Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - часть 32

 

  Главная      Учебники - Разные     Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - 1904 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..

 

 

Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - часть 32

 

 

валъню  молот  нагревается,  энергия,  сообщенная  ему  мускульной  силою,  гк 

ходит,  при  внезапном  прекращении  энергии,  следовательно  —  движония, 

тепло;  наоборот,  мы  можем  в  наших  паровых  машинах  обращать  те 

топлива  в  силу,  т.  е.  в  работу,  или  энергию.  Тепло,  развивающееся  в  гал: 

ническом  элементе,  вследствие  химических  реакций,  —  возможно  превраа 

в  электрическую  энергию  и  т.  д.,  и  т.  д.  Мы  моглж  бы  в  сто  и  тысячу  { 

увеличить  число  этих  примеровъ:  вся  природа,  весь  жизненный  проце 

наука  и  техника  предоставляют  нам  их  в  изобилии.  На  основании  у 

закона, техник в состоянии, при помощи определения химического сост

 

известного сорта  тгля    '

 

''^'И^^ФИИИИИ'

1

'''

1

'

1

 "'':;;•      ' 

которое  он может раз:

 

Юлий Роберт Майеръ 

в теле

- Благодаря этому 

Июну, были точно и до м 

чайших  подробностей  обоснованы  процессы  дыхания,  питания  и  обмена  вс 

ств.  ХИИмик  кладот  указанный  закон  в  основу  всех  своих  ви 

слениГИ,  а  астроном  вычисляет,  какой  запас  энергии  заключается  в  з 

дах,  вращающихся  в  безконечном  мировом  пространстве.  Влаго

этому  закону,  стало  ясно,  что  регреиишп  тоЫИе  существовать  не  может 

также,  что,  кажущееся  безконечным,  круговращение  звезд  должно  когда-ни< 

окончиться.  Таким.  образом,  закон  о  сохранении  энергии  создал  новый  взп 

на миюгия области знания, и значение его для человечества безконечно вел 

В  настоящее  время  вся  ИИаука,  насколько  она  какимъ-либо  образом  занима 

решением  проблем  о  теплоте  и  энергии,  всецело  находится  и,  без  сомни 

будет находиться под влиянием этого закона.

 

Самый   закон   был   разработан  позднее другими   изследователями, 

бенно   Джоулем,   который  вывел   из   него   условия,  на   основании  котор 

модаю вычислить работоспособность всех машин, какъ-то: динамомашин, а

 

валъню  молот  нагревается,  энергия,  сообщенная  ему  мускульной  силою,  пере- 

ходит,  при  внезапном  прекращении  энергии,  следовательно  —  движения,  въ 

тепло;  наоборот,  мы  можем  в  наших  паровых  машинах  обращать  тешю 

топлива  в  силу,  т.  е.  в  работу,  или  энергию.  Тепло,  развивающееся  в  галъва- 

ническом  элемеите,  вследствие  химических  реакций,  —  возможно  превратитъ 

в  электрическую  энергию  и  т.  д.,  и  т.  д.  Мы  могли  бы  в  сто  и  тысячу  разъ 

увеличить  число  этих  примеровъ:  вся  природа,  весь  жизненный  процесс, 

наука  и  техника  предоставляют  нам  их  в  изобилии.  На  основании  УТОГО 

закона, техник в состоянии, при помощи определения химического состава

 

известного  сорта  угля,  точ- 

но  разсчитат,  сколько  тепла 

может  развить  этот  послед- 

ний  и  какой  работы  молшо 

ожидать  от  маишшы,  при 

его  применении  в  каче- 

стве  топлива.  Этот  за- 

кон  дает  возможность  элек- 

тротехнику  зарапее  точно 

определить,  какую  именно 

работу  он  может  полу- 

чить  от  коллектора  своеии 

динамомашины,  если  вве- 

дет  для  взрыва  известный 

сорт  газа  в  газовый  дви- 

гатель  (газомоторъ).  Законъ 

этот  дал  возможность  фи- 

зиологам  точно  вычислить, 

для  каждого  отдельного  пи- 

тателъного  продукта,  коли- 

чество  животной  теплоты, 

которое  он  может  развить 

в  теле.  Благодаря  этому  за- 

кону,  были  точно  и  до  мель- 

чайших  подробностей  обоснованы  процессы  дыхания,  питания  и  обмена  веще- 

ств.  Химик  кладет  указанный  закон  в  основу  всех  своих  вычи- 

слений,  а  астроном  вычисляет,  какой  запас  энергии  заключается  в  звез- 

дах, 

вращающихся 

в 

безконечном 

мировом 

пространстве. 

