V. FEJEZET.
A LEYDENI PALACZK. SŰRÍTŐK.

1. Cuneus és Muschenbroek kisérlete, a leydeni palaczk feltalálása.

CUNEUS, a mult század hires fizikusának, MUSCHENBROEK-nek tanítványa egy ízben tág nyakú üvegben foglalt vizet akart elektromozni. E végből az elektromozó gép konduktorára akasztott fémpálczikát a folyadékba illesztvén, a palaczkot egyik kezébe fogta. Midőn azt gondolta, hogy a víz már eléggé meg van elektromozva, a palaczkot még mindig kezében tartva, a konduktorral érintkező fémet a másik kezével ki akarta venni. E pillanatban oly rázkódást szenvedett, melynek hevessége ámulattal tölté el. MUSCHENBROEK CUNEUS kísérletét ismételte; de az ütés, melyet karjaiban, vállában és tüdejében érzett oly heves volt, hogy elállott a lélekzete s oly élénk rémületbe ejté, hogy midőn e tényről, mely az akkor ismert elektromos tünemények között új volt, RÉAUMUR-t tudósította, azt írta, hogy "a világért sem ismételné, még ha Francziaország koronáját is kinálnák érte." Más fizikusok azonban kevésbbé voltak félénkek. ALLAMAN, LEMONNIER, WINCKLER, Abbé NOLLET a kísérletet mindenféle módon változtatták, s a tudomány új elektromos készüléket nyert cserébe; ez a leydeni palaczk, mely nevét attól a helytől kapta, hol a kisérlet első ízben, 1746-ban, megejtetett.* E készüléket most a következő módon készítik.

133. ábra. – Cuneus kisérletei; leydeni palaczk.

Nem igen vastag falú üvegpadaczkot vesznek, fenekét s oldalait magasságának háromnegyed részeig fém-, rendesen ónlemezzel kívülről

* KLEIST, pommerániai káptalani esperes a megelőző évben ehhez igen hasonló megfigyelést tett. Higanynyal megtöltött palaczknak dugójába vaspálczát tolva, a palaczkot kezébe vette s a vaspálczát az elektromozó gép konduktorához közelítette. Másik kezével a konduktort véletlenül megérintvén, mialatt a pálcza ez utóbbihoz ért, KLEIST heves rázkódást érzett karjaiban.

200

bevonják; e lemezt a palaczk külső fegyverzetének nevezik. Belső fegyverzetűl, majd a belső falakat bevonó fémlemez, majd ólomsörét, vagy akár aranypapir, vagy más fémvagdalék szolgál, melylyel a palaczkot megtö ltik. MUSCHENBROEK palaczkjában, mint láttuk, bizonyos mennyiségű víz volt, tehát mindegyik esetben valamiféle vezető anyag. Végre gömbben végződő horgos sárgaréz-vessző parafadugóba van tolva, mely a palaczk száját elzárja s belül a palaczk belső fegyverzetével érintkezik. Hogy a fegyverzetek között minden elektromos érintkezés kikerültessék, a palaczk nyaka sellakkal – vagy spanyol viaszszal – van bevonva. Ezen elővigyázatot elmulasztva, az üveg felülete igen vékony gőzréteggel vonódván be, nem szigetelné egymástól teljesen a fegyverzeteket s megeshetnék, hogy egymás közt sülnének ki s a szikrák az üveg külső felületén sikamlanának végig.

Hogy a leydeni palaczkot megtöltsük, horgánál fogva az elektromozó gép konduktorára akasztjuk, nem mulasztván el a külső fegyverzetét fémláncz segélyével a talajjal közlekedésbe hozni. Egyszerűbb, ha a lánczot s a palaczkot kezünkben tartva, ez utóbbinak golyóját a gép konduktorához tartjuk.

A palaczkot ily módon megtöltvén, ha belső és külső fegyverzetét tetszőleges vezető test segélyével egymással összekötjük, kisülés követ-

134. ábra. – A leydeni palaczk megtöltése.

201

kezik be, melyet szikra és csattanás kisér. Ha pl. a készüléket egyik kezünkben tartva, a másikkal (a belső fegyverzet) gombjához közeledünk, a kisülés karjainkon és testünkön keresztül történik, s rázkódást érzünk, mely az első kisérletezőket annyira megrémítette. Ha többen kezökkel összefogózva, a sorban az első a leydeni palaczkot kezébe veszi s az utolsóhoz közelíti, azon pillanatban, melyben az érintkezés megtörtént, a rázkódást valamennyi résztvevőnek tagjai egyszerre megérzik. NOLLET e kisérletet XV. LAJOS előtt hajtotta végre; háromszáz franczia gárdista képezett lánczot, s egy leydeni palaczk hirtelen kisülésének csapása valamennyit egyszerre érte.

Mielőtt tovább mennénk s több érdekes kisérletet leírnánk, melyeket e készülékkel lehet végezni, kisértsük meg a két tüneménynek: a töltésnek és a kisütésnek elméleti magyarázatát.

Jegyezzük meg mindenekelőtt, hogy a készülék lényegében két vezető testből, a külső és belső fémfegyverzetből áll, mely az előbbieket egymástól elválasztja. Midőn a horgot a gépnek elektromozott konduktorára akasztjuk, a konduktor elektromossága az egész belső fegyverzeten elömlik, mely ily módon pl. positiv elektromosságga telik meg. Ez az elektromosság a külső fegyverzet semleges elektromosságát megosztás útján szétbontja, a negativ elektromosságot az üveg felületére vonzza s a positiv elektromosságot a kisérletezőnek testén vagy a fémlánczon át a talajba űzi. Ily módon ellenkező elektromosságok állnak egymással szemben, melyeket egyesülésökben a közbeeső szigetelő üvegréteg akadályoz. Segítsük elő bármiféle vezető test útján a két elektromosság egyesülését, ez csattanással és szikrával fog végbemenni.

Eddig, úgy látszik, nem szükséges más magyarázatot keresünk; a megelőző magyarázat különben az elektromozás tüneményéről a megosztással ad számot. De látni fogjuk, hogy e magyarázat a valóságban nem kielégítő.

Mindjárt a szikrának a tömöttsége s a rázkódások hevessége szokatlan erelyű elektromos feszültségre mutat: a két elektromosságnak oly nagy

202

bőségben való felhalmozódása, szembeötlően nincs arányban a vezetők csekély méreteivel, melyek a készüléket alkotják. S ime még egy másik tünemény is, melyet meg kell magyarázni. Midőn, a leydeni palaczkot kisütjük s bizonyos ideig magára hagyjuk, azt tapasztaljuk, kogy újból meg van töltve, anélkül pedig, hogy valamiféle elektromos forrással közlekedésbe hozatott volna. Újra szikrát kaphatunk belőle, mely igaz ugyan gyengébb, mint az első, s erre még egy másodikat s így tovább. Ezt másodrendű kisütésnek és hátramaradó szikráknak – röviden maradéknak – nevezik. Kétségtelen e szerint, hogy a leydeni palaczk sokkal nagyobb mennyiségű elektromosság felhalmozását engedi meg, mint a melyet az egyszerű szigetelt vezetőkön össze lehet gyűjteni. Ez okból valamennyi hozzá hasonló eszközzel együtt condensatornak, sűrítőnek nevezik. Miben rejlik ez a felhalmozó erő s micsoda új tünemények járulnak a felébresztéséhez? Ennek megértetését óhajtjuk megkisérteni, mindazt összefoglalván, a mi az elektromos sűrítés elméletében, melyet első ízben AEPINUS formulázott, a megelőző jelenségek megértésére lényeges.


2. Az elektromos sűrítés elmélete.

Az AEPINUS kigondolta sűrítő a 135. ábrában van előtüntetve. A és B szigetelt két fémkorongból áll, melyek egymással szemben üvegoszlopokra vannak állítva, s egy üvegtáblával egymástól elválasztva. Sinen csúsztatva, egymáshoz tetszőlegesen közelíthetők, vagy legalább annyira, hogy csak a szigetelő táblának fala válaszsza el őket egymástól. A korongokat tartó fém-szárakhoz számlapos elektromosság-mutatók vannak erősítve.

135. ábra. – Aepinus sűrítője.

Tegyük fel, hogy a korongok kezdetben távol állottak egymástól s hozzuk A-t az elektromozó géppel összeköttetésbe. E korong positiv elektromossággal telik meg, melynek feszültsége végre eléri a forrásáét, ingája kihajlik. E feszültség ezenkívül az A korongnak két oldalán majdnem egyenletesen van eloszolva. A-nak közlekedését a géppel megszüntetvén, közelítsük egymáshoz A-t és B-t; ez utóbbi megosztás útján az üvegtáblára néző oldalán negativ elektromossággal telik meg, a másik oldalon pedig positiv elektromossággal; ennek ingája is kihajlik; ámde B negativ elektromosságának A positiv elektromosságára gyakorolt vonzása miatt ez utóbbi a korong mellső oldalán halmozódik fel s A-nak ingája a zérusra esik vissza.

