С. Капица - Жизнь науки

В этом сочинении я хотела сгруппировать все исследования, касающиеся этого вопроса.

Эту работу я производила в лабораториях Физико-химической промышленной школы Парижа с разрешения бывшего директора этой школы Шютценберга и настоящего ее директора Лаута. Пользуясь случаем, выражаю мою благодарность за радушный прием, какой я встретила в этой школе.

Открытие явлений радиоактивности связано с исследованиями, которые начались со времени открытия лучей Рентгена при помощи фото-, графирования эффектов, даваемых фосфоресцирующими и флуоресцирую' щими веществами.

Первые стеклянные трубки, производящие лучи Рентгена, были без. металлического антикатода. Источник лучей Рентгена находился на стеклянной стенке, на которую падали катодные лучи, причем эта стенку „сильно флуоресцировала. Таким образом, возникает вопрос, не сопровождает ли появление лучей Рентгена непременно флуоресценцию, какова бы ни была причина этой последней? Эта мысль была высказана впервые А. Пуанкаре[84]. Спустя немного времени, Анри сообщил, что он получил фотографические отпечатки через черную бумагу при помощи фосфоресцирующего сернистого цинка[85]. Нивенгловский наблюдал то же явление с сернистым кальцием, выставленным на свет[86]. Наконец, Трост долучил четкие фотографические отпечатки от искусственной фосфоресцирующей (кристаллической) гексагональной цинковой обманки, действующей через черную бумагу и толстый картон[87]. Выше перечисленные ишыты не могли быть воспроизведены, несмотря на многочисленные ПО' пытки, предпринятые с этой целью. Впрочем, нельзя принимать за до казанное, что сернистый цинк и сернистый кальций способны испускать, лод влиянием света, невидимые лучи, которые проникают через черную бумагу и действуют на фотографические пластинки.

Беккерель производил аналогичные опыты с солями урана, из которых .некоторые флуоресцируют [88]. Он получал фотографические отпечатки через черную бумагу от действия двойной сернокислой соли уранила и калия.

Беккерель сначала думал, что эта соль, будучи флуоресцирующей, действует как сернистый цинк и сернистый кальций в опытах Анри, Нивенгловского и Троста; однако ряд его опытов показал, что наблюдаемое явление совсем не связано с флуоресценцией: нет необходимости, чтобы соль была освещена; больше того, уран и все его соединения, как «флоуресцирующие, так и нефлуоресцирующие, действуют одинаково, причем металлический уран — самый активный. Вскоре Беккерель нашел, что соединения урана, помещенные в абсолютной темноте, сохраняют в продолжение нескольких лет способность делать отпечатки на фотографических пластинках через черную бумагу. Беккерель признал, что уран и его соединения дают особые лучи — урановые лучи. Он доказывал, что эти лучи могут проникать через тонкие металлические экраны и что они разряжают наэлектризованные тела. Он производил опыты, после которых пришел к заключению, что лучи урана отражаются, преломляются и поляризуются.

Труды других ученых (Эльстера и Гейтеля, лорда Кельвина, Шмидта, Резерфорда, Бетти и Смолуховского) подтвердили и дополнили результаты исследований Беккереля, за исключением той части исследований, которая касается отражения, преломления и поляризации лучей урана. Лучи урана в отношении отражения, преломления и поляризации обладают такими же свойствами, как лучп Рентгена, что раньше обнаружил Резерфорд, а затем уже Беккерель.

Джозеф Джон Томсон родился в Манчестере. Намереваясь стать инженером, он поступил в колледж Оуэна. Но вскоре его отец, который был букинистом, умер, и Томсон И8-за недостатка средств не мог продолжить свое техническое'образование. Однако, изучив математику, физику и химию, ему в 1876 г. удалось получить стипендию в Тринити-колледж, и именно с Кембриджским университетом связана вся дальнейшая академическая жизнь Томсона, или «Джи-Джи», как его называли в среде физиков.

