Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

О СВЕТОВЫХ ЯВЛЕНИЯХ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ТОКОМ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, И ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО ЭТОМУ ВОПРОСУ


Возвращаясь к световым эффектам, которые были основным предметом исследования, было бы правильным разделить все эффекты на четыре класса:
1. Нагрев твердого тела до белого каления.
2. Свечение.
3. Накал, или фосфоресценция разреженного газа.
4. Яркий свет в газовой среде при обычном давлении.
Первый вопрос: "Чем вызваны эти световые эффекты?". Для того, чтобы дать исчерпывающий ответ на этот вопрос в свете принятых концепций, с учетом имеющегося опыта, и для того, чтобы вызвать дополнительный интерес к этой показательной лекции, мне необходимо подробно остановиться на одной особенности, которая мне представляется очень важной, поскольку она обещает, помимо всего прочего, пролить больше света на природу большинства явлений, вызываемых электрическим током высокой частоты.
Как я уже отмечал, очень важно, чтобы проводник, через который проходит переменный ток высокой частоты, находился в атмосфере разреженного газа, либо в атомической среде в целом, поскольку это влияет на нагревание проводника током.

Мои эксперименты, описанные некоторое время тому назад, показали, что чем больше частота и разность потенциалов, тем большее значение приобретает разреженный газ, в который погружен проводник, как фактор, влияющий на нагрев.
Однако разность потенциалов, что я также уже отмечал, является более важным элементом, нежели частота.
Если и разность потенциалов, и частота достаточно высоки, то благодаря наличию разреженного газа можно добиться почти полного нагревания. В предстоящих экспериментах будет продемонстрировано, как влияет разреженный газ, или в общем смысле, газ при обычном давлении и при других показателях давления, на накал, или на другие световые эффекты, вызванные подобного рода током.
Я взял две обычные 50-вольтовые лампы в 16 свечей с одинаковыми показателями по всем параметрам.
Их отличие состояло в том, что у одной из них была открыта верхняя часть, так что воздух заполнил колбу лампы, а другая оставалась в своем промышленном исполнении и сохранила соответствующую степень разряженности воздуха внутри колбы.
Когда я подсоединил лампу с разряженным воздухом к клеммам вторичной обмотки катушки, которую я уже использовал, как, например, в экспериментах, изображенных на рис.15а, и включил ток, то нить накала, как Вы уже видели раньше, раскалилась добела.
Когда я, вместо предыдущей, подключил вторую лампу, заполненную обычным воздухом, то нить накала также стала излучать свечение, но значительно менее яркое.
Этот эксперимент лишь частично подтверждает истинность утверждений, которые я изложил выше.
Здесь отчетливо продемонстрирована важность наличия вокруг нити накала разреженного воздуха, но не настолько, насколько хотелось бы.



Дело в том, что вторичная обмотка катушки, состоящая всего лишь из 150 витков, предназначена для выработки низкого напряжения, и, следовательно, разность потенциалов на клеммах лампы была низкой.
Если бы я воспользовался другой катушкой, с большим количеством витков на вторичной обмотке, то эффект был бы более заметным, так как, как уже отмечалось ранее, он частично зависит от разности потенциалов.
Но так как эффект подобный этому зависит также от частоты, было бы справедливым утверждение, что он зависит от периода времени, в пределах которого происходит изменение разности потенциалов.
Чем больше изменение, тем более важное значение приобретает газ как элемент нагрева.
Я могу добиться более высокой частоты изменений другим способом, которым, можно развеять любые возражения, которые могли бы возникнуть в отношении только что показанного эксперимента, даже если обе лампы соединены последовательно, или множество ламп подключено к катушке.
Но при этом последствия реакций, возникающих между первичной и вторичной катушками, не столь очевидны.
Этого результата я добился заряжая блок конденсаторов через обычный трансформатор, который работал от источника переменного тока, а затем разряжая конденсаторы напрямую через цепь с малой самоиндукцией. Схема соединения показана на рис.19а,19b и 19с.

