Записная книжка Рэмзэя
Сохранилась записная книжка Рэмзэя, по которой можно точно и последовательно восстановить всю историю открытия гелия в клевеите.
Страничка из записной книжки Рэмзэя
Во время опытов получил телеграмму от Крукса: «Криптон — гелий, 58749, приезжайте — увидите». Поехал и увидел. Послал телеграмму Вертело: «Институт, Париж. газ, добытый мною из клевеита, — смесь аргона и гелия. Крукс установил тождество спектров. Сделайте сообщение в академии в понедельник. Рэмзэй».
Письмо от Майерса, которое побудило Рэмзэя заняться клевеитом, он получил в пятницу 1 февраля 1895 года. Весь этот день и два последующих он был занят тем, что исправлял и переписывал на машинке большую статью об открытии аргона, написанную им для Королевского общества. Об этом мы узнаём из записной книжки. Следующая запись гласит:
«Ничего особенного не сделал до пятницы 15-го февраля».
В дальнейших записях говорится об очистке аргона для точного измерения его плотности, об устройстве прибора для измерения его теплоёмкости и о первых опытах с этим прибором. Первые порции гелия были добыты из клевеита, по-видимому, 9-го или 10-го марта (точная дата в книжке не обозначена). Вот что пишет об этом Рэмзэй:
«Было куплено около грамма клевеита на 3 шиллинга 6 пенсов (у Грегори, Фитц Рой Сквер, дом № 88). Мэтьюз кипятил его в разбавленной серной кислоте и добыл немного газа».
Дальше есть такая запись:
«Круксу послана первая порция в субботу 16-го марта, но всю эту неделю он был очень занят и не мог рассмотреть спектр».
Утром 23-го марта Рэмзэй, не дождавшись ответа от Крукса, сам принялся за изучение спектра нового газа. Телеграмма пришла в тот же день. Запись в книжке гласит:
«Во время опытов получил телеграмму от Крукса: „Криптон это гелий, 58749[22], приезжайте — увидите“. Поехал и увидел».
Сообщение Королевскому обществу Рэмзэй написал вечером того же дня.
Лучи икс
Первая весть
В январе 1896 года весь земной шар облетело странное известие.
Какому-то немецкому учёному удалось открыть неведомые дотоле лучи, обладающие загадочными свойствами.
Первое загадочное свойство лучей — они невидимы. Сколько бы вы ни напрягали зрение, разглядеть их невозможно. Они никак не окрашены, — цве́та у них нет.
Второе удивительное свойство — они проходят сквозь плотный картон, сквозь алюминий, сквозь толстые доски, сквозь оловянную бумагу. Непрозрачное для них прозрачно. От них не скроешься за деревянной стеной, за дверью. Деревянная дверь пропускает их, как стеклянная.
И третье свойство лучей — везде, куда бы они ни попали, к чему бы ни прикоснулись, они производят необычайное действие. Кристаллы многих веществ — платино-цианистого бария, виллемита, сернистого цинка — внезапно вспыхивают ярким светом, чуть только на них упадут невидимые лучи. Под действием невидимых лучей мгновенно чернеет фотографическая пластинка. И самый воздух чудесно меняется, когда его пронизывают невидимые лучи: он приобретает новое свойство — способность пропускать электрический ток.
Газеты, напечатавшие известие о лучах, только вскользь упомянули имя человека, который совершил необыкновенное открытие: Вильгельм Конрад Рентген.
Впрочем, это имя мало что говорило читающей публике: немногие знали, кто такой этот Рентген. Да не все и поверили газетному известию, — лучи, да ещё и невидимые, да ещё и сквозь стенки проходят, — мало ли что пишут в газетах!
Осторожный учёный
Вильгельм Конрад Рентген был профессором физики в баварском городишке Вюрцбурге.
Застенчивый профессор, тихим голосом читающий свои лекции с кафедры старинного университета, был мало известен даже в своём собственном городе. Зато его хорошо знали учёные всего мира.
