XI. FEJEZET.
AZ ELEKTROMOS FÉNY.

1. Az elektromos szikra.

TÖBB ízben volt alkalmunk tapasztalni, hogy az elektromos kisüléseket leggyakrabban fényjelenségek kísérik. Az első megfigyelők leírták már azokat a szikrákat, melyek az elektromozott testekből előszöknek, midőn a felületükhöz újjal közeledünk; OTTO GUERICKE, dr. WALL, GRAY, DUFAY, HAWKSBEE az elektromos erő ezen érdekes nyilvánulását tanulmányozni kezdték; FRANKLIN a fluidumot fénypamatok vagy nyaláb alakjában látta fémcsúcsokon kiszabadulni: sőt többet is tett: fölfedezte azt, a mit GRAY és WALL csak gyanítottak, hogy a gyönge szikra és az azt kísérő száraz serczegés a mennykő, a villám és a mennydörgés nagyszerű jelenségeivel azonos. Utóbb DAVY egy hatalmas galván-oszlop áramát használván megmutatta, mi módon lehet az oszlop sarkaival összekapcsolt két szén-csúcsból a volta-ívet, az ismert mesterséges fényforrások közöl a legerősebbet kicsalni.

Az elektromos kisülések mind eme fényhatásai nagyérdekűek; tisztán tudományos szempontból ép oly fontos, hogy változatos alakjaikat, valamint létrejöttük föltételeinek tanulmányozását figyelemmel kísérjük, a mennyire fontosak gyakorlati szempontból az elektromos fénynek számos alkalmazásai, melyeket az az utóbbi években lelt. Az előadások alatt az elektromozó gépekkel, a kondenzátorokkal stb. végezni szokott kísérleteket tárgyalva, e hatások közől egynéhányat már leírtunk. Most, midőn a leghatalmasabb áramfejlesztő-gépeket ismerjük, itt a pillanat, hogy kiegészítsük azt, a mit az elektromos fényre vonatkozólag elmondandók voltunk.

Térjünk vissza a kiinduló pontra: a szikrára, mely, mint láttuk, mindannyiszor képződik, midőn két elég nagy feszültségi ellentett elektromossággal töltött test egymással szembe kerül, s nem vezető, ellenálló

351

közeggel van egymástól elkülönítve. A mennyiben az ellentett elektromosságok abbeli törekvését, melylyel egymással egyesülni és semleges elektromossággá válni igyekeznek, a nem vezető közeg ellenállása gátolja: eleven erők átalakulása megy végbe s az elektromos erély meleggé és fénynyé alakul át. Így származik a szikra jelensége.

Most mindenekelőtt ezeket a változatos alakokat fogjuk áttekinteni, FARADAY osztályozása szerint mindjárt kezdetben különbséget tévén a tulajdonképeni szikra és fényes pamatok, továbbá az elektromos világosság és a sötét kisülés között.

Szikra az a fényes vonal, az a tüzes csík, mely az elektromozott vezető s a hozzá közelített lap között átugrik, mely utóbbinak, mint láttuk, a talajjal vezető közlekedésben kell lennie. Ha rövid, vagyis ha az átütés távolsága csekély, úgy a szikra egyenes vonal alakú, nagyon fényes, egyenletes ragyogású s egész terjedelmében egyenlő szélességű. Ez a szélesség és a fényesség különben az átömlő elektromosság mennyiségétől, vagyis a konduktor elektromos tölthetőségétől függ. Ha a távolság növekedik, a szikra megnyúlik, mi mellett azonban egyenes alakját megtartja (281. ábra), de egyúttal keskenyedik s két végén szélesebbnek tünik elő, mint a közepén.

281. ábra. – Egyenes vonalú szikra.

282. ábra. – A zeg-zugos szikra.

Ha az átütés távolsága még tovább növekedik, úgy hogy pl. 6–8 centimétert túlhalad, a szikra leggyakrabban szabálytalan alakot tüntet föl, s majd összefüggő, egyenesekből álló zeg-zugos vonal alakú (282. ábra), majd pedig hajladozó elágazásokat, kígyózó vonalakat mutat, mi arról tanúskodik, togy az ellenállás, melyre a szikra az egyik vezetőtől a másikhoz való haladtában akad, nagyon egyenetlenül van elosztva. A VI. tábla az

352

elektromos szikrának két igen különös alakját tünteti elő, melyeket VAN MARUM figyelt meg és rajzolt le; az elsőt a görbületére merőlegesen álló fényes csúcsok szegélyezik, melyek a törzs gyanánt szolgáló tüzes szalag körül csavarvonal mentén látszanak eloszolva, a másik sokkal kevésbbá szabályos, egy fő folyamórhez hasonló, melybe számos fényes ág mint megannyi mellékfolyó szakad.

A szikrák fényének színe levegőben rendes nyomás mellett kékes fehér; a végeken gyenge bíbor-pír látszik. A szín a nyomással, valamint a gáz természetével, melyben a szikra képződik, változik; ezekre a módosulásokra nem sokára példákat fogunk fölhozni.

2. Az elektromos fénypamatok.

283. ábra. – Elektromos fény-pamat.

284. ábra. – Szétágazó fény-pamat.

A mint a kisülés távolságát növeljük, a szikra kinézése bonyolódottabbá válik; a tüzes vonal mindinkább szétágazik, miközben a konduktortól távolabb eső vége gyengül s végre fényrojtba, pamatba megy át. A rojt vagy pamat rendesen fényes vonalból áll, melyből ezer meg ezer ibolya színű szálacska ágazik ki s a vízsugáréhoz hasonló zaj kíséri. A 285. ábra mutat ilyen fénylő pamatot, melyet VAN MARUM figyelt meg. A fémfelület és a pamat között olykor sötét tér van; olykor pedig összehúzódó fénytömeg, melynek alapja a fémfelület körrajzán van s a pamat csúcsában fut össze. Itt felteszszük, hogy a konduktor positiv elektromossággal van megtöltve s ekkor a felület megosztás folytán negatív elektromossággal töltődik. Ha a dolog ellenkezőleg állana, akkor a szélesen szétágazó fénypamat a felületből, a keskeny pamat pedig a csúcsból áradna

353

VI. TÁBLA.

A KÍGYÓZÓ ÉS SZÉTÁGAZÓ ELEKTROMOS SZIKRA,
Van Marum után.

354

355

ki. FARADAY, ki a positiv és a negativ pamatok alakjait tanulmányozta, megmutatta, hogy ez a különbség onnét ered, hogy a két elektromosságnak a kisülés alkalmával egyenetlen feszültsége van. A negatív elektromosság kisülése sokkal kisebb feszültséget kíván, mint a positiv elektromosságé.

285. ábra. – Van Marumtól megfigyelt pamat.

Az elektromos fény különböző közegekben, a levegőben és a többi gázokban, sőt még rossz vezető folyadékokban is fejlődhetik: megjelenése

356

vagyis az alakja és a színe e közegek szerint változik. Midőn a kisülés gázban megy végbe, ez utóbbinak nyomásával vagyis ritkítása fokával módosulást szenved.

Láttuk, hogy a szikra a közönséges levegőben rendes nyomás mellett ragyogó fehér. VAN MARUM szerint, ki e tárgyra vonatkozólag számos kisérletet végzett, a nitrogénben kékes szinű, bíborral árnyalva; nagyon fehér az oxigénben; pirosas-ibolya a hidrogénben; a szénsavban zöldes; zöldes-piros a szén-sulphidban s fehér a sósavban.

286. ábra. – Positiv és negativ pamat.

287. ábra. – Az elektromos fény színe különböző gázokban.

A fénypamatok törzse a levegőben rendes nyomás mellett ibolyaszínű, bíborral színezve, a szétágazások pedig fehérebbek, mi talán onnét ere4, hogy ott a levegő kevésbbé sűrű. A többi gázokban a pamatok színe, mint azt FARADAY kisérletei megmutatták, változik: így a hidrogénben, a világító gázban gyengén zöldes; az oxigénben fehér, mint a levegő, de sokkal kevésbbé szép; ritkított nitrogénben ellenben pompás; a szénoxidban, a szénsavban rövid, az előbbi gázban zöldes s a másodikban gyengén bíborszínű.

Hogy az elektromos fény színét a különböző gázokban könnyebben lehessen megfigyelni és összehasonlítani, több csövet lehet alkalmazni, amint az a 287. ábrában fel van tüntetve.

A kérdéses gázokkal előre megtöltött a a' a'' csövekbe platina-drótok vannak forrasztva, melyek a csöveket a külső vezetékbe kapcsolják s belsejökben kis szabad tért hagynak. A drót egyik oldalról d szigetelt golyóval, másrészt pedig t-nél a talajjal köttetik össze. Mihelyt a golyó az elektromozó géphez közel jő, az elektromos szikra mind a három csőben

357

egyszerre ugrik át s a fénylő sávok színét különböző gázokban egyidejűleg figyelhetjük meg.

A szikra vagy a tüzes csíkok, a világosság, a fénypamat, az elektromos fény ezen különböző alakjai külön figyelhetők meg, midőn statikai elektromozó gépeket használunk; a gerjesztő-tekercscsel azonban egyidejűleg nyerhetjük valamennyit. A kisérlet megtételénél oly gépet alkalmaznak, mely elég erős arra, hogy 20 centiméter hosszaságú szikrákat adjon. A positiv sarkot a kisütőnek egyik, csúcsban végződő ágával kötik össze, a negativ elektródot pedig a másik ággal, melynek végére egy 15 centiméter átmérőjű fémkorong van erősítve. Megfelelő távolság mellett a positiv csúcs körül fényt veszünk észre; a tüzes csík, a csúcs és a korong között kigyózva és szétágazva, átugrik s végre a szikrát gyengén világító fénypamat kúpalakban veszi körül és a korong nagy részét befödi.