На рис.22а, 22b и 22с тяжелые медные бруски В В1 соединены с противоположными слоями блока конденсаторов, или, в общем, таким образом, чтобы через них проходил бы ток высокой частоты, или неожиданный разряд.
Я подключил обычную 50-вольтовую лампу накаливания к брускам при помощи крепежей С С.
Во время прохождения разрядов через лампу, нить накаливания оставалась раскаленной, несмотря на то, что ток, проходящий через нее, был очень мал, и его вряд ли было бы достаточно для производства видимого эффекта в условиях обычного использования лампы.
Вместо не в данном эксперименте я подключил к брускам другую лампу, точно такую же, как и первая только с нарушенной изоляцией, в результате чего она оказалась заполненной воздухом под обычном давлении.
В этом случае, когда разряды проходят через нить накаливания, она не раскаляется. Но этот результат можно было бы приписать одной из множества возможных реакций.
Поэтому я расположил лампы параллельно, так, как это показано на Рис 22а. При прохождении разрядов через обе лампы, нить накала лампы L, с колбой содержащей разреженный газ, сияет ярким светом, тогда как вторая лампа, в колбе которой воздух под обычным давлением, остается темной, как и раньше.
Однако было бы ошибочным полагать, что последняя лампа потребляет меньшую часть энергии, подаваемую на обе лампы. Наоборот, она может потреблять весьма значительную часть энергии и может быть даже горячее той, что светит ярко.

В этом эксперименте разность потенциалов на клеммах ламп изменяется, по теоретическим расчетам, от трех до четырех миллионов раз в секунду. Когда концы нитей накаливания наэлект ризованы соответствующим образом, и газ в колбах приходит в неистовое движение, то значительная часть подаваемой электрической энергии преобразуется в тепловую энергию.
В лампе с обычным давлением воздуха находится в несколько миллионов раз больше молекул воз духа, нежели в лампе с разряженным воздухом.
Бомбардировка молекулами воздуха, которая наиболее интенсивна на концах нити накаливания, на шейке лампы, потребляет значительную часть энергии не производя при этом видимого эффекта.
Дело в том, что чем больше молекул тем эффективнее бомбардировка, но эффективность каждой отдельной молекулы очень низка в силу того, что находясь в тесном окружении себе подобных они не могут развить большую скорость.
В лампе с разреженным газом, напротив, скорости очень высоки, а соответственно и эффективность отдельных молекул, что и обуславливает производство видимого эффекта, несмотря на то, что конвекция тепла в первой лампе больше.

Сила тока, протекающего через обе лампы очень мала— несоизмеримо меньше той, которая им потребовалась бы для работы в обычной низкочастотной цепи.
Однако разность потенциалов на концах нити накала очень высока и может достигать 20,000 вольт и более, если нить имеет прямую форму, а ее концы расположены достаточно далеко друг от друга.
В обычной лампе, в большинстве случаев, искра между концами нити накаливания, или между платиновыми проводами вне ее, возникает при значительно меньшей разнице потенциалов.
Можно было бы возразить, что в этом эксперименте при параллельном соединении ламп, лампа с разряженным воздухом может отбирать большую часть электрической энергии, и в этом случае наблюдаемый эффект не мог бы быть безусловно ассоциирован с действием газа в лампах.
Подобные сомнения развеялись, если бы я подсоединил лампы последовательно— результат был бы тот же.
После того как все подключения выполнены и разряды пошли через нити накала ламп, вновь отмечается, что нить накала лампы L, с обычным давлением газа, остается темной, тогда как лампа L, с разреженным газом светит даже ярче, чем при нормальных для нее условиях работы, см. рис.22b.
Если следовать общим представлениям, тo сила тока, проходящего через нити накаливания обеих ламп, должна быть одинаковой, поскольку присутствие газа вокруг нитей накаливания не влияет на него.
А сейчас я бы хотел заострить Ваше внимание еще на одном интересном свойстве, наглядно демонстрирующем эффект, зависящий от частоты изменения потенциала электрического тока.
Возьмем две лампы, последовательно соединенные между собой, и подключим их к брускам В В1 так же, как и в предыдущем эксперименте, рис 22b, но при этом значительно уменьшим частоту тока, которая ранее была очень высокой.

Это можно сделать при помощи катушки самоиндукции, добавив ее в цепь, по которой проходят разряды, либо путем увеличения емкости конденсаторов.
Пустив низкочастотные разряды конденсаторов через лампы, мы обнаруживаем, что лампа с разреженным воздухом Lсветит столь же ярко, как и в предыдущем эксперименте, а нить накала лампы с обычным воздухом L1 также нагревается, хотя и не столь сильно как другая.
Уменьшая силу тока, мы можем довести накал нити у лампы с не разреженным воздухом до красноты, но накал нити у лампы с разреженным воздухом останется ярким, рис. 22с, и это при том, что степень накала намного меньше, чем в ситуации, изложенной на рис.22,b когда использовался ток очень высокой частоты.
В этих экспериментах газ действует в двух противоположных направлениях, непосредственно влияя на степень нагрева нитей накаливания: конвекция и бомбардировка.
Чем выше частота и напряжение тока, тем большее значимой становится бомбардировка, а конвекция, наоборот— с увеличением частоты должна уменьшаться.
При постоянном токе бомбардировки практически не происходит, и следовательно конвекция может существенно влиять на степень накала.

