Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию

Атом гелия (легкий газ, употребляемый для наполнения дирижаблей) особенно устойчив и противостоит сильным толчкам и давлениям. Атом урания настолько неустойчив, что распадается сам по себе, переходя в другой металл, ионий, а затем еще в один металл называемый радием. В конце-концов, после «жизни» неопределенной продолжительности, он может превратиться в свинец. Такое самопроизвольное распадение атомов элемента известно под именем «радиоактивности».

Большая часть атомов устойчива при обыкновенных обстоятельствах и неустойчива под влиянием сильных напряжений, подобных тем, какие производит электрический заряд. Если атом, особенно тяжелый или малоподвижный получит сильный толчок, некоторые планетные электроны могут отлететь от него, так как толчок нарушает внутреннее притяжение атома. Если атом потеряет часть отрицательных электронов, положительные оказываются сильнее, и тогда говорят, что атом заряжен положительно. Если отлетевшие отрицательные электроны перейдут в какой-нибудь другой атом, в этом последнем окажется отрицательных электронов больше нормального количества, и он будет заряжен отрицательно. Как Хюг узнал впоследствии, эта неустойчивость строения атомов сделала возможным широковещание. Многие интересные достижения в области беспроволочной передачи сделаны исключительно благодаря знанию свойств тех или других электронов. Во всех атомах есть некоторое количество свободных электронов. Если продолжать пользоваться сравнением атома с солнечной системой, свободные электроны будут соответствовать метеорам. Степень устойчивости атомов того или другого элемента, а также характер их структур определяет количество свободных электронов, а также и легкость и быстроту, с которой эти свободные электроны могут передвигаться от одного атома к другому.

Вещества, электроны которых передвигаются легко, называются «хорошими проводниками электричества». Элементы, атомы которых стесняют передвижение своих свободных электронов, известны, как плохие проводники [2] Электропроводность до сих пор еще не вполне объяснена. Когда эта книга была в печати, м-р Дж. Флеминг, изобретатель термионического клапана (катодной лампы), один из лучших знатоков науки о радио, писал автору, что проблемы электропроводности очень сложны, и, в некоторых частях, темны. . Если так, то очевидно, что «твердые» тела в сущности вовсе не тверды. В атоме урания в солнце имеются 240 положительных электронов (из которых действующими считаются 92). а также 148 отрицательных. Вокруг этого солнца вращаются, как планеты, 92 отрицательных электрона. В атоме гелия четыре положительных и два отрицательных электрона составляют «солнце», а еще два отрицательных электрона вращаются вокруг них, как планеты.

Эти «планеты» находятся не близко от своего «солнца». Относительно гелия расстояния выяснены с довольно большой точностью: если бы «солнце» было величиной с футбольный мяч, то отстоящие на одну с четвертью мили в каждую сторону два мячика для гольфа представляли бы планетные отрицательные электроны. Расстояние, таким образом, довольно большое.

Сами атомы чрезвычайно малы. Если измерить атом, исходя из расстояния между электронами в атоме гелия (два мячика для гольфа, удаленные друг от друга на две с половиной мили), окажется, что диаметр атома равен приблизительно одной двухсотмиллионной части дюйма. Как же малы должны быть электроны!

Диаметр «солнца» приблизительно равен одной десятитысячной всего атома, а электрон меньше «солнца» приблизительно во столько раз, во сколько раз мячик для гольфа меньше футбольного мяча. Потребовались бы миллионы биллионов электронов, чтобы наполнить ушко тончайшей иголки.

Несмотря на бесконечно малую величину электронов, их удалось взвесить, сосчитать, измерить, и даже определить их индивидуальный электрический заряд. Точно известно, что шесть миллионов биллионов отрицательных электронов дают столько электричества, сколько дает в течение одной секунды ток в один ампер.

Если бы мисс Фергюсон знала все эти новейшие достижения научной мысли, она могла бы точнее объяснить Хюгу, отчего получилась искра в лейденской банке. На самом деле случилось вот что: биллионы электронов совершили безумный скачек через пространство, являющееся для них большим, чем расстояние от земли к какой-нибудь отдаленной звезде.

Когда мальчик прикоснулся медной шишечкой банки к отрицательному полюсу машины, свободные отрицательные электроны, скопившиеся на этом полюсе, найдя открытый путь в такое место, где не было их избытка (внутренняя оболочка) биллионами бросились по этому пути. Когда Хюг убрал шишечку, внутренняя оболочка была заряжена всеми электронами, которые могла вместить. В то же время в положительном полюсе машины был недостаток отрицательных электронов.