Ha ebben a pillanatban B-t a talajjal közlekedésbe hozzuk, a positiv fluidum lefoly s új elkülönödés megy végbe: a negativ elektromosság a

203

korongnak előre fordult oldalán halmozódik fel és pedig nagyobb mennyiségben, mint előbb s visszahatás folytán A-nak előlapján a feszültség, a hátsónak rovására, mely semleges állapotba jut, erélyesebbé vált. S ha A és a gép között a közlekedést újból helyreállítjuk, csakugyan újból positiv elektromos mennyiség megy A-ra s a sűrítés még inkább növekszik. A műveletek eme sorát többször ismételvén, az egyik és a másik korongon is a sűrűség maximumát fogja maga után vonni. A két ellenkező elektromos töltés

136. ábra. – Az Aepinus sűrítőjének töltése.

204

hatása a külső pontokra semmi, egész egyszerűen abból az okból, mivel a két ellentett hatás egymást kiegyenlíti. Ez okból a két elektromosságot, melyekkel a sűrítő töltve van, olykor kötött elektromosságoknak is nevezik. Ámde, hogy itt nem valami különös elektromos állapotról van szó, kiderül onnét, hogy a korongok belső lapjainak hatása a közéjök eső pontra nem nulla. Erről könnyen meg lehet győződni, amennyiben eme lapok egyikét próbalemezkével érintvén, felismerjük, hogy elektromozva van, ép úgy, mint maga a korong.

Könnyű belátni, hogy az AEPINUS sűrítője s a leydeni palaczk csak alakban külömbözik egymástól, s hogy azok a tünemények, melyeket az egyiknél tapasztalunk, a másiknál is ugyan oly módon bekövetkeznek.

Már most, mi az üvegtábla szerepe? Az elmélet és kísérlet egyaránt mutatja, hogy bármely más szigetelő anyagú lemezt: pl. levegőréteget helyezve a két vezető közé, ugyanazon tünemények létesülnek, csakhogy a levegő a vezetőknek szemben álló felületein felhalmozott ellenkező nemű elektromosságok feszültsége ellenében az üvegénél jóval kisebb ellenállást fejtvén ki, az elektromosságok legott egyesülnének: szikra képződnék s a készülék pillanat alatt kisülne. Ez teszi szükségessé, hogy nagyobb ellenállást tanúsító anyagot, pl. üveget vagy gyantát állítsunk közbe.

137. ábra. – Szétszedhető leydeni palaczk

Sőt mi több, FARADAY és MATTEUCCI kisérletekkel bizonyították be, hogy a positiv és negativ töltés nem csak a sűrítők fegyverzeteinek az üveggel érintkező felületein halmozódik fel: az elektromosságok az üvegbe bizonyos mélységig behatolnak. Eme tényt az ú. n. szétszedhető leydeni palaczkkal lehet bebizonyítani, mely három részből van összetéve, amint azt a 137. ábra mutatja. Az összerakott palaczkot megtöltve, szigetelő alapra állítjuk; a belső fegyverzetet üvegfogóval kiveszszük, azután az üvegpoharat; s meggyőződhetünk, hogy a fegyverzeteken igen kevés elektromosság van, ellenben a pohár erősen elektromos. Különben, ha a két fegyverzetet, miután külön kisütöttük, helyökre visszateszszük, a palaczk csak oly erős szikrát ad, mintha a részleges kisülések nem is történtek volna.

Az elektromosságnak behatolása a szigetelő test bizonyos mélységeig, mint látjuk, igen jól megmagyarázza a leydeni palaczk másodrendű kisütéseit. Azonkívül mutatja, hogy a fém-fegyverzeteknek az is a rendeltetésök,

205

hogy az üvegnek különböző pontjai között könnyű közlekedést állítsanak helyre, s látható, hogy vezetésöknek köszönhető, hogy a kisülés egész erejével egy pillanat alatt végbe mehet. *

Irjunk le már most néhány érdekes kísérletet, melyet sűrítővel (a leydeni palaczkkal) könnyen végre lehet hajtani.


3. A leydeni palaczkkal és az elektromos telepekkel végezhető különböző kisérletek.

A leydeni palaczkot pillanatra vagy pedig fokozatosan lehet kisütni, anélkül hogy a kisérletezőnek ütéstől kellene tartania.

A pillanati kisütés a kisütő segélyével történik; ez két fém-ív, melyek könyökben forognak és szigetelő üvegfogantyúval vannak ellátva. (138. ábra.) Két kezünkbe egy-egy fogantyút fogva, az ívek végein ülő golyók közül az egyiket a palaczk külső fegyverzetéhez, a másikat pedig a belsőhöz közelítve, a kisülés a kisütőnek fémívein keresztül történik meg.

138. ábra. – A leydeni palaczk pillanati kisütése a kisütő segélyével.

A fokozatos kisütéseket olykor a csengetyűs leydeni palaczkkal eszközlik. A 139. ábra mutatja, mint vonzza és taszítja váltakozva a belső fegyverzeten ülő harang azt a kis ingát, mely egy fémtartóra erősített más harang fölé szigetelően van felfüggesztve, s ez utóbbi részéről ugyanazon behatásnak van alávetve. Minden érintkezésre majd az egyik, majd a másik fegyverzetről elektromosságuk egy részét elveszi. A palaczk ily módon lassankint sül ki.

139. ábra. – A leydeni palaczk fokozatos kisütése. Harangjáták.

FRANKLIN egyik kisérletének reminiscentiájaképen az inga golyócskájának olykor pók alakot adnak, melynek lábai selyemszálakból vannak.

* "A palaczknak sürítő ereje annál nagyobb, mennél vékonyabb az üveg; ámde e jó tulajdonságát a túlságig fokozni nem igen lehet, mivel a két fegyverzet között csakhamar kisülés képződhetik, mely az üveget átlyukasztva, a palaczk falain keresztül hatol. Az üveg vastagságának tehát elég nagynak kell lennie arra, hogy a kisülés, ha az üveg túl van töltve, inkább a palaczk vesszője és a külső fegyverzet között a felületen végig csúszva történjék meg.

"Fontos kellék, hogy az üveg vastagsága lehetőleg egyenletes legyen s hogy hólyagos helyek ne legyenek benne, mivel különben a kisülés ott megy végbe, a hol az ellenállás kisebb s a palaczk átlyukasztatik. Az üveg minőségének is nagy a befolyása; bizonyos üvegfajok kissé vezetnek, úgy hogy az elektromosság bizonyos mélységig beléjök hatol, s tetemes része nem tünik el az első kisütésre; ez esetben tehát számos maradék-szikrát kapunk." MASCART: Traité d'Electricité statique.

206

E hírneves fizikus ugyan abban az időben egy másik, érdekes kisérletet is gondolt ki, melyben két ellentett elektromossággal töltött leydeni palaczk ellenkező hatásai forgó mozgást hoznak létre. 12 hüvelyk átmérőjű fakorong függélyes irányú tengely körül, melyet a korong középpontján átmenő kicsiny fa-csúcs képez, szabadon forog. A kerülete mentében felragasztott harmincz üvegdarab, melyek mindegyike egy-egy vörösréz

207

gyűszűt hord a végén, fogas kerékhez teszi hasonlóvá. FRANKLIN az egyik átmérőnek egyik végén az első leydeni palaczkot oly módon állította fel, hogy belső fegyverzetének gombja valamelyik gyűszű szomszédságába kerúljön. A legközelebb eső gyűszű vonzást szenvedett s a mozgás megindult. E gyűszű elhaladtában szikrát kapott, s így megelektromozódván, taszíttatott s előre hajtatott, miközben az utána következő a belső fegyverzet fém-vesszője részéről vonzást szenvedett, szikrát kapott, az első után űzetett s így tovább, míg a kerék egy egész kerületet megtett. Mivel a gyűszűk már most elektromozottan közeledtek a gombhoz, a helyett hogy most is, mint előbb vonzatnának, ellenkezőleg taszíttatnak, s a mozgás pillanat alatt megszünik... De ha egy másik palaczk, mely oldaláról – külső fegyverzetén – töltetett meg, ugyanezen kerék mellé állíttatott, ennek gombja az első által taszított gyűszűket vonzani fogja s ez által a kereket forgató erő megkétszereződik .... ; a gyűszűk, a helyett, hogy taszíttatnának, midőn az első palaczkhoz visszaérkeznek, még erősebben vonzatnak, úgy hogy a kerék a járását gyorsítja, mígnem perczenként 12–15 körűlforgásnyi sebességre tesz szert, és pedig oly erővel, hogy 100 db. birodalmi 1 tallér, melylyel egy ízben megterheltük, mozgását semmivel sem látszott lassítani." *

A szikrázó palaczk kisérlete annak megmutatására szolgál, hogy a pillanati kisülésnél az elektromosság az üveg minden pontjairól azon pont felé fut össze, hol a két fegyverzeten felhalmozott elektromosságok egyesülése végbe megy. A külső fegyverzet éppen úgy, mint a bűvös táblánál, fémreszelékből vagy aranypapirból van készítve, mely enyvréteggel van felragasztva. A belső fegyverzethez egy kis fém-nyelvecske van kötve, mely a külső fegyverzettöl kis távolságban végződik. Midőn a palaczk eléggé meg van töltve, abból a pontból kiindulólag, melyben a kisülés kezdetét veszi, kígyózó tüzes vonalakat látunk czikázni.