Первые работы Томсона были посвящены развитию максвелловской электроди-аамики. Задача о движении заряженного шара привела Томсона к выводу об увеличении кажущейся массы заряда за счет энергии электрического поля. Впоследствии этот результат, развитый Пуанкаре, получил свое завершение в теории электрона и в механике теории относительности. Диссертация Томсона была посвящена объяснению ряда физических и химических явлений., исходя из общих принципов механики и электродинамики (ср. стр. 207).

Получив степень доктора, Томсон начинает работать в Кавендишской лаборатории, а в 1884 г., после ухода Рэлея, 28-летпий Томсон был назначеп ее директором — третьим Кавендишским профессором. На этом посту он пробыл до 1918 г., когда его

33 Жизнь науки сменил его же ученик Резерфорд. С этого года и до конца своей жизни Томсон возглавлял Тринптн-колледж. Он похоронен в Вестминстерском аббатстве.

Исследования газового разряда привели Томсона к открытию носителей элементарного отрицательного заряда — электронов. В 1906 г. за эти работы Томсону была присуждена Нобелевская премия. Обратившись к исследованию положительных ионов, Томсон вместе со своим учеником Астоиом открыл стабильные изотопы. В Ка-вендпшскои лаборатории тогда же работал Ч. Т. Р. Вильсон, чьи исследования по фп-зике облаков и конденсации пара на ионах привели к изобретению так называемой камеры Вильсона — важнейшего инструмента экспериментальной физики, позволившего воочию увидеть следы ядериых частиц.

Мы приводим предисловие к монографии Дж. Дж. Томсона «Прохождение электричества через газы».

В этом сочинении я попытался развить точку зрения на проводимость электричества через газы, объясняющую ее наличием в газе малых частиц, заряженных электричеством. Под влиянием электрических сил эти частицы, которые мы называем ионами, движутся от одной части газа к другой. Моя цель состоит в том, чтобы показать, как многие явления, сопровождающие прохождение электричества через газы, могут быть согласованно объяснены на основе этой концепции, а не пытаться привести полное описание бесчисленных исследований, посвященных электрическим свойствам газов. Поэтому я ограничился главным образом темп явлениями, которые дают достаточно точные данные, служащие доказательством истинности этой теории. Книга содержит материал тех лекций, которые читались в Кавендингской лаборатории, где много внимания было уделено этим вопросам и где значительное число физиков над ними работало.

Исследование электрических свойств газов, по-видимому, является исключительно обещающей областью исследования природы электричества и строения вещества. Благодаря кинетической теории газов наши представления о происходящих в газах процессах, отличных от электрических, гораздо более наглядны и четки, чем для жидкостей или твердых тел. Поэтому развитие этих вопросов было весьма стремительным, и я думаю, что сейчас справедливо утверждение, что как наше знание, так и понимание процессов, происходящих при прохождении электричества через газ, больше того, что достигнуто в случае твердых тел или жидкостей. То, что ионы обладают зарядом, в значительной степени об-

легчает возможность прослеживать их движение и дает возможность полнее изучить их свойства; так читатель увидит, что мы сейчас существенно больше знаем о ионах, чем о незаряженных молекулах.

С открытием и исследованием катодных лучей, лучей Рентгена и радиоактивности начата новая эра в физике, в которой электрические свойства газов играли и будут играть очень важную роль. Отношение этих открытий к проблеме строения вещества и природы электричества исключительно тесно связано с принятой нами точкой зрения на процессы, происходящие при прохождении электричества через газ. Я попытался показать, что точка зрения, принятая в этой книге, подтверждается большим количеством прямых доказательств и дает прямые и простые объяснения электрических свойств газов.

Под давлением различных других моих обязанностей печатание этой книги затянулось; некоторые важные исследования были опубликованы после того, как соответствующие листы книги были отпечатаны. Краткое изложение их я дал в Дополнительных замечаниях.

Я благодарен г-ну Ч. Т. Р. Вильсону, члену Королевского общества, за помощь в чтении корректур. Г-ну Хайлсу из Кавендишской лаборатории я обязан приготовлением рисунков.

Кавендишская лаборатория, Кембридж.

Август, 1903 г.

Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии. Отец его был колесным мастером, мать — учительницей. Эрнест был четвертым в семье из 12 детей. Среднее образование он получил в колледже городка Нельсон, недалеко от родной фермы.