Текст книги "Столетов"

Автор книги: Виктор Болховитинов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 19 (всего у книги 26 страниц)

Русский ученый имел полное право на такой суровый приговор.

Вынужденный отойти несколько в сторону от намеченной линии исследования, Столетов теперь мог снова продолжить ее. Об этом уклонении он не жалел. Оно принесло ему новое открытие.

Теперь – вперед.

Еще в пору своей работы над контрольным конденсатором Александр Григорьевич задумался: в силу какой же именно причины существует постоянство соотношений в показаниях контрольного и главного гальванометров, соединенных с двумя совершенно различными, по-разному заряженными конденсаторами?

Глубоко раздумывая, он приходит к такой мысли: «Чтобы объяснить себе эту пропорциональность, необходимо допустить, что, при равных прочих условиях, действие (сила тока) пропорционально напряженности освещения или, лучше сказать, количеству активных лучей». Это была рабочая гипотеза.

Чтобы она стала теорией, нужен опыт – великий, неподкупный судья всякого теоретического построения. Придумать, как проверить на опыте догадку о пропорциональности между силой света и силой фототока, было совсем не просто.

Следовало один и тот же конденсатор освещать по-разному: то сильнее, то слабее. Силу света при этом нужно было изменять точно в заданном отношении. В результате долгих размышлений Столетов сумел сконструировать изящное и простое устройство, позволяющее точно управлять силой света.

На пути луча он поставил большой картонный круг с семью окошечками, расположенными по окружности.

Площадь всех окошек и промежутков между ними была одинаковой. Диск мог вращаться.

В начале опыта диск стоял неподвижно. Свет через окошко падал на конденсатор.

Показания гальванометра, соответствующие этой максимальной силе света, записывались.

Затем диск приводился в быстрое вращение. При каждом обороте луч света семь раз прерывался и семь раз пропускался. В среднем пластины конденсатора достигала только половина лучей, бросаемых фонарем. Таким образом, сила света фонаря была точнейшим образом уменьшена вдвое.

Это сразу почувствовал «зайчик» гальванометра. Когда диск завращался, «зайчик» стронулся и остановился на полпути к нулевому делению. Ток в цепи уменьшился вдвое, то-есть ровно во столько же, во сколько уменьшилась сила света.

«Значит, действительно, – удовлетворенно записал Столетов, – эффект пропорционален энергии активных лучей». Так скупыми словами сформулировал исследователь важнейший закон фотоэффекта.

Зависимость силы фотоэффекта от света проявляется и в другом опыте. Ученый меняет теперь не яркость луча, а величину освещаемой площади. Он ставит перед конденсатором непрозрачные экраны. Он оставляет освещенной половину диска, четверть его, восьмую часть…

И ток в гальванометре послушно уменьшается вполовину, вчетверо, в восемь раз.

Опыт с прерывистым лучом позволил установить основной закон явления. Но мысль исследователя стремится дальше. Опыт натолкнул его на новые искания.

Столетов убедился: свет действует на металл быстро. Ведь при вращении диска конденсатор озарялся короткими вспышками. При наибольшей скорости вращения каждая вспышка длилась не более одной стопятидесятой доли секунды.

Но сказать, что свет действует на металл быстро, – это еще не ответ. Насколько именно быстро реагирует металл на свет? Возможно, что конденсатор мгновенно отзывается на свет рождением тока с силой, соответствующей силе этого света. Если это так, то ток в цепи состоит из отдельных электрических толчков, мгновенно возникающих в момент освещения и исчезающих тотчас же, как оно окончилось.

Но, возможно, все происходит по-иному. Может быть, конденсатор обладает своеобразной инерцией? В начале освещения он как бы «раскачивается», сила тока в цепи, вырастая постепенно, лишь через некоторое, хотя бы и очень короткое, время достигает своего наибольшего значения. Когда же наступает затемнение электродов, ток исчезает не сразу, сила его пропадает постепенно. Если все это так, может статься, что и прерывистый свет породит ток непрерывный, не прекращающийся ни на миг, только слегка пульсирующий.

Где же истина? Что происходит в действительности?

Прежний опыт с вращением диска – Столетову ясно – эту дилемму решить не может. На пути стоит инерция гальванометра: какой бы ток ни шел в цепи – пульсирующий или прерывистый, – «зайчик» гальванометра будет показывать некоторое среднее значение: ведь подвижная рамка гальванометра не сможет угнаться за быстрыми изменениями тока.