В результате мы наблюдаем картину похожую на предыдущую.
Таким образом, если две одинаковые лампы, одна из которых с разреженным газом внутри, а другая с не разреженным, подсоединены последовательно, или параллельно к генератору постоянного тока, то для того, чтобы нить накала лампы с не разреженным газом оставалась раскаленной требуется электрический ток значительно большей силы. Это происходит исключительно благодаря конвекции, а эффект становится более заметен при меньшей толщине нити накала. Некоторое время тому назад профессор Айртон и г-н Килгур опубликовали результаты количественных исследований, относящихся к термальной лучеиспускаемости, при излучении и конвекции, в которых был ясно продемонстрирован положительный эффект использования тонких проводов.

Этот эффект можно красиво продемонстрировать, если подготовить несколько маленьких, коротких стеклянных трубок, внутрь которых вдоль продольной оси поместить самую тонкую из платиновых проволок, которую можно достать.
Если в этих трубках создать максимально возможное разрежение воздуха, затем несколько трубок соединить параллельно и подключить к генератору постоянного тока, то во всех этих трубках можно поддерживать накал, затрачивая намного меньше электрического тока, нежели это необходимо для поддержания накала в одной трубке, в которой не создано разрежение воздуха.
Если бы было возможно создать такое разрежение, при котором конвекция была бы нулевой, то тогда без особого труда можно было бы вычислить количество тепла выделяемого при конвекции и излучении, используя количественные термальные измерения.

Если задействовать источник электрических импульсов высокой частоты и очень высокого напряжения, то можно было бы взять большее количество трубок и проводов для поддержания в них накала при помощи электрического тока такой силы, которой явно не хватило бы на то, чтобы нагреть провод такого же размера, находящего в окружении воздуха под обычным давлением.
Я бы хотел в данной лекции описать результат, который еще более интересен и который был получен в результате наблюдений за этими явлениями.
Как уже отмечалось, небольшие изменения плотности воздуха приводят к значительным изменениям в степени накала проводов.
Поэтому я предположил, что поскольку в трубке, через которую проходит световой разряд, плотность газа не одинакова в разных местах, то очень тонкий провод, помещенный внутрь трубки, может достигать высшей степени накала в местах, где плотность газа меньше, и достигать меньшей степени накала в местах с большей плотностью, где конвекция больше, а бомбардировка меньше.
Поэтому была изготовлена трубка t, см. рис.23, внутри которой имелась очень тонкая платиновая проволока W.
Плотность воздуха в трубке была средней степени разреженности. Когда она была подключена к клеммам высокочастотной катушки, то обнаружилось, что, на самом деле, накал платиновой проволокиWбыл неравномерный, см. рис.23.
Впоследствии было изготовлено некоторое количество таких трубок с одной, или несколькими проволоками внутри, и каждая из них демонстрировала тот же результат.

Самый лучший эффект был отмечен, когда в трубке произошел полосатый разряд. Подобный эффект также проявился когда полосы были невидимы, демонстрируя тем самым, что даже в этом случае плотность газа в трубке была не однородной. В целом, расположение полос было таково, что участки с большей разреженностью соответствовали местам на проволокеWс белым накалом, или с наибольшей яркостью.
В некоторых случая было замечено, что яркие участки на проволоке оказались покрыты плотными участками полосатого разряда, они обозначены литеройlна рис.23, однако, этот эффект был едва различим.
Данный факт довольно убедительно объясняется тем, что конвекция в плотных и разреженных местах разнилась не очень сильно, а бомбардировка была более интенсивной в местах с большей плотностью полосатого разряда.
В действительности, часто наблюдалась картина, когда при определенных условиях тонкая проволока раскалялась добела в трубке, где разреженность воздуха была невысокой.
Это происходило тогда, когда напряжение на катушке было недостаточно высоким для вакуума, и могло быть вызвано различными причинами.
Но во всех случаях это любопытное явление накала исчезало, когда температура трубки, или, точнее, проволоки становилась равномерной.
Если не принимать во внимание эффект, вызываемый конвекцией, то выделяются две явные причины, которые вызывают накал проволоки, или нити накаливания: ток проводимости и бомбардировка.
При слабом токе мы имеем дело только с первой из указанных причин, а тепловое действие минимально потому, что минимально сопротивление для слабого тока.

