XII. FEJEZET.
A LÉGKÖR ELEKTROMOS TÜNEMÉNYEI.
1. A villám és az elektromos jelenségek azonossága.
MINDAZON elektromos tünemények, melyeket az eddigiekben leírtunk, csaknem kivétel nélkül olyan jelenségek voltak mind, melyeket, a fizikusok a természettől úgyszólván úgy csikartak ki; az ő kisérleteiknek, okosan kieszelt műveleteiknek köszönhetjük, hogy az oly változatos, s közbe-közbe olyannyira hatalmas hatások szemeink előtt nyilvánulhatnak. Fölfedezésökben a tiszta megfigyelésnek jóformán semmi szerepe sem volt, az elektromosság, nemkülönben a mágnesség tudománya (mely egyébiránt ma már az előbbibe olvad be) a kérdésben forgó tüneményeket illetőleg kísérleti tudomány, vagy, hogy szabatosabban fejezzük ki magunkat, kizárólag kísérletezve megfigyelő tudomány. A bele tartozó tények közöl egyetlenegy sem kínálkozik önként a tudós tanulmányozására; s kétségtelen, hogy ez az, a mi megmagyarázza, miért épen az Elektromosság és Mágnesség a fizikának az az ága, mely legutoljára hajtott ki, miért kellett hosszú évszázadoknak elfolyniok, a nélkül hogy e tudománynak legalább a tárgya a kutatók fürkésző kíváncsiságát maga felé irányította volna. Csakis az a két tény, hogy a természetes mágnes a vasat, a dörzsölt gyanta pedig a könnyű testecskéket magához vonja, voltak szerény kiinduló pontjai e két tudománynak, melyeket AMPÈRE lángesze végre egyetlen egy tudományba olvasztott össze.
Meg kell engednünk, hogy a fizikai és a természeti tudományok történetében különös kivételt képezne, ha mindaz, a mit most mondtunk, szószerint igaz volna. Ismeretes, hogy ez épenséggel nincs igy. A természet tényleg már az idők kezdetétől fogva nagyszabású jelenségekben, feltűnést keltő módon mutogatta egy új tudománynak az anyagát. A sarkfény megjelenései, noha a mérsékelt klima tájain, tehát épen ott, hol a növekvő
mívelődés a bölcselkedővé és a tudományok mívelőjévé vált ember szeme előtt lefolyó tüneményeken való töprengést lehetővé tette, aránylag ritkák valának, mégis a legrégibb időktől ismeretesek voltak és megfigyelés alá is vonattak. A villám lecsapása, a villámlás, a mennydörgés s más hasonló tünemények nem kerülhették el a tudományos vizsgálók figyelmét. Mindamellett a villám, ép úgy mint a sarkfény, rejtélyül maradt a korunktól nem épen távol eső azon pillanatig, midőn a GUERICKÉ-k, a WALL-ok és a GRAY-k első, szerényke kisérleteiből kiderült, hogy az elektromos vonzásokat és taszításokat bizonyos fénytünemények kisérik, s míg FRANKLIN merész és szerencsés kisérlettel a villámnak és az elektromosságnak azonosságát ki nem mutatta.
317. ábra – Benjamin Franklin.
Az értekezés, melyben a híres amerikai fizikus a villám hatásait az elektromosság hatásaival összehasonlítja, az 1749. év november havában kelt; tehát a viharos felhőkre vonatkozó saját kísérleteit, valamint a DALIBARD-éit is, két és fél évvel megelőzte, mivel mindkettő 1752. év május havában hajtatott végre. A csúcsok hatását épen ez időtájt ismerte föl; két zseniális kisérlet, melyben eme hatásnak szerepe volt, új analógiát tárt fel előtte, s arra az eszmére vezette, hogy okoskodásainak igazságát a viharos felhőkön igazolhatja. FRANKLIN egy aranyozott keménypapircsövet, melynek hossza 10 láb, átmérője pedig 1 láb volt, szobája mennyezetére selyemzsinórokkal felfüggesztett és elektromossággal megtöltött. A csőhöz egy tű csúcsát egy lábnyira közelítvén, az egész cső egy pillanat alatt kisült; ha ellenben tompa, a végén meggömbölyített lyukasztó vasat tartott feléje, egészen 3 hüvelyknyire kellett közelítenie, hogy a kisülés végbemehessen, "mely ez esetben ütéssel és csattanással következett be". Ugyanily módon nagy rézmérlegeket függesztvén föl, melyeknek csészéi egy lábnyi magasságban a padló felett selyemzsinegeken lóggtak, [!] az egyik csészét megelektromozta. Mivel a felfüggesztő fonál csavarodása a mérleget körben forgatta, a tompa lyukasztó vasat alul, eme kör kerület egyik pontjában megerősítette. Midőn az elektromozott csésze e pont fölött elhaladt, mélyebbre sülyedt, érintkezésbe jött vele, s így kisült. De ha a vas vége hegyes volt, s ez fölfelé volt fordítva, akkor a serpenyő elhaladt fölötte, a nélkül hogy lehajolt volna, s a kisülés most zaj nélkül ment végbe. Már most, mondja FRANKLIN, ha az elektromos tűz és a villám tüze ugyanaz, a mint azt egy megelőző hosszú iratban kimutatni megkisérlettem, ez a cső és ezek a mérlegserpenyők elektromozott felhőket ábrázolhatnak. Ha egy csak 10 lábnyi cső a tompa csúcsra 2–3 hüvelyknyire leüt és a tüzét kisüti, akkor az elektromos felhő, mely meglehet 10,000 acre terjedelmű, a földre leüthet és tüzét ugyanazon arányban nagyobb
távolságra sütheti ki. A serpenyők vízirányos mozgása a felhőknek a földszíne fölötti mozgását ábrázolhatja, s a lyukasztó vas a hegységeket és a legmagasabb épületeket; s most már látjuk, hogyan vonzathatnak lefelé azok az elektromozott felhők, melyek a hegységek és épületek fölött nagyobb magasságban haladnak el, semhogy beléjök üthetnének, levonathatnak egészen addig a távolságig, mely a leütéshez megkivántatik. s végre ha egy tű a hegyével fölfelé a lyukasztó vashoz van erősítve, vagy épen a lyukasztó vas alatt a padlóba: ez a tű a serpenyő tüzét nesztelenül, a lecsapásra szükséges távolságnál sokkal nagyobb távolságból fogja már vonzani, s így a serpenyő hajlásának elejét veszi, vagy pedig, ha mozgása közben elég közel került volna hozzá, hogy leüthessen, ezt még sem tehette volna meg, mivel tüzétől már előre megfosztatott, s ekként a lyukasztó vas a lecsapás ellen biztosítva volt."
A csúcsok szívó erejéből eredő hatások ezen aprólékos elemzése s a parányi méretekben végezett kisérletek összehasonlítása a légköri jelenségekkel, melyeket égi háborúk alkalmával megfigyelünk, FRANKLIN agyában nem maradt meddő. Ugyanakkor, midőn egy megfigyelő módszert eszel ki, mely elméleti nézeteinek helyességét kimutatandó volt, nem is mulasztja el, hogy közvetetlenül gyakorlati következtetést is ne vonjon le belőle, t. i. a villámhárító feltalálását. Ugyanis így folytatja: "Ezt a feltevést elfogadván, kérdem, vajjon a csúcsok szívó erejének ismerete nem nyújthat-e az embernek hasznot olyformán, hogy a házakat, a templomokat, a hajókat stb. a villámütés elől megvédelmezze, a mennyiben arra indít, hogy ez épületek legmagasabb részeire függőleges irányban tűalakúlag készített vaspálczákat erősítsünk, melyeknek végei a rozsdásodás meggátlása végett meg vannak aranyozva, s a talpuktól egy vasdrótot vezessünk le, mely az épületen kívül a talajba, vagy a hajó árboczkötélzetén végig menve, a vízbe merüljön. Nem valószínű-e, hogy eme vaspálczák a felhőből zajtalanul kicsalják az elektromos tüzet, még mielőtt oly közel jutott volna, hogy becsaphasson? S nem menekülhetnénk-e ez úton annyi rögtöni és rémítő szerencsétlenségtől?"
