MÁSODIK RÉSZ.
ELEKTROMOSSÁG.

I. FEJEZET.
AZ ELEKTROMOSSÁG ÁLTALÁNOS JELENSÉGEI.

1. Elektromos vonzások és taszítások.

BOROSTYÁN vagy gyanta, vászonnal erősen megdörzsölve, apró testeket, mint p. polyvát, pelyhet, szalma-, parafa-, bodzabél- vagy papirdarabkákat magához vonz. E kis testek, mintegy titokzatos erőtől megragadva, a gyanta felületének megdörzsölt pontjaira esnek. Az Elektromosság tudományának kiinduló pontjául szolgáló eme tény, ha igaz az, hogy miletusi THALES is említi, ki időszámításunk kezdete előtt 600 évvel élt, már a legrégibb idő óta ismeretes. Ámde a borostyánnak tulajdonsága, ép úgy mint a mágnesé, két ezer éven át egyszerűen csak mint valami ritkaság, mint a természet különös játéka szerepelt; WILLIAM GILBERT (1600) idejéig senki sem gondolt arra, hogy vizsgálat vagy összefüggő és rendszeres megfigyelések tárgyává tegye. Mondják mindamellett, hogy egyes régi szerzők ugyanezt a vonzó képességet a gagát-kövön és még egy másik anyagon is felfedezték volna, mely anyag mivoltára nézve azonban nem tudnak megegyezni. Ez anyagot a régiek lyncurium-nak nevezték; vagy a borostyánnak valamely fajtája ez, vagy a turmalin.*

* DIOCLES és THEOPHRASTUS ugyanazt a vonzó képességet tulajdonítják a lyncuriumnak, mint a borostyánnak" írja TH. H. MARTIN La Foudre, l'Electricité et le Magnetisme chez les Anciens czímű művében. SOLINUS és PRISCIANUS, a brit szigetekről szólva, e tulajdonságot a gagátnak is tulajdonítják, a melyet e szigeten található becses anyagképen említenek.

119

Nem követelhetjük tehát a régiektől, hogy eme vonzó képességet megmagyarázzák. Mondják, hogy THALES a gyantában lelket keresett, ép úgy, mint a hogy a mágnest is ilyennel látta el. A természetvizsgáló PLINIUS csak annyit mond, hogy "a dörzsölés a gyantának meleget és életet kölcsönöz".

1600. év táján GILBERT, kinek a tudomány, mint már az I. Részben említettük, a mágnes több tulajdonságának felfedezését köszöni, a borostyán vonzó tulajdonságát az üvegben, a kénben, a gyantákban s a különböző drágakövekben is felismerte. Ez időtől kezdve a tudósok nagy száma tanúlmányozta GILBERT felfedezéseit s a legsajátszerűbb, előbb teljesen ismeretlen jelenségek egész halmazát hozta napfényre s így hozzájárult a fizika azon ágának megalapításához, mely az Elektromosság neve alatt napjainkban oly nagy terjedelemre és fontosságra tett szert. Az elektromosság szó a leirandó tünemények mai napig még ismeretlen okát jelenti; a borostyánnak görög nevéből: ηλεκτρον*-ból van származtatva.

74. ábra. – Könnyű testek vonzása.

Mi sem könnyebb, mint az említettük vonzás tüneményét előidézni. Borostyánkő, gyanta vagy üveg rudat veszünk s posztódarabbal gyorsan, de könnyedén megdörzsöljük. A dörzsölt részt szalma vagy papirszeletkékhez néhány centiméternyire közelítve, látjuk, hogy a darabkák a

* A borostyán a kövesült gyantának egy neme, mely a balti tenger partjain nagy mennyiségben található; színének szépsége és átlátszósága miatt sok ideig az ékszerek és fényűzési czikkek diszítésére használták.

120

gyanta vagy üveg felületéhez közelednek, körülbelül oly formán, a mint a vasreszelék a mágneshez vonzódik; érintkezés után a darabkák egy része a rúdhoz tapadva marad, másik részénél pedig a vonzódás taszítássá alakúl s az apró testecskék ismét eltávolodnak. Ha a megdörzsölt rudat arczunkhoz közel vezetjük el, sajátszerű érzést tapasztalunk, mely a pókháló surlódására emlékeztet. Ha valamivel nagyobb gyantarudat választunk s azt erélyesen s huzamosabb ideig dörzsöljük, újjunkat csaknem az érintkezésig közelítve, száraz serczegést hallunk; sötétségben az újj és a rúd legközelebb eső része között szikrát is látunk átugrani. A rúdnak dörzsölt részét kezünkkel végig simítva, mindezen tünemények elmaradnak.

Az oly test, mely az imént jelzett sajátságokat kisebb vagy nagyobb mértékben nyilvánítja, elektromosnak, elektromozottnak mondatik; ha pedig a vonzás és taszítás semmi jelét sem mutatja, akkor természetes állapotban van.