Во всех двадцати пяти германских университетах не было учёного, который работал бы добросовестнее, тщательнее, осторожнее, чем физик Рентген. Множество явлений изучил он в своей лаборатории, много произвёл точнейших измерений. Но далеко не обо всех своих работах, не обо всех своих опытах и открытиях сообщал Рентген в научные журналы. У него было строгое правило: он печатал статью о проделанных опытах только тогда, когда был окончательно убеждён в их верности и точности. Если оставалось хоть малейшее сомнение в правильности опыта, осторожный учёный ничего о нём не писал.
Рентген остерегался скороспелых гипотез, поспешных догадок, фантастических предположений. Он доверялся только опыту.
«Опыт — высший судья, — говорил Рентген. — Только опыт решает судьбу гипотезы, только опыт даёт нам возможность узнать, следует ли сохранить гипотезу или нужно её отвергнуть. В этом-то и заключается главная сила физики: исследователь природы может быть совершенно уверен в себе, потому что у него всегда есть возможность проверить на опыте все свои предположения, все свои догадки. И если опыт не подтвердит догадку, значит, она не верна, как бы ни была она заманчива и остроумна».
Вильгельм Конрад Рентген
В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген принялся изучать, как течёт электрический ток сквозь разреженные газы.
Учёные исследовали это явление и до Рентгена. Немецкие физики Гольдштейн и Гитторф задолго до Рентгена пропускали электрический ток сквозь воздух, разреженный сильным воздушным насосом. Они построили специальные приборы, чтобы изучать этот ток, проделали первые опыты. Но многое ещё оставалось неясным. Знаменитый физик Генрих Герц — тот самый Герц, который открыл в эфире радиоволны, — утверждал, что электрический ток, текущий сквозь разреженный газ, это тоже волны в эфире, колебания, похожие на колебания звука. Другую догадку высказал англичанин Крукс. Он говорил, что электрический ток в разреженном газе — это вовсе не эфирные волны, а потоки мельчайших, невидимых глазу частиц — электронов. С чудовищной скоростью — десятки тысяч километров в секунду — летят они сквозь разреженный газ.
Мнения учёных разделились. Одни считали, что прав Генрих Герц, другие — что прав Вильям Крукс. И только недоверчивый Рентген не участвовал в этом споре. Он не был ни на стороне Герца, ни на стороне Крукса.
Он упорно воздерживался от каких бы то ни было предположений и догадок: он утверждал, что для них ещё не наступило время и что нужно проделать как можно больше опытов, накопить как можно больше достоверных фактов. В 1895 году, в последних числах октября, Рентген собрал у себя в лаборатории все нужные материалы и приборы и приступил к опытам.
Начало опытов
Рентген взял стеклянный шар с двумя впаянными внутрь металлическими пластинками. К обеим пластинкам было приделано по проволочке. Концы проволочек торчали наружу сквозь стеклянную стенку шара.
Затем Рентген взял сильный воздушный насос и принялся выкачивать из шара воздух. Воздух уходил прочь, и его оставалось всё меньше и меньше. Когда в шаре осталась одна миллионная часть всего воздуха, Рентген перестал выкачивать воздух и запаял шар.
Прибор для пропускания электрического тока сквозь разреженный газ был готов.
Теперь сто́ит только соединить концы проволочек, выходящих из шара, с полюсами машины, подающей электрическое напряжение, — и ток потечёт внутрь шара, сквозь разреженный воздух, от одной металлической пластинки до другой.
Машина, дающая сильный электрический ток, у Рентгена была. Это была индукционная катушка — прибор, изобретённый в середине XIX столетия парижским механиком Румкорфом. С виду этот прибор похож на катушку с нитками, но только он гораздо больше обыкновенной катушки, и вместо ниток на него намотана проволока: десятки тысяч витков тончайшего электрического провода, покрытого надёжной изоляцией.
22
Жёлтая линия D3 называется также линией 58749.