"Hogy ez a kérdés, t. i. vajjon azok a felhők, melyek mennykővel vannak terhelve, elektromozottak-e, vagy sem, eldöntessék, arra gondoltam, hogy egy kísérletet hozok javaslatba, mely e czélra alkalmas helyen kipróbáltassék. Helyezzenek egy magas torony tetejére egy erkély-féle alkotmányt, mely elég nagy arra, hogy egy embert és egy elektromos zsámolyt befogadhasson; a zsámoly közepére egy vaspálczát erősítsenek, mely az ajtón kihajolva, innét 20–30 lábnyira függőlegesen emelkedjék fel, s felül igen hegyes csúcsban végződjék. Ha az elektromos zsámoly tiszta és száraz, a rajta álló ember abban a pillanatban, midőn az elektromozott felhők kissé mélyen vonulnak el, és a vaspálcza a felhő tüzét magába húzhatja, elektromossá lesz és szikrákat osztogathat." (Expériences et observations faites à Philadelphie, 1749.)
Bizonyára FRANKLIN volt az első, ki az elektromosság és a villám azonosságát bizonyító kísérletekre buzdított, de nem ő volt az első, ki azokat végrehajtotta. Ez a dicsőség egy franczia fizikust, DALIBARD-t illeti. Több elszigetelt és csúcsban végződő vas pálczát állíttatott fel egy kertben, Marlyban. Midőn épen egy viharos felhő vonult el, az egyik pálczának, mely 14 méter magas volt, aljából szikrákat húzhatott, leydeni palaczkokat tölthetett meg stb. Ugyanabban a pillanatban mennydörgés volt hallható. Ez a döntő kísérlet 1752. évi május hó 10-én tétetett. Egy hónappal később FRANKLIN fiával a hires "sárkány-kisérletet" hajtotta végre Amerikában,
melyet a következő évben DE ROMAS ismételt. GAY-LUSSAC: "Instruction sur les paratonnerres" czímű iratában PRIESTLEY nyomán részletesen elmondja ez utóbbi fizikus megfigyeléseinek körülményeit. Elég érdekesek arra, hogy itt is elmondassanak.
"A sárkány 7 1/2 láb magas és 3 láb széles volt. Zsinórja kender-madzag volt, melybe vasdrót volt beszőve, s azáltal, hogy ennek végét száraz selyemkötéllel megtoldotta, DE ROMAA lehetővé tette, hogy a megfigyelő, készülékének sajátságos berendezése mellett, az épen kívánt kísérletet végrehajthassa, a nélkül hogy személyét veszedelem fenyegesse."
"Ezzel a sárkánynyal 1753-ban délutáni 1 óra táján, miután a sárkány 780 láb hosszú zsinórján, mely a horizonnal mintegy 45 foknyi szöget alkotott, a föld színe fölé 550 láb magasságra emelkedett, a konduktorból 3 hüvelyk hosszaságú és 3 vonal szélességű szikrákat húzott ki, melyeknék csattanása majd 200 lépésnyire hallható volt. Midőn e szikrákat kicsalta, jóllehet a sárkány kötelékétől több mint 3 láb távolságban volt, mégis mintha pókhálót érzett volna az arczán. Sejtelme támadt, hogy nincs biztonságban, ha ilyen közel marad; valamennyi segédjére rákiáltott, hogy vonuljanak hátra, s ő maga is körülbelül 2 lábbal távolodott."
"Minthogy most már biztonságban érzé magát és senki sem volt közelében, figyelmét arra fordította, hogy azokban a felhőkben mi megy végbe, melyek épen a sárkány fölött vannak; ámde sem itt, sem pedig másutt villlámot nem vett észre, sőt még legcsekélyebb mennydörgést sem hallott és eső egyáltalában nem esett. A szél, mely nyugat felől fújt, a sárkányt legalább 100 lábnyival magasabbra emelte, mint előbb."
"Ezután tekintetét a bádogcsőre vetvén, mely a sárkány zsinórjával volt összekötve, s mintegy 3 lábnyi magasságban megerősítve, azt veszi észre, hogy három szalmaszál, melyek közől az egyik közel 1 láb hosszú volt, a második 4–5 hüvelyk, s a harmadik 3–4 hüvelyk volt, egyenesen fölmeredez és a bádogcső alatt mozgó bábok módjára körtánczot kezdenek, a nélkül, hogy egymást érintenék. Ez a kis tréfás látványosság, mely a társaságnak több tagját mulattatta, közel egy negyedóráig tartott; erre, miután egy-két esőcsepp esett, a pókhálót újból érezé az arczán, s ugyanakkor folytonos zajt is hallott, mely egy kis kovácsfujtató zajához hasonlított. Ez új jele volt annak, hogy az elektromosság növekszik, s attól a pillanattól kezdve, melyben DE ROMAS a szalmaszálat fölmeredezni látta, többé nem mert szikrát húzni, még a legnagyobb óvatossággal sem, s a nézőket újból kérte, hogy még tovább távozzanak."
"Közvetetlenül erre az utolsó jelenet játszódott le, s DE ROMAS megvallja, hogy az félelmes volt. A bádogcső a leghosszabb szalmaszálat
magához húzta, mire három oly kisülés következett, mely a mennydörgés zajához nagyon hasonlított. Valaki a társaságból a röppentyű robbanásához hasonlította, mások ismét ahhoz a zajhoz, melyet kövezetre hulló és összezúzódó nagy agyagedény okoz. Bizonyos, hogy a város közepéről is hallották, a sokféle zaj daczára, mely ott keletkezett."
"A tűz, melyet a robbanás pillanatában megpillantottak, 8 hüvelyk hosszú és 5 vonal átmérőjű volt; ámde a legcsodálatosabb és legmulatságosabb körülmény az volt, hogy az a szalmaszál, mely a kisülést előidézte, a sárkány zsinórját szépen követte. A társaság egyik tagja 45–50 ölnyi távolságban is látta, váltakozva, mint vonzatik és taszíttatik a szalmaszál; s az volt a nevezetes, hogy valahányszor a zsinórhoz vonzódott, tüzes csíkok villantak fel és serczegés hallatszott. Ezek azonban nem voltak oly hevesek, mint az első kisüléskor."
Meg kell jegyezni, hogy a kisülés pillanatától kezdve egészen a kísérletek végeig villámlást egyáltalában nem lehetett látni és mennydörgés is alig volt hallható. Kénszagot lehetett érezni, mely nagyon emlékeztetett a világító elektromos kiömlések szagára, melyek az elektromozott fémrudak végeiből áradnak ki. A zsinór körül 3–4 hüvelyk átmérőjű világító-henger volt látható, s mivel ez nappal történt, DE ROMAS nem kételkedett, hogy ez az elektromos légkör éjjel 4–5 láb átmérőjű is lehetett volna. Végül, miután a kísérletek befejeztettek, a talajban, épen a bádogcső alatt lyukat fedeztek fel, mely igen mély és félhüvelyk átmérőjű volt, s melyet valószínűleg a robbanásokat kísérő nagy leütések hoztak létre."
"Minthogy a szél hirtelen keletnek fordult és jégesővel vegyes szapora eső keletkezett, e nevezetes kísérletek a sárkány leesésével értek véget. A sárkány esése közben a zsinór egy ereszben megakadt, s alig szabadíttatott ki, midőn az, a ki tartotta, kezeire oly ütést kapott s egész testében oly rázkódást érzett, hogy kénytelen volt elereszteni, s a zsinór több másoknak a lábára esvén, ezeknek is adott ütést, mely azonban az előbbinél jobban elviselhető volt."
Az elektromosság mennyisége, melyet a sárkány egy más alkalommal a felhőkből levezetett, valóban bámulatos. 1756. évi augusztus 28-án 10 láb hosszaságú és 1 hüvelyk vastagságú tüzes áramokat láttak belőle kitörni. Ez a rettenetes mennykőcsapás, mely valószínűleg veszélyesebb hatásokat idézhetett volna elő, mint akármelyik, a melyről a történelem megemlékezik, a sárkány zsinórján minden veszély nélkül egy hozzá egészen közel álló konduktorra vezettetett, s durranása fölért a pisztolyéval."
Hasonló kísérleteket sok más tudós is végzett Francziaországban, Angliában, Olaszországban, Oroszországban, még pedig nem minden veszély
nélkül, a mint azt RICHMANN halála Szt.-Pétervárott bebizonyította. Ez a fizikus laboratóriuma födelén egy szigetelt vaspálczát állított fel, mely szintén szigetelt fémláncz útján egy fémrúddal közlekedett, ez utóbbi pedig a padlóba volt erősítve és golyóban végződött. RICHMANN ehhez nagyon közel jövén, egy szikra fején találta s a villámtól agyonsújtva, holtan roskadt össze.