Инерция присуща всем приборам, снабженным механическим указателем, – значит, непосредственно исследовать no-ведение фототока ни одним из них нельзя.

Такого же безинерционного индикатора, как катодный осциллограф, в котором указателем служит пучок летящих электронов, мгновенно отзывающийся на изменения в электрической цепи, во времена Столетова не было. Тогда еще не был открыт и сам электрон.

Но Столетов не стал в тупик, гениальный экспериментатор сумел так поставить опыт, придумать такое устройство, что даже неповоротливый гальванометр оказался способным принять участие в этой погоне за сверхъестественно быстрым явлением.

Главной частью новой установки попрежнему служил диск с прорезанными в нем окошками – секторами. Но теперь с этим диском был скреплен коммутатор: эбонитовый кружок с восемью металлическими накладками по окружности. Коммутатора касались три металлические кисточки. Две из них соединялись с отрицательным полюсом батареи, одна непосредственно, другая через гальванометр. Они были расположены так, что когда одна из них касалась металлической накладки, другая находилась в промежутке между накладками.

Третья кисточка скользила по кольцу, соединенному со всеми накладками коммутатора. Провод от нее тянулся к цинковому диску конденсатора.

Сетка, как и всегда, была соединена с положительным полюсом батареи.

При вращении коммутатора первые две кисточки попеременно то включали гальванометр в цепь, то пропускали ток по проводу мимо него.

Повернув нужным образом коммутатор относительно картонного диска, экспериментатор мог обеспечить такие включения гальванометра, чтобы он измерял ток от момента, когда электрод затемнен наполовину и освещенная часть его убывает, до момента, когда он тоже открыт лучам наполовину, но его освещенная часть растет.

Можно было установить коммутатор и так, чтобы ток измерялся в промежутке между «полнолунием» электрода до момента полного его затемнения и т. д.

Во всех этих случаях гальванометр в силу инерции будет показывать среднее значение силы тока за измеряемый промежуток времени.

Но теоретические расчеты говорили, что эти средние значения должны быть разными, в зависимости от того, какой ток течет в цепи: прерывистый или пульсирующий.

Если в цепи при освещении конденсатора возникает пульсирующий ток, то-есть конденсатор обладает некоторой инерцией, то показания гальванометра должны сначала расти, потом уменьшаться и снова расти по мере увеличения скорости вращения.

Если же идет ток прерывистый, то скорость вращения никак не должна сказаться на показаниях гальванометра. Они определятся только относительным смещением щеток коммутатора и диска.

Первые опыты показали Столетову, что «запаздывание» тока как будто имеется. Но он не принял на веру первых данных. От его внимательного глаза не ускользнули «побочные» влияния, исказившие результат опыта. Дело в том, что быстро крутящийся диск коммутатора и кисточки, трущиеся о него, – все это вместе представляло собой род электростатической машины – коммутатор сам становился источником токов. Правда, очень маленьких, слабых, но ведь и ток, рождаемый светом, тоже был мал и слаб.

Ток коммутатора искажал картину опыта.

Ученый постарался уменьшить вредное действие коммутатора, смазывая его диск маслом. Но все же полностью исключить его не удалось.

Тогда экспериментатор стал отдельно измерять силу тока, порождаемого коммутатором, и вводить соответствующие поправки в расчеты.

Не забыл он и такой, казалось бы, мелочный фактор – ветер, рождаемый крутящимся диском, способный исказить пламя электрической дуги. Он отгородил от фонаря этот своеобразный вентилятор пластинкой из селенита, прозрачной для ультрафиолетовых лучей.

Так исключительный талант экспериментатора позволил русскому ученому преодолеть все препятствия, очистить опыт от всяких посторонних влияний.

И вот, наконец, наступил день, после которого Столетов с полным правом мог записать;

«Тщательно принимая в расчет источники ошибок, я пришел к заключению, что, помимо их, никакого заметного влияния скорости на величину тока в гальванометре не замечается и что запаздывание тока, если оно и есть, не превышает 1/1000 доли секунды. То-есть, практически говоря, ток появляется и исчезает одновременно с освещением, и, следовательно, при прерывистом освещении ток – также прерывистый, с тем же периодом».

Он был глубоко прав.