140. ábra. – A szikrázó palaczk.

Erélyesebb hatások elérésére a leydeni palaczknak jelentékenyebb méreteket szokás adni. Elektromos palaczk nevét az olyan tág nyilású

* Franklin's new experiments and observations on electricity. Letter III. 1748.

208

üveg-palaczk vagy pohár viseli, melynek belseje a külső fegyverzethez hasonlóan nehány ónlevéllel kitapasztható. Több ilyen palaczk összekapcsolva, mint a 141. ábra mutatja, elektromos telepet alkot. Ennél az összes belső fegyverzetek fém-vesszők útján közlekednek egymással, melyek az egyes palaczkok gombjaiból kiindulva, a középső palaczk nagyobb gömbjében futnak össze; midőn a telepet tölteni akarjuk, ezt az utóbbi golyót kell az elektromozó gép konduktorával összekötni. Ami a külső fegyverzeteket illeti, ezek egymásközött stanniol-lemez közbenjárásával vannak összekötve, melylyel a ládának belső falai be vannak vonva, s mely fémláncz útján a talajjal közlekedik.

[Jegyzet]

141. ábra. – Elektromos telep.

Az elektromos töltés, melyet eme hatalmas sűrítők fegyverzeteiken fel bírnak halmozni, jelentékeny és sok idő kell hozzá, hogy az elektromosság, melyet össze képesek sűríteni, a közönséges dörzsölve elektromozó gépekből beléjök vitessék. A műveletet gyorsítani lehet azáltal, hogy a telepet több, két-három palaczkot magába fogladó kisebb telepre osztjuk, belső fegyverzeteiket fém-pálczák segélyével kettőnként közlekedésbe helyezvén. Ezt oszlopos – cascade – töltésnek nevezik; ámde ez esetben

209

az egyes telepek a hely szerint, melyet az elektromosság-forrásával közvetetlenűl összekötött telephez viszonyítva elfoglalnak, egyenetlenül töltődnek.

Az elektromos telepeknek kisülései annál veszedelmesebbek, mennél nagyobb az egyes palaczkok felülete s mennél jelentékenyebb a számuk. Hat középszerü nagyságú palaczkból összeállított telep már igen erős rázkódást okozna, melyek egyes állatokat, ú. m. házinyulat vagy kutyát megölne. Ezért kisütésöknél óvatossággal kell eljárni. Végre az általános kisütőt lehet használni, mely különben sok más kisérletnél is szolgálatot tehet. Ez a készülék két sárgaréz rúdból van csinálva, melyek mindegyike az egyik végükön gyűrűben, melyhez láncz köthető, másik végükön pedig gombban végződik. Mindegyik rúd üvegoszlopon szigetelve van és csukló körül mozgatható. A két gomb kis asztalka fölött végződik, melyre az a test helyeztetik el, melyen keresztül a kisütést átüttetni akarjuk. Az egyik láncz a földdel közlekedik, a másik pedig a közönséges kisütő egyik ágával, melynek segélyével már most a telepnek középső golyóját veszély nélkül érinthetjük.

142. ábra. Az általános kisütő.

210

Végül írjunk le néhány kisérletet, melyek a sűrítőkben felhalmozott elektromosságnak különböző mechanikai és fizikai hatásaival ismertetnek meg bennünket.

Az elektromosság robbanó kisülésének mechanikai hatására már az elektromos mozsár és a KINNERSLEY-féle hévmérő kisérleteiben láttunk példát. A két vezető közé elhelyezett szigetelő test molekuláinak heves ellökését a papír- és az üveg-lyukasztás kisérlete még szembetünőbben mutatja.

143. ábra. – A kártyalyukasztás.

Üveghengerrel elválasztott két vezető csúcsai közé egy kártyát tolunk. Kézbe veszszük a megtöltött leydeni palaczkot, melynek külső fegyverzete fémláncz segélyével az egyik csúcscsal közlekedésben van, s a belső fegyverzet gombját a másik vezető valamelyik pontjához közelítjük. A kisülés a kártyán keresztül fog megtörténni, s a kártya a két csúcs között át lesz lyukasztva. Nehezen magyarázható, hogy mi módon történik az, hogy levegőben a lyuk a negativ csúcshoz közelebb esik, mint a positiv csúcshoz, míg ellenben üres térben nem így áll a dolog. * Meg-

* E különbséget mégis általánosan a negatív elektromosság kisebb feszültségének tulajdonítják; ez kevésbbé gyorsan terjed, mint a positiv elektromosság, úgy hogy az a pont, melyben a kisülés végbemegy s hol a szikra képződik, a negativ csúcshoz közelébb esik. Kísérletek, melyeket TRÉMERY-nek köszönünk, bebizonyították, hogy a lyuk a két csúcs közé eső tér közepéhez annál inkább közeledik, mennél nagyobb mértékben van a levegő ritkítva.

211

jegyzendő, hogy a lyuk szélei a kártya mindkét oldalán fel vannak gyűrve, úgy hogy azt kell felvennünk, hogy itt tulajdonképen két szikra van, mely a két csúcs s azon hely között keletkezik, melyen a megosztásnak alávetett kártyát a fluidum átlyukasztja.

Ugyanily módon 1/2 egész 1 milliméter vastagságú üveglapot is, mely két csúcs közé vízszintesen van fektetve, át lehet fúrni. Hogy az elektromosság ne az üveg felületén terüljön szét, ne feledjük mindegyik csúcsot egy csepp olajjal bevonni. A kisütés ntán a lemezen kicsiny, köralakú lyukat veszünk észre; az áthaladó elektromosság az üveget porrá zúzta.

144. ábra. – Az üveglyukasztás.

Hogy a kisérlet sikerüljön, hatalmas telepet kell alkalmazni. De még akkor is, ha a kisütés nem elég erős arra, hogy az üveget átlyukassza, a lemez azon a helyen, hol a szikra előtört, sérültnek és lecsiszoltnak mutatkozik.

Az elektromos kisülésnek melegítő hatásai nem kevésbbé érdekesek, mint a mechanikai hatások. Ha az általános kisütőnek golyóit igen vékony fémdróttal kötjük össze (142. ábra), pl. aranyozott ezüsttel, a drót fölmelegszik, izzóvá lesz, sőt megömlik és elpárolog, ha az elektromos töltés eléggé erélyes volt. A Conservatoire des Arts et Métiers erős telepével több méter hosszú vashuzalt sikerül megolvasztani. Egyébiránt az egyenlő átmérőjű és egyenlő hosszaságú huzalok megömlesztésére igen különböző

212

elektromos töltések szükségek; a vas, az ólom és a platina könnyebben ömlenek meg, mint az arany, ezüst s különösen a vörösréz. A megömlesztést könnyebb levegővel telt térben, mint üres térben elérni. Ha az általános kisütő golyóit megaranyozott selyemszállal kötjük össze, a kisütés az aranyat megolvasztja, a selymet pedig sérületlen hagyja. Az elpárologtatott fém részecskéit fehér papir lapon össze lehet gyűjteni, melyre a huzadt a kisérlet előtt fektettük. Ilyenkor a papiron feketés foltot látunk, melyet az elpárolgott arany igen finom pora képez. Különféle fémekkel dolgozva, különböző színű foltokat kapunk, s ha az alkalmazott fémek magas hőmérséklet mellett oxidálhatók, a fölszedett nyomokat a legfinomabb porrá alakított fémoxidok képezik. VAN MARUM a mult században igen szép kisérleteket tett a fémek tova viteléről elektromos szikrával. FUSINIERI, midőn két olyan golyó között csapatta át a szikrát, melyek közöl az egyik arany, a másik pedig ezüst volt, azt tapasztalta, hogy az első megezüstözve, a második meg volt aranyozva, és pedig azon pontokon, melyek között a szikra átcsapott. Valószínű, hogy az említettük tünemények bonyolultak s hogy a hőmérséklet emelkedésének, melyet a kisütés előidéz s egyúttal a molekulák mechanikai tovaragadásának következményei.