Mi derült ki egész világosan e kísérletből? Az, hogy GRAY és WALL találgatásai, hogy FRANKLIN-nak oly határozott állításai igazak és jogosultak voltak, szóval, hogy a viharos felhők tetemes mennyiségű elektromossággal vannak telve, s hogy a villám és a mennydörgés óriási mértékben ugyanazok a tünemények, melyeket a fizikusok laboratóriumaikban előidéznek, midőn elektromozott készülékeiket kisütik. E fontos fejtegetéseket a villám főbb hatásainak, valamint az égi háborúk alkalmával mutatkozó tüneményeknek rövid áttekintésével fogjuk befejezni.
2. A villám és mennydörgés. – A villámok különféle alakjai, színei, tartama és hosszúsága.
A villám olyan szikra, mely vagy két felhő vagy pedig egy felhő és a föld között ugrik át. Bizonyos idő múlva, mely a megfigyelő és a kisülés helye közti távolságtól függ, a mennydörgést halljuk, mely majd hirtelen robbanás módjára hangzik, majd pedig többé-kevésbbé tompa, elnyújtott morajból áll. A viharos felhőket leggyakrabban egymásra tornyosodó vagy halmozódó tömegek alkotják,* melyek az épen uralkodó szél irányában való általános mozgáson kívül, még belső mozgásoknak is alá vannak vetve: egyesülnek vagy elválnak és szétszakadoznak, mintha az egyes töredékek között vonzások és taszítások működnének. Ez utóbbi tüneményeknek könnyű a magyarázata, ha föltesszük, hogy a viharos felhőtömegek részint positiv, részint pedig negatív elektromossággal vannak töltve. Midőn két egymás fölött lebegő felhő ellenkező elektromossággal van töltve, egymást vonzzák, közelednek egymáshoz, s mihelyt a távolság eléggé kicsiny, kisülés megy végbe és a villám átcsap. Ez a kisülés legtöbbnyire csak részleges, a mit a felhőt alkotó ködös tömegeknek nem tökéletes vezetése megmagyaráz, s az első szikrára a villámok egész sora következik, mindegyike dörrenéstől kísérve. Különben valószínű, hogy azok az okok, melyek
* ARAGO azonban elszigetelt és csekély terjedelmű felhőkre is idéz példákat, a melyekből villámot és mennydörgést láttak támadni.
a viharos felhőben az elektromosságot fejlesztették, az első kisülések után továbbra is megmaradnak, s az elektromos folyadék új fejlesztésére adnak okot, mi a tünemény tartamát növeszti.
A villámok alakja nagyon változó. A leggyakoribb a kígyózó vonal-alakú; olykor zeg-zugos egyenes vonalak sorából áll, melyek az elektromozó gépek szikráihoz hasonlók. Azonban meglehet az is, hogy a valóságos alak csavaralakú vonal, s a látszólagos szögletek onnét erednek, mert a fénylő csavarvonalat ferde távolatban látjuk.
318. ábra. – Első osztályú, egyszerű vagy szétágazó villámok.
A villám ritkább esetekben két ágra, sőt néha három, négy ágra szakad. Ezen kétágú, háromágú, szétágazó villámok kiinduló pontja a felhőben van. A sugár kezdetben együttesen halad s a földhöz érve, oszlik két vagy több ágra. ARAGO több példát idéz erre. KAEMTZ mondja, hogy "heves égi háború alatt a fővillám oldalágakat bocsát ki, vagy mindjárt eredetétől szétágazónak tünik elő". Mi magunk is, egyetlenegy égi háború alatt több, igen élesen kettéágazott, sőt egy négyágú villámot is láttunk és rajzoltunk le.
Ha a többszörös villámok Európában csak ritkán jelennek meg (ARAGO csak egy kettéágazó villámot idéz, kivéve azokat, melyeket Abbé FERRARA 1763-ban az Aetna füstjében látott), nem úgy van ez Brazíliában. LIAIS az Espace céleste-ben egy égiháborúról tesz jelentést, melyet 1859. évi január 30-án Rio de Janeiróban figyelt meg. Hét óra felé a keleten egy-két villám kezdett feltünedezni és 7 óra 10 perczkor az égi háború már
teljes erejével dühöngött. Ebben a pillanatban, egy-két másodpercznyi időközben, zeg-zugos elektromos sugarak törtek elő, melyeknek több mint harmada kettéágazott.... A kétágú villámokon, továbbá a három- és négyágúakon kívül, melyek szintén igen gyakoriak voltak, nem múlt el egy percz sem, melyben olyanokat is ne lehetett volna látni, melyeket elbokrosodó, sokágú villámoknak lehet nevezni. Ezek oly tűzsugarak voltak, melyek több főágra oszoltak, s az ágak újból számtalan ágra szakadoztak. Egyikök, melyet különösen figyelemmel kísértem, s mely lefelé látszott terjedni, kezdetben három ágra oszlott, s ezen ágak ismét tovább szétágaztak, úgy hogy végre összesen talán 15 ágúvá is lett."
Sőt még oly villámokat is vettem észre, melyeknek ágai még ennél is számosabbak voltak, oly számosak, hogy az összes részletek nem vésődhettek emlékezetembe. Közülök a legfigyelemreméltóbb sugarasan szétfutó, nem pedig fa módjára szétágazó villám volt, olyan t. i., melynél egy középpontból kiindulva 6 ág tört elő, s ezek több másodrendű ágra szakadozva, egyidejűleg minden irányban szétterjedtek.*"
A villámok színe vakító fehér; mindamellett gyakran ibolya-, bíbor-vagy ritkábban zöldes színt is mutatnak. Az ibolyaszín a szikra színe ritkított gázokban; már KAEMTZ figyelmeztetett arra, hogy ez a szín főleg akkor vehető észre, mikor a villámok igen magasan czikáznak, tehát azokon a tájakon, hol a levegő ritkább.
ARAGO az Égi háborúról szóló értekezésében a villámokat három osztályba csoportosítja: az első azokat foglalja magába, melyekről szóltunk, s melyeket Olaszországban a nyíl... a magyar istennyila... nevével jelölnek meg. "Egy nálunk, a fizikusoknál épen úgy, mint a nagy közönségnél nagyon elterjedt vélemény szerint legfőképen – ha nem kizárólagosan – a nyilak, a rövid villámok, a barázdaalakú, a zeg-zugos villámok azok, melyekkel tűzveszély, rombolás jár; ezek a villámok képeznék a tulajdonképeni mennykövet." A második osztályba azok a villámok sorakoznak, melyeknek fénye "a helyett, hogy majdnem szélesség nélküli kígyózó vonalakba össze pontosulna, ellenkezőleg óriási felületekre szétterül. Különben ezeknél nincs meg a czikázó villámoknak sem fehér színe, sem pedig vakító fénye. Színezetök gyakran intenzív piros. Időről-időre a kék vagy az ibolya szín az uralkodó." Valószínű, hogy e második osztály villámai csak látszólag ilyenek, s tényleg az elsőbe tartoznak; elegendő
* LIAIS hozzáteszi, hogy azóta a megoszlott villámok tüneményét, melyet POEY is feljegyzett Havannában, gyakran látta; s ez egyáltalában a forró öv égiháborús vidékein igen gyakorinak látszik.
erre, hogy a tüzes fényvonal sűrű felhőtömegek mögött törjön elő, melyek a megfigyelő szemei elől elfödik. Ez esetben csakis a felhők körvonalai világíttatnak meg. A lényegileg a második csoportba tartozó villámok kétségkívül részleges kisülésekből erednek, melyek egy és ugyanazon felhőnek belső részei között mennek végbe; ezek ama fényes foltokhoz hasonlíthatók, melyek nedves üveglapon keletkeznek, midőn elektromozó gép szikrája csap végig rajtok. A villámok harmadik csoportja a gömbszerű villámokat foglalja magába, melyeket gömbvillámnak is szoktak nevezni: az égi háborúk elektromos fényének ez az alakja a két előbbinél ritkább s a rendes villámoktól még abban is különböző, hogy mozgása igen lassú éa tartama ezekét jóval meghaladja. A következő tény, melyet PELTIER nyomán adunk elő, a gömbalakú villám tüneményének sajátszerűségét világosítja meg.
319. ábra. – A szétterülő, vagy második osztályú villámok.