Современные нам исследования с применением новейшей измерительной техники показывают, что если и есть запаздывание, то оно, во всяком случае, меньше одной десятимиллиардной секунды. Свет рождает фототок практически мгновенно.

Прошли всего лишь месяцы после памятного дня 26 февраля. Уже близились вакации. Уже лучи электрической дуги, вырываясь из окна, трепетали не на голых сучьях мартовских деревьев, а на клейкой зелени мая. Не раз уже, засидевшись за опытами, видел Столетов с Иваном Филипповичем: золотом начинает лосниться орел на Троицкой башне, и медленно спускается свет по шатру ее – всходит солнце.

Сколько позади выигранных сражений!

Но кампания еще не кончена.

Столетов ставит новые опыты.

Как зависит сила фототока от расстояния между электродами? Как влияет на нее электродвижущая сила батарей? Эти вопросы волнуют теперь исследователя.

Усагин начинает делать конденсатор, в котором сетка могла бы передвигаться. Чтобы эти перемещения сетки можно было точно измерить, конденсатор снабжается шкалой.

Экспериментаторы устанавливают сетку на определенном расстоянии.

Затем начинают менять электродвижущую силу батареи.

Включают один элемент, два, три…

Батарея вырастает до ста элементов. Все показания гальванометра записываются. Растут колонки цифр. Они говорят: чем больше элементов включено в цепь, тем более сильный ток течет по цепи.

Затем сетка устанавливается на другом расстоянии. Повторяется серия таких же измерений.

Цифры говорят: при малых напряжениях и небольшом расстоянии между пластинами ток растет соответственно с ростом напряжения. Воздушный слой ведет себя так же, как обычный проводник: явление подчиняется закону Ома.

Но чем больше растет напряжение, тем медленнее растет сила тока – воздушный слой как бы все сильнее сопротивляется прохождению тока. Наконец наступает такой момент, когда сила тока перестает расти, несмотря на то, что напряжение продолжает увеличиваться. Наступает как бы некое «насыщение».

На графике, изображающем результаты опыта, из начала координат выходит наклонная прямая линия Но дальше она начинает загибаться и становится более пологой.

Чем меньше расстояние между сеткой и пластинкой цинка, тем раньше происходит это искривление и тем больших значений достигает сила тока при той же электродвижущей силе. На графике у Столетова кривые вырисовали фигуру, подобную изогнутому кометному хвосту.

При увеличении числа элементов в батарее ток растет и растет, стремясь к некоторому насыщению.

Титульный лист книги Столетова «Актино-электрические исследования».

Вспоминая свои прошлые опыты, Столетов писал: «Общий вид кривой… невольно напоминает те кривые, какими изображается временный магнитный момент длинного железного стержня или кольца в зависимости от намагничивающей силы: тот же быстрый рост функции при малых величинах аргумента, тот же перегиб кривой, то же стремление к насыщению».

Очень сложна зависимость между током и напряжением в фотоэлектрической цепи. Закон Ома в целом к ней неприменим. Сопротивление воздушного слоя непостоянно, оно меняется каким-то сложным образом.

Но Столетов не только экспериментатор – он и великолепный теоретик.

Зоркий ум его замечает и здесь, в этом сложном явлении, простую и ясную зависимость.

Исследуя протоколы наблюдений и графики, он подмечает любопытное обстоятельство: если одновременно изменить вдвое и расстояние между пластинками и напряжение батареи, ток не изменится.

Такая зависимость дает ученому право утверждать, что в фотоэффекте сила тока определяется величиной отношения электродвижущей силы к расстоянию между пластинами. А это отношение характеризует не что иное, как плотность электрического заряда на обкладках конденсатора.

«Если, – говорит Столетов, – построить график зависимости силы тока от плотности заряда, то полученная кривая будет как бы групповым портретом множества кривых прежнего графика».

Кривые, снятые Столетовым, показывающие зависимость силы фототока от величины электрического напряжения.

Разгадана еще одна тайна фотоэффекта. Цепь открытий проходит через руки русского ученого звено за звеном.

Цепь не обрывается. Одно звено тянет за собой другое.

Так и на этот раз. Устанавливая закон зависимости силы тока от напряжения батареи, он приходит к мысли: можно ли вызвать фототок, выбросив совсем батарею из установки?

И вот новый опыт. Батарея изъята из цепи.