145. ábra. – A Franklin-arczkép kisérlete.

Ezt a tulajdonságot különféle rajzokat ábrázoló fémnyomatok előállítására használják fel. Előadásokon a Franklin arczképének kisérlete elnevezés alatt szokták bemutatni. A 145. ábrában vastag papirlap látható, melyben a hires fizikus arczképe van kivágva; a papirlap alá fehér selyemdarabot, föléje pedig aranyos levelkét borítunk, s mindegyik oldalához ónlevelet ragasztunk. Miután az arczkép alatt és fölött látható papirlapokat az aranylemezkére ráborítottuk, az egészet présbe teszszük

213

(146. ábra), melynek csavarait összeszorítjuk, hogy az érintkezés teljes legyen s a prést magát az általános kisütő asztalkájára helyezzük. Midőn a kisütő golyói az oldalt kiérő ón-szalagokkal érintkeznek, a szikrát átcsapatjuk. Az elpárologtatott aranylevelke feketés lenyomatot ad a selyemre, mely minden kivágást visszaad s így a rajzot az elektromosság nyomatta le.

146. ábra. – A Franklin-arczkép kisérletében alkalmazott prés.

A fémhuzalok megömlesztése kétségtelenül bizonyítja, hogy az elektromos kisülést hőmérséklet-emelkedés kíséri, midőn vezető testeken vezettetik át. A robbanó kisütések, vagyis azok, melyek szigetelőn, pl. levegőn keresztül, szikra-képződéssel mennek végbe, szintén szülnek melegítő hatásokat, jóllehet semmi meleget sem érzünk, midőn az elektromos szikrát újjunkkal csaljuk ki. Éghető anyagok, úgymint a puskapor, éther lángba borulnak, ha az anyag bármely pontjába szikrát csapatunk. E kisérletet hajdan a következő módon szokták volt végrehajtani. Szigetelő zsámolyon álló személy egyik kezével az elektromozó gép konduktorát érintette, a másikkal pedig egy kard hegyét étherrel telt csészéhez kis távolságra közelítette, melyet ismét egy másik személy tartott kezében. A folyadék lángra lobbant, mihelyt a szikra beléje ugrott. WATSON-nak egy jégdarabból kiugró szikrával sikerült az éthert meggyújtania. *

147. ábra. A Volta-féle pisztoly belülről.

Az elektromos szikra még felette érdekes chemiai hatásokat is idéz elő. Ha robbanó gáz-keveréken, pl. oxigén és hidrogén keverékén üttetjük át, az rögtön felrobban. Ezen a tényen alapszik a Volta-féle pisztoly szerkezete. A 147. és 148. ábrák a kis készülék kereszt-

* A kisérlet, ily módon egyszerűbbé vagy meglepőbbé téve, semmivel sem csodálatosabb, mint az, melyben a jégből vágott kétszer domború lencse segélyével taplót gyújtanak meg.

214

metszetét és külső berendezését tüntetik elő. Alul gömbölyített fémhengerből áll, mely az oxigén-hidrogén keverékkel megtöltve, dugóval elzáratik.

148. ábra. – A Volta-féle pisztoly elsütése.

A henger alsó falán – a falaktól üvegcsővel szigetelten – két golyóban végződő réz-pálczika megy át. A készüléket a talajjal közlekedésbe helyezve, a külső golyót az elektromozó gép konduktorához közelítjük. A gázok robbanással egyesülnek s a dugó nagy erővel kilöketik.

215

Az elektromos szikra nagy számú chemiai hatást idéz elő; említsük fel ezek közül a salétromsav képződését oxigén- s nitrogénből, a víz összetételét, melyet a később még fölemlítendő eudiométerben kisütés által lehet végrehajtani, az ammoniak szétbontását stb.

Végre pedig a kisütés azon hatásairól, melyeket az emberi és állati testen keresztül való haladtában előidéz, már elébb szólottunk. A rázkódások annál hevesebbek s a testnek annál nagyobb részét hozzák rángásba, mennél hatalmasabb kisütés okozza. Már föntebb említettük, hogy néhány leydeni palaczkból összeállított telep kisütése veszélylyel van összekötve. A villámló táblának nevezett sürítővel egy olyan kisérletet szoktak végezni, melyben a kapott ütés különös és mulatságos hatást hoz létre. A villámló tábla nem más, mint egy négyszögletes üveglap, melynek mindkét oldala ón-lemezzel van beborítva; ezek közül az egyik teljesen el van szigetelve, a másik pedig kis lemezke közbenjárásával a farámával közlekedik s ezen keresztül fémláncz útján a földdel. Az első lemezt elektromos forrással közlekedésbe hozva, a sűrítő megtelik. Ha a sűritő egyszer megtöltetett, az a ki a felső lemezre helyezett pénzdarabot kezével elvenni akarja, ütést kap, mely ujjait összehúzza, s a pénzdarab megfogásában megakadályozza.

149. ábra. – Villámló tábla.


4. Elektromosság-mutatók és elektromosság-mérők.

Miután az elektromosság-fejlesztő készülékeket s a velök végezhető kisérletek közül egy-kettőt, a szükséges részletezéssel együtt leirtunk, még a megfigyelések és mérések megtételére rendelt eszközökről is mondjunk néhány szót.

Elektromosság-mutatóknak, elektroszkópoknak azon eszközöket nevezik, melyek annak felismerésére szolgálnak, vajjon valamely test elektromozva van-e vagy nincs s az első esetben még a felületén elterjedt elektromosság természetének megállapitására is. Az egyszerű vagy kettős ingák, melyekről már szólottunk, elektromosság-mutatók. Az elektrométerek nevet azon eszközöknek tartják fön, melyek a testek elektromosság mennyiségének mérésére szolgálnak. COULOMB sodró mérlege, melyet az elektromos hatás törvényeinek megállapítására szentelt fejezetben irtunk le, szintén elektrométer.

Az egyszerű elektromos inga, mint tudjuk, könnyű parafa- vagy bodza-bél-gömböcskéből áll, mely majd vezető, majd pedig szigetelő fonálon van felfüggesztve. Ha a fonál vezető s a talajjal fém-tartó útján

216

közlekedik, a készülék a golyónak vonzásával csak azt árulja el, hogy a közelített test elektromos, vagy pedig ha a felfüggesztésre selyemfonál használtatik s a tartó sellakkal bevont üvegrúdból van, úgy az inga a testen elterjedt elektromosság nemének felismerésére is szolgál. E végből közelítjük a golyóhoz, mely vonzatik s az érintkezés után taszíttatik. Ez megtörténvén, üveg- és gyanta-rudat veszünk, s posztódarabbal megdörzsölvén, megelektromozzuk; ezeket a golyóhoz egymásután közelítvén, az a rúd, mely taszítást idéz elő, úgy van elektromozva, mint maga a kérdésben levő test. Megfordított eljárást is követhetnénk oly formán, hogy az inga golyóját az egyik rúddal érintve, megelektromozzuk; üveggel elektromozva, positiv elektromossággal –, gyantával elektromozva pedig negativ elektromossággal volna töltve. Ha a megvizsgálandó test az inga golyóját ez esetben taszítja, ez azt mutatja, hogy vele megegyező módon van elektromozva.

A kettős inga két bodzabél-golyója, melyek vezető-, pl. kender-szálon függenek és míg elektromozva nincsenek egymást érintik, azonnal szétpattannak, mihelyt ugyanazon elektromossággal megtöltetnek. DUFAY már 1733-ban használta, később Abbé NOLLET s végül CAVENDISH (1781), ki a golyóknak kisebb-nagyobb széthajlásával az elektromozás erősségét mérte.

A számlapos elektroskóp, az arany-lemezes elektroskóp tényleg egyszerű vagy kettős elektromos ingák, melyek elektrométerekül is szolgálhatnak.