"Az 1839. év augusztus 28-án heves égi háború közben, melynek fekete és mélyen lebocsátkozó felhői az épületek csúcsait majdnem érinték, a villám a még befejezetlen, párisi középponti vámhivatal udvarának közepén ütött le. Eme villámnak nagy golyóalakja volt s hosszú gőzoszlop
kísérte. Az újonnan felhányt talajba csapott le s 18 centiméter átmérőjű mélyedést vájt benne; önmaga körül forogva, heves mozgás volt benne, a laza talajt magával sodorta, azután újból felugorván, 3 méternyi távolságban újra leesett, hol ismét 9 cm. átmérőjű gödröt vájt, miközben folyton-folyvást hevesen mozgott. Ebből a gödörből a tűzgolyó csakhamar a kőkerítésre szökött fel, melynek párkányán mintegy 30 méternyi hosszat futott be. A kőfal szögletéhez érkezve, szemben a Saint-Louis kórházzal, a golyó, melynek térfogata már nagyon megfogyott, az utczának esőtől nedves kövezetére veté magát; itt hosszú, kigyózó vonalban csúszott; a kórház kapuján átment, s az udvar közepén a templommal szemben eltünt. A mint az idő múlt, s énintkezése a talajjal tovább tartott, minden kétséget kizárólag látni lehetett, hogy tömege fogy; midőn a Saint-Louis kórház udvara közepére érkezett, már csak vékony, gyengén fénylő sávocskából állott, mely hirtelen eltűnt. Abban a pillanatban, midőn a tűzgolyó a vámház udvarába esett, az összes munkások s alkalmazottak, kik az ereszek alá menekültek, heves elektromos rázkódást éreztek, s a kénes szagot, melyet maga után hagyott, mind megérezték."
Mintegy húsz eset közül, melyeket ARAGO a tűzgolyó alakú villámra felhoz, ot még azt a különösséget is mutatta, hogy a golyó, pályafutásának vége felé, heves robajjal szétpattant. Az a villám, mely 1752-ben RICHMANN fizikust megölte, tűzgolyó alakú volt.
Az égi háború idejében látható villámok eme harmadik neme hosszú időn át nem volt megmagyarázva. A kígyózó, a zeg-zugos, az elágazó szikrák analóg esetei az elektromozó gépek kisüléseiben láthatók. Azonban a tüzes gömbökhöz hasonló dolgokat, melyeket most leírtunk, egyáltalában nem ismertek, míg PLANTÉ az ő másodrendű telepeivel a megelőző fejezetek egyikében szóban forgott nevezetes fénytüneményeket elő nem állította. Csakugyan lehetetlen, hogy meg ne lepjen az a hasonlatosság, mely ezek s a harmadik csoportba sorolt villámok között, a 304. és 305. ábrákban feltüntetett gömbalakú lángalakulatokat megtekintve, szembeötlik. E kisérletek szerzőjének az a véleménye, hogy a nagy égi háborúk idejében látható tűzgolyók természete valószínűleg ugyanaz, mint a magas feszültségű áramok előidézte gömbszerű szikráké. Az elektromos áramlat elvonulása alatt keletkező üres tér levegő- és víz-molekúlák összehalmozódását vonja maga után; ez nemcsak hogy elpárolog, hanem az áram útjában fejlődő magas hőmérséklet hatása alatt szét is bomlik. E szerint a golyó "izzó ritkított levegőből, s a vízgőz szétbomlásától eredő gázokból állana, melyek szintén ritkúlt és izzó állapotban vannak". Valószínű, hogy ezekhez az anyagokhoz még kozmikus anyagok is, melyeket
az elektromos áramlat a légkörben talál, hozzácsatlakoznak; ámbár ezek a levegőben csak rendkívül kis mennyiségben vannak jelen. Tudjuk, hogy azok, melyek ásványi eredetűek, u. m. a vas, a mész, a kova stb., mind oly anyagok, melyeknek nagy a sugárzó képességök; kétségtelen, hogy a gömbalakú villámok fényes ragyogásához az ő izzásuk is nagy mértékben hozzájárul.
Olykor megesik, hogy a tűzgolyók többszörösek, vagy úgy, hogy az eredeti golyó többre oszlik szét, vagy pedig hogy a részek esése egymásután következik be. Ez esetben a tünemény a villámoknak egy különös alakjával függne össze, melyet PLANTÉ olvasó-alakú – gyöngysoros – villámoknak nevez. Egy égi háború alkalmával, mely Páris fölött 1876. augusztus 18-án tört ki, PLANTÉ a következő megfigyelést tette:
"Reggeli 7 óra felé, abban a pillanatban, mikor az égi háború Páris fölött lebocsátkozni kezdett, egy a többiek közöl kiváló villám iramodott a felhőzetből a talaj felé, s megnyújtott S-hez hasonló görbét írván le, mérhető ideig volt látható; ez alatt mintegy tündöklő szemekből fűzött olvasó képét mutatta, a szemek igen keskeny fénysáv mentében lévén elhintve (320. ábra)." A hirlapok tudósításai szerint a villám több ízben csapott le tűzgolyó alakjában. "A villámnak ez a neme, úgymond
320. ábra. – Gyöngysor – olvasó – alakú villám, Planté megfigyelése szerint, 1876. aug. 18-án, Párisban.
útbaigazító tüneménynek tetszett előttünk, mely a villám közönségesen kígyózó vagy egyenes vonalú alakjának a gömbalakba való átmenetelét mutatja. Belátható ugyanis, hogy a villámnak világító szemei bizonyos térfogatra növekedhetnek és tűzgolyók keletkezhetnek belőlök. Ebből a megfigyelésből arra következtettünk, hogy a robbanó tűzgolyók, melyek kisebb-nagyobb számban, mennydörgés kíséretében esnek le és a melyek rögtön eltünnek, az ilyen olvasó-alakú villámból eredőknek tekinthetők. A tüzes vonalakkal váltakozó, fénylő szemek képződése az elektromos áramlatnak súlyos közegen való áthatolásának eredményekép tekinthető, és vagy a fénylő gömböcskék azon sorához hasonlítható, melyet a galván-árammal megömlesztett fémdrót feltüntet, midőn olvadt állapotban egy ideig a galvánoszlop sarkaival érintkezésben maradnak, vagy pedig azokhoz a duzzadásokhoz, melyek minden folyadék sugárban a kifolyás alatt keletkeznek.
Az elektromozott anyag ilynemű felhalmozódásainak természetesen lassabban kell szétszóródniok, mint a fényes vonalaknak, melyek őket összekötik s így megmagyarázható a megfigyelt villám tartóssága is.
Ehhez hasonló, világító pontokból sorakozó vagy fényes vonalakra szakadozott villámok több esetét más megfigyelők is, u. m. RENOU, VAN TRICHT, DAGUIN, JOULE is konstatálták, úgy hogy jogosultnak látszik e villámoknak egy új, negyedik csoportba foglalása: az olvasó-alakú vagy gyöngysoros villámok csoportjába, mely az első és a harmadik között átmenetet alkot.
321. ábra. – Gyöngysoralakú villám 1877. aug. 17-én, Joule megfigyelése szerint.
Meleg nyári estéken az égboltozatot a szemhatár közelében olykor felvillanások hasítják, villámok mennydörqés nélkül, melyeket sillámlásoknak vagy meleg-villámoknak is szoktak nevezni. Mivel ilyenkor felhők nem mindig láthatók, hosszú ideig azt hitték, hogy ez egy egészen külön természetű tünemény. Tényleg azonban ezek is csak közönséges égi hátorúk, melyek oly nagy távolságban mennek végbe, hogy mennydörgésök robaja nem képes a megfigyelő helyéig hatolni, míg a villámok fénye,
a légkör felső rétegein visszavetődve, ebből a távolságból könnyen kivehető. *
Midőn az első osztályba tartozó villám sugarának fénye a szemet éri, általában úgy tűnik fel, mintha mérhető ideig tartana. A képe csak bizonyos időköz múlva enyészik el, melyet a másodpercz törtrészeig könnyen meg lehetne határozni; azonban ez csak csalódás, mely a fény-érzetnek a reczehártyán való tartósságából ered.
A villámok középtartamát WHEATSTONE éj idejében egy igen leleményes módszer segélyével mérte meg. Egy korongot használt, mely nagy számú homályezüst küllőt tartott, s tengelye körül nagy sebességgel forgatható volt. Ha a korongra, forgása közben, hirtelen világosság esik és pedig egy olyan fényforrásból, melynek tartama mérhető, péld. 1/100 másodpercz: minden küllő, minthogy ez idő alatt elmozdúlt, a fénybenyomásoknak a reczehártyán való tartóssága következtében megszélesedettnek fog feltűnni: a korong mezeje többé-kevésbbé folytonosnak fog látszani. Ugy van ez, mint a kocsikeréknél, mely ha előttünk sebesen elhalad, tömérdek sok küllőjűnek látszik. WHEATSTONE azonban hiába gyorsította a korong forgását: valahányszor villám világította meg a kereket, ez úgy tűnt fel, mintha nyugalomban volna, s minden küllője mint mikor áll, élesen látható maradt. Sok kísérletéből azt a következtetést vonta le, hogy a villám nem tart egy milliomodrész másodperczig sem.