Благодаря 

этому  закону,  стало  ясно,  что  регреиишт  тоЫИе  существовать  не  может,  а 

также,  что,  кажущееся  безконечным,  круговращение  звезд  должно  когда-нибудь 

оиюиичитьея.  Таким  образом,  закон  о  сохранении  энергии  создал  новый  взглядъ 

на  многия  области  знания,  и  значение  его  для  человечества  безконечно  велико. 

В  настоящее  время  вся  наука,  насколько  она  какимъ-либо  образоьи  занимается 

решением  проблем  о  теплоте  и  энергии,  всецело  находится  и,  без  сомнения, 

будет находиться под влиянием этого закона.

 

Самый  закон  был  разработан  позднее  другими  изследователями,  осо- 

бенно  Джоулем,  Еоторый  вывел  из  него  условия,  на  основании  которыхъ 

можию вычислить работоспособность всех машии, какъ-то: динамомашин, паро-

 

вых  машин,  моторов  и  других.  Подобно  тому,  как  Джоул  в  машинной 

промышленности,  Томсон  и  Бертело  изучили  законы  развития  теплоты,  которое 

происходит  при  химических  явлениях  и,  положив  в  основание  закон  о 

сохранении  энергии,  явились  основателями  новейшей  термохимии.  Применениемъ 

закона о сохранении энергии в физиологии, мы обязаны прежде всего Петтенко- 

феру  и  Фойту,  в  то  время  как  Реньо  изследовал  свойства  газов  с  точки 

зрения  закона  Роберта  Майера.  Открытие  закона  сохранения  энергии  имело, 

конечно,  наиболее  широкое  влияние  на  самое  учение  о теплоте. В этой области 

скоро  были  открыты  новые  пути,  которые  привели  к  важным  результатам. 

Между  этими  резулътатами  самым  значительным  для  развития  всей  техники 

сделалось  открытие  методов  обращения'  газов  в  жидкости.  Уже  в  начале 

XIX  столетия  пробовали  с  успехом  обращать  газы  в  жидкое  состояние  посред- 

ством  понижения  температуры  и  повышения  давления.  Особенно  Фарадею  удалось, 

посредством  смепюния  различных  веществ,  понизить  температуру  до—110°  и 

обратить  в  жидкое  состояние  хлор,  сернистый  водород,  мышьяковистый 

водород,  веселящий  газ  и  другие  газы.  Так  как  некоторые  газы  противо- 

стоят  всякой  попытке  этого  рода,  то  стали  различать  газы  ожижаемые,  т.  е.  такие, 

которые  обращаются  в  жидкое  состояние,  и  неожижаемые,  которые  противостоятъ 

всякому  усилию  обратить  их  в  жидкое  состояние.  Думали,  что  обращение  въ 

жидкое  состояние  этих  последних,  вообще,  невозможно.  Это  различие  между 

ожижаемыми  и  неожижаемыми  газами  существовало  до  1877  года,  когда.  с  одной 

стороны,  французскому  физику  Кальетэ  и,  с  другой—женевскому  доктору  Раулю 

Пиктэ  удалось  некоторые,  до  сих  пор  считавшиеся  неожижаемыми,  газы,  какъ-тсь 

углекислоту,  водород  и  азот,  обратить  в  жидкое  состояние.  Оба  изследователя 

работали  независимо  один  от  другого,  при  чем  нж  один  из  них  не  зналъ 

об  опытах  другого.  Удалос  обратить  газы  в  жидкое  состояние  применениемъ 

очень  низкой  температуры  и  очень  высокого  давления.  Опыты  Кальетэ  и  Пиктэ 

уничтожили разницу между ожижаемыми и неожижаемыми газами, и впоследствии 

научная  обработка  темы:  обращение  газов  в  жидкое  состояние  —  сделала  бы- 

отрые  успехи.  Со  временем  почти  все  газы  были  обращены  в  жидкое 

состояние,  а  уже  в  1894  году  Олыпевскому  удалось  обратить  и  воздух  въ 

Июдобное  же  состояние,  при  чем  он  применил  температуру  в  —191°.  Линде 

продолжал  попытки  Олыневского  и  в  1897  году  устроил  машину,  съ 

помощъю  которой,  довольно  простым  способом,  можно  получать  болыпое 

количество  жидкого  воздуха.  Его  метод  состоит  в  том,  что  он  заста- 

вляет  сильно  сжатый  и  охлажденный  воздух  внезапно  расширяться.  След- 

ствием  расширения  является  дальнейшее  падение  температуры,  которым  поль- 

зуются,  чтобы  вызвать  еще  более  сильное  охлаждение  вновь  сжатого  воздуха. 

