Природа электрической силы или сил

(Том I. Серия XIV, § 20, июнь 1838 г.)

Теория индукции, изложенная мной в трех предыдущих сериях экспериментальных исследований, высказывает новые предположения только относительно распределения, но не природы электрической силы или сил. Электрические явления могут быть объяснены либо соединением электрического флюида с частицами материи, как в теории Франклина, Эпинуса, Кавендиша и Моссоти, либо соединением двух электрических флюидов, как в теории Дюфэ и Пуассона, или же они могут зависеть не от того, что можно назвать электрической жидкостью, а скорее от колебаний или других изменений материи, в которой эти явления имеют место. Такие разногласия во взглядах на природу электричества не отражаются на моей теории; хотя она и претендует на важную роль установления того, как распределяются силы (по крайней мере, при явлениях индукции), но, насколько я вижу, не дает ни одного опыта, могущего стать решающим для установления правильности какой-либо из вышеназванных теорий.

Однако я считаю, что определить, как распределяются силы, выяснить их разнородные взаимоотношения с частицами материи, установить их общие законы, а также специфические отклонения в пределах этих законов, не менее, если не более, важно, чем узнать, сосредоточены ли эти силы в каком-нибудь флюиде или нет. Поэтому, надеясь принести пользу этим исследованиям, я теперь предлагаю вашему вниманию дальнейшее теоретическое и экспериментальное рассмотрение тех условий, в которых, как я полагаю, находятся частицы, когда они производят явление индукции.

Теория принимает, что все частицы, безразлично изолирующей или проводящей материи, являются, вообще говоря, проводниками.

Что, не будучи полярными в нормальном состоянии, они могут стать таковыми под влиянием соседних заряженных частиц; состояние поляризации появляется мгновенно, так же как и в изолированной проводящей массе, состоящей из множества частиц.

Что поляризованные частицы находятся в напряженном состоянии и стремятся вернуться в свое нормальное или естественное состояние.

Что будучи, вообще говоря, проводниками, они легко могут быть заряжены как по всему объему, так и полярно.

Что смежные частиц, расположенные вдоль на линии индуктивных сил, могут передавать или переносить друг на друга свои полярные силы с большей или меньшей легкостью.

Что в частицах, в которых этот процесс совершается с меньшей легкостью, поляризующие силы должны быть подняты до более высокой степени раньше, чем перенос или передача сможет совершиться.

Что легкая передача сил между смежными частицами составляет проводимость, а затрудненная передача – изоляцию; проводники и изоляторы суть тела, обладающие от природы свойством легко или с трудом передавать свои силы. Это различие столь же присуще им, как и многие другие естественные особенности.

Обычная индукция есть эффект, получаемый в результате действия материи, заряженной возбужденным или свободным электричестве на изолирующую материю, действия, стремящегося вызвать в последней обратное состояние в том же количестве.

Что это может быть достигнуто только путем поляризации соседних частиц, которые поляризуют следующие и т. д., и что таким образом действие передается от возбужденного тела к соседней проводящей массе и там выявляет обратную силу как результат передачи силы от одних поляризованных частиц к другим.

Что индукция может происходить только через изоляторы; что индукция есть изоляция, так как она является необходимым следствием состояния частиц и того способа, которым влияние электрических сил переносится или передается через такие изолирующие среды.

Частицы изолирующего диэлектрика, в то время как он находится под действием индукции, можно сравнить с рядом небольших магнитных игл или, точнее, с рядом небольших изолированных проводников. Если пространство вокруг заряженного шара будет заполнено смесью изолирующего диэлектрика, как, например, терпентинного масла или воздуха с некоторым количеством небольших круглых проводников, например, дроби (причем последние находятся друг от друга на таком расстоянии, что они изолированы), то состояние и действие этих проводников будут в точности соответствовать моему представлению о состоянии и действии частиц самого изолирующего диэлектрика. Если шар будет заряжен, то все эти маленькие проводники окажутся поляризованными, если шар будет разряжен, то все они вернутся в нормальное состояние, с тем чтобы снова стать изолированными при заряжании шара. Состояние, вызванное в массе проводящей материи путем индукции на расстоянии через такие частицы, будет противоположно по качеству и абсолютно равно по количеству силе индуцирующего шара. Появится боковое рассеяние силы, так как каждый поляризованный шар их будет находиться в активном или напряженном состоянии по отношению ко всем соседним, подобно тому, как один магнит может действовать на две или больше магнитные иглы, расположенные близ него, а те в свою очередь на еще большее количество игл. Если бы в таком, сложно составленном диэлектрике индуцировался неизолированный металлический шар или другая масса подходящего размера, то результатом было бы появление кривых индуктивных линий сил. Эти кривые линии являются результатом принятого мной распределения обеих полярных электрических сил, и тот факт, что индуктивная сила может распространиться по таким кривым, является сильнейшим доказательством наличия обеих сил и поляризованного состояния частиц диэлектрика.