Két viharos felhő között létesülő kisülés fellobbanása azt a hangot ébreszti, melyet a mennydörgés neve alatt ismerünk. Megjegyzendő, hogy a robbanás annál hirtelenebb és annál zajosabb, mentől kisebb távolságban tör elő a villám a megfigyelőtől; de a robbanást majdnem mindig huzamosabb dörgés kíséri. A zaj tartósságának oka valószínűleg két körülményben rejlik. Először is megállapított tény, hogy a villámok gyakran több kilométernyi hosszúságúak. A két vég közől az egyik közelebb eshetik a megfigyelőhöz; s jóllehet a hang az egész villám mentében ugyanazon pillanatban jön létre, mivel másodperczenként csak 340 métert fut be, ez 10 kilométer távolság-különbség mellett közel 30 másodperczet tesz
* Vegyünk fel két helyet, mely 111 kilométernyire, vagyis átlag egy foknyi távolságban van egymástól. Az egyik hely horizonja a másik fölé 971 méternyire emelkedik. Ebből következik, hogy az a villám, mely 1 kilométer függőleges magasságban czikkázik, a másik állomáson is látható. Annálinkább látható, ha 2–3 kilométer magasságban tör elő, vagy ha fénye az ugyane magasságban lebegő felhőkön visszavetődik. A fénytörés még előmozdítja a lehetőségét. Más felől a tapasztalat azt mutatja, hogy a mennydörgés robaja már jóval kisebb távolság mellett megszünik hallható lenni.
A zaj azonkívül a felhőkön és a talajon többszörösen visszavetődvén, többé-kevésbbé megnyujtott visszhang származik. A villámoknak zeg-zugos alakja, még azt is megmagyarázza, hogy miért nem gyengül a mennydörgés moraja folytonosan, s hogy miért halljuk tartama alatt ismételten kettőzött erővel megzöndülni.
Mindenki tudja, hogy a villám felvillanása és a mennydörgés hangjának meghallása között rövidebb-hosszabb idő múlik el; s belátható, hogy ez az időköz abból a tetemes különbségből ered, mely a fény és a hang tovaterjedésének sebessége között fennáll. Ennek az időnek tartamát pontosan meghatározván, könnyű számvetés útján megtudhatjuk, mily távolság van a megfigyelő helye és a villám kiinduló pontja között? A hang sebességét 15° hőmérséklet mellett 340 méternek vévén, elég e számot megszorozni azzal, mely az elfolyt másodperczek számát adja. ARAGO LESLIE-nek egy 1712-ben tett megfigyelését idézi, mely szerint a villám és mennydörgés robaja között 72 mp. telt el: ez a felhőnek a megfigyelőtől való távolságára több mint 24 kilométert ad.
322. ábra. – A villámok hosszának mérése.
Ha a mennydörgés moraját kizárólag annak tulajdonítjuk, hogy a hang a villám leírta fényes vonalnak különböző pontjairól, különböző idő alatt érkezik a megfigyelő füléhez: a moraj tartamát feljegyezvén, a szóban levő vonal hosszának legkisebb értékére hozzávetőleg következtetést vonhatunk. Ez a tartam ugyanis nem egyéb, mint különbsége azon két időnek, melyre a hangnak szüksége van, hogy a villámnak C és B végeitől a megfigyelő füléig, A-ig érkezzék (322. ábra). Ezt 340 méterrel szorozván, AC és BC vonalak különbségét kapjuk. DC vonal azonban még nagyobb, mint ez a különbség, s annál nagyobb a zegzugos vagy kígyózó villám-vonal hossza. Olyan mennydörgést is hallottak, melynek moraja egész 45 másod-
perczig tartott. Ez esetben, a most felvett föltevés alapján, a villám hosszúságára legkisebb értékül 15 kilométert kapunk.
A mennydörgés zaja nyilván annál erősebb, mentől kisebb távolságban vagyunk a villámtól, noha valószínű, hogy a mennydörgés egyes esetei között jellemző különbségek forognak fenn. Midőn a villám leüt, azaz, midőn az elektromos kisülés nem egyik felhőtől a másik felé, hanem a felhő és a föld felülete között történik, akkor a robbanás hirtelen, szakgatott csattanásokból áll: egy óriási ropogás ez, rettentő dübörgés, a mi szembeszökően mutatja, hogy mily nagy hevességgel megy végbe a légköri elektromosság és a talaj ellentett elektromosságának egyesülése.
De vajjon mi a fizikai oka a mennydörgés zajának az egyik és a másik esetben? *
Kétségtelen, hogy a tünemény ugyanoly természetű, mint a kicsiny elektromos szikrák serczegése: különbség csak a méretekben van. A szemben levő ellentett elektromosságok egyesülése a levegőben az egész fényvonal mentében rezgést okoz, mely a környező közegekre átvitetvén, hangot hoz létre, s ennek erőssége az ily módon mozgásba hozott levegő tömegével arányos. Ezt a rázkódást többféle módon lehet megmagyarázni. Némelyek azt hiszik, hogy az elektromosság az anyagon keresztül utat nyit magának s ekként ürestért hagy maga után, körülbelül úgy, mint a nagy sebességel kilőtt lövegek [!]. E feltevés szerint a hang a levegőnek rögtöni visszatódulásából venné eredetét, mint a hólyagrepesztés kisérletében. POÚILLET ezt a magyarázatot elégtelennek tekinti, s arra figyelmeztet, hogy az ágyúgolyónak levegőben való repülése csak süvöltést okoz, és
* A régiek, minthogy az elektromosságot nem ismerték, a mennydörgést nem tekinthették egyszerű mechanikai ütés eredményének. SENECA abból a tényből kiindulva, hogy a két kéz egymással összeütve, erős csattanást ad, arra következtetett, hogy két óriási felhő összeütközésének ennél jóval különb zajt kell támasztania; azonkívül a mennydörgést, "melynek hangja éles, sőt metsző: hólyag szétpattanásához hasonlítja, mikor azt valakinek a fején repesztik szét." LUCRETIUS is a felhők ütközéséből vagy szétszakadáeukból magyarázza a mennydörgést. "Egy másik ok, úgymond, melynek következtében a mennydörgés gyakran oly rémületes lökésekkel rázkódtatja meg a világot, hogy már majdnem azt hinnők, hogy a természet nagy gépezete romokba dől: az, hogy a rohanó szelek egyesüléséből eredő orkán egyszerre a felhők közé fúródik s itt bezárva az ő örvényléseivel, felhőt-felhőre halmozván, azt idézi elő, hogy e tömeg közepén ür támad. Miután dühe és fékezhetetlen ereje mindent megrázkódtatott, im egyszerre rémítő robajjal kiront s tova iramodik. S ezen nem kell csodálkozni, mivel a széllel telt kis hólyag is, ha véletlenül szétpattan, hasonló zajt támaszt." DESCARTES-nak a mennydörgés zaja a hógörgetegek zajához hasonlított: a legmagasabb felhők a legmélyebbekre zuhannak. Alapjában véve ez a SENECA véleménye is.
semmi olyast, a mi a villám zajához hasonló volna." Midőn két test között szikra ugrik át, úgy mond, minden rétegben, melyben megjelenik elektromosság szétbomlik és egyesül, mi a súlyos anyagban többé-kevésbbé heves rázkódást von maga után; mintha szétszakítás, hirtelen szétválasztás menne végbe, a milyen a kártya-lyukasztás kísérletében látható; rezgés ez, mely a zajt támasztja s azután a környező közégbe szétterjed." PLANTÉ azt veszi fel, hogy a mennydörgés zaját azon üres tér hozza létre, mely a kisüléstől meghasított és ritkított súlyos anyagban képződik. Ehhez még hozzáteszi: Sok ideig kérdéses volt, vajjon hogyan hozhat az elektromosság üres tért létre? Kísérleteink, úgy hisszük, e kérdésre könnyen megfelelnek: "Azzal a hatalmas, rögtöni melegítő hatásával, melyet az elektromosság haladása közben kifejt, midőn az útjába eső anyagokat elpárologtatja".
3. A villám fizikai, chemiai és fiziologiai hatásai.
A légköri elektromosság hatásai, midőn villámlás, mennydörgés, villámcsapás alakjában nyilvánulnak, a leggyakrabban oly bámulatosan változatosak, oly csodálatos különösek s látszólag oly nehezen magyarázhatók, hogy teljes kötetre volna szükségünk, ha ezeket leírni és fejtegetni akarnók. Itt csak azt tűzzük ki czélunkul, hogy néhány válogatott példában megmutassuk, hogy e hatások, méreteiket kivéve, az elektromos gépek kisüléseivel azonosak s hogy a villám és az elektromosság egytermészetű tünemények.