Дуга зажжена. Никакого тока: «зайчик» гальванометра недвижим. Все говорит о том, что мысль как будто бы неверна, что без постороннего источника ток не возникнет.

Задумчиво смотрит ученый на конденсатор… И вдруг, как вспышка, его озаряет догадка. Все правильно! Природа ведет себя, как и должна. Это он, человек, ошибся. Ток и не должен итти.

Диск конденсатора сделан из цинка. Сетка – из латуни.

Что будет, если поместить цинк и латунь в электролит, в подкисленную воду? Получится гальванический элемент. В нем роль положительною электрода, роль анода, будет играть цинк.

Катодом же будет латунь. Гальванический элемент можно построить и без электролита – просто сблизив цинк и латунь. Он будет слаб, этот элемент, но и он разовьет электродвижущую силу. И, как прежде, цинк будет анодом, латунь – катодом. Латунь, как говорят физики, более электроотрицательна, чем цинк.

«Мой конденсатор, – догадывается ученый, – и есть как раз такой, в полном смысле сухой, элемент. Цинковый диск – анод, он заряжен положительно. И вот ею-то я и освещаю, я, знающий отлично нечувствительность положительного заряда к свету».

Причина неудачи первого опыта понята.

Опыт сразу же видоизменяется. На этот раз диском служит посеребренная латунь. Сетку нужно взять цинковую – из материала более электроположительного, чем серебро.

Но цинковой сетки под рукой нет. И Усагин наскоро делает подобие сетки из цинкового листа, просверлив в нем множество отверстий.

Новый конденсатор поставлен перед фонарем. Открыта заслонка, и «зайчик» пополз по шкале. Впервые свет сам, без помощи батареи, создал ток.

Огромное число открытий, сделанных всего лишь за четыре месяца, Столетов осветил в двух сообщениях. Одно из них увидело свет 16 апреля, другое – 9 июня.

Позднее Столетов в большой статье еще раз подвел итоги славной весны 1888 года.

В двенадцати ясных и лаконичных тезисах ученый объединил главные результаты своих опытов.

Вот эти двенадцать тезисов – скрижали славы русского ученого:

«1. Лучи вольтовой дуги, падая на поверхность отрицательно заряженного тела, уносят с него заряд. Смотря по тому, пополняется ли заряд и насколько быстро, это удаление заряда может сопровождаться заметным падением потенциала или нет.

2. Это действие лучей есть строго униполярное; положительный заряд лучами не уносится.

3. По всей вероятности, кажущееся заряжение нейтральных тел лучами объясняется той же причиной.

4. Разряжающим действием обладают – если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими – лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре (λ<295×10 ^-6м/м). Чем спектр обильнее такими лучами, тем сильнее действие.

5. Для разряда лучами необходимо, чтобы лучи поглощались поверхностью тела. Чем больше поглощение активных лучей, тем поверхность чувствительнее к их разряжающему действию.

6. Такой чувствительностью, без значительных различий, обладают все металлы, но особенно высока она у некоторых красящих веществ (анилиновых красок). Вода, хорошо пропускающая активные лучи, лишена чувствительности.

7. Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени.

8. Разряжающее действие ceteris paribus [22]22
  Сeteris paribus( лат.) – при прочих равных условиях.


[Закрыть]пропорционально энергии активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность.

9. Действие обнаруживается даже при ничтожных отрицательных плотностях заряда; величина его зависит от этой плотности; с возрастанием плотности до некоторого предела оно растет быстрее, чем плотность, а потом медленнее и медленнее.

10. Две пластинки разнородных в ряду Вольты металлов, помещенные в воздухе, представляют род гальванического элемента, как скоро электроотрицательная пластинка освещена активными лучами.

11. Каков бы ни был механизм актино-электрического разряда, мы вправе рассматривать его как некоторый ток электричества, причем воздух (сам ли по себе или благодаря присутствию в нем посторонних частиц) играет роль дурного проводника. Кажущееся сопротивление этому току не подчиняется закону Ома, но в определенных условиях имеет определенную величину.

12. Актино-электрическое действие усиливается с повышением температуры».