E definitiókat ekként megállapítva, a főbb elektromos tüneményeket fölfedeztetésök sorrendjében fogjuk átvenni, mindegyiknél a létesítés feltételeit kiemelvén s a felfedezés történetének némely részletét is előadván.

GILBERT sem az elektromos taszítás tüneményét nem ismerte, mely az elektromozott test s a tőle vonzott test között az érintkezés megtörténte után azonnal oly szembetűnően mutatkozik; sem pedig a vonzás kölcsönösségét a dörzsölt test s a dörzsölésre használt test között. Ez annál meglepőbb, minthogy e tünemények tanulmányozásánál a mágnestűhöz hasonlóan oszlopkára állított könnyű tűket használt. Ha előlegesen megdörzsölt üveg vagy gyanta pálczikát függesztett volna fel ily módon, a vonzás kölcsönösségét felismerhette volna, épúgy amint a vasnak a mágnesre gyakorolt vonzását szokás megmutatni (lásd 3. ábra). De GILBERT tetemesen kibővítette az anyagok sorozatát, melyek a borostyánhoz hasonlóan, dörzsöléstől elektromosakká válnak; a már idéztük anyagokhoz még a mézgát, a kősót, a timsót, a hegyi kristályt csatolta. Azonkívül felismerte, hogy az elektromos vonzásnak nemcsak a könnyű testek töredékei vannak alávetve, hanem bármely szilárd test, folyadékcseppek, s gázalakú testek is, mint pl. a sűrű füstfelhők is. Végül még azt is felismerte, hogy a légkör állapotának is van befolyása az elektromos tüneményekre; ezek a száraz – Európában észak-keleti – szelek idejében sokkal feltünőbbek, mint a nedves déli és nyugati szelek alkalmával.

BOYLE konstatálta, hogy az elektromozott és a nem elektromozott testek vonzódása kölcsönös. E kölcsönösséget, mely nem egyéb, mint különös esete a mechanika azon tételének, mely szerint minden hatás szükségképen ellenhatással jár, igen egyszerű kísérlet bizonyítja. Függőleges

121

oszlopocskára kis kaucsuk tűt helyezünk, melyet macskaszőrrel dörzsölve, elektromos állapotba hoztunk. Végeinek egyikéhez újjunkkal bizonyos távolságig közeledvén, a tű vonzást szenved és kitér. GUERICKE OTTO, a kinek az első dörzsölő elektromosgépet köszönjük, figyelte meg először a taszítás tüneményeit; gépének kéngolyójából szikrákat csalt ki, melyeket az elektromos kisütés zöreje, a száraz serczegés kisért. Igaz, hogy ezen első szerényke kisérletektől bizony még jó nagy volt az út addig a vakító fényig, a mely a volta-ívet, a mesterséges világításnak ezt a leghatalmasabb eszközét alkotja! Magdeburg híres polgármesterének kisérletei a XVIII. század közepéből erednek. A XVIII. század kezdetén, mely az elektromosság terén annyi fényes felfedezést látott, egy angol fizikus: dr. WALL, sokkal élénkebb szikrát és erősebb serczegést volt képes előidézni; sőt már ama nagy felfedezés előérzetével is bírt, mely FRANKLIN-t dicsőíti. "E fény és serczegés némi tekintetben a mennydörgés és villámlás ábrázolói." Az analógia valóban szembetűnő volt, mely nemsokára tényleg igaznak bizonyúlt és megerősítést nyert.

HAWKSBEE fizikusnak azon igen érdekes kisérleteken kívül, melyek az üres vagy ritkított térben fellépő fényjelenségekre vonatkoznak, midőn e térbe zárt testek felületén surlódással elektromosságot fejlesztünk, vagy midőn üveggolyót kívülről dörzsölünk, melynek belsejéből a levegő eltávolíttatott, számos más elektromos tünemény megfigyelését köszönjük. Nevezetesen ő konstatálta, a meleg befolyását a vonzó és taszító erő fejlődésére. Azt találta, hogy a papirral dörzsölt üvegrúd arany lemezkéket annál erélyesebben vonz és taszít, mennél jobban melegedett fel a rúd a dörzsöléstől. A levegő nedvességének és hőmérsékletének befolyását, melyet már GILBEBT is felismert, HAWKSBEE, DUFAY és GRAY kísérletei kétségen kívül helyezték. E tudósok közöl az elsőnek Physico-mechanical experiments művében a következőket olvassuk: "Ha a cső a leghevesebb dörzsöléssel tetemesen felmelegedett, a kiáramlás – effluvia – tapintásunkra nézve is érezhetővé válik; nemcsak az összes, már említett jelenségeket: a vonzás és taszítás okozta mozgásokat idézi elő fokozott mértékben, hanem még az arcz, vagy a test más érzékeny része is szintén megérzi a hatást, ha a dörzsölt üvegrudat hozzá közelítjük. Úgy látszik, hogy ekkor a kiáramlások apró ütéseket tesznek a bőrre s ezzel oly érzetet keltenek bennünk, mintha a bőrt igen finom és hajlékony szálakkal szurkálnák." Előbb mondtuk, hogy a HAWKSBEE említette érzést pókháló, pehely vagy finom szálú bolyhos gyapjúszövet simítgatásához is hasonlították.