Szóljunk mindennek előtt a mechanikai hatásokról. Itt borzasztó végletekkel találkozunk; hallatlan romboló erejű tüneményekkel, majd meg megfoghatatlanul finom jelenségekkel, majdnem azt mondhatnók, a pontosság mesterműveivel. Ime, néhány tény, melyet ARAGO Sur le tonnerre értekezéséből veszünk kölcsön: "Az 1718. év ápril 14-ről 15-re virradó éjjel a villám a couesnoni (Brest közelében) templom födelét és falait szétvetette, úgy mintha robbantó akna tette volna. A kövek minden irányban, egész 51 méternyi távolságra széthányattak. 1809-ben augusztus 6-án a Manchestertől 5 mértföldnyire fekvő Swintonban a mennykő CHILDWICK úr házának egy részén nevezetes mechanikai hatásokat hozott létre.... Délután két órakor egy távoli mennykőnek, mely közeledni látszott, többszörösen ismétlődő kisülései után rémítő robbanás volt hallható. Erre közvetetlenül patakokban szakadt az eső. Néhány perczig kénes gőz vette körül a házat. A kis épület külső fala, a pincze és a vízmedencze alapfalazatáról leszakíttatott és egy tömegben fölemeltetett; a robbanás
függőleges helyzetben, anélkül, hogy felfordította volna, eredeti helyétől nem kis távolságra átvitte. Egyik vége 9, a másik pedig 4 lábat haladt. Az ekként fölemelt és átvitt fal, a vakolatot nem számítva, 7000 téglából állott és körülbelül 26 tonnát nyomott". Ime még egy más ilyen átviteli tünemény, melyet DAGUIN idéz. "1852-ben Cherbourgban a villám egy leszerelt hajónak árbocz-tövét eltörte; egy töredéket, mely 2 méter hosszú és vastagabb végén 20 centiméter oldalú négyszög volt, elhajított, még pedig oly erővel, hogy 90 méter távolságban levő tölgyfakerítéshez vágódott, olyan lyukat fúrván beléje, mint egy ágyúgolyó, s a vastag végével megakadt benne". A villámcsapások romboló hatására ezrenkint lehetne példákat idézni. Másrészt, útját olykor úgyszólván észrevehetetlen nyomok jelzik, midőn pl. több, egy-két milliméter átmérőjű lyukakat fúr az ablak üvegtábláiba s azokat nem zúzza össze.
A villám fizikai hatásai közől a fémek megömlesztése ha nem is a leggyakoribb, de mindenesetre egyik legbiztosabb és legjellemzőbb hatás. Ha SENECÁ-t és PLINIUS-t, ha LUCRETIUS-t magával ragadja a képzelődésök, midőn azt írják, hogy "a villám a kardot a hüvelyében, a pénzt a zacskóban megolvasztja, s a gerely vasát a fán léfolyatja, a nélkül hogy a hüvely, a zacskó, a fa tüzet fogna s az érczet megolvasztja, az aranyat felforralja", a lelkiismeretes megfigyelők legalább azt, hogy a villám a fémhuzalokat megömleszteni és elpárologtatni, a vasláncz szemeit pedig egymás között összeolvasztani képes, kétséget kizárólag konstatálták.
1827-ben, midőn a villám New-York teherhajóba beütött, villámhárítójának csúcsa, mely 30 centiméter magas és alul 6 milliméter átmérőjű kúpot képezett, megolvadt; ugyanez történt a vaslánczczal is, mely a csúcsot a tengerrel összeköté s mely 6 milliméter átmérőjű és 45 centiméter hosszaságú, egymásközött gyűrűkkel összekapcsolt vaspálczákból volt készítve. "Ez a láncz a főárbocz csúcsáról rézsútosan csüngött le a tengerbe. Hoszsza 40 méternél bizonyára nem volt kisebb. A villámcsapás után mind az, a mi belőle visszamaradt, s a mit belőle találni lehetett, alig 1 méter hosszú volt. A régi lánczból mintegy 8 centiméternyi darab a felső gyűrűn függve maradt. A hajó homlokzatán mindössze csak két egészen felduzzadt kampót lehetett megtalálni a közbefogott gyűrűvel, s ezenkívül egy kis láncztöredéket". A robbanás után a New-York hídja vas-gömböcskékkel volt tele hintve, melyek a híd és a bordák fáját ötven különböző helyén kiégették, jóllehet ebben a pillanatban az eső patakokban szakadt és a jégeső majdnem minden zúgot 6–8 centiméter magasságú réteggel borított el.
FRANKLIN 1787-ben, Philadelphiában, a saját házán konstatálta,
hogy a villám egy kúpszerű rézgyűrűt, melynek hossza 24 centiméter, alapjának átmérője pedig 8 milliméter volt, megömlesztett és egy kötőtű vastagságú, 6 méter hosszaságú vasvesszőt elpárologtatott. Hasonló tények idézését még soká folytathatnók.
|
323. ábra. – Fulgurit. |
A megömlesztésnék nagyon különös hatása az, melyet a légköri elektromosság szikrája homokos, nedves talajban való haladtában előidéz. A fulguritokat vagy villám-csöveket 1711-ben HERMAN lelkész Sziléziában fedezte fel, s ezekre 1803-ben HENTZEN orvos újból reájok jött és eredetök valódi okát is megjelölte. Ezek henger-alakú vagy keskenyedő csövek, belül leggyakrabban üresek, melynek falai megüvegesedett, belülről tökéletesen sima anyagból állanak, s kívülről öszszetapadt kvarcz-szemekböl képződött réteggel vannak bevonva. Leggyakrabban egyetlenegy cső szokott lenni, mely a homokba függőleges irányban merül s egész 10 méter hosszúságot is elér. A cső más esetékben a horizonhoz hajlik; olykor két, vagy három főágra oszlik, melyek ismét több apróbb oldal-ágacskákat hajtanak, s ezek hossza 3–30 centiméter közé esik. "A fulguritok külső kérge, mondja ARAGO, olykor ki van kerekítve; leggyakrabban egész sorokban olyféle kidudorodásokat mutat, melyek külsejökre nézve a hollandiai szilfa apró ágait fedő ránczokhoz, vagy a vén nyirfa törzsének repedezett kérgéhez elég nagy hasonlatosságot mutatnak. Az üveges csatorna szabálytalanságai a külső felület szabálytalanságainak megfelelnek; azt mondanók, hogy a cső megömlesztett állapotában a maga egészében különböző irányokban meg lett hajtogatva. Nagyítóval vizsgálván, a fulguritok külső kérgét alkotó fehér és fekete szemek meggömbölyödötteknek látszanak, mintha olvadásba kezdtek volna jönni".
Többféle körülmények között meg lőn állapítva, hogy a fulguritok ugyanazon pontokon találtattak, a hová a villám épen beütött. 1823-ban egy villámsujtotta fa közelében HAGEN, königsbergi tanár két keskeny és mély lyukat fedezett föl, melyek közöl az egyik 1/3 méternyi mélységtől kezdve üvegesedett csövet tartalmazott.
Másrészt meg erős telepeket sóval vagy zúzott üveggel kevert homok-rétegen át sütvén ki, a fulguritokhoz hasonló csöveket mesterséges úton is állítottak elő. Ilyen kísérleteket nevezetesen BEUDANT, HACHETTE és SAVART a párisi Conservatoire des Arts et Métiers telepével hajtottak végre.
Volt már alkalmunk fölemlíteni, hogy a villám az iránytűkre is hat, a mennyiben a mágnességöket megváltoztatja, vagy lerontja. Ez a villám fizikai hatásai közől egyike a legveszedelmesebbeknek, legalább azokra a hajókra nézve az, melyeket nyílt tengeren ér, s melyeknek út-iránya ez által teljesen megváltoztathatik. Említenek hajókat, melyeken a villám az iránytű sarkait megfordította, úgy hogy az északi sark délre mutatott és viszont; másokon pedig azt vették észre, hogy ugyanez a légköri tünemény a tűt állandó módon észak-nyugat, dél-kelet stb. felé fordította.