Столетова занимал вопрос и о том, как можно использовать открытое им явление для практики. Замечательную идею высказывает он: «Едва ли есть другой способ так зорко следить за постоянством электрического света (или вернее напряженности лучистой категорий радиации), как эти актино-электрические наблюдения». Этим предложением использовать фотоэффект для целей фотометрии Столетов намного опередил западную науку. Только через три года Эльстер и Гейтель высказали мысль о возможности воспользоваться фотоэлементом для измерения освещенности.

В этой же статье Столетов излагает несколько предположений о природе фотоэффекта.

«Закончу одним замечанием, – писал Столетов. – Как бы ни пришлось окончательно сформулировать объяснение актино-электрических разрядов, нельзя не признать некоторой своеобразной аналогии между этими явлениями и давно знакомыми, но до сих пор мало понятыми, разрядами гейслеровых и круксовых трубок. Желая при моих первых опытах ориентироваться среди явлений, представляемых моим сетчатым конденсатором, я невольно говорил себе (понимая всю странность этих слов), что предо мною – гейслерова трубка [23]23
  Гейслерова трубка– стеклянная трубка со впаянными электродами, наполненная разреженным газом. При присоединении трубки к источнику высокого напряжения в ней под действием идущего через нее тока возникает свечение газа.


[Закрыть], могущая действовать и без разрежения воздуха, трубка не с собственным, а с посторонним светом. Там и здесь явления электрические тесно связаны со световыми, там и здесь катод играет особенную роль и, повидимому, распыляется. Изучение актино-электрических разрядов обещает пролить свет на процессы распространения электричества в газах вообще».

В этой мысли Столетова кроется замечательная догадка о родстве между электрическими явлениями в пустотных трубках и фотоэффектом.

Поражаешься прозорливости русского ученого, уловившего это сходство в годы, когда не была известна ни природа явлений в пустотных трубках, ни природа фотоэффекта.

Теперь мы знаем – такое родство есть. И там и тут работают электроны. Так же пророчески прозвучали в те времена слова Столетова о том, что изучение фотоэффекта поможет познать процессы распространения электричества в газах. И этому познанию положил начало он сам – основоположник исследования фотоэффекта.

Столетов знал, что фотоэлектрический ток не возникает, если пластины конденсатора и сетка разделены не газовой средой, а жидкостью или твердым телом. Он делал, например, такой опыт: серебрил пластинку кварца с обеих сторон, прочерчивал на одной из них полосы, то-есть превращал серебряный слой в своеобразную сетку.

Затем эту пластинку он ставил в качестве конденсатора в свою установку.

Свой обычный конденсатор Столетов погружал в изолирующие жидкости – керосин, спирт, сернистый углерод.

Во всех этих случаях «следы электрических течений можно, правда, заметить, – писал Столетов, – но они иного характера, появляются и исчезают не мгновенно вместе с освещением, а исподволь».

Эти опыты, в которых Столетов близко подошел к исследованию так называемого внутреннего фотоэффекта (отвлекаться на изучение этого явления Столетов не стал), помогли ученому еще глубже осмыслить природу изучавшихся им актино-электрических явлений внешнего фотоэффекта, как мы теперь говорим.

Размышляя над особенностями фотоэффекта, Столетов приходит к гениальным заключениям.

Ему ясно, что исследуемое им явление состоит, по сути дела, из двух явлений. Свет отрывает с поверхности электрода что-то, имеющее отрицательный заряд. Это первое явление. Затем это «что-то» переносится к аноду через промежуток, разделяющий катод от анода.

Чтобы этот перенос был возможен, «нужна газовая среда, то-есть нужен простор и полная удобоподвижность частиц», – писал Столетов. Замечательными словами он продолжает этот вывод, гениально проникая в суть явления: «Одно это уже внушает мысль, что в разрядах, происходящих под действием лучей, необходимую роль играет механическая конвекция (перенос) электричества…»

«Здесь есть нечто вроде электрического ветра», – говорит исследователь.

В этих определениях, чтобы они стали современными определениями фотоэффекта, надо только вместо слова «частица» поставить слово «электрон». А ведь эти заключения Столетов высказал задолго до того, как физика открыла мельчайшие частицы вещества – электроны, носители отрицательного заряда.

– Что же это за конвекция? Какие же частицы переносят электрический заряд? – задает себе вопрос Столетов.

Может быть, это просто-напросто мельчайшие пылинки металла, отрываемые от катода светом, может быть, свет «распыляет» катод?