A 150. ábra ezen készülékek közül az elsőt mutatja, mely, mint látható, fölül elefántcsont számlappal ellátott vezető tartóból áll; a számlap közepén bodza-bél-golyós ingának a szára van megerősítve, mely igen vékony, szintén elefántcsont-pálczikából vétetett. – Midőn ezt ez eszközt elektromossággal megtöltött konduktorra állítjuk, ez az elektroskópnak minden részére elterjed. A bodzabél-golyó, melyen kezdetben a tartóval érintkezésben állott, taszíttatik s a függőlegesből való kihajlását a számlap mutatja; a kihajlás szöge annál nagyobb, mennél tetemesebb a test elektromosságának mennyisége.

150. ábra. – Számlapos elektroskóp.

Az aranylemezes elektroskóp (151. ábra) fémlemezre helyezett üvegharangból áll; ennek belsejébe sárgaréz rudacska nyúlik, mely fölül golyó-

217

151. ábra. – Arany-lemezes
elektromosság-mutató.

ban vagy akár fém-tányérban végződik. A fém-rúd két aranylemezkét hord, melyek függőlegesen lecsüngve, egymással érintkeznek, ha a készülék elektromos töltése semmi; ellenkező esetben pedig szétágaznak. Midőn fel akarjuk ismerni, vajjon valamely test elektromozva van-e, vagy pedig nincsen, az aranylemezes elektroskópot a következő módon használjuk:

A kérdéses testet a külső golyóhoz lassan közelítjük; ha nincs elektromozva, a lemezkék érintkezésben maradnak. Ellenben ha elektromozva van, pl. positiv értelemben, a golyóból, a rúdból s az aranylemezekből álló rendszer semleges fluiduma megosztás utján szétbontatik; a negativ elektromosság a golyóba húzódik, a positiv pedig a lemezkékbe taszíttatik; ezek ennek következtében széthajlanak s annál nagyobb szöget képeznek egy-egymással [!], mennél jelentékenyebb a testnek elektromos töltése. Ha most a gömböt újjunkkal megérintjük, a gerjesztő testével egynemű elektromosság a talajba áramlik; ezt a tényt különben már a megosztás jelenségeinek leirása alkalmával konstatáltuk. Az aranylemezek tehát a függölegeshez közelednek s a rendszer negativ elektromossággal telik meg, mely főleg a golyóban halmozódik fel. Újjunkat s vele egyidejüleg a gerjesztő testet eltávolítván, a negativ elektromosság az egész rendszeren elömlik s az aranylemezeket újból széthajtja. Az elektroskóp aranylemezkéinek mindkét oldalán, golyókban végződő két függőleges fém-oszlopocskát láthatunk; ezen oszlopocskák, a készülék aljához erősítve s ezáltal a talajjal vezető közlekedésbe helyezve lévén, megosztás útján a lemezkékkel ellentett elektromosságot vesznek fel, s ennek következtében vonzzák ezeket s széthajlásukat nagyobbítják. Abban az esetben, ha e széthajlás oly nagygyá növekednék, hogy a lemezkék az üvegharang falait érinthetnék, az oszlopocskák golyói megállítják. Ezekkel érintkezve a lemezkék elektromosságukat t. i. elveszítik, s a függőlegesbe esnek vissza. Evvel azt a kellemetlenséget kerüljük ki, mely a lemezkéknek az üveghez való tapadásából származnék.

Az elektroskóp tehát e művelet útján elektromossággal töltetik meg, melynek neme a feléje közelített testével mindig ellenkező. Ezen álla-

218

potban az elektromosság nemének, ha ismeretlen volna, felismerésére szolgálhat. Ennek eldöntésében a következőleg járunk el.

A készülék golyójához ismert elektromossággal töltött testet közelítünk, pl. negativ elektromos gyantarudat. Mi történik a feltételezett esetben, ha t. i. a lemezkék negativ elektromosak? A rúd negativ elektromosságának hatása a lemezkék széthajlásának növekedésében fog nyilvánulni, mivel a rudacska negativ elektromossága ez utóbbiakba hajtatván, feszültsége nagyobbíttatott.

Ha pedig gyantarúd helyett positiv elektromos üvegrudat vettünk volna, az aranylemezek s a rúd ellenkező elektromosságai egymást vonzották volna; a széthajlás, a helyett hogy növekednék, egészen az érintkezésig kisebbednék. Ámde ebben az esetben hibaforrás is rejtőzhet, a mennyiben a lemezkék érintkezésbe jöve, az üvegrúd hatása új szétbontást idézhet elő s így az aranylemezkék újabb széthajlására adhat okot. Ez okból abban az esetben, ha mindjárt kezdetben nincsen széthajlás, jobb ellentett elektromossággal töltött testtel egy második próbát megejteni.

152. ábra. Volta sűritő elektroskópja.

Midőn a forrás, melynek erősségét mérni akarjuk, nagyon gyenge s az elektroskóp lemezkéit észrevehetőleg nem képes szétágaztatni, a VOLTA-féle sürítő elektroskópot használják. Ez nem más, mint aranylemezes elektroskóp, melynek érzékenysége akként fokoztatik, hogy a felső golyó helyébe felületén sellakkal bevont fémtányér van alkalmazva. Erre a korongra az előbbihez hasonló, ugyanoly méretű, szigetelő fogantyúval ellátott s az előbbivel egyformán bevont második korongot helyezünk, úgy hogy szigetelt két felületökkel érintkezzenek. Tegyük fel, hogy egy gyenge elektromossági forrásnak, péld. réz- és czinkből összeforrasztott kettős rúdnak elektromos állapotát akarjuk vizsgálni. A lemezek közül az egyiket, a felsőt, a talajjal vezető közlekedésbe hozzuk, azáltal hogy a 152. ábrában feltüntetett módon újjunkkal érintjük; erre a czink rudat kezünkben tartva, a sürítő alsó lemezét a réz-véggel érintjük. A két lemez megosztás útján ellenkező elektromossággal telik meg, mivel az elválasztó sellakréteg a sürítő szerepét játszatja velök. Erre a két érintkezést, a felső lemezét a talajjal, az alsóét pedig az elektromosság-forrással, megszüntetjük.

219

A forrásnak elektromossága, mely a második lemezen felhalmozodott s a sürítőnek hatása következtében a lemeznek felületén visszatartatott, a sürítőnek leemelése után az egész felületen s így az aranylemezeken is szétárad; ezek tehát széthajlanak. VOLTA ily módon rendkívül gyenge elektromos erőket bírt megmérni; oly elektromosság-forrás, mely a közönséges elektroskópon csak 0,25°-nyi széthajlást adott volna, sürítő alkalmazásával 30°-nyi – tehát 120-szor akkora – széthajlást idézett elő.

153. ábra. – Thomson-féle quadráns-elektrométer.

W. THOMSON, jelenkori angol fizikus, különböző alakú elektrométerekot gondolt ki, melyek közül a leggyakrabban használt s a legpontosabb az, melyet quadrans elektrométernek neveznek, s mely a 153. ábrában van előtüntetve. Elvét a következőkben adjuk elő.

Egy 8-as alakú igen könnyű – pl. alumínium – tű, mint a 154. ábrában C alatt látható, két párhuzamos fonálra van erősítve olyformán, hogy vízszintes síkban lenghessen, mint a busszóla mágnestűje. Ez a tű erős elektromos töltést kap s hogy a töltés esetleges elveszésének eleje vétessék, platina huzal segélyével leydeni palaczkkal van összekötve. Ez utóbbi következőleg van összeállítva. Felfordított harang

220

154. – A Thomson-féle elektrométer tűje a quadránssal.

alakú üvegedény tiszta, konczentrált kénsavval van részben megtöltve; ez alkotja a belső fegyverzetet. Ugyanezen edény kívülről ón-lemezekkel van bevonva s ezek a külső fegyverzetet képezik. A tű négy fém-quadránsból szelencze formába összerakott szerkezetbe van zárva, a mint ez a 154. ábrában látható. Mindegyik quadráns szomszédjaitól el van szigetelve, de a szemben állóval vezetőleg összekapcsolva s így az egész két elektromos rendszert képez.

Tegyük fel, hogy a tű positiv elektromossággal van töltve, az A és A' quadránsok a talajjal vezető közlekedésben, a szemben fekvő BB' quadransok pedig azon konduktorral összekötve, melynek elektromos állapotát akarjuk meghatározni. A konduktor elektromossága a BB' quadránsokra megy át, s az AA' rendszer természetes elektromosságát megosztás utján megbontja s e rendszert ellentett elektromossággal tölti meg. A tű kitérülést fog szenvedni, mivel mindegyik vége a negativ elektromosságot tartalmazó rendszertől vonzatik, a másiktól pedig taszíttatik. A kitérés iránya tehát a megmérendő elektromosság természetét árulja el, a kitérés nagysága pedig az erősségét méri. Mivel a kitérések mindig nagyon kicsinyek (soha sem több 4–5 foknál), megmérésök végett a tű szárához M kis vájt fém-tükröt ragasztanak, melyen egy beosztott skála osztályzatának visszavert képét figyelik meg. A 158-dik ábrában a leydeni palaczkot s a quadrans-szerkezetet magába záró edény födelén egy szekrényke látható, melynek belsejében a tű tengelyének felfüggesztés-pontja van. Ennek a szekrénykének nyílásán keresztül néznek a tükörbe, mely a tű fölé, s nem alája van ragasztva, a mint azt a 155. ábrának tisztán elméleti berendezése alapján hinni lehetne.

