Щит научной веры (сборник) - Циолковский Константин Эдуардович - Страница 90

Кроме того, скорость молекул пропорциональна квадратному корню из абсолютной температуры, т. е. если абсолютная температура увеличивается в 100 раз, то скорость возрастает только в 10 раз. На поверхности Солнца, например, скорость молекул воздуха достигла бы 2500 метров в секунду, а водорода – 10000 м! В глубине же Солнца эта скорость в сотни раз больше.

Число колебаний молекулы воздуха, при обыкновенных условиях, составляет около 5 биллионов (5 × 109) в секунду.

Скорость распространения волнообразного колебания в светоносном эфире, волн всякой длины, равняется 300 000 километров в секунду, т. е. эта скорость, приблизительно, в миллион (106) раз больше скорости распространения колебательного движения в воздухе, или скорости звука. Если предположить, что эфир подобен газу, то теоретически выведем, что его упругость в триллион (1012) раз больше, чем воздуха, при той же плотности, и еще – что его частицы во столько же раз менее массивны, чем молекулы воздуха. Скорость последних будет в миллион раз меньше скорости частиц эфира. Значит, если секундную скорость молекул воздуха принять в пол кило, то скорость частиц эфира будет 500000 кило. Но колебательность этого движения уменьшает скорость его распространения.

Световые волны эфира имеют длину от 423 до 620 миллимикронов. Число колебаний в секунду – от 709 до 484 триллионов (1012).

Помимо того, эфир может давать волны несравненно меньшей длины и несравненно большей (инфракрасные лучи, ультрафиолетовые, рентгеновские, лучи гамма, лучи космические, электрические волны Герца). Число колебаний в секунду обратно длине волны.

Сравнивая число колебаний воздушной молекулы с числом колебаний эфира, видим, что последнее, в среднем, в 120 тысяч раз больше, чем первое. Поэтому ясно, что колебание молекулы воздуха не может быть источником световых волн, даже при самой высокой температуре. Следовательно, источник их содержится в мельчайших частицах самой молекулы, колеблющихся в тысячи раз быстрее, чем сама молекула. Это указывает на сложность молекул. Возможно, что движение электронов, входящих в состав молекулы, служит причиною образования световых колебаний в эфире. (Я тут смотрю на причину световых волн несогласно с Бором, а как смотрели до него: механически и по электромагнитной теории света. У меня есть работа, которая точно объясняет световые спектры с этой старой точки зрения).

В самом деле, электрон при разложении материи получает скорость 30000 и более километров в секунду. Но для этого скорость, может быть, подчиняется общему закону скоростей газовых молекул. Именно будет в квадратный корень из 2000 раз больше скорости атома водорода, т. е. в 45 раз, а если принять во внимание температуру излучения видимого света, то в 90 раз больше скорости атома водорода, или в 360 раз больше скорости атома кислорода. (Скорость атома кислорода будет около 700 м в сек.)

Путь электрона вокруг частицы воздуха не более одного микромикрона, скорость же электрона будет около 252 километров в секунду. Разделив это число на круговой путь электрона, получим 252 триллиона колебаний в секунду, что только в 2–3 раза меньше числа световых волн.

Вероятно, более элементарные частицы материи дают излучение, как, например, атомы водорода, которых в его молекуле два. Поперечник частицы водорода вычисляется в 0,1 микромикрона, поперечник же атома будет меньше в = 1,26, т. е. составит 0,08 микрона. Наибольшая окружность электрона будет в 3 слишком раза меньше, чем мы считали у воздуха, так что число вибраций с наибольшим размахом достигнет 500–600 триллионов в секунду. Значит, оно даст излучение и при температуре в 819° Цельсия. (Не надо забывать, что писано это в 1902 г.) Все вещества, вероятно, составлены из таких же атомов, как водород, т. е. с поперечником менее 0,1 микромикрона. Вот почему все они, начиная с 500° С, начинают испускать красные лучи: сначала ближайшими к центру электронами, затем крайними. Плотные тела дают такое множество разнообразных колебаний, что все они, сливаясь, дают сплошной спектр. Газообразные же тела дают только ряд колебаний. Спектры простейших газов теперь можно предвидеть теоретически.