Ha a sarkokat egymáshoz közelítjük, a fénypamat összehúzódik, a szikra vastagsága és ragyogása nagyobbodik s végre több ágban szétoszlik. 2 centiméternél kisebb távolság mellett a tüzes csík egyszerűvé válik, és terjedelmesebb, ragyogóbb fénykoszorú övezi. Ugy tetszik, hogy a számos fényes vonal egyesült és egyetlenegybe folyt össze: ez egy összetett elektromos szikra (288. ábra).

288. ábra. – Összetett elektromos szikra.

CAZIN, a kitől ezeket a részleteket kölcsönözzük, kimutatta, hogy a látszólag egyszerű elektromos szikrát lehet tényleg elemezni vagy szétbontani. A kísérletet, mely konstatálja, hogy ez a tűz-vonal olykor valóban fényes sugarakból áll, melyek századrész másodpercznél rövidebb időközökben százával követik egymást, következőleg írja le:

"Az e nemű, összetettnek nevezett szikrának példája az, melyet s RUHMKORFF-féle inductio-gép kisülése szolgáltat, midőn sarkai fém-drótok segélyével egyrészt egy leydeni palaczk fegyverzeteivel, másrészt pedig két fémgolyóval vannak összekötve, melyek között a szikra átugrik, s a melyeket 1 milliméternél kisebb köz választ el. Megfelelően felállított gyűjtő lencse a szikrából kiinduló fénysugarakat felfogja és párhuzamos nyalábban egy a tengelye körül sebesen forgó kemény-papir korongra veti (phénakistikóp) .... A készülék sötét szobában van felállítva és az ernyő hasadékára távcső van irányítva.

"Midőn a világító gyujtó pontban egyszerű szikra villan fel, a távcsőben

358

a forgó korongnak csak egyetlenegy hasadékát lehet látni. De ha összetett, a nyílás mögött mozgó hasadékot azokban a különféle helyzetekben pillantjuk meg, melyeket a szikrát alkotó egyes fénysugarak kilövellése pillanatában elfoglalt. Tehát több fényes csíkot látunk s számuk megegyez azon egyszerű szikrák számával, melyek kipattannak, mialatt a forgó korong egy hasadéka a távcső mezején végighalad. Midőn a fényes csíkok száma tetemes, a most megjelölt módon nem számlálhatók meg. Ebben az esetben a hasadékot az ernyő előtt a teljes szikra tartamánál rövidebb idő alatt vezetjük el s a korong forgássebességét annyira fokozzuk, hogy a távcsőben kis számú, egymástól egyenlő közökben álló csíkot pillantsunk meg. Ekkor biztosak vagyunk, hogy a fénylő vonalak egyenlő időben követik egymást s lehetségessé válik e vonalak teljes számát kiszámítani."

"180 hasadékkal ellátott koronggal, mely másodperczenként 33 körül-forgást végezett, egy ilyen kisérletben 6 egyenlő távolságú fényes vonalat számláltunk meg. Ebből következik, hogy a 6 fényes vonal egy másodpercznek ¹/_33×180-adrészével egyenlő időtartamban követte egymást. Másrészt meg találtatott, hogy az összetett szikrának teljes tartama 0,015 másodpercz volt. A hányszor az előbbi tört ebben a számban foglaltatik, annyiszor ismétlődik egymásután ez a 6 fénylő sáv, a mi összesen 537 egyszerű szikrát ád, melyek a megfigyelés alá vett összetett szikrában foglaltattak." (CAZIN, Journal de Physique, 1873.)

3. Elektromos fény a ritkított gázokban.

Mindeddig csak arról a fényről volt szó, melyet az elektromos kisülés a levegőben vagy a gázokban a rendes nyomás alatt fejleszt. A most leírandó fénytünemények ürestérben vagy többé-kevésbbé ritkított gázokban mennek végbe.

Midőn egy üvegcsövet szivattyúzunk, melynek felső végét higanynyal telt üvegtölcsér zárja el s ennek kifolyó csöve a rostokra merőlegesen vágott fadarabbal van bedugaszolva, a légkör levegőjének nyomása a higanyt a fa likacsain átsajtolja s az elöadásokon higanyeső név alatt ismeretes tüneményt okozza. A fényes fémcseppek esésök közben surlódva, megelektromozódnak s elég élénk világosságot terjesztenek, ha a kísérlet sötét helyiségben hajtatik végre. Már rég konstatálták, hogy a barométer üresterében hasonló fényjelenség létesül, ha a higany szintje hirtelen elmozdíttatik. Végre HAWKSBEE-nak számos érdekes

359

kísérletet köszönünk azokra a fényhatásokra vonatkozólag, melyek kiszivattyúzott üvegcsövek és gömbök belsejében keletkeznek. Az ürestérben két testet, mint pl. üveget és posztót dörzsölve, vagy pedig az üveggömböket nagy sebességgel forgatva és külső felületöket kezünkkel érintve, az edények belseje szép bíborfényű világossággal telik meg. Kétségtelen, hogy ezt a világosságot a fejlesztett elektromosság idézi elő.

Később CAVENDISH, azután DAVY a barométer üresterében mutatkozó fény keletkezéséről, valamint a hőmérsékletnek e fény élénkségére gyakorolt befolyásáról beható kísérleteket végeztek. A 289. ábra készüléke egy görbített cső, mely mindegyik ágában két külön szigetelt csészébe merülő higany-oszlopot tartalmaz. Az egyik csésze higanya egy fémdrót útján a talajjal, a másik pedig az elektromozó gép konduktorával hozatik közlekedésbe. A mint ez működni kezd s az elektromosság az egyik csészéből a másikba a két oszlop között foglalt ürestéren keresztül áramlani kezd, ezt a teret gyenge fénynyel látjuk megtelni. DAVY, miután a higanyt melegítette, azt vette észre, hogy a fény világító ereje fokozódott s zöldes színezetet öltött, mely néhány légbuborék bevezetése után kékbe, azután bíborszínbe ment át. DAVY úgy vélekedett, hogy e kísérletekből arra következtethét, miszerint a barométer üresterének világítása a rendes hőmérséklet mellett a higanygőzöknek tulajdonítható, mivel magasabb hőmérsékletnél, tehát akkor, midőn több gőz fejlődhetett, a fény erősebbé vált.

289. ábra. – Elektromos világítás a barométer üresterében.

Azt a kérdést, vajjon fejlődhetik-e az elektromos fény a teljesen üres térben, vagy nem, ezek a kisérletek nem döntötték el. GASSIOT, angol fizikus, kinek a ritkított gázokban fejlődő elektromos fényre vonatkozólag igen érdekes kísérleteket köszönünk, bebizonyította, hogy az elektromos kisülés kellőleg ritkított térben fényt többé nem képes előidézni.

GASSIOT kisérletét ALVERGNIAT Párisban a következő módon ismételte: "Könnyen olvadó üvegcső két végébe, írja CAZIN, két platinadrótot forrasztunk be, úgy hogy végeik között 1–2 milliméternyi hézag maradjon.

360

290. ábra. – Ürestérben nincsen szikra. Alvergniat csöve.

Ez a cső oldalt finom csővel van ellátva, mely egy higanyos légszivattyú szívó csövével van összeforrasztva (290. ábra). Az első ritkítás megejtése után az üvegcső sötét vörös izzásig hevíttetik, s a légszivattyút ismét több ízben lejáratjuk, hogy s levegőnek vagy az üveg falaihoz és a drótokhoz tapadó gőznek végső nyoma is eltávolíttassék. Egy órai előkészítés után a drótokhoz a gerjesztő-tekercs vezetőit kapcsolva, a drótok között elektromos szikra többé nem ugrik át. Most az oldalcsövecskét forrasztó lámpa lángjában kihúzva és beforrasztva, az ily módon légmentesen zárt csövet a légszivattyútól elválasztjuk. E csővel már most a kísérlet számtalanszor ismételhető." (L'Étincelle électrique.)

291. ábra. – Elektromos tojás.

A fényjelenségek tanulmányozására, melyeket az elektromos kisülés a ritkított gázokban előidéz, a 291. ábrában lerajzolt készüléket szokták használni, melyet elektromos tojásnak neveznek. Gömbökben végződő két fémpálcza a készüléknek szintén fémből készített foglalatában ide-oda tolva, egymástól tetszőleges távolságba hozható. A tojás a lábáról levehető és egy légszivattyúra csavarható, úgy hogy a levegőt tetszés szerint megritkíthatjuk benne, vagy teljesen kiüríthetjük, vagy pedig bármiféle gázt tetszőleges nyomással vezethetünk beléje.

A levegőben közönséges nyomás mellett, a szikra két fémgömb között ugrik át, egészen hasonló ahhoz, melyet legelőször írtunk le; azonban a mily mértékben a levegő ritkul, a fény megjelenése változik: a positiv golyóból szétágazó kéve alakjában lép ki; 60 milliméter nyomás mellett a 292. ábrában lerajzolt alakot tünteti elő. Ekkor azt látjuk, hogy bizonyos számú

361

bíbor-vörös színű sávból áll, melyek közöl egynéhány oldalt szétágazik, a többiek pedig a negatív golyóban végződnek, melyet vastag ibolyaszínü fényréteg borít. Midőn a nyomás egy-két milliméternyire szállott alá, a sávok orsó alakú kévébe egyesülnek.

292. ábra. – Elektromos fény ritkított levegőben. – Bíborszínű sávok.

293. ábra. – Fénylő kévék ritkított levegőben.

Lássuk most, mi történik, ha a közönséges elektromozó gépek elektromossága helyett a gerjesztő-tekercsek áramait alkalmazzuk?

Ritkítsuk az elektromos tojásban foglalt levegőt 2–3 mm. nyomásig, s helyezzük a benne levő gömböket a RUHMKORFF-féle tekercs áramvezetőivel közlekedésbe. Azonnal pompás fény-kévét pillantunk meg, s a negativ golyó szárával együtt kékes bíborszínű fényréteggel vonódik be. Az áram irányát a kommutátor segélyével megfordítván, a két fényjelenség helyet cserél: a kéve most az alsó golyóból emelkedik, a felső golyó pedig ibolyaszínű fénybevonatot kap.

