20 Рентгеновские лучи или потоки

20

Рентгеновские лучи или потоки

В первом докладе о сделанном им эпохальном открытии Рентген убежденно говорил о том, что исследуемые явления обусловлены некими, пока еще не изученными возмущениями в эфире. Это мнение заслуживает внимания, тем более что оно, вероятно, сформировалось в состоянии наивысшего воодушевления от открытий, когда сознание исследователя может наиболее глубоко проникать в природу вещей.

О существовании неких невидимых излучений, способных проходить сквозь непрозрачные тела, уже давно известно, и поскольку они распространяются прямолинейно и, как отмечалось, воздействуют на флюоресцирующий экран или на чувствительную пластину, был сделан казавшийся очевидным и неизбежным вывод, что новые излучения представляют собой поперечные колебания, подобные тем, что называют световыми. Но с другой стороны, оказалось трудно противостоять бесспорным аргументам в пользу менее распространенной теории материальных частиц, в особенности после исследований Ленарда, когда вероятность существования в атмосфере потоков материи, сходных с катодными, стала очевидной. Кроме того, я тоже обратил внимание на факт, что подобные материальные потоки, обладающие, как оказалось после доклада Рентгена, способностью воздействовать на чувствительную пленку, можно получать в атмосферном воздухе, даже не применяя вакуумную лампу, а просто используя очень высокие напряжения, способные придать молекулам воздуха или другим частицам достаточно большую скорость. Действительно, такие выбросы, или струи, частиц образуются вблизи каждого проводника, несущего высокий заряд с быстро меняющимся напряжением, и я доказал, что если не предупреждать их образования, то этот процесс окажется разрушительным для любого конденсатора или высоковольтного трансформатора, какой бы толстой ни была изоляция. Они к тому же совершенно не позволяют определить период колебаний электромагнитной системы с помощью обычных расчетов или измерений в статическом режиме — в условиях очень высокого напряжения и сверхвысоких частот.

Примечательно, что Рентген, владея разного рода информацией, склонялся к тому, чтобы считать открытые им лучи продольными волнами эфира.

После долгих и тщательный исследований с безупречно подобранной для этой цели аппаратурой, способной производить отпечатки на больших расстояниях, и после проверки результатов, представленных другими экспериментаторами, я пришел к выводу, о котором уже упоминал в своих предыдущих статьях для вашего уважаемого журнала, а теперь осмеливаюсь, не колеблясь, признать — первоначальная гипотеза Рентгена подтверждается двумя деталями, касающимися, во-первых, продольного характера возмущений и, во-вторых, среды, причастной к их распространению. Я излагаю здесь свои идеи исключительно с целью сохранения достоверных письменных свидетельств того, что, по моему мнению, представляется точной трактовкой этих новых и очень ценных проявлений энергии.

Последние результаты наблюдений, полученные Беккерелем и другими изучавшими невидимые излучения от неизвестных ранее источников, и некоторые выводы Гельмгольца, якобы дающие приемлемые объяснения свойствам рентгеновских лучей, придали дополнительный вес доводам в пользу теории поперечных колебаний, и, соответственно, такой трактовке данного явления отдается предпочтение. Но эта точка зрения носит исключительно умозрительный характер, оставаясь до сих пор не подкрепленной каким-либо убедительным экспериментом. С другой стороны, имеется заслуживающее внимания экспериментальное доказательство того, что из лампы с большой скоростью выбрасывается некая материя, каковая и является, по всей вероятности, единственным источником эффектов, открытых Рентгеном.