Значит, имеет некоторое основание гипотеза об основном атоме вещества, как о солнечной системе, где центральная часть занята массивным электроположительным атомом, а планетами служат сравнительно малые электроотрицательные частицы электронов.

Представления науки о жидком и твердом состоянии вещества весьма туманны.

В жидком веществе остается свобода движения даже видимых частичек, состоящих из молекул. Тут центробежная сила молекул несколько более силы их притяжения.

В твердом теле остается, как и в жидком, полная свобода колебаний мельчайших частиц, атомов и молекул, но более значительные их группы совершают колебания, не отдаляясь значительно от своего первоначального положения. Тут молекулярное притяжение редко меньше центробежной силы. Вернее, некоторые из молекул жидкого, а иногда и твердого тела (йод), приобретают скорость, достаточную для преодоления сцепления. Поэтому жидкие тела, а иногда и твердые, испаряются. В жидком относительное положение атомов молекул и их групп постоянно изменяется. У твердого же тела относительное положение молекулярных групп неизменно.

Зная плотность эфира, гипотетично, конечно, и применяя к нему кинетическую теорию, как к газу, можем определить число частичек эфира в кубическом сантиметре и вообще еще несколько выяснить характер этой таинственной материи.

Скорость частичек эфира больше скорости частичек воздуха в миллион раз, масса меньше в триллион раз, плотность эфира в 16 × 1018 раз меньше, чем плотность воздуха. По кинетической теории число частичек в единице объема одинаково при одном давлении для всех газов, значит, и для эфира. Оно составляет для куб. миллиметра 28 × 1015, при давлении атмосферы. Давление эфира на кв. метр, при плотности воздуха, в 1012 раз больше, чем атмосферы, т. е. составит 1013 тонн. При плотности же эфира, оно будет меньше в 16 × 1018, т. е. составит 1: 16 × 105 тонны, или меньше давления (10 тонн) атмосферы в 16 × 106. Сообразно этому давлению и число атомов эфира в куб. миллиметре будет меньше. Оно будет равно 28 × 1015 : 16 × 106 =1,75 × 109. В куб. микроне будет только около 2 частиц эфира. Расстояние между ними составит 0,83 микрона. Это только немного длиннее красной световой волны.

Если судить лишь о массе частичек эфира, считая атомную плотность всех веществ одинаковой, то диаметр эфирного атома в 10 тысяч раз будет меньше диаметра молекулы воздуха и в 300 раз меньше поперечника электрона. Диаметр электрона в 30 раз меньше поперечника молекулы воздуха.

Атомы эфира будут, как песчинки, электрона – как вишни, а молекулы воздуха – как шары с полусаженным диаметром. Эти самые крупные группы составлены (по массе) из многих тысяч вращающихся электронов – вишен.

В твердом и жидком теле большие группы чуть не касаются друг друга. Атомы эфира хоть и редки, но постоянно натыкаются на вращающиеся электроны и получают от них то ускорения, то замедления – в самых разнообразных направлениях.

Между двумя атомами эфира расстояние равно 800 микромикронов, между тем как между молекулами жидкого или твердого тела – каких-нибудь пол-микромикрона. Если даже возьмем один микрон, то и то между соседними атомами эфира поместится в ряд 800 молекул и бесчисленное количество составляющих их электронов. Большинство их, значит, как бы махает в пустом пространстве, не задевая эфир. Если это и случится, то только один атом его получает толчок, а не многие зараз. Здесь нет того, что происходит в воздухе при дрожании камертона, когда множество частиц сразу приобретают ритмическое дрожание.

На пространство с основанием в один кв. миллиметр и толщиною только в 0,1 микрона приходится около 200 тысяч атомов эфира, которые все и получают толчки то в ту, то в другую сторону. Толчки, через эфир, передаются далее и составляют излучение.