Рождение миров - [34]
Когда молекулы газа, приставшие к поверхности металла, срываются и отлетают с «артиллерийской» скоростью в одну сторону, они одновременно и довольно сильно толкают крылышко в противоположном направлении. Вертушка начинает вращаться.
Ударившись о стенки стеклянного баллона, молекулы, подобно мячикам, отскакивают назад. Некоторые из них налетают на лопасти вертушки и тоже подталкивают их — вертушка ускоряет свое движение.
Все эти явления разыгрываются на освещенной плоскости крыльев. Толчки молекул направлены в ту же сторону, в какую действует свет. Ученые, пытавшиеся измерить световое давление, видели, что мельнички вертятся, и думали, что их вертят световые лучи, а лучи-то были не при чем — сказывалась «медвежья услуга» газовых молекул.
Надо было избавиться от непрошенной помощи. А как это сделать, — никто, кроме Лебедева, придумать не мог.
Лебедев блестяще преодолел все затруднения, которые мешали работе его предшественников. Он сделал лопасти вертушки из листочков платины, толщиной всего лишь в 0,02 миллиметра. Они были тоньше папиросной бумаги. Такой металлический кружок под действием лучей прогревается насквозь. Поэтому молекулы, приставшие к поверхности металла, должны были срываться одновременно и с освещенной, и с теневой стороны крылышек. Их толчки, направленные в противоположные стороны, взаимно уничтожались.
Стеклянный баллон Лебедев взял попросторнее, чтобы большинство молекул, отскакивающих от стенок, не могло возвращаться и подталкивать лопасти его вертушки.
Вертушки из прибора П. Н. Лебедева.
На вертушке Лебедев укрепил несколько пар крыльев. Одни из них он отполировал до зеркального блеска, другие — зачернил; одни сделал полегче, другие — потяжелее. Посылая луч света то на одну пару крылышек, то на другую, Лебедев мог сравнивать, какое действие оказывает свет на каждую пару крылышек. А это, в свою очередь, позволяло ему учитывать и исключать влияние помех, грозивших исказить результаты опыта.
Между фонарем с электрической дугой и баллоном Лебедев поместил высокую плоскую банку с водой. Вода поглощает «теплые» инфракрасные лучи, они сильно нагревают все тела, на которые падают. Это предохранило лопасти вертушки от излишнего нагрева.
Однако Лебедев понимал, что все эти предосторожности имеют смысл только при условии, что в баллоне останется как можно меньше молекул воздуха. И с этой задачей Лебедев успешно справился, — если воздух из баллона не удается выкачать, то его можно оттуда вытеснить!
Лебедев налил на дно баллона немного ртути, затем присоединил к баллону воздушный насос и включил электрический мотор. Через несколько часов насос стал работать почти вхолостую, он уже взял все, что мог. Тогда Лебедев направил на вертушку, висевшую на стеклянной нити в центре баллона, луч яркого света. Свет нагрел платиновые кружки и согнал часть молекул газов, прилепившихся к поверхности металла. Насос продолжал откачивать.
Лебедев подогрел стенки баллона, чтобы поторопить те молекулы, которые гнездились на стекле. Насос откачал еще немножко воздуха.
Затем Лебедев применил главное средство: он поставил спиртовку под дно баллона, ртуть стала испаряться, ее пары, подымаясь, вытесняли молекулы воздуха и гнали их к насосу. Насос получил работу — он начал выкачивать пары ртути, а вместе с ними и молекулы воздуха.
На следующий день работа продолжалась в том же порядке. Насос качал. Лебедев с помощником освещали баллон электрической дугой, подогревали баллон спиртовкой. Ртуть испарялась. И на третьи сутки было то же самое — свет, нагревание…
Так ученый работал несколько дней до тех пор, пока не убедился, что ни насос, ни свет, ни пары ртути более не могут выгнать из баллона ни одной молекулы. Теперь оставалось избавиться от остатков ртутных паров. Это уж было совсем просто. Воздушный насос остановили, а баллон обложили толченым льдом с солью. Температура в баллоне резко упала. Ртутные пары вымерзли и осели.
Таким образом давление газов в баллоне удалось довести до миллиардных долей атмосферы. Можно было приступить к опыту.
Однако прежде чем его начать, Лебедев измерил плотность светового потока в приборе, то есть узнал, сколько света пошлет его фонарь на лопасти вертушки, и вычислил, с какой силой лучи света будут давить на платиновые кружочки. Опыту Лебедев хотел оставить только скромную роль: подтвердить и уточнить его теоретические расчеты.
Исторический опыт начался.
Прибор Лебедева был устроен так, что световой луч можно было направлять попеременно то на правые, то на левые крылышки. Ученый передвигал зеркала, и свет ударял по платиновым кружкам — по правым спереди, по левым сзади. От толчков света вертушка, висевшая на стеклянной нити, поворачивалась из стороны в сторону, как балансир карманных часов.
Схема прибора П. Н. Лебедева. С — собирательные линзы, Д — диафрагма, К — конденсатор, В— водяной фильтр, 3 — зеркала, 3–3 — зеркала на подвижной пластинке, Л — линзы, Р — пластинка, О — вертушка.
Лебедев посылал луч и на зачерненные кружки и на блестящие, на легкие и на утяжеленные. Наблюдая и измеряя размахи качаний вертушки, он доказал, что свет действительно давит на все предметы, на которые падает.