Сейчас почти нет сомнений, что катодный поток внутри лампы состоит из малых элементарных частиц материи, выбрасываемых с большой скоростью из электрода. Вероятная достигаемая скорость поддается оценке и полностью соответствует механическим и тепловым эффектам, вызываемым ударом о стенку или препятствие внутри колбы. Более того, утвердилось мнение, что выбрасываемые частицы материи действуют, как неупругие тела, подобные неисчислимому множеству маленьких свинцовых пуль. С легкостью доказывается, что скорость потока может достигать или даже превышать 100 километров в секунду, по крайней мере в колбах с одним электродом, в которых достигаемое разрежение и напряжение значительно выше, чем в обычных колбах с двумя электродами. Но тогда материя, движущаяся с такой огромной скоростью, должна, несомненно, пронизывать плотные слои находящейся на ее пути преграды, если закономерности механического удара вообще применимы к катодному потоку. В настоящее время я так глубоко вник в этот вопрос, что если бы и не было экспериментального подтверждения, то не сомневался бы в том, что некая материя выбрасывается сквозь тонкую стенку вакуумной трубки. Исход из последней тем более вероятен, что крупные частицы вещества при ударе должны дробиться на маленькие. Из моих описанных ранее опытов с отражением рентгеновских лучей, существование которого при мощном лучеиспускании доказывается для любого угла падения, явствует, что крупные частицы или молекулы действительно раздробляются на фрагменты, или структурные составляющие, столь мелкие, что полностью лишаются некоторых физических свойств, присущих им до столкновения. Таким образом, абсолютно несущественно, из какого вещества состоят электрод, стенка колбы или какая-либо преграда внутри нее, за исключением той роли, какую данное вещество играет в отношении интенсивности излучений. Из этого также следует, как я уже указывал, что второе столкновение не сопровождается никаким дальнейшим раздроблением частиц. Материя, составляющая катодный поток, по всем признакам доведена до некоего первичного состояния, прежде неизвестного, поскольку такие скорости и столкновения такой интенсивности никогда, вероятно, не исследовались или даже не достигались, пока не были отмечены эти необычные явления. Так почему же не допустить, что, в соответствии с идеалистической теорией лорда Кельвина, именно эфирные вихри, образующие более крупные частицы, распадаются, и в рентгеновском феномене мы можем засвидетельствовать превращение обычной материи в эфир? Это именно то толкование, которое, я думаю, подтверждает первую гипотезу Рентгена. В таком случае, конечно, нет и речи ни о каких других волнах, кроме продольных, что он и предполагает; единственно, по моему мнению, частота должна быть очень малой, такой, как в электромагнитной колебательной системе, в основном не превышающей нескольких миллионов в секунду. Если такой процесс трансформации произойдет, будет трудно, если вообще возможно, определить количество энергии, содержащейся в излучениях, а утверждение, что это количество невелико, следует воспринимать с некоторой осторожностью.

Что касается лучей, основательно изученных Ленардом и оказавшихся центром этих великих достижений, я считаю их настоящими катодными потоками, которые проникают сквозь стенку трубки. Их неотклоняемость под воздействием магнитного поля доказывает, как думается, только то, что они почти не отличаются от потоков внутри трубки. Частицы материи, по-видимому, крупные, а их скорость мала по сравнению со скоростью рентгеновских лучей. Тем не менее они могут, правда, в меньшей степени, делать всё то, на что способны рентгеновские лучи. Эти действия я считаю исключительно механическими, достижимыми с помощью других средств. Так, например, полагаю, что если выстрелить из ружья, заряженного ртутью, в тонкую доску, то выброс ртутных паров произвел бы отливку теневого изображения объекта на пленку, особо восприимчивую к механическим ударам, или на экран, способный к флюоресценции под воздействием такого удара.

Нижеследующие результаты наблюдений, проведенных мной и другими экспериментаторами, в большей или меньшей степени говорят в пользу существования потоков материи.

I — Феномен разрежения

На эту тему я уже однажды высказывался при других обстоятельствах. К сожалению, необходимо еще раз отметить, что полученный мною результат не следует путать с эффектами, описанными Споттсвудом и Круксом. Объясняю второе из упомянутых явлений следующим образом: начальное свечение при включенном токе обусловлено наличием некоторого количества органического вещества, почти всегда попадающего в колбу в процессе ее изготовления. Тончайший слой такого вещества на стенке неизменно порождает начальное свечение, но оно никогда не возникает, если разрежение в колбе происходит под воздействием высокой температуры или органическое вещество деструктурируется иным способом. После исчезновения первого свечения разрежение постепенно и неизбежно возрастает в результате выброса частиц электродом и их оседания на стенке. Эти частицы поглощают большую часть остаточного газа. Последний может снова высвободиться в результате нагрева колбы или другого воздействия. Вот и всё о явлениях, отмеченных этими исследователями. В случае, который наблюдал я, происходит, должно быть, действительный выброс материи, и об этом свидетельствуют следующие факты: разрежение наступает быстрее, а) если стекло тонкое, б) если напряжение более высокого порядка, в) если разряды происходят в более стремительном темпе, г) если внутри колбы не имеется препятствий; д) алюминиевый или платиновый электрод максимально ускоряют процесс разрежения, при этом первый металл выбрасывает частицы, движущиеся с наибольшей скоростью, а второй — частицы с наибольшим весом; е) стеклянная стенка размягчается при нагревании, но не лопается, а деформируется, образуя выпуклость; ж) в некоторых случаях разрежение имеет место, даже если проколоть в стекле едва заметное отверстие; з) все факторы, способствующие приданию частицам большей скорости, ускоряют процесс разрежения.