155. ábra. – A quadransos elektrométer tűjének tükre és kétszálú felfüggesztése.

Mi a THOMSON-féle quadrans-elektrométerre vonatkozólag csakis ezen főbb megjegyzésekre szorítkozunk; részletesebb leírása végett külön szakmunkákra utaljuk az olvasót.*

* Experimental Treatise on Electricity and Magnetism, GORDON; Traité d'Électricité statique de MASCART etc.

221

Az elektromos töltést még a kisütésnél keletkező szikra intenzitásával, vagy pedig a forrásból húzott egyenlő szikrák számával is mérik. A LANE-féle elektrométer ez utóbbi. elvre van alapítva. Egy leydeni palaczkból áll, melynek belső fegyverzete a avval a forrással, melynek töltését mérni akarjuk, összeköttetésbe hozatik. A külső fegyverzet ellenben a talajjal s b golyóval közlekedik, mely vízszintes pálczához van erősitve s egy csavar segélyével, mely a pálczát tartó oszlopot mozgásba hozza, az a golyóhoz tetszés szerint közelíthető. Midőn az elektromos forrásnak (pl. az elektromozó gépnek) töltése a golyóknak megfelelő távolsága mellett határ-értékét eléri, azonnal szikra ugrik át, s ezen jelenség folytonosan ismétlődik. Világos, hogy az ily módon átáramló elektromosság mennyisége a golyók között képződő azonos szikrák számával arányos. De hogy különböző elektromos forrásokat egymás között össze lehessen hasonlítani, szükséges, hogy a távolság, melyen keresztül a kisülés történik, valamint a vezető, mely a külső fegyverzetet b-vel összeköti, ugyanaz legyen.

156. ábra. – Lane elektrométere (szikramérője).

Midőn a LANE-féle elektrométer palaczkját a telep töltésének mérésére akarjuk használni, két különböző módon járhatunk el 1-ször: A telepet elszigetelve, belső fegyverzetét az elektromosságot fejlesztő készülékkel, külső fegyverzetét pedig az elektrométer a golyójával helyezzük vezető összeköttetésbe, mialatt b valamint a palaczk külső fegyverzete a talajjal közlekedik. A mint a telep positiv elektromossággal töltődik, külső fegyverzete negatív elektromosságot vesz fel, s a LANE-féle palaczk positiv elektromosságot kap. 2-szor: A LANE-féle palaczk elszigeteltetik, a golyó az elektromos forrással, b pedig a telep belső fegyverzetével köttetik össze s a külső fegyverzet a talajjal közlekedik.

222

5. Az elektromos kisülések hatásai.

Midőn valamely test elektromossággal töltve van, két féle módon vezethető vissza természetes állapotába. Vagy az által, hogy a közös medenczével: a Földdel vezető test közvetésével – pl. egy fémdróttal vezető közlekedésbe hozzuk; ez esetben a testnek elektromossága pillanat alatt kiáramlik s a jelenség, melyben ez végbe megy, FARADAY-tól vezető kisülés nevét nyerte. Vagy pedig úgy lehet a testet kisütni, hogy elektromozott felületéhez egy másik vezetőt közelítünk, de úgy, hogy vele ne érintkezzék; ez esetben a kisülés a közbeeső szigetelő közegen, a levegőn keresztül szikraképződés útján történik, s átütő kisülésnek neveztetik. A hatások, melyek az elektromosság levezetésének ezen két módjából erednek, nagyon különbözők; a föntebb leírt kisérletekben már számos példát hoztunk fel erre vonatkozólag. Helyén van most azokat kiegészíteni.

A statikai elektromosság kisülésének hatásait három főkategóriába sorolhatjuk: ezek a fellépő tünemények természete szerint mechanikai és fizikai-, chemiai-fiziológiai (élettani) hatások lehetnek; ámde gyakran megesik, hogy mindezen hatások egyidejűleg nyilvánulnak.

Kezdjük a mechanikai hatásokkal. A papir- és üveg-lyukasztás kisérlete mutatta, hogy az elektromos szikra vékonyabb szilárd testeken, áthatolni képes. E jelenségben nem annyira az elektromosság mennyisége mint inkább annak potencziálbeli különbsége szerepel. *

* Ha e kifejezésről tiszta s egyúttal szabatos fogalmat akarunk nyújtani, nem tehetünk jobbat, mint ha definitióját GORDON, "Experimental Treatise" stb. czímű s már több izben idézett művéből kölcsön veszszük:

"Valahányszor az elektromosság egy helyről másikra mozdul, vagy mozogni törekszik, azt mondjuk, hogy e két hely között potencziál-különbség van.

Azt mondjuk, hogy a hely, a melyből az elektromosság távolodni törekszik, magasabb potencziálú, mint a másik.

Tegyük fel, hogy egy pontból egy másik pontba bizonyos mennyiségű elektromosság átáramlik; akkor e pontok potencziál-különbséqe, vagy amint még mondani szokás: az e két pont közötti elektrom-indító erő oly mennyiség, mely azt a munkát fejezi ki, melyet az elektromos fluidum minden egyes egysége útközben végezne, hcz e munka teljesen hasznosítható volna, p. úgy, hogy egy tökéletes gépre vitetnék át, melynek mozgató erejét képezné.

A potencziál-különbség a következő módon számíttatik ki: tegyük fel, hogy az elektromosság egysége arra kényszeríttetik, hogy avval az iránynyal, melyben az elektromos erők elmozdítani fognák, ellentett irányban tolódjék el, akkor az erre szükségelt mechanikai munkát embernek, gőzgépnek, vagy akármilyen más erőforrásnak kell szállítania.

Két pont potencziál-különbsége úgy van definiálva, mint az a munka, mely számbelileg egyenlő azoknak a munkáknak összegével, melyek arra szükségesek, hogy az elektromosság egysége egyik pontról a másikra eltolassék, és pedig ellenkező értelemben avval az iránynyal, melyben mozogni törekszik.

223

"Innét van, úgymond MASCART, hogy egyetlen egy palaczkkal ép oly jól, sőt még könnyebben lehet néhány milliméter vastagságu üveglapot átlyukasztani, mint egy teleppel. Az elektromozó gépből közvetetlenűl jövő szikrák jobban megfelelnek, mivel hosszabbak; a süritő palaczkokkal fegyverzett HOLTZ-féle gép szikrái még többre mennek, mivel a palaczkok oszlopszerűen vannak összekötve, ez esetben pedig a potencziál-különbség igen nagy s az elektromosság mennyisége is elég tetemes. Igy még több centiméter vastagságú üveglemezeket is sikerül átlyukasztani; ilyenkor szonban óvó intézkedéseket kell tenni, hogy a szikra ne a lemez felületén csúszszék végig s meg ne kerülje a lemezt, a helyett hogy áthatolna rajta.

VAN MARUM 8 centiméter átmérőjű s ugyanoly magasságu puszpáng hengert repesztett ketté. A kisütő két csúcsát a két fenékfelületbe mélyesztve, 15 négyszög méter felületű telepnek sarkaival kapcsolta össze.

Elég különös mechanikai hatás az, melyet első ízben NAIRNE figyelt meg, s E. BECQUEREL később tanulmányozott, az t. i. hogy a fémdrót, midőn a telep kisülése rajta átvezettetik, rövidülést szenved; a drót keresztmetszete viszont kissé megnövekszik. Ha a kisülés két fém között megy végbe, pl. egy leydeni palaczk sárgaréz gömbje s egy ezüst lemez között, kis sárga foltot hagy a lemezen, mely a gömbről leszakított részecskék átviteléből ered. Nem vág-e össze ez az átvitel a fémnek elpárologtatásával, melyet a szikra okozta hőmérséklet-emelkedés idéz elő?

E kérdés néhány megjegyzésre késztet bennünket azon hőmérséklet-emelkedésre vonatkozólag, melyet a vezető, valamint az átütő kisülés hoz létre.