362

4. Az elektromos fény rétegessége.

294. ábra. – A fény rétegessége ritkított gázban.

Ha a levegő ritkítását megelőzőleg többféle anyag gőzét, mint pl. alkohol, phosphor vagy terpentinszesz gőzeit vezetjük be, a fény-kéve sajátságos külsőt vesz fel, melyet RUHMKORFF, GROVE és QUET jóformán egyidejűleg fedeztek fel. A kéve piros fényét több egymásra sűrűn következő sötét haránt-sáv szakítja meg, úgy hogy a kéve most váltakozva fényes és sötét rétegekből van összeállítva. A rétegek a kéve közepétől, a hol egyenesek, két ellenkező irányban görbülnek, úgy hogy mindegyikök homorú oldalával fordul a golyó felé. Ezt a tüneményt az elektromos fény rétegességének nevezik.

Azóta a gőzöket tartalmazó s a réteges elektromos fény előidézésére alkalmas üveg-edényeknek különféle alakokat adtak. A VII. tábla, melynek rajzai a természet után készültek, több e nemű igen érdekes kísérletet tüntet elő, melyeket a GEISSLER-féle csövek neve alatt ismert üvegcsövekkel lehet végezni. Eme fénytünemények szépségét a phosphorescentia jelenségei még emelik, a mit az elektromos fény az urán-üvegben, továbbá a kénsavas strontium-, a calcium- s végül a chininben idéz elő.

Eme pompás tüneményt, melyet az elektromos fény rétegességének nevével jelöltünk, s melyet Angolországban sávoknak vagy szalagoknak (stripes, bands) szoktak nevezni, legelső ízben ABRIA figyelte meg 1843-ban. Egy inductio-tekercsnek kisülését 2 milliméter nyomású levegővel telt üvegcsövön keresztül vezetvén, fénypamatot kapott, mely a positiv sarokból kiindulva, nem terjedt egészen a negatív sarkig, hanem, mint már előbb is láttuk, sötét közzel volt tőle elválasztva (FARADAY sötét kisülése.) A fénypamat felső, azaz a negativ sarkhoz közelebb eső része azonkívül váltakozva világító és sötét öveket mutatott. Ezek azon rétegek, melyeket Angliában GROVE, Francziaországban pedig QUET csaknem egy időben tanulmányoztak, s a melyek azóta több fizikus, köztük GASSIOT, DE

363

LA RIVE, DE LA RUE és MÜLLER, továbbá SPOTTISWOODE stb. vizsgálatainak tárgyát képezték. Mondjunk róluk egy-két szót.

QUET megfigyelvén azt, hogy a fényes sávok olykor hullámzó és haladó vagy pedig forgó mozgást látszanak végezni, konstatálta, hogy mindez csak csalódás, mely onnét ered, hogy a fényes övek a kisülések szakadozottsága folytán helyüket szüntelenül változtatják. A fény tényleg teljesen szakadozott, réteges, vagyis fényes sávokból van összetéve, melyeket sötét vonalak egész élesen választanak el. QUET, hogy a tüneményt teljes díszében előidézze, az elektromos tojás levegőjéhez a kiszivattyúzás előtt fa-szesz, terpentin-szesz, nafta-olaj, alkohol, szénsulphid vagy fluór-silicium gőzöket kevert. Ily módon még a fémek gőzeivel is s különösen a nátriummal pompás réteges fénytüneményeket kaptak.

295. ábra. – Sávok ritkított gázokkal töltött csövekben, Warren de la Rue után.

Mind a két sark fénye réteges. * Az üvegtojás gömböcskéit egymáshoz közelítvén, QUET azt tapasztalta, hogy csak a negativ sark marad megvilágítva, s hogy a sötét tér, mely a két sark rétegeit elválasztotta, a positiv sarkba nyomult. Midőn fluor-silicium fölött üres tért állított elő, azt látta, hogy a positiv sark ibolya-színű fénye elenyészett, a negatív sark sárga fénye pedig megélénkült, a sarkokat még tovább közelítvén, a negatív sark fénye gyengült s a positiv golyó körül bíborszínű gyűrűk képződtek. WARREN DE LA RUE konstatálta, hogy az áram intenzitásának megváltoz-

* WARREN DE LA RUE szerint a rétegességek mind a positiv sarkon erednek. "Így egy adott csővel és gázzal, úgymond, bizonyos nyomás mellett a positiv sarkon fényfelhő képződik; a nyomást lassanként kisebbítvén, ez a fényfelhő leválik és a negativ sark felé halad s egymásután több más követi, melyeknek száma bizonyos határig növekedik".

364

tatása a rétegek színét gyakran teljesen módosítja: így pl. hidrogénes csőben kobalt-kékből rózsaszínbe mennek át.

A rétegesség tüneményeit kezdetben csakis a gerjesztett áramok előidézte kisülésekben tanulmányozták, VAN DER WILLIGEN azonban a leydeni palaczk kisülésével is előidézte; csakhogy ilyenkor az áram útjába megfelelő ellenállást, pl. nedves zsineget kell becsatolni. QUET és SÉGUIN ugyanezt az eredményt a kisülés gyengítésével érték el. Egy GEISSLER-féle csőnek külső felületét ónlemezzel bevonván, miáltal az mintegy sűrítővé vált, s a lemezt a talajjal közlekedésbe helyezvén, egy üvegkorongos gép kisülései valóságos réteges fény-áradatot létesítettek. Végre GASSIOT 3520 vizes elemből összeállított oszlopot vagy pedig 400 GROVE-féle elemet alkalmazván, ritkított szénsavval telt csőben réteges fényt nyert.

A rétegesség tüneményének magyarázására több feltevést gondoltak ki. GROVE az inductio-tekercs kisüléseit egymásra szaporán következő részletes kisülésekből állónak tekinti, s a rétegességet az egymást követő ellenkező kisülések találkozásának gondolja s ily módon a fény- és a hanghullámok interferenczia-vonalai s a tünémények között analógiát állít fel. Ámde MASCART figyelmeztetése szerint "nehéz felfogni, hogy mily módon keletkezhetik intérferenczia a kisüléseknek olyan két rendszere között, melyek nem egyidejűek, hanem váltakozók, s ha e két áram a jelenség létrehozásában mégis részt vesz, a rétegek keletkezési folyamatának a fény és a hang interferencziáival semmiféle analógiát sem kell mutatnia."

Más fizikusok viszont, mint GAUGIN és REITLINGER a rétegeket chemiai hatásokból, egyidejűleg végbemenő egyesülésekből és szétbomlásokból eredőnek tekintik. DE LA RIVE szerint pedig a tünemény a gáznemű közeg váltakozó összehúzódásaiból és tágulásaiból állhat, melyeket az elektromos áramlást alkotó kisülések sorának egyenetlensége idéz elő. A rétegesség tehát a hanghullámokhoz hasonló tünemény volna. Ez a hipothézis mind a GROVE, mind pedig a GASSIOT-féléhez is közeledik. "Nem lehetnek-e a sötét sávok azoknak a hullámzásoknak csomói, kérdi ez utóbbi, melyek a positiv és negatív kisülések okozta hasonló lökésekből származnak? A réteges fény, a mit az inductio-tekercs gerjesztett drótjának vagy egy galván-oszlopnak vezetékében látunk, nem azoknak s lüktetéseknek képe-e, melyek az első esetben a tekercs drótján, a másodikban pedig az oszlopon futnak végig, s mely lüktetéseket valószínűleg a kisülés hatása idézi elő a drótokban?"

Végre hozzuk fel még a tüneménynek azt s magyarázatát, melyet QUET és SÉGUIN tettek közzé. E magyarázat az elektromosság tovaterjedése módjára van alapítva, mely tovaterjedés e tudósok szerint nem az elek-

365

tromos folyadékok áramlásában áll, hanem egymásra következő szétbomlások és újraegyesülések mozgása útján megy végbe. A szikrázó csövekben látható folyamat szolgál összehasonlításuk alapjául. "Midőn az elektromosság az elektromos tojás fémvezetőihez érkezik, a ritkított gázoszlop egymásra következő rétegekre oszlik, melyek egyrészt a szikrázó cső fémlemezkéinek, másrészt pedig a levegő-rétegeknek szerepét játszszák, melyeken keresztül e csövek szikrái áttörnek. Az első rétegekben a megosztás folytán elkülönített két elektromosság közöl az egyik a positiv golyó, a másik pedig a negativ golyó felé törekszik haladni. A gáznak igen mozgékony részecskéi e szerint ellenkező irányú mozgásokra tesznek szert, melyek eme rétegeket ritkítják, a többieket pedig sürítik. Az utóbbiak, mclyek ellentett elektromosságokat választanak ki, felmelegednek s világítanak, midőn a kisülés végbe megy, míg ellenben a ritkított s ennélfogva jobban vezető rétegek sötétek maradnak. Evvel az elmélettel sikerült QUET és SÉGUIN-nek minden körülményt megmagyarázni, melyet az elektromos fény rétegessége feltüntet. Azonkívül még képesek voltak e tüneményt különféle módon utánozni. Igy pl. a kisütő drótok közelébe porrá zúzott szenet hintve, az inductio-szikrát a levegőn üttették át; konstatálták, hogy ez a szikra oldalt szétágazott s a mellett jelentékeny hosszúságot ért el; világító szemekből fűzött, hosszú olvasóhoz volt hasonló. Ez az eredmény kormos lángban, sőt még a lámpa lángjának sötét részében is mutatkozott. A terpentin-szesz lángjának csúcsában a fényes pontok helyett határozottan kivehető lángocskák jelennek meg." (Rapport sur les progrès de l'Électricité et du Magnétisme).

296. ábra. – Az inductio-szikra rétegessége a szénporban. Quet és Séguin kisérlete.