122

2. Elektromos vezetés.

A megelőző czikkelyben felsorolt kísérletek kezdetben arra látszottak mutatni, hogy a testeket két külön osztályba kell sorolni, a szerint amint a dörzsöléstől elektromossá válnak, vagy pedig nem. Az első osztály eleinte csak a borostyán- s a gagát-kőre szorítkozott, később kén stb. járult hozzá s csakhamar a testek nagy számát ölelte magába. Ámde más, sokkal nagyobb számu testek sok ideig ellenállottak a fizikusok abbeli tapogatózásának, melylyel az elektromos tulajdonságok ismertető jeleit törekedtek belőlük kicsalni; a fémek, a kövek, a növényi s állati anyagok s nevezetesen az emberi test ugyanoly módon dörzsölésnek alávetve, mint az első osztálybeli anyagok, a vonzás taszítás tüneményeit nem mutatták. Ez okból amazok elektromozható (idio-elektromos) anyagok nevét nyerték, míg azok, melyeket dörzsöléssel elektromozni nem sikerült, anelektrumoknak vagy nem elektromos testeknek neveztettek. E megkülönböztetés annál is inkább természetesnek látszott, mivel a mágnesség és az elektromosság jelenségei között igen szembeszökő analógiát mutatott s mivel még annak a felosztásnak is megfelelt, mely a mágnes és nemmágnes- anyagokat különbözteti meg, a szerint amint azok az ideiglenes vagy maradandó mágnesség befogadására képesek, vagy nem.

75. ábra. – Gray kisérletei az elektromos vezetésre vonatkozólag.

A XVIII. század elején STEPHEN GRAY-től felfedezett elektromos vezetés a két osztály anyagai között fenforgó különbség okát felderítvén, csakhamar megnyitotta azon általános igazság ösvényét, hogy t. i. kivétel nélkül minden test elektromozható, s hogy a kezdetben jelzett meg-

123

különböztetés egyedül a különös körülményekben leli okát, melyek között a kisérletek végrehajtattak.

Irjuk le futólagosan azokat a tényeket, melyek GRAY-t eme fontos felfedezésre vezették.

Két végén parafával bedugaszolt üvegcsövet a közönséges módon elektromozván, meglepetéssel tapasztalta, hogy a parafa, mely nem dörzsöltetett, könnyű testecskéket vonzott s azután taszított épen úgy, mint az üvegcső maga. Az elektromos erő tehát az üvegről a parafával közlődött. GRAY e kisérletet folytatta; a dugókat elefántcsont-, fém-, fa-pálczikákkal meghosszabbította, s az elefántcsont-golyókban végződő pálczikák végein még mindig ugyanazokat a tüneményeket tapasztalta. Egy erkélyről üvegrúdhoz kötött hosszú zsinegen függő golyó szintén elektromosnak mutatkozott. E kísérleteket különböző módon változtatva, konstatálta azt, hogy az elektromos erő nagyobb és nagyobb távolságokra közlődik; így egy 765 láb hosszaságú kötél végén csaknem változatlannak találta. Ámde, hogy a kisérlet sikerüljön, bizonyos feltételeket kellett teljesítenie; a kötélnek, mely az elektromosságot átszármaztatta, selyem zsinegen kellett függnie; ha a selyem helyett fémhuzalokat használt, a golyó az elektromosságnak semmi jelét sem mutatta. GRAY-nak egyik utolsó kisérlete, melyet csakhamar minden fizikai kabinetben ismételtek, bebizonyítvan azt, hogy az emberi test az elektromosságot vezeti: megmagyarázta, hogy miért volt az ideig lehetetlen a testek egy nagy sorát, a fémeket elektromozni. Egy gyermeket a 76. ábrában feltüntetett módon szőrkötelekre felfüggesztve, s azután az elektromozott üvegrúddal megérintve, kimutatta, hogy a gyermek egész teste, arcza, kezei, sőt ruházata is a hozzája közelített apró testeket vonzotta és azután eltaszította. Ugyanazon hatások mutatkoztak

76. ábra. – Gray kísérlete. Az emberi test elektromos vezető képessége.

124

akkor is, midőn a gyermeket a helyett, hogy felfüggesztették volna, elektromozható anyagú zsámolyra, – azon idők elnevezésével élve – például gyanta-lepényre állította (77. ábra).

77. ábra. – Az emberi test elektromos vezetése.

E kísérletekből, melyeket a fizikusok minden kigondolható módon változtatva ismételtek, két rendkívüli fontosságú tény eredt. Az első az, hogy a dörzsöléssel fejlesztett elektromosság távolra elvezethető, feltéve, hogy a vezetésre rendelt közbeeső testek olyanok, melyeket kézben tartva dörzsöléssel elektromozni nem lehetett, a második tény az, hogy a vezetés nehezen vagy pedig egyáltalában nem történik meg azon anyagokon, melyeket az akkorában elfogadott eljárások segélyével közvetlenül sikerült elektromozni.

