двигаясь сверху вниз со скоростью нескольких дюймов в год. Между тем этот вар и другия ему подобные тела (смолы) вообще могут звучать как стекло, давать излом как настоящее твердое тело и т. п. Обратно, такая несомненная жидкость, как вода, в которую прибавлено всего 5 граммов твердого желатина на литр, обнаруживает ясно измеримую крепость даже для медленно протекающих процессов (Ф. Н. Шведов, 1900). Эта крепость в два триллиона раз менее крепости стали; для достаточно быстрых процессов и в чистой воде окажется крепость, как она окажется и в газах. Во всех этих телах поперечные волны вполне возможны, но их скорость будет чрезвычайно мала, блогодаря слишком большой плотности тел. Поэтому всякая жидкость с самыми ничтожными признаками крепости могла бы распространять поперечные волны с такой большой скоростью, как скорость света, если бы только плотность этой жидкости была достаточно мала. Отсюда ясно, что Э. нужна только достаточно малая плотность и он в разных явлениях будет вести себя различно: подобно твердому телу для процессов, протекающих со скоростью света, и подобно жидкости для скоростей в тысячи раз меньших. Э. Томсона является телом в мельчайших частях не однородным, при чем неоднородность эта обусловлена только движением. Блогодаря ей, мы должны назвать строение этого Э. молекулярным. Правда, такое строение может повлечь за собой требование, чтобы у чистого Э. были явления светорассеяния и иные, наблюдаемые в обычных телах, напр. явления теплоты, Э. должен бы иметь температуру и т. д. Это очень тонкие вопросы, которых опытное решение наступит вероятно не скоро. Но следует заметить, что в последнее время уже появился целый ряд теоретических исследований (напр. Планк, Planck, 1900), в которых законы термодинамики распространяются и на лучи света, идущие в чистом Э. Явилась необходимость говорить о температуре луча в Э., откуда уже один шаг и до температуры Э. С другой стороны мы не имеем никаких опытных указаний на полное отсутствие дисперсии и светопоглощфния в Э. В самом деле, куда исчезает энергия, посылаемая, напр.. солнцем по всем направлениям, энергия, из которой лишь ничтожная часть попадает на обычные тела? Наконец, если в Э. и есть дисперсия, она могла бы сказаться, может быть, лишь на волнах, размеры которых очень малы, т. е. на волнах ультрафиолетовых и еще более коротких. Только молекулярное строение занимающей нас среды не может делать из нея газ с обычными свойствами, потому что тогда в явлениях теплоты сказалось бы существование такого газа (Максвелл).
5) Плотность Э. Какими бы свойствами ни обладал Э., какия бы движения в нем ни происходили, несомненно свет есть явление кинетического характера и согласно электромагнитной теории света в световом луче энергия на половину кинетическая, на половину потен-
циальная. Поэтому полная энергия светового луча равна его двойной кинетической энергии. Яркость луча есть средняя величина энергии единицы объема среды, распространяющей свет, за промежуток времени, очень большой сравнительно с периодом световой
волны, и эта яркость e = i/V, где i количество энергии, приносимое лучами в секунду на квадратный сантиметр, нормальный лучу, а V скорость света. Если К есть средняя кинетическая энергия кубического сантиметра,
то е = 2К и K=(1/2)(i/V). Но каково бы ни
было движение в световом луче, какой бы механический смысл ни имели величины, называемые нами электрическими и магнитными силами и т. п., всегда кинетическая энергия единицы объема, которого длина по
направлению луча достаточно мала, есть
где ѵ одинаковая для всех точек объема скорость движения, а ρ плотность среды. Если далее А есть максимальное значение скорости за период колебания, то средняя кинетическая энергия кубического сантиметра будет
К = (1/4)ρА2 и потому ρ = (2i)/(VA2) или же, если
положить (V/A)=n, то ρ = (2i)/(V3) n2. По исследованиям Ланглея (Langley, 1884) каждый квадратный сантиметр земли получал бы от солнца в минуту 3 малых калории тепла, если бы не было атмосферы, что дает i = 21.105 эргов, так что будет ρ = 1·6.10–25n2. Величина n нам неизвестна, но о порядке величины этой мы можем судит; совершенно невероятно напр., чтобы А было больше скорости света; Томсон считает n никак не менее 50. В таком случае плотность Э. окажется более чем 4.10–22. Аналогичный приведенному счет выполнен был В. Томсо-ном (1854) для Э., как упругого твердого тела и дал ρ > 10–22; число того же порядка мы получаем и на основании электромагнитной теории света. Остатки нашего воздуха даже на расстоянии всего одного земного радиуса от поверхности земли имели бы (при неподвижной земле) плотность 10-345 (В. Томсон).