5. A Volta-féle ív.

A galván oszlopok alacsony feszültségű elektromosságot fejlesztenek. Tehát nem meglepő, hs a zárt galvánoszlop áramvezetőinek szétválasztása pillanatában szikra nem képződik, vagy hs igen, csak nagyon gyenge; ezt a megszakítás szikrájának nevezik. De ha igen nagy számú elemből

366

összeállított hatalmas oszlopot alkalmazunk, s az áram-vezető drótjait a helyett, hogy érintkezésbe helyeznők, úgy állítjuk, hogy végeik között kis szabad tér maradjon, sűrűen egymásra következő szikrákat látunk közöttük átszökni, melyek még folytonos fényt is adhatnak, ha a drótok szénkúpban végződnek. Ezt a folytonos fényt volta-ívnek szokás nevezni. * DAVY 2000, egyenként 4 négyszög deciméter felületű elemből álló galvan-telep segélyével vakító fényt állított elő, mely két széncsúcs közé eső térben megszakítás nélkül áradt át. Ez a tér kezdetben csak egy fél milliméternyi volt; ha azonban a fény egyszer létrejött, a szeneket egészen 11 centiméternyire távolíthatta egymástól. Ekkor rendkívüli szépségű tüneményt látott. Az elektromos fény a két elektród között fölfelé görbülő ív alakjában terjedt szét, s oly élénken ragyogó világosságot terjesztett, hogy a szem alig bírta meg a fényét. Üres térben az ív hossza nagyobb, mint a levegőben. DAVY óta az elektromos fény előállítása az előbbi fejezetben leírt inductiogépek alkalmazása, továbbá a DAVY-től használt fa-szén pálczikáknak ** retorta-szénnel való helyettesítése folytán könnyebbé vált.

A volta-ív rendkívüli erős meleget fejleszt: a fémek úgy olvadnak meg benne, mint a viasz a lámpa lángjában. DESPRETZ kezdetben 600 elemből álló oszloppal, később pedig inductio-gépek segélyével a legmakacsabb testeket megolvasztotta és elpárologtatta. Czink- és vas-oxid, mész, magnézium, alumínium gömböcskékben futottak össze; a grafit elpárologtatva az elektródra port rakott le, mely mikroskóp alatt igen apró oktaéder-kristályokból állónak bizonyult; evvel a porral a rubintot csiszolni lehetett, miből arra következtettek, hogy a grafit, mely épen olyan tiszta szén mint a gyémánt, a volta-ív rendkívül erős melegének hatása alatt igen apró gyémánt-kristályokká alakult át.

Láttuk, hogy a széncsúcsoknak egymáshoz nagyon közel kell lenni, ha a fényívet létrehozni akarjuk; de ha az áram a közbeeső levegő ellen-

* A volta-ív elnevezés azon körülménynek tudandó be, hogy a szeneket kezdetben vízszintes vonalban állították fel; a megmelegedett levegőrétegeknek felszálló mozgása az elektródok között képződő fényes vonalat meggörbítette; ha a szenek függőlegesen állíttatnak, ez a görbülés többé nincs meg, mindamellett az eredeti elnevezést, jóllehet a jelenség alakja nem igazolja, azontúl is tovább megtartották.

** DAVY vízben vagy higanyban eloltott faszén pálczikákat használt. A gázretortákban képződő szenet FOUCAULT hozta használatba, ez sokkal tömöttebb, egyenletesebb és szilárdabb. 2–3 milliméter oldalú négyszögletes hasábokra vágta. Azóta tisztítani iparkodtak a retorta szenet; különböző keverékekkel vagy vegyületekkel próbálták helyettesíteni. A különböző elektromos világítási rendszerek feltalálóitól elfogadott anyagokról majd fogunk szólani.

367

állását egyszer már leküzdötte s fényt adott, s csúcsokat szét lehet húzni; DAVY ritkított levegőben 2000 elemből álló galván-oszlopával 18 centiméter hosszaságú fényivet állított elő. A volta-ív fényerőssége oly jelentékeny, hogy a szem alig bírja el a ragyogását. FIZEAU és FOUCAULT összehasonlító kísérletei szerint ez a DRUMMOND-féle fénynél, vagyis az oxigén és hidrogén-keverék lángjában izzó krétának máris igen élénk fényénél 50-szerte erősebb; a napfénynek intenzitása alig háromszor akkora, mint volta-ív fénye. E két tudós 92 darab két sorba kapcsolt BUNSEN-féle elemmel tette s kísérleteket.

Jegyezzük meg jól, hogy itt a fényesség összehasonlításáról van szó. Később, az elektromos fénynek a világításra való alkalmazásánál majd látni fogjuk, milyen nagy a volta-ív világító ereje.

Az ív hossza, mint DESPRETZ megjegyzé, a galvánoszlop elemeinek számától s elrendezéstől függ. 50, 100, 200 és 600 elemet alkalmazván, a keletkezett ív hossza kezdetben 1-ről 4-re növekedett; ámde ez az arány tovább nem folytatódott: s 200 elemtől adott ív a 100 elem ívének alig 3-szorosa volt, s a 600 elemé pedig csak 7–8-szor oly hosszú volt.

A volta-ív oly annyira érdekes tüneményeit tanulmányozván, felismerték, hogy az elektromos áram, mely a két csúcs között szakadatlanul áramlik, az egyik csúcstól a másik felé igen finom szén-részecskéket ragad magával; az anyag a positiv sarkról nagyobb mértékben vitetik át, s így a szenek egyenetlenül kopnak: a negatív széncsúcs a másiknak rovására vastagodik. A 297. ábra a két széncsúcsot vetítve és nagyítva tünteti elő. Irassuk le e tüneményt avval a tudós fizikussal, kinek e rajzot is köszönjük. LE ROUX az elektromosságnak a világító tornyok megvilágítására való alkalmazásáról szóló előadásában, melyet a Société d'Encouragement pour l'industrie nationale-ban tartott, a következőleg nyilatkozik:

"Hogy közvetlenül megvizsgálhassuk azt, a mi a volta-ívben végbemegy, nagy óvó intézkedéseket kellene tennünk, hogy látó szervünket e fény jelentékeny intenzitása ellenében megvédjük. Viszont maga ez a nagy fényerősség fogja lehetővé tenni, hogy a széncsúcsok felületének részleteiben az egész gyülekezet gyönyörködhessék. Elég, ha közéjök és ezen ernyő közt megfelelő gyújtótávolságú lencsét helyezünk: s máris a széncsúcsoknak mintegy százszorosan nagyított képét pillantjuk meg. Ez a vetített kép lehetővé teszi önöknek, hogy a jelenség mibenlétéről fáradság nélkül szerezzenek maguknak fogalmat. Ime, itt vannak a szenek, melyeken a BUNSEN-féle galván-telep folytonos árama megy át: látják, hogy az egyik szén a másik rovására vastagodik; az, a melyik jobban elhasználódik, a posítiv szén, a telepnek szén-sarkával van összekötve; ha kevésbbé

368

297. ábra. – A volta-iv. Az izzó széncsúcsok.

csúcsosnak tetszik, ez onnét van, mivel anyagából veszít, míg ellenben a másik nyer. Egyébiránt az áram irányát megfordíthatjuk! Ime látják, hogy az a szén, mely az imént hegyesebb volt, most tompulni kezd, a másik pedig hegyesedik; azonkívül időről időre egyes nagyobb darabok is leválnak, s s hézagon keresztül apró izzó tömegek alakjában átrepülve, az átvitel irányát igen jól megjelölik. A szenek felületén itt-ott apró gömböcskéket látnak forrdogálni: ezek megolvasztott kova-gömböcskék. Észreveszik, hogy e gömböcskék a szeneknek nem azon pontjain tűnnek elő, hol a hőmérséklet a legmagasabb: elpárolognak, mielőtt a szenek elhasználódó része elérné őket. Most az ív igen tisztátalan; sok ilyen kova-

VII. TÁBLA.

ELEKTROMOS FÉNY RITKITOTT GÁZOKBAN.
1. Réteges fénykéve alkohol gőzében. 2. Kéncalcium phosphorescentiája. 3. Geissler-csövek réteges fénye. 4. Uran-üveg fluorescentiája. 5. Kénsavas strontium phosphorescentiája. 6. Uran-üveg és kénsavas chinin fluorescentiája.

369

gömböcske tünedezik elő; az ív fénye gyengül, s ha a szenekre gyengén ráfuvunk, a levegő áramlata a lángot elhajlítja s egész fejlődését látni engedi. Most megint oly részéhez értünk a szeneknek, melynél tisztábbat kívánni sem lehet. Látják, mennyire nyugodt az ív, működése mily szabályos és a felületek mily élesen határoltak. Látják az ív enyhe kékes világosságát, ellentétben a szenek némely részeinek ragyogó fehér fényével; az ív csonka kúphoz hasonló, mely közepén kidudorodik, a melynek két alapja a szeneken nyugszik; e két alap a legtündöklőbb, s a hőmérséklet is e helyeken a legmagasabb; az áramtól magával ragadt részecskék ide zuhannak."

A részecskéknek ezen átvitele az egyik sarktól a másikhoz magyarázza meg azt, hogy miért lehet a szeneket egymástól fokozatosan távolítani, ha kezdetben igen közel voltak egymáshoz és az ív már ki van képződve. E részecskék kis távolságban egymásra következő vezetők gyanánt szerepelnek s a szikra köztök ugrik át: a fény-ív ezen részleges felvillanások egyesüléséből áll.

Az ív hossza, mint már fönnebb láttuk, az oszlop elemeinek számától függ. A legkönnyebben olvadó s a legkisebb összetartású testek s leghosszabb íveket adják. GROVE szerint a fémek e tekintetben s következő rendbe sorolhatók, s sort azokkal kezdvén, melyek a leghosszabb s egyúttal a legfényesebb ívet adják: kálium, nátrium, czink, higany, vas, ón, ólom, antimón, bizmút, réz, ezüst, arany, platina.