"1675 körül két angol hajó együtt vitorlázott Londonból Barbados felé. A Bermuda-szigetek szélességében a villám az egyik hajónak árboczát letörte és vitorláit összetépte; a másik hajóban semmi kár sem esett. Az utóbbi hajó kapitánya észrevevén, hogy az első hajó észak felé kanyarodik, mintha Anglia felé szándékoznék visszatérni, a hirtelen elhatározás okát kérdezé tőle; nem csekély meglepetésére azt nyeri feleletül, hogy a társa abban a véleményben van, hogy még mindig az eredeti útirányt követi. A villámsújtotta hajónak iránytűit gondosan megvizsgálván, kiderült, hogy a szélrózsa liliom-virágai, melyek kezdetben – mint rendesen – észak felé igazodtak, most ellenkezőleg délre mutattak, így tehát a villám a sarkokat teljesen megfordította. Ez az állapot azután az egész utazás alatt megmaradt." (ARAGO, Notice sur le tonnerre.)
Még másnemű zavarokat is fedeztek föl, melyeket a villámcsapás maga után vonhat, s a melyek a hajósokat ennél nem kisebb veszélylyel fenyegetik. Ez abban áll, hogy a chronométerek szerkezetében előforduló aczélrészek, s különösen a szabályzójok aczela megmágneseződhetnek. Igy a New-York teherhajónak, melyet már előbb említettünk, chronométerei, a hajónak Liverpoolba való érkezésekor 33 percz- és 58 másodperczczel többet mutattak annál az időnél, melyet abban az esetben kellett volna mutatniok, ha a hajót villámcsapás nem éri.
A villám, mely fémeket és más ellenálló anyagokat megolvasztani képes, a légkörben, melyet áthasít, chemiai egyesűléseket is előidézhet. S ez csakugyan könnyen megérthető, minthogy már láttuk, hogy az elektromos szikra az eudiométerben víz képződésére adhat okot. LIEBIG azt találta, hogy az égi háború után összegyűjtött esővíz salétromsavas ammoniákot vagy meszet tartalmaz, még pedig sokkal nagyobb arányban, mint
a közönséges esők vize. Ebből arra következtettek, hogy a levegőnek nitrogénje, végbemenő kisülések hatása alatt, az oxigénnel egyesült; s azt hiszik, hogy a természetes salétromszérűk [-telepek] eredetöket az ily módon keletkező salétrom-savnak köszönik. Egy tényt, mely e véleményt támogatni látszik, BOUSSINGAULT állapított meg. E tudós ugyanis észrevette, hogy az a salétrom, mely Amerikában Rio-Bamba tájékán lelhető, sokkal nagyobb bőségben fordul elő azokon a helyeken, a hol a mennydörgés gyakori.
Az erős szagot, melyet a villám az oly helyeken maga után hagy, hol pusztításait végezte, leggyakrabban ahhoz hasonlították, melyet a kénes anyagok égésök közben terjesztenek. Ez a szag kétségkívül összetett, s valószínű, hogy az ozon szagából, melyről láttuk, hogy az elektromos kisülésekre nézve jellemző, s másféle szagokból van keverve, mely utóbbiak a villám parázsától ért szerves vagy másféle anyagokból eredhetnek. Megeshetik, hogy ez anyagok között olyanok is vannak, melyekben a kén vegyülve előfordul, s melyek a szikra magas hőmérsékleténél szétbontva, kénessav keletkezésére adnak alkalmat, s a megfigyelőktől általánosan elfogadott elnevezést igazolják, noha valószínű, a mire BOUSSINGAULT figyelmeztetett, * hogy t. i. a szokás minden szagot, melyet a
* BOUSSINGAULT az Akademiában egy villámütésről, mely egy körtefa törzsét ketté hasította s részben megszenesítette, jelentést tevén, a következőket fűzi hozzá: "Ez a villámcsapás nagyon is közönséges s bizonyára tartózkodtam volna róla e helyen megemlékezni, ha a következő körülmény fel nem merül: a tüzet 4 órakor reggel fedezte fel egy ember és a hirt a fa tulajdonosának megvitte, egész határozottan állítván, hogy a fa elviselhetetlen kénszagot terjeszt. Valamennyi látogató, ki a fát az égés megszünte után megkereste, mind megegyezett abban, hogy a kénes szag csakugyan felismerhető. Az az egyén, a ki engem kisért, ugyan ezen véleményben volt s e véleményt még ma is osztja, minthogy nekem nem sikerült őt meggyőznöm. Mindamellett állíthatom, hogy az az átható szag, melyet a körtefa szenesített részei akkor terjesztettek, midőn vizsgálat alá vettem, semmi esetre sem volt kénes szag. Ez a szag határozottan arra a szagra emlékeztetett, melyet oly gyárakban lehet érezni, hol eczetet falepárlás útján készítenek; ebben tévedni nem lehetett. A villámmal gyakran volt bajom. Egy négert az oldalam mellett ölt meg; az a ház, mely Zupiában lakásomul szolgált, villámtól lángba borult; hét ízben láttam a villámot fákba beütni; Európában a mennykő a szobámba ütött be. Nem csodálatos-e, hogy noha a megfigyelésre legkedvezőbb körülmények közé oly sokszor kerültem, még sem voltam képes soha a kénessav szagát konstatélni? Azt hiszem, hogy általános a hajlandóság valamennyi átható, émelyítő szagú gőzt kénes gőznek venni, mely mindannyiszor szükségképen keletkezik, valahányszor szerves test oly intenziv meleg hatásának tétetik ki, a milyent az elektromosság áthatolása képes előidézni." (Levél Aragohoz, Comptes rendus de l'Academie des sciences pour 1846.).
villámcsapás maga után hagy, kénes szagnak minősíteni, onnét ered, hogy bármely ismeretlen eredetű, átható émelygős szagot másképen nem tudnak meghatározni.
Fejezzük be a czikket a villám fiziológiai hatásainak rövid leírásával. Ezek határozottan a legborzasztóbbak.
A villám megöli vagy súlyosan megsebesíti az embereket és állatokat, melyeket ér. A villámsújtottak teteme olykor semmiféle látható sérülést nem mutat; máskor meg sebeket, zúzódásokat, égéshelyeket mutatnak, hosszú barázdák alakjában s ezek mentén a bőr le van szedve. Első esetben a vizsgálat vagy agyrázkódást, vagy pedig a belső szervekben vér-elömlést árul el. Egy szóval, a villám előidézte halálnak az oka, mint G-LUSSAC mondja, vagy az idegrendszer bénulása, vagy a véredényes szerveknek vagy rendszernek sérülése. Azt tapasztalták, hogy a villámsujtottak tetemei igen gyorsan mennek feloszlásba: ugyanez történik gyakran a hirtelen halálozás eseteiben is. Vajjon az elektromosságnak valamiféle különös bomlasztó hatása érvényesül-e itt, vagy pedig csak az égi háború nedves melegének hatása okozza a hús e gyors enyészetét? Állítják, hogy a villámsújtottak ereiből kifolyatott vér elvesztette megalvó képességét.
Úgy látszik, hogy egyes embereket nagyobb mértékben fenyeget a villámütés veszedelme, mint másokat. Az asszonyok állítólag kevésbbé vannak veszélyeztetve mint a férfiak; a villám, Francziaországbehi áldozatainak statisztikája szerint, melyet DR. BOUDIN gyűjtött össze, az 1833. és 1863. évek közé eső időben 2238-at gyilkolt meg. Ezen időszak tíz utolsó évében 800 halott között csak 243 asszony volt, vagyis 27 százalék. Tán valami különös élettani immunitás kedvez itt a női nemnek, vagy pedig csak abban kereshetjük e különbség titkát, hogy a férfiak, foglalatosságuk miatt, vagy okosság hiányából a villámcsapásnak nagyobb mértékben vannak kitéve? Idéznek oly eseteket is, melyekben a villám egész juhnyájakat elpusztított, de a pásztornak, ki nyája mellett maradt, semmi baja sem esett.
A villám áldozatai agyonsujtatnak, mielőtt a villámot látták s a mennykőcsapást hallották volna. Legalább mindig így állítják azok, kik csak megsebesülve vagy elájulva, eszméletre hozattak. A villám évkönyveiben híres eset az a katasztrófa, mely 1819-ben, julius havában, Châteauneuf-de-Moustiers templomában 9 ember életébe került s 82 sebesülést okozott s melyről már akkor részletes jelentés érkezett a párisi Akadémiához; a villám hatására vonatkozólag érdekes részleteket foglal magában, melyeket itt kivonatosan elő kívánunk terjeszteni.
"Az 1819. évi julius 11-én, egy vasárnapi napon, SALOMÉ moustiersi plébános és püspöki kiküldött, Châteauneuf-be indult, hol új lelkészt volt beiktatandó. Fél tizenegykor körmenetben indultak el a plébániától a templom felé. Az idő szép volt, s csak egy-két vastag felhöt lehetett látni. Az új lelkész a misét megkezdette.