Затем,  его  подвергают  вторично  внезапному  расширению,  вследствие  чего 

происходит  вторичное  охлаждение  и  так  продолжают  до  тех  пор,  пока 

охлаждение  не  будет  настолько  велико,  что  воздух  перейдет  в  жидкое 

состояние.  В  высшей  степени  низкая  температура  жидкого  воздуха  имеетъ 

следствием  замерзание  в  нем  ртути  и  алкоголя,  отвердевание  мыльных  пузырей, 

а  также  и  то,  что  многие  металлы  теряют  в  нем  свою  ковкость  и  гибкость 

и  переходят  в  хрупкое  состояние  и  т.  д.  В  технике  жидкий  воздух  начи- 

нает  применяться  только  теперь.  Его  употребляют  в  настоящее  время  для 

составления нового взрывчатого вещества, так называемого „охуиидиии^", которое

 

30*

 

представляет  собою  смесь  жидкого  воздуха  с  уголытой  пылыо  и  вполне 

безопасно,  так  как  оно  приготовллется  лишь  в  моменг  употребления.  Вся 

наипа  современная  промылиленность  льдоделания  основана  на  опытах  обращения 

газов  в  лшдкое  состояние;  промышленность  эта  делает  человека  независимымъ 

от  каииризов  погоды  по  отиошению  к  качеству  льда.  Значение  льдоделательной 

промышленности в гигиеническом отношении всеми признается.

 

В   области   оптики   и   акустики   открытие   закона   сохранения   энергии   не 

прошло  безследно;    оно  открыло  новую   точку   зрения   для   научных   изследо-

 

ваний.  Еслж  эти  изследования  и  но 

привели  к  фактам,  создающимъ 

делую  эпоху,  Ипк  это  имело  ме- 

сто  в  других  областях  знания, 

то  все  же  их  следует  отме- 

тить,  потому  что  они  снова  ИИри- 

влекли  к  этим  областям  не- 

сколыю  угасший  интерес  физи- 

ков.  После  открытия  закона  о 

сохранении  энергии  стали  стремиться 

приложить  его  к  практике  въ 

каждой  отделыгой  ветви  знания  и, 

таким  образом,  были  прииуждены 

снова  заняться  несколько  серьезнео 

оптикой  и  акустикой.  Занятие  это 

в  некотором  отношении  оказалось 

плодотворным.  Так  как  скорость 

является  некоторым  видом  энер- 

гии,  то  прежде  всего  занялись 

Ипшерением  различных  скоростей 

и-стали  изследовать  научным  спосо- 

бом,  на  основании  закона  Роберта 

Майера,  количество  энергии.  затра- 

ченное при их развитии.

 

В  виду  того,  что  изследование 

тех  скоростей,  которые    ооновыва- 

ются  на  предположении  о  существо- 

вании  мирового  эеира,  не  было  возможно,  то  уже  и  попытки  их  определения,  какъ 

и  результаты  этих  Итопыток,  представляют  выдающийся  интерес.  Объ 

измерении  передачи  скорости  звука  мы  уже  раныпе  сделали  некоторыя 

указания.  Последния  изыскания  по  этому  вопросу  были  предприняты  ночыо  22 

июня  1822  года  Александром  Гумбольдтом,  Гей-ЛИоссаком  и  Бувартом,  с  одной 

стороны,  Араго,  Прони  и  Матье—с  другой.  Они  установили  пушки  между  Вилль- 

жюиф  и  Монтери  и  высчитали,  основываяс  на  временп,  которое  проипло  можду  по- 

явлением  искры  и  звуком  от  выстрела,  что  скорость  звука  равняется  340

;

8  метрами^ 

в  секунду.  Этот  результат  оказался  впоследствии  не  совсем  верпым,  так  какъ 

некоторые    условия,  какъ>  например,  томпература  и  влажность  воздуха,  не  были 

приняты  в  разсчет.  В  1862  и  1863  годах  Реньо  воспользовался  интересом, 

возбуждеишым открытием закона о сохранении энергии, и ироизвел целый рядъ

 

 

 

новых  опытов  об  измерении  скорости  звука,  при  чем,  чтобы  избежать  по- 

грешиостей,  полагался  не  только  на  слух.  Он  устраивал  свои  опыты  такимъ 

образом,  что  самые  важные  момепты  его  вычислепий,  как,  например,  моментъ 

выстрела  и  т.  п.,  обозначались  самостоятельно  на  телеграфной  липии.  На  осно- 

вании  своих  опытов  Реньо  нашел  для  скорости  звука  число  —  330,70  метровъ 

в  секунду.  Опытами  Физо  (1849)  и  Фуко  (1854)  была  установлена  скорость 

света  в  300,330  километров  в  секунду,  что  и  было  впоследствии  подтвер- 

ждено Корню (1874).