6. A mágnesség hatása az elektromos fényre.

A mágnesek hatását az elektomos fényre már előbb bemutattuk egy érdekes kísérletben, t. i. hogy az ív izzó részecskéi diámágnesiek lévén, a mágnes részéről taszítást szenvednek. Inductio-szikrákkal tevén a kísérletet, a RUHMKORFF-féle gépből származókkal hasonló hatást lehet elérni. A 298-ik ábra mutatja, hogyan kell a kísérletet berendezni. A mint az elektromágnes fölébresztetik, a szikra, mely sarkai között átugrott, azonnal félkör alakú világító vitorla alakját veszi föl, melyből mint megannyi sugár számos tüzes vonal tör elő. A vitorla homorú oldalát az egyik, a domború oldalát pedig a másik sark felé fordítja; ha azonban az inductiotekercs áramának megfordítjuk az irányát, azonnal megfordul a vitorla is; ugyanaz történik, ha az elektromágnes áramát megfordítjuk, vagyis ha ez utóbbinak sarkait fölcseréljük.

298. ábra. – A mágnes hatása az elektromos szikrára.

A befolyásra vonatkozólag, melyet a mágnes az elektromos fény

370

különböző nemeinek megjelenésére gyakorol, PLÜCKER, GASSIOT és DE LA RIVE vizsgálatainak érdekes eredményeket köszönünk. A 299., 300. és 301-ik ábrák előtüntetik azokat a módosításokat, melyeket a GEISSLER-féle csövek negatív sarkának fénye az elektromágnes sarkai között szenved.

299. ábra. – A mágnesek hatása az elektromos fényre.

Az ibolyaszínű világosság, mely a csövet a negatív elektród körül megtölti, mihelyt az elektromágnest gerjesztő áram záratik, azonnal vékony,

371

sík réteggé alakul át. A sötét térnek alakja és helyzete, mely ezt a fényt a positiv sark réteges fényétől elválasztja, a szerint változik, s mint a negatív sark az elekromágnes sarkvonalától jobbra vagy balra esik és a cső e vonalra merőleges vagy vele párhuzamos.

300. ábra. – A mágnes hatása az elektromos fényre, ritkított gázokban.

301. ábra. – A mágnes hatása az elektromos fényre.

PLÜCKER a most összefoglalt kísérletekben észrevette, hogy a mágnesek hatása a csövek fényének színében is idéz elő változásokat. Ez utóbbi kérdést behatóbban TRÈVES vizsgálta meg, ki is olyan GEISSLER-féle csöveket használt, melyeknek közepe hajszál vastagságú csőből állott. Ezt a részt egy elektromágnes kúpalakú sarkai közé, a sarkok vonalára merőleges irányban helyezte el (302. ábra). A mint az áramot zárta és az elektromágnest fölébresztette, a cső fényének színe módosulást szenvedett; ezek a változások a ritkított gázok természetére nézve jellemzők voltak. Ha a cső hidrogént tartalmazott, mely esetben a fény a sarkokon ibolyaszínű, a szűk

302. ábra. Az elektromos fény szinének megváltozása a mágnes hatása alatt.

372

csőben pedig piros: a piros szín eltűnik s fehér fénynek enged helyet. Az oxigén épen a fordított tüneményt adja: a fehér szín pirosba megy át; nitrogénben halvány-kék sötét-kékbe, s a szénsavban fehérből kékbe. Fluor-siliciumos csőben a végek zöldesek, a hajszál rész kékes s a mágnesség ezt kékes ibolyává alakítja át. Ritkított brómmal telt csőben az ibolyás szín kékbe, chlóros csőben pedig a kékes-fehér sötét-kékbe megy át.

Mi a mágnesség eme hatásának az oka, melyet a gerjesztett áramok szikráira s általában az elektromos fényre gyakorol? Ez olyan pontja az elméletnek, mely még nincsen földerítve. A mit erre nézve mondhatunk, mindössze csak abban áll, hogy a ritkított gázok fénye valóságos vezető, s hogy az áram, mely benne áramlik, a mellette levő áramok és mágnesek hatásának az AMPÈRE-féle törvények értelmében csak úgy alá van vetve, mint bármely más áram vezető. DE LA RIVE e magyarázatot különféle kísérletekkel világosította meg, melyek közől az elektromos szikrának a mágnes által való forgatását fogjuk fölemlíteni. A híres fizikus a 303-ik ábrában föltüntetett készüléket használta. Ez egy elektromos tojásból áll, melynek belsejébe AB puha vashenger nyomul; e hengernek az edény belsejébe érő vége vastag gutta-percsa réteggel van bevonva, külső részét pedig E tekercs veszi körül. Midőn az elektromos tojás levegője, kevés éther hozzákeverése után, megfelelő mértékben ritkíttatott, R és R' drótok útján

303. ábra. – A volta-iv forgása a mágnes hatása alatt.

373

az inductio-tekercs árama bevezettetik. A vashenger C csúcsa továbbá a rézgyűrű között, mely a henger alsó részét a tojás belsejében átfogja, s a mely az R drótot tartó fémpánttal közlekedik, fényes ív ugrik át. Ez az ív egy vagy több meggörbült sugárból áll, melyek a henger körül forogni kezdenek, mihelyt a tekercsben a PP' galván-oszlop árama járni, vagyis mihelyt az elektromágnes működni kezd. A forgás iránya az AMPÈRE-féle szabályoknak megfelel, s ellenkezőre fordul, ha a kisülés iránya megváltozik, vagy ha az elektromágnes sarkai fölcseréltetnek.

7. A másodrendű telepek áramainak fénytüneményei.

Egészítsük ki most az elektromosság fényhatásairól mondandókat annak a néhány tüneménynek leírásával, melyeket a másodrendű gal-

374

ván-telepek és s rheostat-gép segélyével lehet előidézni. A leírás részleteit az említett készülékek föltalálójától: GASTON PLANTÉ-tól veszszük kölcsön.

Lepárolt vízzel töltött voltaméteren 20 másodrendű telep áramát átvezetve, melyek 40–40 elemből voltak összeállítva, im s következő tüneményeket figyelte meg: "Ha a positiv elektród előzetesen a lepárolt vízbe merül, a negatív drótot s víz felületéhez közelítvén, s erre rögtön eltávolítán sárga lángot szemlélünk, mely majdnem gömbalakú s mintegy 2 centiméter átmérőjű. A 2 milliméter átmérőjű platina elektród hirtelen megömlik, s a folyadék felszínétől mintegy 14–15 milliméternyi magasságig olvadt állapotban marad. Ezt a lángot ritkított izzó levegő, az elektród fémének a gőze és a szétbontott vízgőz elemei alkotják; a színkép-elemzés kivált a hidrogén jelenlétét világosan mutatja.

"Ha az áramot egy vízoszlop közbecsatolásával gyengítjük, a végből, hogy a fém megolvadása kikerültessék, a szikra igen csinos kis tűzgolyó alakjában jelenik meg (304. ábra), melynek átmérője 8–10 milliméter. Az elektródot kissé emelvén, s golyó tojásdad alakot ölt; a víz felületén, egyközepű körök mentén kék fénylő pontok tünedeznek elő, melyeknek száma szünet nélkül változik (305. ábra, 1). Csakhamar ugyanoly színű sugarak indulnak ki a középpontból s e pontokhoz csatlakoznak (305. ábra, 2). A sugarak időközönként forgó mozgást vesznek föl, majd az egyik, majd pedig a másik irányban, mi közben csavarvonalakat írnak le (305. ábra, 3, 4). A pontok és sugarak az egyik oldalon olykor eltünnek, s a megmaradók mozgása a folyadék felületére változatos alakú görbéket rajzol. Végre a forgó mozgás sebességének növekedtével a sugarak mind elenyésznek és csakis az

304. ábra. – A másodrendű
telep szikrája. Tüzes gömb.

305. ábra. – Gömb-alakú lángok és világító gyürűk; Planté kisérletei a másodrendű telepekkel.

375

egyközepű kék gyűrűket lehet látni (305. ábra, 5). Az átalakulások sorozatát ezek a gyűrűk fejezik be, melyek szabad szemmel vagy távcsövön át figyelemmel kísérve, igen sajátszerű látványt nyújtanak s valóságos elektromos kaleidoskópot képeznek."

"Ez alakzatok létrejötte, – teszi hozzá PLANTÉ, – a világító íveknek vagy vonalaknak nagy mozgékonyságából magyarázható, melyek az elektród és a víz között képződnek. A szikrának ezt a különös alakját gondosan megvizsgálván, fölismerjük, hogy azok valóságos galván-elektromos rojtok vagy pamatok, melyek a statikai elektromosság fénypamataihoz hasonlók, de mivel s szereplő elektromosság mennyisége nagyobb, az előbbinél tömöttebbek. Minthogy ezen világító szálak folytonos mozgásállapotban vannak, azok a pontok, melyekben s víz felületét érintik, folytonosan eltolódnak s a megfigyelhető sugarakat képezik. Forgó mozgásuk az elektromos áramlat okozta visszahatásból ered. A mi a gyűrűket illeti, ezek a megfigyelő szeme láttára, a kék pontoknak folyton gyorsabb és gyorsabb forgásából a szem reczehártyájára gyakorolt benyomás tartóssága miatt keletkeznek." (Recherches sur l'électricité.)

376

A rheostat-gép kisülései a dörzsölő- és a gerjesztő elektromos gépek kisülésének fényjelenségeihez hasonló hatásokat adnak és ezenkívül néhány érdekes különösséget is mutatnak. Így pl. a szikrának egészen sajátságos alakja van, midőn a kisütő ágai, melyek között átugrik, igen tompa szöget zárnak be egymással. "Ez az alak egyenes tüzes vonalból áll, mely a positiv ág meghosszabbítása irányában tör elő és a negatív ágon jelentékenyen fölülemelkedve, kanyarulattal éri utol, miközben számos görbülést tüntet

306. ábra. – A Planté-féle rheostat-gép horogalakú szikrái és fénynyalábjai.