"Egy 18 éves fiatal ember, ki a moustiersi plébánosnak segédkezett, az epistolát [valamelyik apostoli levél szövegét] énekelte, midőn egyszerre három mennykőütés rengeti meg a levegőt, melyek a villámot nyomon követték. A villám a misekönyvet kiragadta kezeiből és foszlányokra tépte szét; ő maga is érzé, hogy a láng egészen közelről szorongatja s azután nyakon is ragadja. Erre az eleinte hangosan kiáltozó fiatal ember szája akaratlanul lecsukódott; mire a villám őt magát feldöntötte s a templomban összegyülteken végig hengergette, s ezeket mind leterítvén, az ajtón kilódította. Eszméletét visszanyerve, első gondolata volt a templomba visszatérni, hogy a moustiersi plébánoshoz menjen, kit eszméletlen állapotban, színleg holtnak talált. A fiatal ember a tiszteletre méltó és szerencsétlen lelkipásztort gondjaiba vette s azok figyelmét és ápoló gondját is segítségül hítta, kik csak könnyen sebesülve, képesek voltak segélyt nyújtani. Felemelték, miséző ingének tűzét eloltották, s mintegy két órára, elszédülése után, eczettel életre hozták. Sok vért hányt. Határozottan állította, hogy a mennykőütést nem hallotta s egyáltalában mit sem tudott arról, a mi a templomban tortént. A plébániába vitték. Az elektromos fluidum stólája arany szegélyének felső részét erősen megragadta, azután lefolyt rajta, egészen le; egyik czipőjét elkapta s a templom másik végére vitte, fémgyűrűjét pedig összetörte. A szék, melyen ült, szintén összetörött. "
"Harmadnap saját plébániájába, Mourstiersbe szállították át a plébános urat, hogy sebeit bekötözzék, melyek csak két hónap mulva hegedtek be. A jobb vállán több újjnyi szélességű varas hegedés volt; egy másik ugyancsak jobb felső karja belső felének közepétől egészen az alkar külső oldalának közepéig vonult; egy harmadik mély var a balkar hátuljának közepétől kiindulva, egészen az alkar előrészének közepéig haladt; egy negyedik, csakis a felső bőrön elterülő, jóval kisebb var a balczomb alsó részének külső részén, s végre egy ötödik a felső ajaktól az orrig huzódott. Majdnem két egész hónapon át álmatlanság gyötörte; a karja meg volt bénulva és az időjárás különféle változásai szenvedést okoztak neki." *
* Igen különös, hogy a villám, míg egyes esetekben bénulást okoz, más esetekben ismét kigyógyít belőle. DAGUIN a következő két esetet hozza elő: 1762-ben WINTER, kenti lelkész, szélhűdés következtében egy év óta bénulva, villámot látott a szobájába beütni és heves rázkódást érzett: az ütés gyökeresen kigyógyította. 1819-ben Niortban egy beteg, ki bal karjának köszvénye miatt évek óta rémítő kínokat szenvedett, e bajától egyszerre mindenkorra megszabadult, miután egy villámcsapás leterítette."
"Egy kis gyermek anyja öléből kiragadtatott és hat lépéssel tovább sodortatott tőle. Csak akkor sikerült életre hozni, midőn szabad levegőt lélekeztettek vele. A lába minden jelenlevőnek megbénult. Az asszonyok, hajuk összekuszáltatván, ijesztő látványt nyújtottak. A templom sűrű, fekete füsttel telt meg; a tárgyakat csak a villámtól meggyújtott ruhadarabok világánál lehetett megkülönböztetni."
"Nyolcz személy a hely szinén maradt. Egy tizenkilencz éves leány eszméletlen állapotban haza szállíttatott, s másnap reggel – hörgései után itélve – a legborzasztóbb kínok között kiszenvedett; a holtak száma e szerint kilencz; a sebesülteké nyolczvankettő."
"A miséző papot a villám nem érinté, kétségkívül mivel selyem öltözetben volt."
"A templomban volt kutyák, abban a testállásban, melyben a vészt hozó pillanatban voltak, döglótten találtattak."
"Egy asszony, ki a Châteauneuf-től nyugatra eső Barbin hegyen egy kunyhóban volt, egymás után három tűz-tömeget látott lecsapni, melyek látszólag az egész falut elhamvasztással fenyegették."
"Úgy látszik, hogy a villám először a torony keresztjét találta, melyet utóbb, 16 méternyi távolságban, egy sziklahasadékba találtak beékelve. Az elektromos tűz erre egy résen keresztül, melyet a boltozaton ütött, a templomba nyomult, mintegy fél méternyi távolságban attól a lyuktól, hol a harang kötele megy le. A szószék összezúzatott. A templom belsejében félméter átmérőjű üreget találtak, mely a falak alapozása alatt átbújva, egészen az út kövezetéig nyult ki, s még egy másikat is, mely egy alább fekvő istálló alapfalai alá huzódott, hol öt birkát és egy kanczát megölve találtak."
"Midőn a villám a templomba beütött, épen akkor harangoztak."
A villám mechanikai, fizikai és fiziológiai hatásainak legnagyobb része, melyekről fönnebb megemlékeztünk, ebben az egy eseményben mind össze vannak halmozódva. Az elbeszélő annak a szigetelő selyem ruházatnak, melybe a miséző pap volt öltözve, tulajdonítja azt, hogy ez utóbbi az áldozatok számát nem szaporította. Lehetséges, hogy e ténynek csakugyan ez az oka, annál is inkább, mivel a villám szívesebben keresi fel azokat az embereket, kik fémes, tehát jó elektromosság-vezető tárgyakat
visznek magukkal. De nem kell feledni, hogy az ilynemű gyanítások hiteles tényekkel ellentmondásba kerülhetnek. A selyem ruházat nem elegendő mmden esetben a viselőjének megvédésére; ugyanis a villám gyakran a test felülete s azon darabok között sikamlik el, melyek fedik, mintha abban a vékony levegőrétegben, melyet a test kipárolgása nedvesít, könnyebb útat lelne. 1784. márczius 20-án a villám a mantuai színházba ütvén, a termet megtöltő 400 ember közöl 2 nézőt megölt, 8-at pedig megsebesített. Itt meg azt a rendkívül különös tényt fedezték fel, hogy "a villám fülbevalókat, órakulcsokat megolvasztott, gyémántokat széthasogatott s mindezt anélkül, hogy azokat a személyeket, kik e tárgyakat magukon hordták, csak a legkisebb mértékben is megsebesítette volna."
Azok a különös, rendkívüli és furcsa tények, melyekkel a villám történelmében találkozunk, kétségkívül nehezen magyarázhatók meg, mivel a tudományos magyarázat a helyszínbeli közegnek és az ott levő tárgyak fizikai állapotára vonatkozó összes körülményeknek ismeretét föltételezi, e követelmény pedig soha sem teljesíthető. Mindamellett a tények közől az elektromosság ismert tulajdonságaival egy sem áll tényleges ellenmondásban. Az elektromos fluidum szabad haladásának feltételei az oly vezetőkön, melyeknek tölthetősége elég nagy arra, hogy áramlása, romboló hatások előidézése nélkül, megtörténhessék, továbbá az ellenkező körülmények, melyekben a közbeeső testekre nézve veszedelmes ellenállást talál, a természetben sokkal bonyolódottabbak és sokkal változékonyabbak, semhogy minden részletökben elemezhetők volnának. Az elektromosság tudománya ugyanis nem azon a módon fejlődött ki, hogy a légköri elektromos tünemények megfigyeléséről laboratoriumi kísérletekre tért volna át; épen az ellenkező utat kellett követnie, s tudjuk, hogy tényleg követte is.
4. Szent-Elmó tüze. *
A szó szoros értelmében vett égi háborúk, t. i. az elektromos égi háborúk, valóságos légköri drámák, melyeknek – legalább egy ugyanazon helyre nézve – megvan a prológjuk, megvannak felvonásaik, játékközeik és megoldásuk. Folyamatukról itt nem akarunk szólani: ez nagyfontosságú kérdés a meteorológiára nézve, de ahhoz, a mit most róla
* A francziák, Erazmus olasz neve szerint, St. Elme tüzének, a németek vagy ugyanígy, vagy Elias, vagy az angolokkal St. Helene tüzének nevezik. A régi magyar fizikusoknál (Fábiánnál, Vargánál) tengeri lidércz volt a neve. Ford.
elmondandók vagyunk, semmi köze sincsen. E tünemény nyilvánulásával annyiban kell foglalkoznunk, a mennyiben a légkörnek elektromos állapotát leplezi le.