Ebből mindjárt arra következtettek, hogy az összes testek két csoportba vagy osztályba sorozhatók, a szerint amint az elektromosságot szállítani vagyis vezetni képesek-e, vagy pedig nem. Az első osztály a vezető testek osztálya, a másik pedig a nem vezetőké vagy szigetelőké. Az utóbbi elnevezés a nem vezető anyagok azon tulajdonságára vonatkozik, hogy az elektromosság gyors szétszóródásának útját állják, midőn az elektromozott vezető a földdel csupán nem vezető test közbenjárásával érintkezik.

Az elektromos vezetés és azon feltételek felfedezése, melyek között végbe megy, valamint a most említett osztályozás, melyre vezetett: igen fontos következtetéseknek volt szülője, a melyeket a kisérlet nyomban igazolt is. Lássunk ez irányban néhány részletet.

Mivel az üveg, a borostyánkő, a gyanta stb. rossz elektromos vezetők, csak a dörzsölt részeken szabad elektromosságnak mutatkoznia; s ezt a megfigyelés meg is erősíti. De ha kézzel megérintjük, mely épen úgy, mint

125

az egész test, jó vezető: az elektromosság ezen elterjedhet, azután a földre is s így eltűnik, ámde csak a közvetlenül érintett pontokról. Láttuk, hogy teljesen eltűnik, ha kezünket az elektromozott rúdnak felületén végig húzzuk. Már most könnyű megérteni, miért nem mutatkozik még csak nyoma sem az elektromosságnak, ha fémhengert dörzsölünk; mivel ugyanis a fémek kitűnő elektromos vezetők, a netán fejlődő elektromosság haladéktalanul szétterjed a fém egész felületén, s innét a kisérlettevő testén át a földbe jut. Ezt bizonyítja az, hogy a fémhengert, ha nem vezető – pl. üveg – fogantyúval látjuk el s ezt egyik kezünkben tartva, a másikkal a hengert dörzsöljük: elektromozódik s olyan sajátságokat nyer, melyeket előbb az üveg, borostyán és gyanta sajátságaiúl írtunk le. Ez okból adják az elektromosságot rosszúl vezető testeknek a szigetelő testek nevét. Könnyen felismerhető, hogy szigetelve bármely anyag elektromozható.

78. ábra. – Fém elektromozása.

Ez utóbbi kísérleteket számtalan alakban lehet ismételni. Üveg lábakkal ellátott zsámolyon álló ember elektromossá válik, ha macskabőrrel veregetjük: testének bármely részéhez újjunkkal közeledvén, szikrát csalhatunk ki belőle s az elektromozás egész tartama alatt ő maga az arczán azt a különös érzetet tapasztalja, melyet az elektromozott üvegrúd közelítése okoz. Előbb idéztuk GRAY kísérletét, mely az emberi test elektromos vezető képességét kiderítette. Az első szikrát egy franczia fizikus, DUFAY, a franczia Akadémia tagja, húzta ki belőle. "Selyem kötelekbe csüngeszkedve s magát megelektromoztatva, észrevette, hogy midőn arczához egy más valaki a kezét közelítette, tűszúráshoz hasonló gyenge fájdalmat érzett, s hogy a ki kezével közeledett, ugyanolyan benyomást tapasztalt; evvel egyidejűleg halk serczegés és sötétségben felvillanás is jelentkezett".

GRAY ismételte DUFAY kísérleteit és viszont azt derítette ki, hogy más szigetelt testekből is lehet szikrákat húzni, ha a testek üvegrúddal való érintés következtében elektromosakká váltak; ha e testek csúcsban végződnek, a csúcson világító kúpot lehet látni, melyet gyenge sistergés kísér. Ez alkalommal GRAY ismételte a WALL-tól már előbb tett összehasonlítást a szikra s az elektromos serczegés meg a mennydörgéskisérte villámlás között.

A víz jó elektromos vezető. Gőz alakjában is megvan ugyanez a tulajdonsága. Ez az oka, a míért a vezetőket nem csak elszigetelni, hanem az üveglábakat és fogantyúkat s általában a szigetelőket megtörölni és

126

megszárítani is kell, hogyha a vezető anyagokon akarunk elektromosságot fejleszteni. Ez az oka, hogy az elektromosság száraz időben könnyebben fejleszthető, mint nedves időben; a szobának, melyben kísérletezünk, előzőleg annyira ki kell száríttatnia, amenpyire csak lehetséges, úgy hogy a a levegőjében igen kevés vízgőz foglaltassék. Hogy az elektromosság elszóródása a szigetelőkűl általánosan használt üveglábakon kikerültessék, azokat sellakkal szokás bevonni, mivel ezen anyag felülete a nedvességet kevésbbé sűríti össze, mint az üveg felülete.