377

föl (306. ábra). Ugyanezt az alakot s gép fénypamataiban is föltaláljuk, melyeket akkor ad, ha s csúcsok távolságát 1 vagy 2 milliméterrel nagyobbítjuk. A positiv sarkból fénylő kúp árad ki, a negatív sark távolságának mintegy három negyedrészét befutja és itt a negativ csúcsot környező rövid fénypamat felé görbül (306. ábra)." Ezt az alakbeli különbséget PLANTÉ annak tulajdonítja, hogy a rheostat-gép nem váltakozó irányú kisülést ad, mint az inductio-gépek, hanem állandó irányú elektromos áramlást. 30–50 kondenzátorból álló gépnél a szikrák 4–5 centiméternyi hosszúságot érnek el, azonban kevésbbé folytonosak s alakjuk kevésbbé állandó; kanyarulataik s kisütő csúcsait összekötő egyenes fölé szabálytalanul emelkednek vagy pedig alája mélyednek (307. ábra). A positiv sarkon megjelenő fénynyalábok tojásdad alakúak és elágaznak, melyek különben az előbb leírtakhoz, s melyeket az elektromos gépek kisülései adnak, hasonlók.

307. ábra. – A rheostat-gép szikrái és fénypamatai.

A rheostat-gépből s levegőben átugró szikrák hosszát PLANTÉ az alkalmazott kondenzátorok számával közel arányosnak találta. Így 10, 30, 80 kondenzátorral a szikrák 1.5, 4.5 és 12 centiméter hosszaságúsk voltak. A kisütő csúcsai közé vezető port hintve, s 80 kondenzátoros gép 15 centiméternyi szikrákat adott. Az elhintett por kénvirág volt; fémreszelékben a szikra hossza egész 70 centiméterig növekedett.

Kénvirágon átcsapva, a szikrák útjokon 2–3 milliméter szélességű kanyargó barázdát hagynak magok után; ha a szigetelő felület, melyre a kénvirág hintve volt, gyanta- és paraffin-keverékből áll, a barázda igen éles kékes vonal; ha tehát hegyes csúcsot vezetünk végig rajta, a barázda

378

308. ábra. – A rheostat-gép szikráinak görbe útjai.

alakjának hű mását állandósíthatjuk. A 308. és 309-ik ábrák több ily módon előállított szikrát valódi nagyságában tüntetnek elő. Némelyek a kivált azok, melyek a legnagyobb hosszúságot még nem érték el, egy

309. ábra. – A rheostat-gép szikrájának barázdája.

379

folyam elágazásaihoz hasonló zárt alakokat tüntetnek elő, a minőket a megoszló folyam a szigetek közt alkot.

Ha a kénvirággal behintett szigetelő lemezt gyöngén meglökjük, a melyen, mint említők, a szikrák barázdát húznak: azt vesszük észre, hogy a szikra útja mintegy meglombosodik, s evvel mutatja, mily módon oszlott szét az elektromos fluidum a kisülés alatt A 310-ik ábra egy 15 centiméter hosszaságú szikra útja körül képződött lombosodást természetes nagyságban mutat; a szikra a rheostat-gép kisüléséből származott. "Ezek a hatások, – úgymond PLANTÉ, – lehetővé teszik azoknak a növény-kinézésű lenyomatoknak megmagyarázását, melyeket a villámsújtotta személyek testén olykor észrevettek, s a melyek nem egyebek, mint a villámszikra elágazásának eredményei. *"

310. ábra. – A rheostat-gép kisülésekor keletkező lombszerű rajzok.

A 309-ik ábrán a szikra nyomai olyanok, a minőknek akkor mutatkoznak, mikor még a lemez az elágazások láthatóvá tétele végett lökést nem kapott. A barázda a positiv sarktól, mely helyen a legszélesebb, folyton keskenyedve, a negatív sarkig halad, hol köralakú nyomokat lehet látni, melyek lombos galy körvonalaihoz hasonlítanak. A positiv sark egész környékén széttartó vonások láthatók, melyek faágak módjára futnak szét és sokkal szakadozottabbak, mint a negatív sarkéi, a mint az a 310-ik ábrán csakugyan látható.

* Ime egy újabb keletű példa a villám e kulönös nyomaira, melyet a londoni The Lancet folyóirat nyomán PLANTÉ elmond: "Egy Leicester-grófságbeli pásztor a nyáját őrzé a mezőn, midőn égi háború tört ki s ő természetesen fa alatt keresett menedéket, a mitől oly kevés ember őrizkedik. Kis vártatva a bal vállán csapást érzett s lábainak erejét azonnal elvesztve, összeroskadt. Midőn házába szállították, eszméletét még teljesen birta; de a hátán és lábain heves fájdalmakról panaszkodott. A segélyére hívott orvos betegét vizsgálván, a villámütésnek ugyancsak különös hatását fedezte fel. A bal válltól kezdve egészen le, az egész háton végig vonulva, egy sokszorosan elágazó fa-ágnak a képét a bőrre fényes skarlát-vörösen kidudorodó vonalakkal, csodálatra méltó hűséggel lerajzolva pillantotta meg, mintha tűhegygyel rajzolták volna oda. A törzs majdnem három-negyed hüvelyk szélességű volt s egészben úgy nézett ki, mint egy hat-nyolcz hajtású páfrány-ág. Az egész igen jól volt lemásolva s mintegy a beteg hátára nyomtatva. A szóban forgó esetről, hozzáteszi PLANTÉ, azon hasonlóság alapján, mely közte s az előbbi kísérlet jelensége között fenáll, igen könnyen számot lehet adni. Abban a pillanatban, midőn a szikra képződik, a kénvirág, kivált a két sark körül, a levegőbe löketik. A viilámütés esetében is a talaj porának, vagy bármilyen más pornak, mely a kisülés útjába akad, hasonló módon kell szétszóratnia s megérthető, hogy ez az anyag igen magas hőmérsékletre hevítve, az emberi test felületén falombozathoz hasonló égésnyomokat képes egy pillanat alatt előidézni."

380

A két sark között fenforgó ezen különbséget már több alkalommal, mint pl. a statikai elektromosság szikráinál és fénypamatainál, továbbá az inductio- gépek kisülésénél kiemeltük; az elektrofor segélyével kapott LICHTENBERG-féle alakok is jellemző példákat nyújtottak. PLANTÉ ez utób-

311. ábra. – Lichtenberg-féle alak, rheostat-géppel előállítva. Fénypamat.

381

biakhoz hasonló alakokat is állított elő az által, hogy rheostat-gépének szikráját tiszta gyanta-felületen kisütve, ezt kénvirág- és minium-keverékkel behintette. Az elektromos kisülések rajzainak ez érdekes fajából kettőt itt közlünk, melyek a kisütő csúcsai távolságának változtatásával létesítve,

312. ábra. – A rheostat-géppel előállított Lichtenberg-féle alak. Szikra.

382

igen jól mutatják, miben különbözik a fénypamat a szikrától. A 311-ik ábra azt az esetet mutatja, midőn a csúcsok távolsága nagyobb annál, mint a melyen a szikra átüthetne. Ebben az esetben csak fénypamat mutatkozik; a negatív sarkból kiáradó elektromos mozgás, melyet a gyantán tapadva maradt minium jellemez, nem terjed egészen a positiv sarkig. Az utóbbi sarkot ellenben szétágazó sugarakból álló, kénporos koszorú jellemzi, mely egészen körülfogja; a koszorú közepén a miniumnak nyoma sem látszik.

De nem így áll a dolog akkor, midőn a csúcsok távolsága olyan nagy, hogy a szikra átüthet rajta; ekkor a minium egész a positiv sarkig terjed, itt a koszorú nyitva marad és közepén evvel a porral van megtelve (312. ábra), mi azt mutatja, hogy a negatív sarkból kiindult elektromos mozgás egész addig a pontig terjedt el, melyből a positiv elektromosság kiindul.

8. Az elektromos fény színképi elemzése.

Ismeretes, hogy a nap színképében levő sötét vonalak első megfigyelése az 1802. évre vihető vissza, s hogy az WOLLASTON-nak köszönhető. Ugyanez a fizikus még a lámpa színképét is megvizsgálta s azt öt egymástól sötét közökkel elkülönített, különböző színű sávból állónak találta. Végre még megállapította, hogy az elektromos fény egyik kék vonala ehhez hasonló, bár némileg eltérő megoszlást tüntet fel. FRAUNHOFER az utóbbi fényt vizsgálva, több fényes sávot különböztetett meg tenne; nevezetesen egy zöld vonalat, egy másik az előbbinél valamivel gyengébb vonalat a narancsszínben, s végre a színkép vörös szélén egy harmadik, még ennél is gyengébb vonalat.

Azon időben még nem tudták, hogy miként lehetne a lángok színképeinek ezen vonalait, valamint a különböző fényforrások fényes és sötét sávjait megfejteni. Most már azonban tudjuk, hogy a FOUCAULT fölfedezte sugárnyelés és kibocsátás, mit nem sokára a KIRCHHOFF nevezetes munkálatai követtek, egy új elemző módszer ösvényére vezetett, melynek segélyével a színkép vonalainak számából, helyéből és természetéből az anyagot föl lehet ismerni, melynek égéséből az elemzett fény származik.

Ezen az alapon az elektromos fény összetételére vonatkozólag sokféle kísérleteket tettek, még pedig a statikai és a gerjesztett elektromosság szikráival, nemkülönben a fényívvel, valamint a ritkított gázokban

383

látható fénynyalábokkal is. Kisértsük meg ezek vázlatos megismertetését.

WHEATSTONE már 1835-ben vizsgálta az elektromos fény színképét; a mágnes-elektromos gép fejlesztette fényt távcsővel megfigyelvén, azt találta, hogy a higanyból kiugró szikra színképe hét fényes, sötét közökkel elkülönített sávot foglal magában: kettőt a narancsszínben, egy ragyogó zöldet, két zöldes-kék és egy ibolyaszínű sávot. Midőn az elektródokul szolgáló fémeket változtatta, melyek között a szikra átugrott, azt tapasztalta, hogy a megfigyelt sávok száma és helye az anyaggal változik; a közeg hatástalannak tetszett előtte, a mennyiben az eredmény ugyanaz volt, ha a szikra levegőben, a TORRICELLI-féle ürben, szénsavban vagy oxigénben ugrott át.