II — Взаимосвязь между непроницаемостью и плотностью

Немаловажный факт, ранее указанный Рентгеном и нашедший подтверждение в последующих изысканиях, состоит в том, что чем выше плотность вещества, тем более непроницаемо оно для лучей. Никакой иной довод не может дать этой зависимости столь же приемлемое объяснение, как предположение, что лучи являются потоками материи, и в такое объяснение невольно вписывается очевидная взаимосвязь между непроницаемостью и плотностью. Данная связь тем более существенна, что имеет отношение к природе лучей, поскольку в световых колебаниях она вообще не проявляется и, следовательно, не будет обнаружена в такой явной степени и при всех обстоятельствах, которые обусловлены вибрациями, похожими на световые и близкими им по частоте.

III — Чёткость теневых изображений на экране или пластине

Процесс получения снимков и исследования теневых изображений при изменении интенсивности излучений и максимально возможном сохранении всех прочих условий показывает, что применение более интенсивных излучений не гарантирует существенных преимуществ, если таковые вообще имеются, в четкости изображения деталей. Первое время казалось, что необходимо только генерировать очень мощные лучи. Но результаты последовали неутешительные, поскольку, хотя мне и удалось генерировать лучи, способные воздействовать на фотопластину с расстояния уж не менее 30 футов, я не добился заметного улучшения. Лишь с одной стороны оказалось полезным использование лучей такой интенсивности, а именно: оно позволило отодвинуть пластину дальше от источника и, следовательно, улучшить качество теневого изображения. Ничего иного, достойного внимания, не удалось достичь. Экран в затемненном ящике время от времени озарялся таким ярким светом, что можно было свободно читать на некотором расстоянии, и всё же теневое изображение не становилось более четким. Действительно, зачастую очень сильное излучение производило худший отпечаток, чем слабое. Так вот, явление, неоднократно мною наблюдаемое и которому я в этом контексте придаю огромное значение, таково: изображение, полученное на небольшом расстоянии от трубки при интенсивном лучеиспускании, не дает никакого теневого пятна, разве только едва различимое. Так, плоть и кости кисти руки, к примеру, оказываются в равной степени прозрачными. В то же время при постепенном увеличении расстояния выясняется, что кости отбрасывают тень, тогда как плоть не оставляет никакого следа. При дальнейшем увеличении расстояния появляется тень от плоти, а тень от костей становится более темной, и в этот момент можно найти точку наибольшей резкости теневого снимка. Если продолжать увеличивать расстояние, исчезают детали, и в конце концов остается различимым только расплывчатое пятно, напоминающее очертаниями кисть руки.

Это часто упоминаемое явление совершенно не согласуется ни с одной теорией поперечных колебаний, но оно легкообъяснимо, если допустить существование материальных потоков. Когда рука находится близко, а скорость частиц очень велика, они без труда пронизывают и кости и плоть, и эффекта, обусловленного разницей в замедлении движения частиц, проходящих сквозь неоднородные части тела, не наблюдается. Яркость свечения экрана может возрастать лишь до определенного предела, а воздействие на чувствительную пленку осуществимо только до небольшой степени. Когда расстояние увеличивается или, что равноценно, интенсивность излучения уменьшается, кости, оказывающие большее сопротивление, начинают отбрасывать тень первыми. При дальнейшем увеличении расстояния плоть точно так же начинает задерживать достаточное количество частиц, чтобы оставить след на экране. Но в любом случае очевидно, что можно уверенно получать теневые снимки максимальной резкости, определив экспериментальным путем расстояние, дающее наибольшую разницу в траекториях частиц, попадающих на экран или пленку.