Midőn a telep kisülését vezető dróton keresztül menesztjük, a drót felmelegszik. A hőmérséklet-emelkedés azonban az ellenállástól függ, melyet a drót az elektromosság áthaladása ellenében tanusít, s ez ellenállás ismét a drót méreteitől s a drótot alkotó fém természetétől függ. Ugyanazon elektromos kisülés mellett a fejlődő melegmennyiség arányos a drót hoszszával s visszásan arányos a keresztmetszettel. Eddig a drótot ugyanazon anyagúnak tételeztük fel. Ha különböző anyagú drótokat veszünk, azt találjuk, hogy a hőmérséklet emelkedése a fém sűrűségével s fajlagos

224

melegével visszás arányban van. * Ha a fémhuzal eléggé finom s a telep ereje elég nagy, a hőmérséklet annyira emelkedhetik, hogy a fém megömlik, sőt elpárolog. Föntebb láttuk, mi módon rendezik el a kisérletet az általános kisütőt vevén használatba (142. ábra), s már említettünk is egy-két hatást, melyek különböző fémből vett huzalok alkalmazásával éretnek el. Tegyük még hozzá, hogy az elektromos kisülések e tulajdonságát viszonylagos erősségök mérésére használták fel, s azt találták, hogy azon határ-érték, melyet a huzalnak adni kell, hogy a megömlés hőmérsékletét elérje, anélkül hogy tullépné, a töltés négyzetével egyenesen s a telep felületével visszásan arányos. E kísérletekre nem minden fém egyformán jó; így pl. a sárgaréz nem alkalmas, mivel már jóval a teljes megömlés hőmérséklete előtt megpuhúl. A vas, az aczél ellenben kitünőek, a mennyiben e két fém apró gömböcskékben szétesik, mihelyt a megömlés hőmérséklete eléretett. Hozzunk fel még az imént kimondott törvény igazolására MASCART után egy példát: "Ha egy telepet a LANE-féle palaczk közbekapcsolásával töltünk meg s ha e palaczk átütő távolságát úgy igazítjuk, hogy a telep 50 szikrával töltve 25 centiméter hosszaságú s 1/10 milliméter vastagságu vas huzalt képes megömleszteni, kimutatható, hogy a további 40-, 30-, 20- és 10 szikrányi töltések ugyanabból a huzalból éppen 16-, 8-, 4- és 1 centiméternyi hosszakat ömlesztenek meg." Tehát ugyanazon drót megömleszthető hoszszának határértéke a telep töltéseinek négyzetével csakugyan arányos.

Az átütő kisülést kisérő fény képződése az elektromosság egyik legérdekesebb fizikai hatása. Azok a változatos alakok, melyeket e tünemény ölt, a felvillanás, a fénypamatok, a szikrák, ezeknek tartama, hossza,

* A fémeket e szerint sorba lehet rendezni, melyben az egyik fémet – pl. a platinát – egységűl vevén, mindegyik fém számok által van jellemezve, melyek fajlagos ellenállását, felmelegedése együtthatóját s a megömlesztés ellen tanúsított ellenállását mérik. A következő táblázat RIESS erre vonatkozó vizsgálatainak eredménye:

Fémek Fajlagos
ellenállás:		 A felmelegedés
együtthatója:		 Ellenállás a
megömlesztés ellen:
Vörös réz
Ezüst
Arany
Vas
Platina
Nikkel
Kadmium
Ón
Ólom		 0,1552
0,1045
0,1746
0,8789
1
1,180
0,4047
1,053
1,503		 0,1133
0,1267
0,2112
0,7080
1
0,8727
0,58
1,57
2,876		 4,893
3,946
2,960
1,059
1
0,916
0,310
0,072
0,058

225

intenzitása, továbbá a szín, melyet különböző közegekben feltűntetnek, külön tanulmányozást érdemelnek, mely önálló fejezetet vesz majd igénybe, midőn az elektromosság fejlesztésének különféle módjait teljesen áttekintettük. E helyen csak néhány fizikai vagy chemiai hatásról akarunk szólani, melyek az elektromos fényt kisérik.

Az elektromos szikra, midőn éghető anyaggal érintkezésben vagy annak szomszédságában képződik, lángra lobbanást vonhat maga után. A mult század fizikusai e pontra vonatkozólag számos kisérletet végeztek. A IV. tábla, melynek részletei Abbé NOLLET művéből vannak kölcsön véve, egy e fajta kisérletet ábrázol. Már a 3. §-ban láttuk, hogy ily módon alkoholt, éthert lángra lehet lobbantani, kioltott gyertyát is sikerül újból meggyújtani, ha a bele még füstölög, vagy pedig lőpor-rakás felrobbanását is elő lehet idézni. Hogy ez utóbbi kisérlet sikerüljön, bizonyos elővigyázati intézkedéseket kell tenni, hacsak a szikra nem igen erős kisüléstől, pl. egy telepétől nem származik. A port egy másik, éghető, de roszúl vezető anyaggal, például porrá tört gyantával vagy kámforral kell összekevemi. A felmelegedés, mely az ellenállás növekedéséből ered, elegendő arra, hogy a lőport lángra lobbantsa, melyet akár papír csőbe is lehet két fémcsúcs közé elzárni, ezek mindegyikét a leydeni palaczk egy-egy fegyverzetével hozván összeköttetésbe.

Az elektromos szikra még chemiai hatásokat is idézhet elő, és pedig akár gázok egyesülését, akár kettős vegyületek vagy sóoldatok szétbontását. Egy kisérlet, mely 1784-ből ered s CAVENDISH-nek köszönhető, első ízben mutatta ki, hogy a gyulékony gáz vagyis a hidrogén a levegő oxigénjével egyesül s evvel vizet alkot. E kisérletet ma a chemiai laboratóriumokban eudiométereknek nevezett eszközök segélyével szokás ismételni. A 157. ábra a higanyos eudiométert tünteti elő. Ez egy kém-csövecskéből áll, melyet fémgolyóban végződő fémkalap zár el. A kém-csövet higanynyal megtöltve, ugyane folyadékkal telt dézsában felfordítjuk, s egymásután 2 térfogat rész oxigént s 2 térfogat rész hidrogént vezetünk be. A kémcső higanyán egy vas tekercs megy keresztül egészen a fémgömb közelébe. A dolgokat így elrendezvén, a fémgömbhöz az elektrofór fedőjét közelítjük; a gázkeverék belsejében szikra képződik. A higany a kém-csőben felemelkedik s 1 térfogat-rész gázt hagy vissza, melyet a próba tiszta oxigénnek bizonyít. A 2 térfogatrész hidrogén 1 térfogat-rész oxigénnel vízzé egyesült, mely gőz alakjában a cső belső falaira csapódott le.

Az elektromos szikra itt nem tesz egyebet, mint hogy abban a gázrétegben, melyen átüt, a hőmérsékletet oly magasra emeli, hogy az meg-

226

gyuladhat, vagyis az egyesülés e rétegben megindulhat. Az egyesülés melege a szomszédos rétegekre átterjed, s az egész keverék ugyanezen folyamaton megy át; de e végből szükséges, hogy a gázok a megfelelő viszonyban legyenek keverve. HUMBOLDT és GAY-LUSSAC szerint a robbanó keyerék többé nem vet lobbot, ha az oxigén 14:3 viszonyban feleslegben van.

Az elektromos szikra okozta chemiai egyesülés példái közül idézzük még azt, melyet Berthelot talált. Nitrogén és acetilén keverékén elektromos kisülések sorát vezetvén át, e tudós kéksavat állított elő.

157. ábra. – Eudiométer. A hidrogén elégése és a víz képződése.

Ugyanily eljárással bizonyos vegyületeket, úgy mint fémoxidokat, különböző savakat és nagyszámú gáz-vegyületeket szét lehet bontani. Kénhigany, ólom-, czink-, ón-, bizmut-oxidok, a szénsav, az acetilén, a szénoxid, sósav, salétromsav, ammóniak elemeikre bomlanak, ha elektromos kisüléset vagy szikrák sorát vezetjük rajtok keresztül. Mindezen tüneményekben a szikra fejlesztette melegnek kell a chemiai elemek szétválasztását tulajdonítani. Ámde ki van mutatva, hogy az elektromosság két fajának, a positiv és a negativ elektromosságnak ettől függetlenül még más sajátszerű hatása is van, melyről később látni fogjuk, hogy a galvánáramokra nézve jellemző.