A fémek hatása a sugarakra oly szembetűnő, hogy WHEATSTONE különböző fémkeverékekből készült drótokat használván elektródokúl, az így kapott szinképben a keveréket alkotó két fém fényes vonalait felismerte. MASSON kísérletei az angol fizikus eredményeit megerősítették s még egy új, fontos ténynyel bővítették ki: az elektromos fény sávjai csakugyan függnek az elektródok természetétől, de egy-kettő közülök a különböző fémekre nézve közös volt, s egyikről a másikra csakis intenzitásban különbözött. A szikrát levegőn vagy különböző gázokon, különböző nyomás alatt üttetve át, azt találta, hogy a sávok intenzitása a gáz természetével és a nyomással változik; számuk és helyzetök azonban nem módosult. A következtetés, melyet belőlök levonni lehetett, mint látjuk ugyanaz, mint a WHEATSTONE jóval kisebb számú és kevésbbé teljes kísérleteinek eredménye. A közös vonalakra vonatkozólag, melyeket MASSON a különböző fémek között átáradó elektromos fényben megfigyelt, ANGSTROEM bizonyította, hogy azok a közegtől függenek, vagyis attól a gáztól, melyen keresztül a szikra átüt. A fémek jellemző vonalainak a közeg jellemző vonalaival való összekeveredése az e fajta vizsgálatokat igen kényesekké teszi.

Ha az elektródok végei igen közel vannak egymáshoz vagyis ha a szikra rövid, a fém vonalai a túlnyomóak, a nélkül azonban, hogy a közeg vonalai eltünnének. Mentől hosszabra nyúlik a szikra, annál inkább gyengülnek az előbbiek s az uralmat a környező közegnek engedik át (313. ábra, 3 és 4).

Az a fény, melyet ritkított gázokkal töltött GEISSLER-féle csövekben az inductio-tekercsek kisülése idéz elő, a vezetők természetétől teljesen független színképet ad. A színkép-elemzésről szóló munkák részletesen felsorolják az eljárásokat, melyeket a gázok szinképeinek elemzésénél

384

elfogadtak s mindazokat az óvó intézkedéseket, melyeket a hibák kikerülése végett figyelembe szükséges venni.

Itt az elektromos fény néhány szinképét közöljük (313. ábra), melyeket LECOQ DE BOISBAUDRAN határozott meg. Néhány megjegyzéssel is fogjuk kísérni, hogy megjelöljük a kisérletek körülményeit, melyek között létesíttettek; a jegyzetek a szerzőtől vannak kölcsön véve (Spectres lumineux, par LECOQ DE BOISBAUDRAN, texte et atlas. Paris, 1874).

313. ábra. – Az elektromos fény szinképei Lecoq de Boisbaudran után: 1, nem sűrített inductio-szikrának positiv vége; 2, ugyanennek a szikrának negativ vége; 3, hosszú szikra; 4. igen rövid szikra, platina és híg sósav elektródok között.

313. ábra, 1. – "Ez annak a fényáramlatnak a szinképe, mely közepes hosszaságú, rendes nyomású levegőben átütő inductio-szikrában, a positiv csúcstól egészen csekély távolságnyira a negatív csúcsig terjed. Az előttünk álló színkép alig különbözik a ritkított nitrogén gáz (szűk csőbeli részének) színképétől; ugyanez egymásután platina, palladium, ezüst és alumínium elektródokkal is előállíttatott."

313. ábra, 2. – "Ez a rendes nyomású levegőben átütő inductio-szikra negatív kék szegélyének színképe; elektródok egymásután platina, palladium, ezüst és alumínium."

313. ábra, 3. – "Ez meg annak a tűzvonalnak a színképe, mely keletkezik, midőn az elektródok eléggé széthuzatnak, vagy mikor középszerű hosszaságú szikrára légáramlatot irányítunk. Ez a színkép jóformán azonos azzal, melyet kapunk, ha a gerjesztett vezetékbe leydeni palaczk

385

csatoltatik közbe; egymásután platina, palladium, ezüst és alumínium elektródok között állítottam elő."

313. ábra, 4. – "Midőn középszerű hosszaságú platinadrót és higított sósav (HCl) között ugrik át, a származó színkép hasonló ahhoz, mely két platina-elektród között keletkezik (positiv sark szikrája, a negatív sark szikrája, hosszú szikra). A hidrogén piros vonala azonban jóval nagyobb intenzitásra tesz szert."

A fönnebb idéztük fizikusok: WHEATSTONE, FOUCAULT, MASSON a volta-ív színképét is vizsgálták. A vonalak általában ugyanazok mint az ugyanazon anyagú elektródok szikráinak vonalai; mégis az ív színképében kisebb számban vannak jelen, a mit MASSON annak tulajdonít, hogy az utóbbi kisebb feszültségű elektromosságtól származik, minthogy a közönséges szikránál kevésbbé fényes szikrák sorából állónak tekinthető. Itt következik még nehány adat az elektromos fény színképejre vonatkozólag melyeket különféle fém-elektródok között ad:

Cadmiummal a szinkép igen fényes kék és zöld vonalakat ad. Az antimon sok fényes vonalat ad; azonban egy szin sem túlnyomó, a mi a szikrának fehérségét megmagyarázza. Ugyanez áll a bizmútra vonatkozálag is. Ólommal a színkép az ibolyaszín felé való megnyúlásával tűnik ki, és e helyen szép csíkokat lehet megkülönböztetni. A czink színképét alma-zöld sáv jellemzi. Az ezüsté nagyon fényes a zöldben, hol több csík látható; az aranyelektródok között átugró szikrának színképén kiválóan fénylik a sárga és az ibolya. A vas, a platina és az ón semmi különöset sem mutatnak. Végre a szénelektródok oly fényt adnak, melynek színképe sok tündöklő csíkjával tűnik ki.

Mondtuk hogy a fémek vonalai a volta-ívben és a szikrában ugyanazok; azonban mégis van különbség, amit MASSON konstatált és VAN DER WILLIGEN kisérletei megerősítettek; az t. i., hogy az ívnek spektrumát a közeg befolyása nem módosítja, míg ellenben láttuk, hogy az elektródokul szolgáló fémek vonalaíhoz a közeg jellemző vonalai csatlakoznak.

Egy az elektromos fény színképeire vonatkozó általános megjegyzéssel fejezzük be fejtegetésünket: valamennyit az ibolyán túl eső rész nagy terjedelme és intenzitása jellemzi, vagyis az elektromos fény színképei a chemiai hatású sugarakban nagyon gazdagok.

9. Az elektromosság tovaterjedése és sebessége.

A mozgásnak bármilyen alakja legyen is az, ami az elektromosságnak tovaterjedését a vezető testek felületén, vagy a galván-vezetéket alkotó

386

drótok belsejében előidézi, belátható, hogy ez a tovaterjedés pillanatnyi nem lehet. Sebességének mérését csak úgy lehet czélul kitűzni, a mint az a hang, a fény sebességénél történt. Oly feladat ez, mely már az utolsó század közepe óta a fizikusok kisérleteinek tárgyát képezi. DE LUC Genfben, LE MONNIER Francziaországban, WATSON Angliában nem bírták megoldani, vagy pedig kisérleteik eredménye legfölebb annyi volt, hogy az elektromosság sebessége a fényéhez hasonlítható. Lássuk, hogy járt el e tudósok közöl a második: "Több tapogatózás után, melynek eredménye nem látszott eléggé döntőnek, LE MONNIER nagy kerítés körül két vas drótot feszített ki párhuzamosan; mindegyiknek hossza 950 toise – mintegy 17 ¹/₂ kilométer – volt s négy végök a kerítés egyik szögletén egymásmellé esett; mind a két drót egy-egy végét egy ember tartotta a kezében; ekként az egyikből a másikba közlekedés állíttatott elő. A két drót most már egy vezetőt képezett, melynek hossza 1900 toise volt és közepét a drótok végeit tartó ember foglalta el."

"A most leírt berendezés mellett ez az ember, ámbár az elektromozandó test egész hosszának közepét foglalta el, mégis igen közel volt a másik két véghez s könnyen megitélhette, vajjon ugyanabban a pillanatban érzi-e az ütést, a melyben a szikrát átugrani látja; s tényleg ez következett be. LE MONNIER egyik kezével az egyik vasdrót végét megfogva, a másik drót végéhez a másik kezében levő elektromos palaczk gombját közelítette; s ugyanabban a pillanatban, midőn a szikra felvillant, ő és a vasdrótok közepén álló ember az ütést megérezték, a nélkül, hogy valamikor sikerült volna akár csak a legkisebb időközt is a szikra és az ütés között észrevenni, jóllehet egész ¹/₄ másodperczre lehetett volna, ha csakugyan létezett, az időközt megbecsülni.

"Hogy e tüneményre vonatkozólag még teljesebb bizonyítékot kapjon, valamivel később egy más, némileg különböző kísérletet tett, melynek kimenetele az előbbinek eredményében megerősítette. Páris környékén, egy sík helyen kényelmes területet választva, azt 4000 toise hoszszaságú vasdróttal bekerítette, a mi két mérföldet teszen. Ennek a drótnak két vége egymástól mintegy 6–7 lábnyi távolságban lett elhelyezve. Mialatt LE MONNIER a drót egyik végét kezében tartotta, egy másik megfigyelő, kire az elektromos palaczk volt bízva, a palaczk belső fegyverzetének gombját a drót másik végéhez közelítette. Ugyanabban a pillanatban mindkét megfigyelő karjukban, melylyel az egyik a drótot, a másik pedig a palaczkot fogta, ütést érzett. A rázkódás ebben a kísérletben kevésbbé volt heves, mint az előbbeniben, mivel ereje két megfigyelő között oszlott meg; mindegyikök körülbelül csak félakkora ütést érzett, mint a minőt akkor

387

érezett volna, ha a közlekedés zárlata egyiktől a másikig vezettetett volna; azonban a talált eredmény a kitűzött czél tekintetében nem kevésbbé biztos. A kísérletet ismételte, s ugyanaz az eredmény mindig egyformán következett be, a nélkül hogy a szikra feltűnése és az ütés érzete között csak a legparányibb, észrevehető időközt is lehetett volna találni." (Histoire de l'Académie royale des sciences, 1746).