IV — Все лучи имеют одну основу

Считается, что вышеизложенное якобы подтверждает очевидное существование лучей разного рода, то есть лучей с различной частотой вибраций. По моему мнению, различие состоит в скорости частиц и даже в их величине, и это полностью объясняет разнородность полученных результатов, что связано со способностью различных веществ пропускать эти лучи. Я, к примеру, много раз убеждался в том, что алюминий менее проницаем, чем стекло, и в некоторых случаях латунь оказывалась весьма прозрачной по сравнению с другими металлами. Подобные наблюдения выявили необходимость сравнивать строго одинаковые по толщине слои вещества и помещать их как можно ближе друг к другу. Они также показали, что сравнение результатов, полученных от разных ламп, приведет к ошибке.

V — Действие на чувствительные пленки

Многие эксперименты с пленками разной толщины показывают, что на толстой пленке явно можно увидеть больше подробностей, чем на тонкой. Это, как мне представляется, еще одно свидетельство в поддержку вышеизложенных взглядов, так как результат легко объясняется, если принять во внимание предыдущие комментарии.

VI — Поведение различных веществ, отражающих лучи,

о чем я говорил выше, не оставит места сомнениям (если другие экспериментаторы захотят проверить это), что излучения представляют собой потоки некой материи или, возможно, эфира, как отмечалось ранее.

VII — Полное отсутствие рефракции

и других свойств, присущих световым волнам, у излучений, о которых сообщил Рентген, еще не нашло удовлетворительного объяснения. Если бы лучи представляли собой поперечные колебания, был обнаружен хотя бы намек на это явление.

VIII — Разряд проводников

под воздействием лучей показывает, насколько я могу судить по экспериментальным данным других исследователей, что электрический разряд снимают материальные переносчики заряда. Установлено также, что непроницаемость играет значительную роль, и результаты наблюдений по большей части согласуются с вышеизложенными выводами.

IX — Источник лучей,

как я полагаю, это всегда место первого столкновения катодного потока, в то время как от вторичного столкновения образуется мало лучей или их не бывает вообще. Трудно объяснить это явление, пока не будет признано существование потоков материи.

X — Теневые изображения вне трубки

Решающим фактором, доказывающим существование материальных потоков, является образование теневых изображений в пространстве на некотором расстоянии от лампы, на что я ранее уже указывал. Поэтому сейчас сошлюсь на свое предыдущее сообщение по этому вопросу и только подчеркну, что при работе в указанном режиме такие теневые изображения могли образоваться исключительно с участием потоков материи.

XI — Лучи большой силы проникают сквозь все вещества

Эксперименты, вне всяких сомнений, подтверждают это явление. Работая с очень сильными излучениями, я беспрепятственно получаю отпечатки, когда лучи проходят сквозь любой металл, толщину слоя которого можно рассматривать как большую. Этот результат не объяснить никакой теорией поперечных колебаний. Мы лишь в состоянии доказать, как лучи могут пройти сквозь то или иное вещество, но такие объяснения не применимы ко всем без исключения веществам. С другой стороны, если признать существование материальных потоков, такой результат неизбежен.

К вышесказанному следует добавить огромное количество других исследовательских данных и фактов в качестве дополнительных доказательств в защиту изложенных взглядов. Я отметил определенные особенности веществ, принимающих на себя катодный поток внутри лампы. И установил экспериментальным методом, что при любой степени разрежения и при использовании веществ с совершенно различными физическими свойствами образуются одинаковые лучи, а также обнаружил ряд особенностей, касающихся напряжения, вакуума, остаточного газа, материала, из которого изготовлен электрод, и т. д., и все результаты исследований в большей или меньшей степени согласуются с тем, что я ранее утверждал. Однако надеюсь, настоящие строки окажутся достаточно интересными, чтобы к ним было проявлено внимание.

«Electrical Review», 12 августа 1896 г.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.