Некоторые физики придерживаются именно этой гипотезы. Столетов считает ее не вполне убедительной. Гипотеза «распыления» катода не вяжется с некоторыми из его опытов. Что же является переносчиком зарядов? Столетов честно признает, что современная ему физика ответить на этот вопрос не может.

Он говорит: «Но мы еще не поняли вполне, почему и как начинается процесс. Почему те или другие частицы отделяются от поверхности электрода, почему действие униполярно, почему оно стимулируется лишь лучами известной категории и стоит в тесной связи с поглощением этих лучей поверхностью катода? Эти-то пункты и составляют главный нерв загадки. Опыты относительно «распыления» составляют важный шаг вперед, но, в свою очередь, вызывают целый ряд вопросов».

Никому в мире еще не известно решение загадки фотоэффекта. Не знает его и сам первооткрыватель. Но он делает все, чтобы найти это решение. Он идет по пути к нему.

Замечательно, что в том же году, когда Столетов вел свои исследования, иное взаимодействие света и вещества, внутренний фотоэффект, изучает другой русский исследователь, В. А. Ульянин (1863–1931), будущий ассистент Столетова, а затем и профессор в Казани.

Ульянин исследует металл селен. У этого металла чудесные свойства. Когда селеновая пластинка освещается, ее сопротивление сразу же уменьшается. Внутри селена происходит что-то, отчего он начинает лучше проводить ток. Сила тока в цепи, в которую включена пластинка, возрастает, как только на селен падает луч света.

Изучая воздействие света на селен, Ульянин сделал выдающееся открытие. Нанеся на селеновую пластинку тончайший слой другого металла, сделав как бы «бутерброд», Ульянин получает замечательный прибор, превращающийся под действием света в электрический элемент. Как только на поверхность нанесенного на селен слоя падает свет, в проводах, соединяющих этот слой с селеном, возникает ток! Прибор Ульянина сам, без участия какой-либо батареи, превращал свет в электрический ток! Так в 1888 году Ульянин построил первый в мире фотоэлемент с запирающим слоем, более чем на 30 лет опередив немецкого физика Ланге, претендующего на первенство в создании фотоэлементов с запирающим слоем.

* * *

За опытами Столетова внимательно следят ученые всего мира.

С гордостью за отечественную науку читают известия о его опытах русские ученые.

«Я читал вашу статью и очень радовался. Желательно по возможности всесторонне далее исследовать явления», – пишет Столетову в мае 1888 года из Берлина его ученик, выдающийся физик В. А. Михельсон. «Желаю вам поскорее развязаться с экзаменами и погрузиться в ультрафиолетовый эфир», – шлет Михельсон пожелание своему учителю.

«Удивительно, какая обширная область исследований открывается этими новыми явлениями, – прозорливо пишет Столетову Михельсон в другом письме (13 июля 1888 года). – Мне все кажется, что вместе с электродинамическими исследованиями Герца они должны пролить некоторый свет на самую механику электрических и магнитных явлений».

Русские ученые понимают, как сейчас дорого время для ученого, ведущего борьбу за раскрытие одной из глубочайших тайн природы. Бережно стараются оградить ученого его соратники и друзья-от дополнительных занятий.

Но времени все же нехватает. Лекции, экзамены – все это отнимает немало часов. А Столетов не считает себя вправе оставить и многие другие дела. Весной 1888 года заканчивает свою магистерскую диссертацию его ученик Дмитрий Александрович Гольдгаммер. Может ли Столетов остаться безучастным к работе своего ученика, исследующего к тому же весьма удивительное явление: Гольдгаммер, как мы уже знаем, изучает влияние магнитного поля на электропроводность металлов. Он, как и многие другие ученики Столетова, также работает в области электрических явлений, исследованию которых отдает столько сил и таланта сам глава школы русских физиков. Столетов руководит Гольдгаммером. Он помогает молодому физику отшлифовать диссертацию и принимает деятельное участие в ее обсуждении на диспуте.

Сердце ученого радуется. Еще одна победа на счету русской науки, еще одним воином пополнились ряды русских физиков.

Немало времени отнимает и составление, конспекта по магнетизму и электричеству. В годы работы над фотоэффектом Столетов успевает создать учебник, просто и ясно излагающий самые последние достижения этих молодых отделов физики.