6) Э. и тяготение. Обычная материя подчинена закону всемирного тяготения. Подчинен ли тому же закону и Э., или он невесомъ? Рассматривая Э., как один из видов материи в обычном смысле этого слова, мы не можем дать определенного ответа на этот вопрос уже потому, что мы не знаем происхождения тяготения и даже не знаем, требует ли оно времени для своего распространения. Только, если тяжесть есть действие на расстоянии, она должна распространяться мгновенно; конечность «скорости тяготения» доказала бы, что тяготение есть кажущееся взаимодействие тел подобно тому, как это имеет место по отношению к явлениям электричества и магнитизма. Тот успех, какой дали в учении об электричестве
Э ф
и магнитизме идеи Фарадфя и Максвелля, делает мало вероятным, чтобы вообще в природе существовало действие на расстоянии. Правда, делались неоднократно подсчеты того, какова могла бы быть скорость распространения тяготения, чтобы не вызывать у небесных тел движений, которые не наблюдаются. Все такого рода подсчеты (напр. Лапласа) приводили постоянно к числам во много миллионов раз большим скорости света. Однако, все эти вычисления основаны на допущении, что движете небесных тел на тяготение не влияет. Между тем, если тяготение производится известными состояниями
Э., то эти состояния очевидно будут изменяться в зависимости от движения видимых тел, а в таком случае мы не получим никакого противоречия с астрономическими наблюдениями и при скорости распространения тяготения, не отличающейся от скорости световых и электромагнитных волн (Н. А. Lorentz, 1900). И действительно, Лорентцу удалось представить всемирное тяготение, как результат (кажущихся) электрических притяжений и отталкиваний электронов, допуская лишь, что взаимодействие двух одноименных количеств электричества при прочих равных условиях слегка отлично численно (и конечно противоположно) от взаимодействия двух таких же количеств разноименных. Тогда тяготение, как и электрическия притяжения и отталкивания, оказывается кажущимся явлением, распространяющимся со скоростью света. Но и в этом случае трудно сказать, весом ли Э. С одной стороны, так как в Э. нет электронов, можно бы было думать, что он невесом; с другой стороны, быть может электроны—эти частички, в сотни раз меньшия атомов водорода,— есть не что иное как измененные в чем либо молекулы Э. Тогда между последними и электронами, т. е. и молекулами обычных тел возможно кажущееся взаимодействие, если не тожествфнное, то аналогичное взаимодействию между телами, подчиненными всемирному тяготению; тогда Э. может оказаться как бы весомым, он будет притягиваем обычными телами. В. Томсон полагал более вероятным, что Э. весом, и считал onus probandi лежащим на тех, кто утверждает, что Э. не подчинен тяготению. Повидимому, мнение Томсона оказывается верным,особенно в связи с теми соображениями, с которыми мы встретимся ниже, и которые совсем независимы от вышеприведенных.
7) Э. и молекулы обычных тел. Обычная материя, как известно, состоит из молекул, являющихся в свой очередь группами атомов. Последние оказываются чем-то неизменным, неуничтожимым. Реальное существование молекул и атомов, т. е. неоднородность в строении материи, главным образом доказывается явлениями лучеиспускания (блогодаря спектральному анализу |см.]), и химическими. Известно, кроме того, что атомы и молекулы находятся в движении, что между ними есть так наз. силы сцепления. С точки зрения отсутствия действия на расстоянии и эти силы должны быть кажущимися,
Энциклопед. Словарь, т. XLJ.
225
т. е. некоторым действием среды, разделяющей атомы и молекулы; возможно, что в конце концов эти силы окажутся тоже-ственными с силами всемирного тяготения, как это полагает В. Томсон. Как бы та ни было, раз есть Э., было бы ненужным усложнением рассматривать атомы и молекулы, как что-то, от Э. совсем отличное; наоборот, естественнее всего считать атомы и молекулы просто некоторыми областями того же Э., но обладающими, блогодаря особым условиям, и особыми свойствами. В этом направлении, чисто картфзианского характера, делались самые разнообразные предположения. Предполагалось напр., что атомы и молекулы суть места сгущения Э., или что они —места, где твердый Э. расплавился (Helm 1881) и т. п. Но из всех подобных гипотез наибольшее значение снова имеет гипотеза В. Томсона, сводящая различие между атомом и Э. только к различию в движении. По Томсону (1867) атом есть вихрь совершенной жидкости, т. е. атом обычной материи то же, что и атом или молекула
Э., но более крупный, более сложной структуры. По свойству вихревого движения совершенной жидкости такой вихрь всегда состоит из однех и тех же точек жидкости, и напряжение вихря (произведение угловой скорости на площадь поперечного сечения) есть величина неизменная, что бы с вихрем ни происходило. Такой, раз существующий, вихрь неуничтожим и механически нфделим, т. е. как раз обладает свойствами атома материи. Вихри эти могут иметь поступательное движение как целое, могут дрожать, и т. п.; они, наконец, обладают кажущейся упругостью, блогодаря наличности в вихрях вращательного движения. Все это дало повод сделать попытку разработать кинетическую теорию газов, принимая молекулы газа за такие вихри. Это сделал Дж. Дж. Томсон (J. J. Thomson, 1888) и, насколько позволили математическия трудности, показал, что при приближении двух колец вихрей друг к другу или к неподвижной стенке они будут отталкиваться подобно упругим телам; что стенка будет испытывать давление, выражающееся как раз так, как нужно в кинетической теории газов, т. е. ведущее к закону Мариотта и Гэй-Люссака. и т. д. С точки зрения этой вихревой теории материи одноатомный газ состоит из простых (одиночных) вихрей; различие газов может состоять в форме, какую имеет ось вихря; газ двух-атомный будет состоять пз пар вихрей, переплетенных один с другим или просто держащихся один близ другого и т. д. Теория показывает далее, что напр. газ, состоящий из пар вихрей, может дать устойчивую комбинацию или с двумя газами одновихрфвыми (одноатомными) или же с газом двухвихревым, так что получатся четыре вихря вместе и т. д., но устойчивы лишь комбинации до шести вихрей вместе. Таким образом комбинации одинаковых вихрей дают молекулу простых тел в газовом состоянии, комбинации разных вихрей—молекулы сложных химических соединений, и
15
