорится. В эту быструю работу вовлечены и механики и лаборанты.

Им теперь приходится расплачиваться за свои усмешки.

Столетов работает так, что за ним едва поспевают его помощники.

Русский ученый умеет думать и экспериментировать быстро. Он не задерживается с опробованием приборов и деталей установки, принесенных из мастерской. От его внимательного, острого взгляда не укрывается и малейшая погрешность. Он тотчас же находит средство, как избавиться от этих погрешностей, и приборы возвращаются опять механикам.

Неуемно и широко творит Столетов. Лаборанты посматривают с беспокойством на рабочий стол ученого. Сплетение проводов, нагромождение то и дело передвигаемых приборов — все это кажется им беспорядком. Похаживая вокруг стола Столетова, они так и нацеливаются на то, чтобы сделать в конце концов все неподвижным, привинтить приборы, прикрепить провода к столу. Им кажется, что пора бы и остановиться. Ведь установка уже дает возможность намагничивать образец и измерять его намагниченность. Уже работает гальванометр, и при включении и выключении тока в первичной обмотке перед глазом экспериментатора, смотрящего в зрительную трубу, начинают смещаться деления шкалы.