Mindent összefoglalva, a különböző anyagokat vezetésök foka szerint két osztályba lehet sorolni, a jó és a rossz vezetők, vagyis a szigetelők osztályába; ámde mindegyik osztályban a vezetőképesség különböző fokozatokat mutat, úgy hogy nincsen test, melyből e képesség teljesen hiányoznék, s hogy még egy harmadik osztályt is lehet felállítani oly anyagokból, melyek vezetőképessége a két szélsőség közé esik: ez a félvezetők osztálya. (*) A következő táblázat az anyagok bizonyos számát, kisebbedő vezető képességek szerint rendezve, foglalja magában.

VEZETŐK. *

Fémek (a közhasználatban levők.)
Égetett szén.
Grafit.
Concentrált savak.
Higított savak. Só-oldatok.
Tenger-víz.
Forrás-víz.
Eső-víz.
Hó. Élő növények.
Állati szervek.
Oldható sók.
Vászon.
Gyapot.

FÉL VEZETŐK. (*)

Alkohol.
Éther.
Törött üveg. Kénvirág.
Száraz fa.
Márvány. Papir.
Szalma.
0° hőmérsékletű jég.

SZIGETELŐK.

Száraz fém oxidok.
Zsiros olajok.
Növény és állathamu.
–20° hőmérsékletű jég.
Foszfor.
Mész.
Kréta.
Boszorkányliszt (Semen lycopodii).
Kaucsuk.
Kámfor. Esszencziák.
Porczellán.
Szárított növények.
Bőr.
Pergament.
Száraz papir.
Szőrök.
Tollak.
Gyapjú.
Festett vagy nyers selyem. Drága kövek.
Csillám.
Üveg.
Agát.
Viasz.
Kén.
Gyanták.
Borostyán.
Gutta-percsa.
Levegő és száraz gázok.

* Ezen táblázat, melyet nagy részben MASCART Traité d'Électricité statique czímű művéből kölcsönzünk, az Encyclopedia metropolitana (London 1830) Electricity kötetéből van véve.
(*) Ma félvezetőknek más tulajdonságú anyagokat nevezünk; a középső csoportot pedig rossz vezetőknek. [NF]

127

A megelőző táblázat, melyben, mint említők, a különböző anyagok: szilárd, folyós, gáznemű testek a vezető képesség kisebbedése szerint vannak sorba állítva, eléggé bizonyítja, hogy e tulajdonság az anyagok természetével változik; de még azt is mutatja, hogy más feltételektől is függ, melyekről nehány szót kell mondanunk.

Az égetett szén és a grafit jó vezetők; a tiszta szénből álló gyémánt a szigetelők között van; pedig ez anyagok chemiailag azonosak. Hasonló megjegyzés alá esik a kénvirág és a kén; a zúzott üveg s a tábla-üveg; a vezető élő növények s a száraz fa- és növényrészek, melyek vagy középszerű vagy pedig rosz elektromos vezetők; a víz, mely folyós állapotban kitűnően vezet, 0° alatt szilárd állapotban e tulajdonságát elveszti, 20°-on a fagypont alatt pedig szigetelővé lesz.

E szerint a testek molekuláris szerkezete, kisebb-nagyobb mérvű szétoszlásuk, száraz vagy nedvességi állapotuk, végül hőmérsékletök mind megannyi föltételeknek látszanak, melyek az elektromosságnak az anyagon való könnyű áthatolását elősegítik vagy gátolják. Mivel a víz jó vezető, megérthető, mint már előbb is mondtuk, hogy azok a testek, melyek száraz állapotban szigetelők, megszűnnek ilyenek lenni, mihelyt nedvesség járja át, vagy ha csak egyszerűen vízpárának láthatatlan rétege födi is őket; ez teszi szükségessé az elektromossági kísérletekben a már előbb említett óvatosságot. A melegnek is van bizonyos hatása a vezetésre, minthogy ez a hőmérséklet emelkedésével növekszik. CANTON egy palaczk üvegét melegítve, azt tapasztalta, hogy az elektromosság a palaczk belsejébe hatolt. Az üveg, mely közönséges hőmérsékletnél, száraz állapotban a legjobb szigetelők egyike, 200° hőmérsékletnél oly jó vezető, mint bármely fém. Ugyanaz áll a gőzökre és gázokra vonatkozólag is. Valamely elektromos testet a földdel érintkező spiritusz lámpának lángja fölött 1–2 méternyi magasságban elhelyezve, az elektromosság végső nyoma is elvész: az elektromosság a lámpa lángja fölött emelkedő meleg levegőoszlopon a földbe vezettetik. Ha a lámpa a földtől elszigetelve lett volna, ki lehetne mutatni, hogy a láng elektromossá vállk, s a feléje közelített könnyű testeket magához vonzza.

