Никола Тесла - Лекции

Мне кажется, что подобный процесс имеет место и в лампах с однородным электродом, и я полагаю, что это основная причина распада. Должны быть какие-нибудь неровности, даже если поверхность отшлифована, что, конечно, невозможно в случае большинства тугоплавких материалов, которые применяются в качестве электродов. Предположим, что кончик электрода нагревается, тут же основная часть разряда начинает проходить через эту точку и небольшой кусочек электрода плавится и испаряется. Теперь возможно, что вследствие этого быстрого разрушения в точке атаки падает температура или возникает контрсила, как в дуге; в любом случае местный распад сталкивается с ограничениями, характерными для опыта, и тот же процесс происходит в другом месте. Нам электрод кажется равномерно светящимся, но на нем есть точки, которые постоянно перемещаются, в которых температура гораздо выше средней, и это значительно усиливает процесс распада. То, что нечто подобное происходит, по крайней мере когда температура электрода немного ниже, можно подтвердить следующим опытом. Хорошенько откачаем воздух из колбы, так, чтобы при довольно высоком потенциале разряд не мог пройти, то есть не светящийся, ибо слабый, невидимый разряд происходит всегда, при любых условиях. Теперь медленно увеличим потенциал, включая ток в первичной обмотке не более чем на мгновение. В какой-то момент в колбе появятся две, три или полдюжины светящихся точек. Эти места на стекле очевидно подвергаются более интенсивной бомбардировке, чем остальные, а это объясняется неравномерностью электрической плотности, что вызвано острыми выступами или, в общем, неровностями электрода. Но светящиеся участки постоянно перемещаются, что особенно хорошо видно, если удается их создать, а это говорит о том, что форма электрода постоянно меняется.

Из этих опытов я делаю вывод: для наибольшей износоустойчивости элемент накаливания в колбе должен иметь круглую форму и поверхность его должна быть хорошо отшлифована. Такой маленький шарик можно изготовить из алмаза или другого кристалла, но лучше всего оплавить при высокой температуре какой-либо оксид, например двуокись циркония, так, чтобы он принял вид капли, а затем поместить его в колбу при температуре ниже его точки плавления.

Интересные и полезные результаты можно без сомнения получить в направлении крайней степени нагрева. Как можно получить такие высокие температуры? Как они достигаются в природе? При столкновениях небесных тел, при высоких скоростях и ударах. При столкновении можно достичь любой степени нагрева. Во время химического процесса мы ограничены. При соединении кислорода и водорода, они, образно говоря, падают с определенной высоты. Мы не можем достичь высокой температура при помощи газовой горелки, так же, как и при помощи печи, но в вакуумной колбе мы можем сконцентрировать любое количество энергии на маленьком элементе. Оставим практичность воплощения в стороне, и станет понятно, что таким способом, я полагаю, мы можем получить самую высокую температуру. Но тут мы сталкиваемся с огромной проблемой, а именно: тело распадается прежде, чем оплавится и образует каплю. Эта проблема существует в основном применительно к оксидам, таким, как двуокись циркония, так как их нельзя сжать настолько, чтобы они быстро не распались. Я неоднократно пытался оплавить двуокись циркония, помещая его в чашку или в угольную дугу, как показано на рисунке 23. Он светился очень ярко, и частицы, испускавшиеся из угольной чашки были заметно белого цвета; но независимо от того, был ли он сжат слоями или растерт в порошок с углем, он улетучивался раньше, чем плавился. Угольная чашка с двуокисью циркония помещалась очень низко в горловине большой колбы, так как нагрев стекла испускаемыми частицами оксида бал настолько быстрым, что во время первой попытки колба треснула мгновенно, как только пустили ток, нагрев стекла испускаемыми частицами всегда был сильнее, когда в угольной чашке содержалось вещество, которое быстро улетучивалось, полагаю потому, что в таких случаях, при одинаковом потенциале, достигаются более высокие скорости, а также потому, что за единицу времени улетучивается большее количество вещества — то есть, большее количество частиц ударяется о стекло.

С указанной трудностью, однако, не столкнешься, если в угольную чашку поместить вещество, устойчивое к разрушению. Например, если оксид сперва расплавить в кислородной горелке, а затем поместить в колбу, он быстро плавился и принимал форму капли.

В целом во время плавки были замечены прекрасные световые эффекты, которые трудно описать. Рисунок 23 должен проиллюстрировать эффект, наблюдавшийся с рубиновой каплей. Сначала можно наблюдать узкий столб белого света, который проецировался на верхнюю часть колбы и образовывал неровное световое пятно. Когда кончик рубина оплавляется, свечение становится очень мощным; но по мере того, как всё больше атомов испускается с поверхности капли, стекло нагревается и «устает» и теперь светится только кромка пятна. Таким образом формируется очень яркая и четко очерченная линия, соответствующая внешним очертаниям капли, и начинает медленно распространяться по колбе по мере того, как капля растет. Когда эта масса начинает кипеть, образуются пузырьки и небольшие пустоты, дающие на поверхности колбы темные пятна. Колбу можно, не боясь, перевернуть вверх дном, так как капля обладает вязкостью.

Здесь я могу упомянуть еще одну интересную особенность, которую заметил в процессе проведения этих опытов, хотя это наблюдение и не переросло в уверенность. Мне показалось, что под воздействием ударов молекул, вызванных частыми колебаниями потенциала, элемент оплавился и оставался в таком состоянии в вакуумной колбе при температуре более низкой, чем была при нормальном давлении и нагреве в обычных условиях, по крайней мере, так мне показалось при том освещении. Один из опытов можно привести как иллюстрацию этого явления. Небольшой кусочек пемзы прикрепили к платиновому проводу и сперва приварили его газовой горелкой. Затем провод поместили между двух кусочков древесного угля и с помощью горелки создали интенсивный нагрев для того, чтобы расплавить кусочек пемзы до состояния стеклоподобной головки. Платиновый провод должен быть достаточно толстым, чтобы выдержать нагрев. При нагреве древесным углем и в пламени горелки пемза очень ярко светилась. Затем провод с головкой поместили в колбу и, откачав воздух, стали подавать ток, медленно наращивая его силу, чтобы не треснула головка. Головка нагрелась до точки плавления, и когда она расплавилась, она уже не светилась так ярко, как раньше, что говорит о более низкой температуре. Не беря в расчет возможную, и даже вероятную, ошибку наблюдателя, ставим вопрос, можно ли трансформировать предмет из твердого состояния в жидкое при меньшем количестве выделяемого света?