 

В  то  время,  когда  начали  запиматься  нзмерением  скорости  света,  для 

оптики  настала  новая  эра—век  физиологической  оитики.  Настоящим  основате- 

лем  этой  области  является  Герман  Гельмгольтд,  который  прежде  всего  дока- 

зал, что хрусталик глаза не всегда 

имеет  одипаковую  кривизну:  в 

зависи- 

мости  от  удаления  наблюдае- 

мого  предмота,  он  становится 

то  более,  то  менее  выпуклымъ; 

только  благодаря  этим  разлн- 

чиям  в  искривлении  линзы, 

называомым 

аккоммодацией, 

возможно  ясно  видеть  предметы. 

Гораздо  более  важным  наблю- 

дением  Гельмгольтца  является 

изобретение  глазного  зеркала, 

чему  он,  как  говорят,  обя- 

зан  случаю:  девочке  попало 

что-то  в  глаз  и,  стараясь  уда- 

лить  этот  маленький  предмет, 

Гельмгольтц  употребил  лупу. 

При 

определенном 

положенип 

лупы 

он 

вдруг 

увидел, 

к 

сво- 

ему  величайшему  удивлению,  задшою  стеику  глаза  ярко  освещенною.  Сноп  света 

при  своеобразном  положении  луиы  падал  через  зрачек  на  заднюю  степку  глаза, 

которая,  при  разсмотрении  в  лупу,  представлялас  наблюдателю  увеличенной. 

Гельмгольтц  тотчас  понял  важность  этого  открытия;  он  улучшил  примитивный 

случайно  открытый  метод  научным  способои  и  изобрел  глазное  зеркало, 

являющееся  весьма  важным  инструментом  для  офтальмологии.  С  помощыо  этого 

инструмента  глазной  врач  в  настоящее  время  имеет  возможность  обозревать 

внутрениость  глаза  и  поэтому  этот  инструмент  является  иесьма  валшым  откры- 

тием,  которым  нас  обогатила  физика  в  прошлом  столетии.  Большую  часть 

жизни  Гельмгольтц  посвятил  занятию  физиологической  оптикой.  Эти  заиятЬИ 

он  начал  в  1853  году  лекцией  о  „научишх  естественно-исторических  работахъ 

Гете",  а  в  1866  году  появилось  самое  замечательное  из  его  произведений: 

„Руководство  по  физиологической  оптике"  („НашиЪисИИйегрЪузиоИо^изсЪепОрШи"); 

въ 

последние  же  дни  своей  жизни  он  производил  изыскания  над  особенным,  имею- 

щимсяв глазу красящим веществом, так пазываемым зрителыиым пурпуром.

 

Ни  до  Гельмгольтца,  ни  после  него  не  было  такого  изследоватсля,  который 

предался  бы  с  таким  рвением  научным  работам  в  этой  интерссной  областп, 

стоящей в такой тесной связи с благом человечества.

 

 

Упомянутые  выше,  при  изложении  оптических  изысканий  Ламберта, ашиараты 

для  измерения  силы  света,  фотометры  были  также  значительно  улучшены  во 

второй  половине  XIX  столетия.  Так,  Бунзен  создал  очень  употребительный 

фотометр  с  масляным  пятном,  очень  просто  устроенный:  он  состоит  изъ 

бумажного  экрана,  в  середину  которого  было  нанесено  масляное  пятно.  Чтобы 

сравнить  силу  двух  источников  света,  нужно  было  сдвигать  их  до  техъ 

пор,  пока  масляное  пятно,  видимое  с  обеих  сторон  фотометра,  не  исчезнет. 

По разстоянию, на котором в данный момент находятся источники света отъ

 

 

фотометра,  возможно  вычислить  силу  света.  В  этом  инструменте,  как  и  въ 

других  подобных,  легко  допустимы  оптические  обманы;  поэтому  очень  важнымъ 

для  оптики  является  изобретение  (в  1875  году)  Вернером  Сименсом  перваго 

фотометра,  который  совершенно  исключал  ошибки,  допустимые    при  наблю- 

дении  человеческим  глазом.  Металл  селен  имеет  свойство  при  различ- 

ном  освещении  обладать  различною  электропроводностью.  Сименс  восполь- 

зовался  этим  свойством  для  устройства  из  селена  фотометра,  т.  е.  при- 

бора,  который  посредством  измерения  электропроводности  селена  определяетъ 

величину  силы  света.  Микроскопы  также  были  значительно  усовершенствованы 

в  течение  второй  половины  прошлого  столетия.  Самая  значительная  заслуга  въ 