Már most kiegészíthetjük a testek azon képességéről föntebb mondottakat, hogy dörzsöléssel elektromosakká válnak. A szilárd testekre vonatkozólag a mondottakhoz nincs semmi hozzáadni valónk, a mennyiben az egyedüli elővigyázat, melyet alkalmazni kell, hogy az elektromozódás közönséges ismertető jeleit elárulhassák, csak abban áll, hogy azon esetben, ha vezetők, el legyenek szigetelve. Ha üvegcsövet rázogatunk, melynek belsejébe higany van zárva, az üveg belülről megelektromozódik s

128

világít. Ugyanaz történik, ha a barométer higanyoszlopát hirtelen megmozdítjuk, vagy ha a higany-cső kisérletet ürestérben végezzük. Később látni fogjuk, hogy olyan elektromos gépet is szerkesztettek, melyben az elektromosság a vízgőznek puszpángfa-deszkán összesűrűdő sugarainak dörzsölése miatt fejlődik. E kísérletek bizonyítják, hogy a folyadékoknak szilárd testekbez surlódása elektromosság fejlődését vonja maga után. Ugyanez áll a gázok surlódásáról is; így az üveglemez elektromossá válik, ha felületére a fujtató levegő-áramát irányozzuk. Alig lehet azon kételkedni, hogy a folyadékok és a gázok kölcsönös surlódása mindkettejöket meg ne elektromozná; ez irányban azonban, úgy látszik, még nem végeztek közvetetien kisérleteket.

3. Elektromos vonzások és taszítások. – A kétféle elektromosság.

Térjünk most vissza az elektromos vonzás és taszítás jelenségeire, s tanulmányozzuk azokat részletesebben.

79. ábra. – Elektromos inga. A vonzás és taszitás tüneményei.

E végből egy igen egyszerű eszközt fogunk használni, melyet az elektromos inga (79. ábra) névvel láttak el. Ez egy kis bodzabél-golyó, mely egy állványra selyemszálon van felfüggesztve; a golyócska tehát el van szigetelve, mivel a selyem rossz elektromos vezető.

129

A golyóhoz elektromozott gyantarudat közelítvén, tudjuk, hogy kezdetben vonzás következik be. Ámde az érintkezés megtörténte után a golyó a gyantától rögtön elpattan; ha a gyantarudat újból közelítjük, a golyó ismét eltaszítódik. Ezen állapotában a bodzabél-golyó elektromozva van, a mi könnyen kimutatható; ugyanis újjunkkal közeledvén, vonzódik hozzá; ha pedig megérintjük, az újj többé nem vonzza, a gyanta nem taszítja, mivel elektromossága a kisérlettevőnek testén át a földbe áramlott. Ha gyantarúd helyett elektromozott üveget használtunk volna, a most leírt jelenségek ugyanazon alakban és rendben ismétlődnek: kezdetben vonzás, azután érintkezés s erre taszítás. Mindeddig mi sem tüntet fel valami különbséget azon elektromosságok között, melyek az üvegen és a gyantán a posztóval való dörzsölésből fejlődnek. Amde tegyük fel, hogy olyan golyóhoz, a melyet az elektromozott gyantarúd már taszított, szintén elektromozott üvegrudat közelítünk. Az üveg a golyót vonzza, s e vonzás hevesebb mint azon esetben, ha a golyó gyantával való elektromozás helyett természetes állapotban maradt volna. A vonzás ugyanilyen tüneménye jelentkezik akkor is, ha üveggel előre megelektromozott golyóhoz elektromozott gyanta rúddal közeledünk.

A megelőző kisérletet még más módon is végre lehet hajtani, a mely az elektromozott test különféle viselkedését még megkapóbb módon tünteti elő, aszerint amint posztóval való dörzsöléstől elektromozott üveg-, vagy gyantarudat közelítünk hozzá. E végből egy helyett két bodzabélgolyót szokás használni.

A golyók egyikéhez az üvegrudat közelítjük; a golyó vonzatik, érintkezik s azután elpattan. A másik inga golyójával ugyanazt cselekszük, a gyantarudat használván; a golyó szintén vonzódik s azután taszíttatik. Ha most az első golyóhoz a gyantát, a másodikhoz pedig az üveget közelítjük, azt tapasztaljuk, hogy a golyók ujból vonzatnak; ha a kísérlet ezen második részében arra ügyelünk, hogy érintkezés ne következzék be, könnyen meggyőződünk, hogy a vonzás ismét taszításba megy át, mihelyt a golyókhoz közelített rudakat másodszor fölcseréljük. Még úgy is lehet eljárni, hogy mindkét golyót ugyanazon rúddal elektromozzuk s azután egymáshoz közelítjük; mindig azt fogjuk tapasztalni, hogy azok egymást taszítják. Ez a kisérlet egyszerűbb, ha kettős ingát (80. ábra) használunk, melynek két golyója egyidejüleg elektromoztatik; a golyók azonnal szétválnak, s a szálak mindaddig szétágaznak, a meddig a golyók elektromozott állapotban maradnak. A golyók viszont vonzzák egymást, ha az egyik üveggel, a másik pedig gyantával elektromoztatik. (81. ábra.)

80. ábra. – Ugyanazon elektromossággal töltött testek taszítása.

81. ábra. – Ellentett elektromosságokkal töltött testek vonzódása.

