Статьи - Никола Тесла

Мои усилия по поиску ответа на третий из перечисленных выше вопросов привели к установлению с помощью подлинных фотографий тесного родства между лучами Ленарда и Рентгена. Фотографии, имеющие отношение к этой теме, были представлены на заседании Нью-Йоркской академии наук (о котором уже упоминалось) в апреле 1897 года, но, к сожалению, краткость моего выступления и сосредоточенность на других вопросах привели к тому, что я упустил наиболее важное — описание способа получения этих фотографий. Эту оплошность я смог лишь отчасти исправить на следующий день. Воспользовавшись возможностью, я представил иллюстрации и рассказал об экспериментах, в которых была доказана отклоняемость рентгеновских лучей под воздействием магнита, что устанавливает еще более тесное родство, если не идентичность лучей, названных именами этих двух первооткрывателей. Однако подробное описание этих экспериментов, а также других исследований и полученных результатов в рамках темы, представленной мной тогда научному обществу, появится в более подробном сообщении, над которым я без спешки работаю.

Чтобы ясно представить значение рассматриваемых фотографий, я хочу напомнить, что в некоторых из своих предыдущих статей в адрес научных обществ я старался рассеять существовавшее до этого распространенное мнение, что явления, известные как феномены Крукса, и зависят от высокой степени разрежения, и указывают на нее. С этой целью я продемонстрировал, что свечение и большинство явлений в лампах Крукса могут быть получены при более высоком давлении газов в лампах с использованием значительно более высоких или более стремительных электродвижущих импульсов. Имея на вооружении этот полностью доказанный факт, я подготовил трубку, воспользовавшись методом Ленарда, описанным в его первом известном научном сообщении. Из трубки откачивался воздух до средней степени разрежения, и оказалось: когда трубка была подключена к обычной катушке высокого напряжения с низкой скоростью изменения тока, ни одного из двух типов излучений не было отмечено даже тогда, когда трубка была до такой степени напряжена, что сильно нагревалась за считанные мгновения. Тогда я предположил, что существенное увеличение скоростных характеристик импульсов, проходящих через лампу, могло бы вызвать излучения. Для проверки этой идеи я применил катушку неоднократно описанного мной типа, в которой первичный контур возбуждался под воздействием разрядов конденсатора. С таким устройством можно добиться любой желаемой частоты импульсов, в этом отношении практически не существует ограничений, так как энергия, аккумулированная в конденсаторе, является самой быстрой взрывообразной действующей силой из известных нам, и мы можем получить любой потенциал, или электрическое напряжение. Действительно, я убедился, что возрастание скоростных характеристик импульсов, проходящих через трубку, сопровождаемое, однако, не увеличением, а скорее уменьшением совокупной энергии, сообщаемой ей, привело к возникновению свечения и появлению лучей Ленарда, а затем, при дальнейшем форсировании выброса импульсов на достаточное расстояние рентгеновских лучей большой мощности, дало мне возможность получить фотографии, на которых видны тончайшие костные структуры. Тем не менее та же самая трубка, вновь подключенная к обычной катушке с низкой скоростью чередований тока в первичном контуре, практически не испускала лучей, даже когда через нее проходило гораздо больше энергии, о чем можно было судить по степени нагрева. Этот опыт, а также тот факт, что, используя огромные электрические напряжения, получаемые с помощью специально сконструированного для этой цели устройства, удалось получить отпечатки в атмосферном воздухе, убедили меня, что лучи Ленарда и рентгеновские лучи обязательно образуются во время разрядов молнии при обычном атмосферном давлении.

В настоящий момент, внимательно перечитывая написанное ранее, я понимаю, что мой научный интерес доминирует над практическим и что следующие заметки следует посвятить важнейшей цели этой статьи, а именно сообщению исходных данных для конструирования тем, кто занят производством трубок, и, возможно, практикующим врачам, которые заинтересованы в такой информации. Как бы то ни было, всё вышеизложенное не было напрасным и способствовало достижению цели, так как эксперименты показывают, насколько полученный результат зависит от соответствующей конструкции приборов, потому что с обычными устройствами бóльшая часть описанных выше результатов научных исследований не была бы получена.