Я считаю очевидным, что в вышеописанном случае действие на расстоянии является результатом действия смежных проводящих частиц. Я не вижу причин, почему индуцирующее тело будет поляризовать или действовать на отдельный проводник и оставлять без влияния проводники, находящиеся вблизи, а именно, частицы диэлектрика. Все факты и опыты над проводящими массами или частицами заметных размеров противоречат такому предположению.

Отличительной особенностью электрического агента является его ограниченность и исключительность и абсолютно равные количества обеих всегда присутствующих сил. Силы всегда находятся в одном из двух соотношений: или как в естественном нормальном состоянии незаряженного, изолированного проводника, или как в заряженном состоянии, причем последнее включает в себя случаи индукции.

Опыты индукции можно легко поставить таким образом, что обе силы будут ограничены в своем направлении и не покажут признаков’ индукции вне примененного прибора. Например, если лейденская банка, у которой внутренняя обкладка несколько выше внешней, будет заряжена, а затем зарядный шарик со стержнем будут удалены, то такая банка не будет давать электрических эффектов до тех пор, пока ее внешняя сторона будет неизолированной. Обе силы, заключенные в обкладках или в частицах соприкасающегося с ними диэлектрика, вполне связаны друг с другом индукцией через стекло, и пробный шарик, приложенный к внешней или внутренней обкладке банки, не вызовет никаких следов присутствия электричества. Но если банка будет изолирована и зарядный шарик со стержнем в незаряженном состоянии, подвешенные на изолирующей белой шелковой нити, будут возвращены на их место, то обкладка, выдающаяся над уровнем стенок банки, покажет признаки присутствия электричества и зарядит пробный шарик; вместе с тем внешняя обкладка банки окажется в противоположном состоянии и будет индуцировать электричество в окружающих предметах.

Это суть простые следствия теории. Пока заряд внутренней обкладки мог индуцировать электричество только через стекло в направлении внешней обкладки и до тех пор, пока последняя имела только равное первой количество силы и не больше, нельзя было заметить никакой внешней индукции, но когда внутренняя обкладка была продолжена при помощи зарядного шарика и стержня, так что стала возможна индукция через воздух на внешние объекты, то напряжение поляризованных частиц стекла несколько упало благодаря их стремлению вернуться в нормальное состояние, и часть заряда, перейдя на поверхность этой новой части внутреннего проводника, производит индуцирующее действие через воздух на отдаленные объекты. Одновременно часть силы внешней обкладки, раньше направленная внутрь, теперь освобождается и принуждается действовать индуцирующим образом через воздух, вызывая появление во внешней обкладке того, что иногда, по моему мнению очень неправильно, называется свободным зарядом. Небольшая лейденская банка, превращенная в такой аппарат, обычно называемый электрическим колодцем, может прекрасно иллюстрировать вышеизложенное.

Термины свободный заряд и скрытое электричество способны поэтому ввести в заблуждение, если под ними подразумевать какое-либо различие в способе и роде действия. Заряд изолированного проводника, находящегося в середине комнаты, так относится к стенам этой комнаты, как заряд внутренней обкладки лейденской банки относится к внешней обкладке той же банки. Первый не более свободен или связан, чем второй. И если иногда мы вызываем появление электричества там, где его раньше нельзя было заметить, как, например, на внешней обкладке заряженной лейденской банки после того, как мы ее изолируем и прикоснемся к ее внутренней обкладке, то это объясняется только отклонением большего или меньшего количества индуктивной силы от одного направления в другое. В подобных случаях характер или действие силы не претерпевают ни малейшего изменения.