Eszerint a gyantán és az üvegen posztóval való dörzsölés előidézte

130

elektromosságok ugyanazon körülmények között ellenkező módon viselkednek; az egyik vonzza azon testeket, melyeket a másik taszít s viszont. Innét ered, hogy az elektromosság két faját szokás megkülönböztetni, melyek az első megfigyelőktől a gyanta- s az üveg-elektromosság nevét nyerték. A megelőző kísérletet borostyán-, kén-, viasz-, papir-, selyem stb. darabokkal ismételvén, felismerjük, hogy ez anyagok egy része, mint a gyanta, másik része pedig mint az üveg viselkedjk; ez okból mondjuk, hogy gyanta-, vagy üveg-elektromossággal vannak megtöltve.

82. ábra. – A két ellentett elektromosság fejlesztése dörzsöléssel.

Az első kísérleteket, melyek az elektromosság két nemének megkülönböztetésére vezettek, DUFAY-nek köszönjük (1733). Ámde az elnevezéseket, melyekkel e tudós ellátta, s a melyeket mi is alkalmaztunk, ma már elhagyták, még pedig a következő okból. Mivel minden test, mint láttuk, a dörzsöléstől elektromossá válhatik, világos, hogy ha a dörzsölődö két test közől az egyik elektromozódik, a másiknak is elektromossá kell lennie; s ezt a kísérlet be is bizonyította. De ezenkívül még azt is megmutatta, hogy az egyik testen fejlődött elektromosság nem ugyanaz, mint a melyik a másikon fejlesztetett. Ha például két, szigetelő fogantyúval ellátott lemezt veszünk, az egyiket csiszolt üvegből, másikat pedig posztóval bevont fémből, s ha azokat egymáshoz dörzsölve, hirtelen szétválasztjuk: az üveglemez üveg-elektromossággal, a posztó pedig gyanta-elektromossággal lesz töltve (82. ábra). Erről könnyen meg lehet győződni, megfigyelve mindegyik lemeznek hatását az elektromos ingának előlegesen elektromozott gömböcskéjére. S ez még nem minden. Azt is észrevették, hogy valamely testen fejlesztett elektromosság neme a dörzsölő testnek

131

természetével változik. Igy az üveg, mint mondtuk, üvegelektromosságot vesz fel, ha posztóval dörzsöljük; ellenben gyantaelektromosságot kap, ha a dörzsölésre macskabőrt használunk. A guttapercsa (rugalmas gyanta) gyanta-elektromossággal telik meg, ha macskaszőrrel vagy posztóval dörzsöljük; ha pedig homályosra csiszolt üvegdarabbal súroljuk, üveg-elektromosságot nyer.

Megtartva azon elnevezéseket, melyeket egy pillanatra mi is használtunk, bizonyos zavartól lehetett tartani; ez indított arra, hogy az üveg- és a gyanta-elektromosság elnevezéseket a positiv és negativ elektromosságok nevével helyettesítették. Különben e pillanatban nem kell e nevekhez más jelentést fűznünk mint azt, hogy positiv elektromosság az, mely az üvegen fejlődik, ha posztóval dörzsölik; negativ elektromosság pedig az, melyet az ugyanazon anyaggal dörzsölt gyanta vesz fel. Eme két különnemű elektromosság hatásának módját azonban két igen egyszerű törvényben lehet kifejezni.

Positiv vagy negativ elektromossággal töltött test a természetes állapotú testeket vonzza.

Ellenkező nevű elektromossággal töltött két test egymást vonzza; az egynevű elektromossággal töltött testek egymást taszítják.

E törvények alól nincs kivétel; ámde a feltételek, melyeknek az elektromosság egyik vagy másik fajának fejlesztése alá van vetve, rendkívül bonyolultak. Épen most láttuk, hogy egy ugyanazon anyag a dörzsölő anyag természete szerint majd positiv-, majd pedig negativ értelemben elektromozódik. Sőt mi több: a legcsekélyebb változás a testek fizikai szerkezetében elég arra, hogy az elektromozódás iránya megváltozzék; különbség az anyag színében, a felület simaságában, a hőmérsékletben stb. azt okozhatja, hogy az egy módon dörzsölt test majd positiv, majd negativ elektromosságot vesz fel. A fényesre csiszolt üveg posztóval dörzsölve, positiv elektromosságú, homályosra csiszolva pedig negativ. Ez utóbbi eredményeket AEPINUS és CANTON állapították meg. Fehér és fekete selyemszalagot egymásra helyezve s egyikök felületén elefántcsont vonalzót végig húzva, a szalagok elektromosakká válnak, és pedig a fehér positiv-, a fekete pedig negativ elektromosságú lesz. *

MASCART-nak Traité d'Électricité statique czímű művóben a selyem elektromozódására vonatkozólag igen különös tényt találunk, melyet a XVIII. században egy angol fizikus figyelt meg. "Symmer selyem harisnyáit levetve, azt vette észre, hogy azok serczegnek és sötétségben apró, világító szikrákat szórnak. A jelenségek soha sem voltak oly hevosek, mint akkor, midőn ugyanazon lábon fehér és fekete harisnyát viselt. A harisnyák mindaddig, míg a lábon vagy pedig egymásra húzva voltak, az elektromosságnak csak csekély nyomait mutatták; de abban a pillanatban, midőn széthúzattak, erősen elektromozottaknak mutatkoztak, és pedig a fehér positiv, a fekete negativ elektromossággal. Ha elkülönítve egymástól, bizonyos távolságban tartották, úgy tetszett, mintha felfújva lennének, oly annyira, hogy a lábnak alakját tisztán előtüntették. Két egyszinű harisnyát közelítve egymáshoz, azok taszították egymást, úgy hogy 30°–35°-nyi szöget képeztek s a különböző szinűek hevesen vonzották egymást."