этой  области  принадлежит  профессору  Аббе,  заведывающему  научною  частью 

в оптическом институте Карла Цейсса в Иенне. По мере того, как возра-

 

стает  увеличение,  уменыпается  в  микроскопе  сила  света.  Только  при  очепь 

сильных  увеличениях,  каковые    бывают  необходимы  при  бактериологическихъ 

изследсшаниях,  Аббе  сумел  избегнуть  потери  света;  этого  он  достиг  с  по- 

мощыо  особенно  устроенного  осветительного  аппарата,  значительно  увеличившаго 

есвещенио  поля  зрения.  Благодаря  этому  приспособлешю,  названному  в  честь 

изобретателя:  „осветительным  аппаратом  Аббе",  а  равно  открытой  в  1861  г. 

Гартнаком  иммерзионной  системе,  сделались  возможными  успехи  современной 

бактериологии.  Иммерзионная  система  состоит  из  сильно  увеличивающей  объ- 

ективной  линзы,  на  нижнюю  поверхность  которой  помещают  каплю  жидкости, 

обладающой  болыпим  коэффициентом  преломления,  благодаря  чему  в  пределахъ 

возможности дзбегается всякая потеря света.

 

После  остановки,  Еоторая  произошла  в  технике  в  40,  50  и  до  середины 

60  годов  прошлого  столетия,  снова  появилас  повышенная  деятельность  в  этоии 

области,  которая  ознаменовалась  улучшением  целого  ряда  полезных  аппаратов  и 

целым  рядом  изобретений.  Самое  важное  из  этих  изобретений  есть  телефон. 

Изобретателем  телефона  мы  должны  считать  Филиппа  Рейса  (1834—74),  кото- 

рый  и  дал  ему  название  „телефонъ".  Устроенный  им  примитивный  аппа- 

рат  в  1876  году  был  улучшен  Грахамом  Веллем  в  Бостоне,  и  амери- 

канская  реклама  способствовала  тому,  что  Белля  часто  считали  изобретате- 

лем  телефона,  между  тем  как  Филипп  Рейс,  упавший  духом,  разочарован- 

ный  и  почти  забытый  всеми  —  умер.  Только  позже  вспомншш  о  нем  и  по- 

ставили  ему  ИИамятник  в  его  родном  городе  Гельнгаузене.  Важность  улуч- 

шенного  Беллем  аппарата  признал,  наконец,  немецкий  государственный  почт- 

мейстер  Стефан,  который  и  поставил  12  ноября  1877  года  первый  телефонъ 

в  Берлине.  Применение  телефона  быстро  распространилось,  и  он  со  временемъ 

отчасти  заменил  собою  телеграф.  Сначала  его  употребляли,  как  сообще- 

ние  между  отдельными  почтовыми  учреждениями,  а  с  1880  год,а  телефонъ 

стаиовится  общественныы  достоянием.  В  настоящее  время  он  сделался 

широко  распространенным  вспомогательным  средством  ежедневных  сношениии. 

Благодаря  интернациональным  соглашениям  на  континенте  стало  возмолшымъ 

словесное  сообщение  между  отдаленными  городами,  принадлежащими  различнымъ 

государствам.

 

Значительньш  улучшением  телефона  служит  микрофон,  аппарат, 

служащий  для  усиления  звука.  Он  состоит  из  угольных  палочек,  располо- 

женных  определенным  способом  или  из  известного  числа  угольыыхъ 

пластинок.  Вследствие  колебаний  этих  последних,  происходит  усиление 

звуков.  Микрофоном  помимо  телефояа  часто  пользуются  при  научных  измере- 

ниях.  В  физических  лабораториях,  где  происходит  измерение  сопротивления 

металлов,  проводов  и  т.  д.,  имеется,  как  вспомогательное  средство,  телефон, 

сиабженный микрофоном.

 

Фонограф,  много  раз  описанкый,  как  электрический  аппарат,  служилъ 

первоначально  для  графического  изображения  Еолебаний  звучащих  тел.  Съ 

этою  целью  Вильгельм  Вебер  устроил  в  1830  году,  в  Геттингене,  пер- 

вый  подобный  прибор.  Томас  Эдисон  произвел  в  этом  пржборе  суще- 

ственное улучшение: чтобы достигнуть равномерного движения приеыного валика, 

он  соединил  его  сначала  с  часовым  механизмом,  а  затем  —  с  электро- 

моторомъ; он сделал так/ке и другия улучшения. Тем не мёнее, фоно-

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..