Столетов - В. Болховитинов

Свет бился в окна, выплескивался во двор, обдавал голубым черные сучья и распластывался на старых стенах университета.

Из лаборатории лился свет. Видели свет студенты, прохожие, служители…

И всем было невдомек, что перед ними — заря. Заря рассвета, заря новой эпохи в науке.

Все произошло так, как думал Столетов. Свет дуги сбивал заряды с цинка. Электрод-сетка ловил их, и в цепи через батарею, гальванометр, воздушный промежуток текли и текли заряды. Шел ток, шел непрерывно. Его величину уверенно отмечал чувствительный гальванометр.

Явление взаимодействия электричества и света предстало перед ученым обнаженным, ясным, отчетливым. Он твердо стал на скрещении двух сил. После 26 февраля работа закипела еще более напряженно. Много, так много вопросов надо было задать природе!

Нужно узнать: как зависит сила тока от силы света? Нужно еще раз проверить, не может ли итти ток в обратном направлении, не родится ли ток при освещении положительного электрода. Нужно узнать, все ли лучи, независимо от длины их волны, способны вызвать эффект рождения тока. Что будет происходить, если менять напряжение тока, добавить в цепь несколько батарей? Как влияет материал электрода? Что будет, если взять не цинк, а латунь, алюминий, никель? Хочется узнать и то, как скоро возникает ток. Нет ли у электродов своеобразной инерции? Как сказывается расстояние между ними?

Вопросам нет конца…

Задумав серию опытов, Столетов прежде всего принимается за усовершенствование установки.

Большие хлопоты исследователю доставляло неравномерное горение дуги.

Дуга потрескивала: то тускнела, то становилась ярче. Добиться постоянного, равномерного горения ее было невозможно. Для устранения ошибок, рождаемых капризами дуги, Столетов разрабатывает способы контроля. Чтобы измерить отклонение гальванометра, он многократно повторяет опыт и вычисляет некое среднее положение «зайчика». Он пробует пережидать особенно резкие скачки «зайчика», иногда он даже предпочитает уменьшить чувствительность гальванометра, чтобы на нем не так сильно сказывалась неравномерность освещения.

Но этих предосторожностей оказалось мало для особенно тонких опытов. И Столетов находит способ полностью исключить ошибки, рождаемые неравномерным горением дуги.

Он замечательно остроумно и просто делает это. В том же пучке света он ставит еще одну пару электродов — контрольную. Ее обслуживает отдельный гальванометр.

Контрольная пара электродов — это небольшой крестообразный конденсатор. Маленьким Столетов сделал его для того, чтобы он не сильно затмевал главные электроды.

Контрольный конденсатор работал всегда в неизменных условиях. Расстояние между сетчатым и сплошным электродом никогда не менялось. Не менялось и напряжение между электродами.

Показания контрольного гальванометра могли меняться только вследствие колебаний силы света дуги. Следя за показаниями этого гальванометра, можно было учесть неравномерность в горении дуги и внести соответствующие поправки в показания главного гальванометра. Для внесения поправок нужно было только знать соотношение между действием света на оба конденсатора. Это соотношение можно было вычислить, сравнив положения «зайчиков» на шкалах в один и тот же момент.

Несколько опытов Столетов и Усагин посвятили проверке своего способа контроля. Оба конденсатора — и главный и контрольный — во время этих предварительных опытов они оставляли неизменными.

Экспериментаторы разделили обязанности между собой: профессор следил за шкалой одного гальванометра, его помощник — за другой.

Проверка происходила так:

Зажгли дугу. «Зайчики» на обеих шкалах метнулись и, поколебавшись, замерли. Их показания записали и, разделив показание контрольного гальванометра на показание главного, нашли отношение между отсчетами.

Так было сделано несколько раз, и экспериментаторы, чтобы исключить все погрешности наблюдения, нашли среднее отношение показаний двух гальванометров. Оно оказалось равным 2,239.

Затем, нарочито изменив яркость дуги, они провели новую серию наблюдений. Как и прежде, показания гальванометров записывались.

Закончив наблюдения, исследователи приступили к расчетам. Деля показания контрольного гальванометра на полученное прежде число 2,239, они вычислили, какими должны быть показания главного гальванометра. А потом сравнили эти вычисленные значения с теми, что они нашли, наблюдая за «зайчиком» главного гальванометра.

Достаточно близкое совпадение предварительных вычислений и действительных показаний главного гальванометра убедило экспериментаторов в надежности способа контроля, изобретенного Столетовым.

«Точное измерение актино[21]-электрических токов, — писал Столетов, назвавший так открытые им чудесные токи, — не есть нечто невозможное. Принятый способ контроля достаточно гарантирует от неизбежных случайных влияний».

Никаких ошибок, никаких случайностей — было девизом великого ученого.

Исследуя новое явление, Столетов стремится предупредить самую возможность появления ошибок.

Экспериментатор обнаруживает и такой скрытый источник ошибок, как «утомление» металла. Столетов замечает, что металл при длительном освещении как бы «утомляется», теряет мало-помалу свою чувствительность к действию света. «Утомление» металла он также берет на учет.

«Нужно, однако же, заметить, — пишет Столетов, — что пропорциональность между действиями в двух различных конденсаторах соблюдается лишь под тем условием, чтобы ряд наблюдений продолжался не слишком долго; иначе оба они заметно, и притом в различной мере, утомляются, причем ближайший к фонарю (контрольный) обыкновенно утомляется в более сильной степени; вследствие этого отношение показаний двух гальванометров исподволь изменяется и должно быть проверяемо время от времени.

Понятно, что такой контроль делает наблюдения значительно более сложными и хлопотливыми, а потому он применялся лишь в тех случаях, когда казалось особенно важным иметь более точные числа».

Опыты были очищены от всех случайностей. Иначе и не мог поступить Столетов — ученый, которому претила даже малейшая неточность, неуверенность, гадательность. Таким он был всегда. Теперь же, познавая родство двух тончайших материй — света и электричества, он считал себя обязанным быть еще более строгим и придирчивым.

Эти опыты Столетова — образец научной добросовестности и блестящего экспериментаторского искусства.

Исследований было много.

Еще раз с полной неопровержимостью Столетов доказывает, что только отрицательный электрод чувствителен к свету.