Ezekhez egészen hasonló kisérleteket WATSON hajtott végre Angliában, 1748-ban, melyek ugyanarra a következményre vezettek, s csak egy évszázaddal később sikerült az elektromosság tovaterjedésének sebességét számszerűen meghatározni. Azután is csak igen nagynak tételezték föl, anélkül azonban, hogy határait meg bírták volna jelölni. BIOT, az elektromos erőnek néhány mechanikai és fizikai hatását leírván, hozzáteszi: "Csakugyan a legóriásibb fogalmat kell magunknak ennek az erőnek erélyességéről és arról a roppant sebességről alkotnunk, melylyel az elektromos anyagnak bírnia kell, midőn a súlyos és szilárd testekkel oly jelentékeny mozgásmennyiségeket közölhet, a nélkül hogy bármi parányi s a legérzékenyebb mérlegekkel megbecsülhető tömege volna. Ismeretes ugyanis, hogy midőn egy test egy másikat lökés útján mozgásba hoz, a tömegek és a sebességek szorzatából képezett összeg a lökés előtt és után ugyanaz. Mily sebességet kell az elektromosságnál föltételeznünk, hogy a mechanikának e szigorú törvénye a leírtuk tüneményekben meg legyen tartva? Úgy látszik, hogy még az egész földátmérő is igen kicsiny lenne arra, hogy haladását érezhetővé tegye."

WHEATSTONE kisérletei, 1834-ben eloszlatták azt, a mi ezekben az elméleti nézetekben szükségképen homályos, vagy csak gyanításokra támaszkodó volt. A módszer, melyet ez a fizikus kigondolt, nem más, mint a forgó tükör módszere, melyet LÉON FOUCAULT később a fény tovaterjedése sebességének meghatározására oly szerencsésen alkalmazott.

Tegyük fel, hogy M tükör előtt, a tükör forgástengelyét képező vízszíntes átmérőjével párhuzamos vonal mentében, hat fémgolyó van elhelyezve s három: A, B, C csoportba rendezve. A középső két golyó a szélső golyókkal bizonyos hosszaságú. pl. 367 méternyi fémhuzalokkal van összekötve; a második és az ötödik egy-egy fémdrót által egy leydeni palaczk két fegyverzetével közlekedik.

314. ábra. Wheatstone kisérlete a forgó-tükörrel.

Ennek a rendszernek kisütése pillanatában három szikra ugrik át; A-ban, B-ben és C-ben. Ha az elektromosság végtelen nagy, vagy legalább is akkora sebességgel terjed, hogy a vezető drótok P és Q részeit megmérhetetlen rövid idő alatt futja be, a szikrák teljesen egyidejűek, vagy legalább azoknak látszanak. Ellenkező esetben meglátjuk, mily módon engedi

388

az M tükör ezt a nem-egyezést fölismerni s az egyiktől a másikig elfolyó időt lemérni.

Az optikából tudjuk, hogy egy világító pontnak az átmérője körül forgó tükörben származó képe egy körív mentén, melynek középpontja a forgástengely valamely pontjába esik, eltolódik s hogy az eltolódás szög-értéke, vagyis a kérdéses ív épen kétszerese a tükör forgásszögének. Ha a fénylő pont rövid tartamú, akkor képe határolt ívet ír le, melynek hossza különben a tükör forgássebességétől függ. Mivel a fénybenyomás tartama körülbelül ¹/₁₀-ed másodpercz, a szem mindezen egymást követő képeket rövid fényes vonal alakjában egyidejüleg látja; föltéve, hogy a tünemény tartama egy tizedmásodpercznél kisebb. Ez az eset az elektromos szikránál. A tükörnek másodperczenként mintegy 800 körülfordulatnyi sebessége mellett a szikra fényes sáv alakjában jelenik meg. WHEATSTONE eme szalagnak ívbeli szélességét megmérvén, 24°-nyinak találta. Ezen idő alatt a tükör maga félakkora szöggel, azaz 12 fokkal fordult odább, vagyis az egész kerület 30-ad részével. Már ez az első adat is szolgáltat egy közelítő értéket a szikrák tartamára azon körülmények között, melyek között a kísérlet végbement. Ez a tartam a másodpercznek ¹/_30×800, vagyis egy 24,000-edrésze (0,000042 mp.).

Lássuk már most, mily módon mérhette meg WHEATSTONE az elektromos áramlás tovaterjedésének sebességét. A kisülés pillanatában, mint már említők, három szikra ugrik át a három csoport golyói között. A forgó tükörben tehát három fényes szalagnak visszavetődő képét lehetett látni; mind a három egyenlő hosszaságú volt, mi arra mutatott, hogy tartamuk

389

315. ábra. – A fényes szalagok képe, feltéve, hogy a sebesség végtelen nagy.

ugyanaz volt. Ámde nem ugyanabban a pillanatban vették kezdetöket. Ugyanis ha így állott volna a dolog, a három szalagnak a tükörben a tengelyhez viszonyítva ugyanazokat a helyzeteket kellett volna elfoglalnia; a három párhuzamos vonal végeinek ugyanabban a magasságban kellett volna lennie, mint az a 315. ábrában látható. E helyett a középső vonal a két szélsőnél vagy magasabban, vagy pedig mélyebben jelent meg, a szerint, a mint a tükör az egyik vagy a másik irányban forgott. (316. ábra.) Mi következik ebből? Az, hogy a két középső golyó között átugró szikra a másik kettöhöz képest mindig elkésik, s ez az elkésés nyilván attól az időtől származik, a mit az elektromosságnak az egymásra következő két megszakadás-hely golyóit összekötő 367 méternyi drót befutására kellett fordítani.

316. ábra. – A szikrák képei a forgó tükörben.

Az elektromosság sebessége e szerint nem végtelen. Megmérésére nem kell egyebet tenni, mint meghatározni, mekkorra szöggel van a középső fényes szalag a két szélsőhöz viszonyítva, eltolódva. WHEATSTONE azt találta, hogy az ennek megfelelő szikra mindig ¹/₂ fokkal marad el a másik kettő mögött, mi a tükör ¹/₄ foknyi tovafordulásának, vagyis az egész kerület 1440-ed részének felel meg. Mivel a tükör másodperczenként 800 körülfordulást végez, ez oly tört része a másodpercznek, melynek nevezője 1440×800 = 1152000; s ezen idő alatt az elektromosság 367 méternyi utat futott be. – A tovaterjedés sebessége tehát másodperczenként 367×1.152,000 méter, vagyis körülbelül 423,000 kilométer (60,000 mérföld).

A két szélső szalagnak teljesen részarányos fekvése, bármilyen legyen a tükör forgásának iránya, két dolgot bizonyít: az első az, hogy az elektromosság nemcsak egy irányban terjed, hanem egyszerre két irányban s hogy a tovaterjedés sebessége az áram irányától független.

WHEATSTONE kisérletei 1834-ben történtek. Ámde ez idő óta, minthogy

390

az elektromos telegrafia nagy mértékben elterjedt, az elektromosság sebességét azoknak a hosszú, szigetelt fémdrótoknak felhasználásával is meg lehetett mérni, melyek a jeleket vagy sürgönyöket váltó állomásokat egymással összekötik. Az alább következő táblában a különböző fizikusoktól talált különféle számokat foglaljuk össze. E számok jelentékeny eltéréseket mutatnak, melyeket több oknak lehet tulajdonítani. Először is a módszerek különbözősége s a megfigyelés hibái, melyek a módszerekhez úgyszólván hozzá vannak nőve; de ezek a mutatkozó eltérésekről még távolról sem adnak számot. Az elektromosság tovaterjedésének sebessége tényleg nem határozható meg tüzetesen egyetlen egy definitióval, mint pl. a fény sebessége; sőt ellenkezőleg, a kísérlet föltételeivel változik, a milyenek a vezető zárlat természete, a forrás elektromos feszültsége.

FARADAY a WHEATSTONE-féle kísérletek nyomán gyanította, hogy azok különböző eredményre vezetnének, ha a drótok végei nagy, szigetelt fémfelületekkel helyeztetnének közvetlen közlekedésbe, melyek kondenzátorok szerepét játszanák. E gyanítások földalatti telegráfdrótokon, valamint a tenger alatti kábeleken, melyeknek szigetelő gutta-percsa bevonata a tenger vizébe merülve, a dróttal kondenzátorképen működik, alaposoknak bizonyultak. Ez a drótok elektromos tölthetőségét – capacitását – jelentékenyen növeli s a tovaterjedés sebességében megfelelő elkésést von maga után.

AZ ELEKTROMOSSÁG TOVATERJEDÉSÉNEK SEBESSÉGE.

Megfigyelők	Másod- perczenként befutott kilométerek	A vezetők természete és megjegyzések
Wheatstone Fizeau és Gounelle Fizeau és Gounelle O'Mitchell Walker Greenwichi és Edinbourghi megfigyelések Greenwichi és Brüsszeli megfigyelések Faraday Felici Gould	423,000 100,000 180,000 45,600, 30,000 12,200 43,000 1,200 260,000 25,600	Vörösrézdrót Vasdrót " " " Vörösrézdrót " " " Vasdrót	Leydeni palaczk kisütése. Telegráfdrót Páristól Amiensig és Rouenig. Telegráfdrót Philadelphiától Cincinnatiig. Telegráfdrót Philadelphiától Cambridgeig. Telegráfdrót a föld szine fölött. Tenger alatti kábel. Föld alatti drót. Leydeni pálaczk kisütése. Telegráfdrót Saint-Louistől Washingtonig.