Ил. 2. Усовершенствованная трубка Ленарда

Я уже дал описание внешнего вида трубки, показанной на иллюстрации 1, а на иллюстрации 2 представлена другая, усовершенствованная конструкция. В этом втором примере алюминиевая заглушка А имеет сферическую форму дна, а не прямую, как раньше, при этом центр сферы совпадает с центром электрода e, который сам сфокусирован на центр мембраны заглушки А, как показано пунктирной линией на иллюстрации 1. Алюминиевая заглушка А имеет станиолевое кольцо r, как на иллюстрации 1, или же металл заглушки можно развальцевать в этом месте, что позволит иметь небольшую опорную поверхность между металлом и стеклом. Это важная подробность, имеющая практическое значение, так как если площадь опорной поверхности невелика, то давление на единицу площади возрастает и образуется более плотное смыкание. Кольцо необходимо сначала развальцевать и затем отшлифовать, чтобы оно плотно прилегало к горловине колбы. Если остановить выбор на станиолевом кольце, то его можно вырезать из обычной станиолевой заглушки, которую можно найти в продаже, обращая при этом внимание на то, чтобы кольцо было гладким.

Ил. 3. Устройство с улучшенной двухфокусной трубкой, которое уменьшает вредные воздействия

На иллюстрации 3 показана модифицированная трубка, которая так же, как и два описанных выше типа трубки, входила в коллекцию, представленную на выставке. Как видите, это двухфокусная трубка с ударными пластинами из иридиевого сплава и с расположенной напротив алюминиевой заглушкой А. Трубка демонстрируется не по причине оригинальности конструкции, а лишь для того, чтобы проиллюстрировать особенности ее применения. Вы, наверное, заметили, что алюминиевая заглушка в описываемых трубках вставлена внутрь горловины, а не надета на нее снаружи, как это зачастую делается. Долгий опыт работы доказывает, что практически невозможно поддерживать глубокий вакуум в трубке с наружной заглушкой. Единственный способ, с помощью которого я смог сохранить вакуум в полной мере, состоял в охлаждении заглушки, например, сильной струей воздуха и в соблюдении следующих мер предосторожности: сначала пускается слабая воздушная струя и после этого трубка подключается к питанию. Затем ток, проходящий через трубку, а также давление воздуха постепенно усиливаются и доводятся до нормальных рабочих показателей. По завершении эксперимента давление воздуха и напряжение тока в трубке постепенно снижаются, и управление обоими процессами осуществляется таким образом, чтобы не возникло большой разницы в температуре между стеклом и алюминиевой заглушкой. Если не соблюдать эти предосторожности, то вследствие неодинакового расширения стекла и металла от вакуума не останется и следа.

С трубками, о которых здесь идет речь, совершенно не обязательно соблюдать эту меру предосторожности, если уделить должное внимание подготовительному этапу. Устанавливая заглушку, ее следует сначала охладить до разумного предела, не подвергая опасности стекло, и затем осторожно протолкнуть в горловину трубки, следя за тем, чтобы не было перекоса.

Однако наиболее важными операциями в процессе изготовления такой трубки являются две: утончение алюминиевой мембраны и герметичное закрепление заглушки. Толщина металла заглушки может составлять одну тридцать вторую или даже одну шестнадцатую дюйма, и в таком случае с помощью конического зенкера диаметром около четверти дюйма можно уменьшить толщину центральной части, насколько это возможно, не допуская прорыва листа. Дальнейшее утончение производится вручную с помощью шабера; и на последнем этапе металл следует подвергнуть осторожной ковке таким образом, чтобы надежно закрыть пустоты, которые могли бы допустить постепенную утечку. Вместо того чтобы проделывать всё это, я применил заглушку с отверстием в центре, которое я закрыл листом чистого алюминия толщиной в несколько тысячных дюйма, приклепав ее к заглушке посредством кольца из толстого металла, но результат не вполне удовлетворил меня.

Герметизацию заглушки я произвожу следующим образом: трубка закрепляется на насосе в соответствующем положении и из нее откачивается воздух до достижения устойчивого состояния. Степень разрежения является мерой безупречности соединения. Утечка обычно бывает значительной, но это не такой серьезный изъян, как может показаться. Теперь трубка подвергается постепенному тепловому воздействию с помощью газовой горелки, пока температура не достигнет точки плавления сургуча. Затем пространство между заглушкой и стеклом заполняется высококачественным сургучом, и когда он начинает плавиться, температуру следует снизить, чтобы сургуч в полости мог застыть. Затем температура нагрева вновь возрастает, и этот процесс нагревания и остывания повторяется несколько раз, до тех пор, пока вся полость после очередного снижения температуры не окажется заполненной сургучом и не исчезнут все воздушные пузыри. Затем сверху накладывается еще немного сургуча, и откачивание воздуха продолжается еще в течение часа или около того, в зависимости от мощности насоса, с применением умеренного нагревания — значительно ниже точки плавления сургуча.