Столетов не может целиком посвятить себя научным исследованиям. Но, занятый многими обязанностями, Столетов всеми своими помыслами там, у себя в лаборатории. Ведь столько еще хочется исследовать! Новые мысли, новые планы все рождаются…

В начале лета 1888 года Столетов задумывает новые опыты.

Во всех прежних сетку и диск конденсатора разделял воздух.

Теперь же он задался целью изучить эффект в различных газах и при различных давлениях.

Был построен новый прибор. Вот как описал его сам Столетов:

«Этот прибор представляет собой цилиндрическую коробку, высотой в 46 мм, диаметром в 87 мм. Стенки цилиндра стеклянные, покрытые лаком; основание с одной стороны состояло из металлического кольца, на которое накладывалась прозрачная кварцевая пластинка (69 мм диаметром и 5 мм толщиной), с другой стороны основанием цилиндра служил кусок металла, в котором вращался микрометрический винт (шаг = 0,36 мм.) с разделенным барабаном. На внутреннем конце винта помещался выверенный плоский диск, состоящий из посеребренной латуни, почти такого же диаметра, как и у кварцевой пластинки, это – отрицательная арматура конденсатора. Внутренняя поверхность кварца посеребрена; на серебряном слое проведены черточки наподобие диффракционной решетки – это положительная арматура.

Так как мы пользовались кварцевой пластинкой, то мы вынуждены были уменьшить поверхность арматур; но зато мы получаем выигрыш, так как таким путем можно получить более совершенные сетки и можно приближать друг к другу арматуры на очень короткие расстояния, которые возможно точно измерять. Через посредство двух отверстий, сделанных в коробке, можно было пополнять ее каким угодно газом при желаемом давлении.

Газы перед тем, как направляться в прибор, подсушивались. Давление их можно было менять с помощью газового насоса».

Свет проникал в прибор сквозь тонкую кварцевую пластинку.

Как и все, что делал Усагин, эта установка была выполнена тщательно. «Изоляция была сделана весьма старательно, – писал Столетов, – и обыкновенные электрические потери (при спущенной заслонке) были незначительны даже при самых больших разряжениях». Чтобы избежать ошибок, вносимых капризами электрической дуги, «был установлен перед той же лампой контрольный конденсатор (диск и сетка в воздухе); батареи гальванометра попеременно соединялись с новым аппаратом и с контрольным конденсатором; измерения с новым аппаратом приводились к показанию контрольного конденсатора».

Столетов наполнял прибор сухим воздухом, влажным воздухом, водородом. Заслуживающих внимания различий в силе тока для всех этих случаев он не нашел.

Однако, когда прибор был наполнен углекислотой, сила тока возросла в два раза. Ученый убедился, что для фотоэффекта не безразличен состав газа, находящегося между обкладками конденсатора. Но самые разительные результаты получил Столетов, когда он начал менять давление внутри прибора. Эти опыты проводились с сухим воздухом и с сухой углекислотой.

Стоило Усагину включить насос и начать выкачивать газ, как ток в цепи начинал расти. И чем меньше оставалось газа, тем больше и больше возрастал ток. Когда давление в приборе падало до трех миллиметров ртутного столба, то-есть становилось в 250 раз меньше атмосферного, сила тока возрастала в 4–6 раз по сравнению с силой тока, при обычном давлении.

Насос продолжал работать. Давление в приборе все падало. Но ток продолжал итти, хотя теперь его сила и начинала уменьшаться. Ток не исчезал и тогда, когда давление достигало минимального значения, когда большего разрежения насос уже не мог создать. Для этого рожденного светом тока почти безвоздушное пространство не было преградой. Пораженный этим явлением, Столетов писал: «Даже при самых крайних разрежениях, которых я мог достигнуть, актинический ток был далеко не равен нулю». И продолжал: «Я не смогу сказать сейчас, зависит ли это от недостаточного вакуума или от чувствительности моего прибора».

В этой фразе он весь: требовательный, тщательный, не терпящий досужих домыслов!

21 июня 1888 года Столетов и Усагин закончили свои опыты. В университете было тихо, пустынно. Давно уже начались вакации. Разъехались студенты, профессора. Пора было отдохнуть и им. Столетов пишет свое последнее сообщение о последней серии опытов – об опытах с разреженными газами. Это сообщение 9 июля опубликовывается. Свою работу Александр Григорьевич не считал завершенной. Сообщение от 9 июля он заключил фразой: «Я предполагаю продолжить мои исследования».