Az elektromos kisülések szülte chemiai hatások utolsó példájaképen az ozont idézzük, mely névvel az elektromozott oxigéngázt ruházták fel. 50 évvel ezelőtt SCHÖNBEIN, svájczi fizikus az elektromozott oxigénben oly

227

tulajdonságokat fedezett fel, melyek ez időtől fontos vizsgálatok tárgyát képezték. Az ozonnak igen erős, émelygős szaga van, arra emlékeztető, melyet égi háború idején oly helyeken, hova a villám beütött, már jó régen észrevettek. Valamivel nagyobb mennyiségben belehelve, a légző szervek nyálkahártyáit izgatja és vérhányást okoz. A nedves ozon a legtöbb fémet oxidálja, a szerves festőanyagokat szétbontja, a foszfort lángra lobbantja, s a jódkáliumot szétbontja. *

Száraz állapotban ellenben nincs másféle oxidáló hatása, mint a közönséges oxigénnek. "Az ozon e jellemző tulajdonságai segélyével, úgy mond MASCART, könnyű az elektromossági kísérletek nagy számában az ozon jelenlétét konstatálni. A levegő, mely a HOLTZ-féle gép korongjai között átáramlott, igen erős szagú. Az elektromozott vezetőkből kiáradó fémpamatok, a telepek kisülései stb., ozont hoznak létre, s elektromos kisérleteket zárt teremben ismételve, ez a kénes szag, mely már csekély mennyiségű ozontól is ered, csakhamar mindenütt érezhető." A megfigyelők csakugyan nem is várakoztak SCHÖNBEIN felfedezéseig, hogy e jellemző hatónak jelenlétét felismerjék. VAN MARUM azt hitte, hogy e szag az elektromos anyag szaga, FRANKLIN ezen fölül még a gépekkel fejlesztett elektromosság s a légköri elektromosság között levő e nembeli hasonlatosságot is jelezte.

Az elektromos kisülések okozta hatások közül a figyelemre legméltóbbak közül való az, melyet a közelében elhelyezett aczél-tűre gyakorol. Ha természetes állapotban van, mágnes-tulajdonságokat közölhet vele, vagy ha a tű már mágnesezve van, sarkait megfordíthatja. A kis aczélrudak mágnesezésének e módját FRANKLIN födözte fel első ízben; e czélra kis leydeni palaczkot használt. KINNERSLEY, midőn vas huzalon elektromos kisütést vezetett keresztül, egy mágnestűt abban a pillanatban, midőn a fluidum mellette elvonult, oszlopán körben megfordulni látta. Ezen tények csak 1820-ban emelkedtek valódi fontosságra, midőn OERSTEDT, svéd fizikus a VOLTA-féle oszlop áramának hatását a mágnestűre észrevette. E tüneményeket, melyek az elektromosság tanát egy új ággal: az elektromágnességgel gazdagították, később fogjuk tanulmányozni.

E czikk bevégzéseül még az elektromosság fiziologiai hatásainak leírása maradt fent. Ezek alatt azokat a jelenségeket értik, melyek akkor létesül-

* Az ozon a jódkáliummal telített piros lakmusz-papirt kékre festi, míg ellenben ugyan arra a papirra nincs színtelenltő hatása, ha jódkáliumot nem tartalmaz. HUOZEAU e sajátságból egy módszert vezetett le, a légkörben foglalt ozon-mennyiség megállapítására.

228

nek, midőn az elektromos kisülés hulláma az emberi vagy állati testen vezettetik keresztül.

Már felemlítéttük azon heves rázkódást, mely a leydeni palaczk kisüléséből ered. E rázkódás leginkább a kar- és kéz-csuklókban s a térdhajlásban érezhető. Midőn több személy lánczba fogózkodik, az egyesek részéről szenvedett rázkódások erejében észrevehető különbség nincsen; ép oly heves a középütt álló személyeknél, mint azoknál, kik a láncz végein állva, a leydeni palaczk fegyverzeteit érintik. Ámde nem így áll többé a dolog, ha a közreműködők száma jelentékeny; valószínű azonban, hogy az intenzitásbeli különbség ez esetben az elektromosság tetemes elszóródásából ered, melyet a szigetelés hiánya okoz.

Egyetlenegy kis leydeni palaczkkal apró állatokat, pl. madarakat, könnyen meg lehet ölni, noha az érzékenység nem csupán a test térfogatától, vagy az állat testének nagyságától függ; a hideg vérű állat-fajok, úgy mint a csúszó-mászók, a varangy-félék sokkal erősebb kisüléseknek ellen bírnak állani, mint a melegvérűek.

SINGER érdekes részleteket közöl az érzett benyomásokra vonatkozólag. Ezek a szerint különbözők, amint a kisülés a testnek egyik vagy másik részén halad át. "Az elektromos fluidum, úgymond, úgylátszik igen erősen hat az izmokra, s ha a rázkódása testnek bármely részében ezek hosszában halad, legtöbbször komoly balesetet von maga után. Midőn a telep kisülése madárfejen megy át, a látó izmok megsérülnek vagy összeroncsoltatnak, s ha e kísérlet nagyobb állaton ismételtetik, azt állítják, hogy remegés kisérte általános elgyengülés áll be. Egy ízben szerencsétlen véletlenségből egy erős telep kisülése ütött a fejemen keresztül: a benyomás, melyet éreztem, heves és általános rázkódás volt, eszméletem pillanatnyi elvesztésétől s látásom elhomályosodásától kísérve; mind e kellemetlenségek azonban csak mulékonyak voltak. Ha két négyszög lábnyi fegyverzett felületen felhalmozott fluidum a rekesz-izmon csap át, a tüdő MORGAN állítása szerint erőszakosan kidagad, mit velőtrázó kiáltás követ; de ha a töltés csekély, nincs rá eset, hogy erős nevető ingert ne ébreszszen. Még az oly egyének is, kiknek komolyságát vagy közönyösségét még a legmulatságosabb jelenetek sem képesek megingatni, az elektromosság nevettető ingerének nem állhatnak ellent. A rekesz-izomra irányított erős kisütés oly hatást gyakorol, melyet gyakran önkénytelen sóhajok, könnyek, sőt nem ritkán ájulás kisérnek. Ha a rázkódás a hátgerinczen halad végig, az alsó tagokban nagyfokú gyengeséget okoz, úgy hogy ha az illető személy ilyenkor áll, gyakran térdeire esik, sőt néha össze is roskad.

"Mivel az elektromos ütés többé-kevésbbé komoly bajokat idézhet

229

elő, kivált ha meggondolatlanúl alkalmazzák, az e fajta kísérleteknél nagy óvatosságot kell tanúsítani, még ha mulatság kedveért tesszük is. Mindamellett, úgy látszik, végzetes kimeneteltől nem kell tartani, ha az ütés a karokon keresztül vezettetik."

A nagy felületű telepek emberre és a nagy állatokra veszélyesek. Azt állítják, hogy a harlemi Teyler-muzeum telepe elég erős arra, hogy egy ökröt megöljön. "Élő lényben előidézett rángatózás erélyessége, úgymond MASCART, az érintkezésbe helyezett két vezető potencziálkülönbségével * s főleg az elektromosság mennyiségével növekszik. Így p. 20–30 centiméter hosszaságú szikrákat, melyeket közönséges korongos elektromozó gép vagy akár inductiós tekercs ad, minden baj nélkül fel lehet fogni, míg ellenben az oly telep kisülése, mely csak egy-két milliméternyi szikrát képes adni, lesújtó hatású lehet. Nem különben az oszlopszerű kisütés, ugyanazon elektromosság-mennyiség mellett, hevesebb rángást okoz, mint egyetlen palaczk. Mindezen általános jelekből tehát arra lehet következtetni, hogy a fiziologiai hatás épen oly értelemben változik, mint a kisülés elektromos erélye. Mindamellett egy más körülmény is igen fontos szerepet játszik: ez a jelenség tartama. A rázkódás igen gyenge, ha a telepet nedvesített kötelen keresztül sütjük ki; elviselhető még akkor is, ha ugyanazon telep fegyverzeteit lehetőleg száraz kézzel fogjuk meg és jóval erélyesebbé válik, ha kezünket megnedvesítve, jobb vezetőkké tesszük."

Az elektromosság fiziológiai hatása, akár elszigetelt, vagy egymásra következő szikrák képződésével járó, átütő kisütés alakjában alkalmaztassék, akár pedig folytonos áramok alakjában, hosszú fejtegetést igényelne, mely itt nem lenne helyén. Az orvostani elektromos készülékek tárgyalásánál e tárgyra még visszatérünk. ABBÉ NOLLET óta számos tudós foglalkozott e kérdéssel, mely a fizika alapos ismerete mellett még biológiai szakértelmet is feltételez.

* L. a 222. lapon levő jegyzetet.