132

Ugyanazon selyemből vágott két szalag hosszában és keresztben dörzsölve ellenkező nevű elektromosságot vesz fel. A posztóval megdörzsölt üveg, láttuk, positiv elektromossá lesz. De ha előbb nedves, finom csiszoló porral súroljuk s azután lemossuk: posztóval való lágy dörzsöléstől negativ elektromosságot nyer; hevesebb dörzsölésre a positiv elektromozódás újból feltünik. E kisérlet HEINTZ-től ered.

A macskabőrről azt hitték, hogy minden testtel, különösen pedig a simára csiszolt üveggel szemben mindig positiv; pedig majd ilyennek, majd meg ellenkezőnek mutatkozik, a szerint amint a bőrnek különböző részei: a nyak-, a lábak- vagy a hátnak megfelelő darabok vétetnek a dörzsöléshez. Számos más szabálytalanságra is akadunk, melyek oly csodálatosak, hogy nehéz magyarázni. Két hasonló üveglemez egymáshoz dörzsölve, majd az egyik, majd a másik irányban elektromozódik. A melegnek nagy befolyása van; az anyagok legnagyobb része melegítve negativ elektromosságot vesz fel.

Tömérdek érdekes kisérletet végeztek a végből, hogy felderítsék azokat a körülményeket, melyek az elektromozódás irányát eldöntik; ámde e tünemények okáiról még mindig igen keveset tudunk s azon elméleteknek, melyeket magyarázatuk végett kigondoltak, alig van nagyobb becsök, mint annyi, hogy a tüneményeket egymás mellé rendezik s emlékezetben tartásukat megkönnyítik.

Minden kisérletet megelőzőleg előre látható volt az, hogy a testet dörzsöléssel elektromozva, a dörzsölő testnek magának is elektromossá kell válnia, mivel a dörzsölés folyamatában a két test egymással szemben ugyanazon módon viselkedik. Mi sem könnyebb mint kimutatni, hogy az üveg vagy gyantarúd elektromozására használt posztó vagy selyemdarab, melyet kezünkben tartottunk, szintén elektromossá vált, minthogy a posztó és a selyem nemvezető anyagok. Egészen máskép áll a dolog, ha a dörzsölésre használt anyag jó vezető, mivel ez esetben az elektromosság oly mértékben, amint annak felületén fejlődik, a kisérlettevőnek testén keresztül a földbe áramlik. Ez okból az ily természetű kisérleteknél a használt testeket, ha vezetők, gondosan el kell szigetelni.

133

Számos kísérlet alapján, melyet különböző anyagokkal végeztek a végből, hogy kettőjöknek egymással való dörzsöléséből fejlődő elektromosság természete meghatároztássék, a testeknek specziális osztályozását lehetett keresztül vinni. E végből oly módon rendezett sorozatba foglalják a testeket, hogy bármelyik test a megelőzők egyikével dörzsölve, negatív elektromosságot vesz fel; ha pedig az utána következők bármelyikével dörzsöltetik, positiv elektromossá válik. A kísérlet ugyanis mutatta, hogy ha valamely test, pl. a posztó, üveget dörzsölve negativ, gyantát dörzsölve pedig positiv: akkor a dörzsölt két test az üveg és gyanta annál inkább ellenkezőleg elektromozódnak és pedig az első positiv, a második negatív elektromossággal. Ámde tekintettel azon módosításokra, melyeket föntebb említettünk s a melyek az elektromozódás irányát egy ugyanazon anyagnál megváltoztathatják, ezen osztályozást nem kell általánosan érvényesnek tekinteni, mivel a kísérlet körülményei szerint o sorozat mellett megeshetik, hogy a benne foglalt anyagok elektromozódálsában irányváltozások állanak be.

A TESTEK OSZTÁLYOZÁSA A DÖRZSÖLÉSÖKBŐL FEJLŐDŐ ELEKTROMOSSÁG NEME SZERINT.

Fényesre csiszolt üveg.
Gyapjú szövetek.
Tollak.
Fa.
Papiros.
Pecsétviasz.
Fehér viasz. Homályosra csiszolt üveg.
Kén.
Aluminium.
Ólom.
Cadmium. Czink.
Vas. Ón.
Vörös réz. Bizmút. Antimon.
Ezüst.
Platina.
Higany.
Arany. Palladium.
Lőgyapot.
Rézgálicz.