При изменении силы тока, увеличивается сопротивление, и как следствие усиливается тепловой эффект. Если частота тока очень высока, то сопротивление может возрасти до такой степени, что нить накала раскаляется до белого каления даже при очень слабой силе тока.
Таким образом, мы можем взять короткий и толстый брикет угля, или другой материал, и довести его до белого каления при помощи тока, сила которого несоизмеримо меньше той, которая требуется для достижения белого каления нити накала обычной лампы при помощи постоянного тока, или тока низкой частоты.
Это очень важный результат, который наглядно показывает, как быстро меняются наши взгляды на этот счет и насколько быстро увеличивается объем наших знаний.
Если рассматривать явление свечения накала только в рамках его практического успеха, то для этого совершенно необходимо соблюдение двух условий: нить накала должна быть тонкой и обладать высоким сопротивлением.

Но сейчас мы уже знаем, что сопротивление нити накала для тока слабой силы не имеет никакого значения. Нить накала может быть также толстой и короткой, поскольку ее можно довести до состояния белого каления при помощи тока слабой силы, если ее поместить в среду разреженного газа.
Всё это зависит от частоты и напряжения тока.
Из этого можно сделать заключение, что использование тока высокой частоты для работы ламп накаливания предоставляет очевидные преимущества: он позволяет использовать короткую и толстую нить накала и ток слабой силы.
Если проволоку, или пить накала поместить в однородную среду, то нагрев происходит благодаря току проводимости.
Но если ее поместить в сосуд с вакуумом, то это означает изменение условий работы кардинальным образом.
В однородной среде газ начинает работать, а для теплового эффекта, как это было продемонстрировано во множестве экспериментов, ток проводимости имеет намного меньшую значимость, по сравнению с бомбардировкой.
Это особенно важно, когда система не представляет собой замкнутую электрическую цепь и, разумеется, при очень высокой разности потенциалов.
Представьте себе тонкую нить накала, помещенную в сосуд с вакуумом, один конец которой соединен с клеммой катушки высокого напряжения, а другой конец с большой изолированной пластиной.
Несмотря на то, что цепь не замкнута, нить накала, как я уже показывал ранее, раскаляется до белого каления. Если частота и разность потенциалов сравнительно невелики, то нить накала нагревается током, проходящим через нее.
Если увеличить частоту, и что более важно, разность потенциалов, то необходимость в использовании изолированной пластины остается, но очень небольшая, и ее вполне можно исключить.

А поскольку в этом случае нить накала будет оставаться раскаленной, то можно сделать вывод, что нагрев происходит благодаря бомбардировке.
Практический вариант сочетания обоих эффектов: тока проводимости и бомбардировки, представлен на рис.24.
На этом рисунке представлена обычная лампа с очень тонкой нитью накала, один конец которой соединен с защитным экраном, выполняющего функции изолированной пластины, а другой конец соединен с клеммой источника высокого напряжения.
Не стоит полагать, что только разреженный газ является значимым фактором для нагревания проводника переменным током, газ при обычном давлении тоже может быть очень важен, если разность потенциалов и частота тока чрезмерны.
По этому вопросу я уже отмечал, что когда проводник оплавляется в результате удара молнии, то ток, проходящий через него, может очень слабым.
Возможно, его было бы недостаточно для ощутимого нагрева проводника, находящегося в однородной среде.
Учитывая вышеизложенное, становится ясно, что когда проводник, обладающий высоким сопротивлением, соединен с клеммами источника тока высокой частоты и большой разницы потенциалов, может происходить существенное рассеивание энергии, в особенности на концах проводника, возникающее вследствие воздействия газа, окружающего проводник.

Поэтому, сила тока на участке проводника, расположенного на равном удалении от его концов, может быть значительно меньше, нежели на участках, расположенных ближе к его концам. Более того, ток, проходящий по внешним участкам проводника, можно почувствовать кожей, или, как его часто называют, в результате кожного эффекта.
Этот эффект может также проявляться в постоянной несжимаемой среде. Если последовательно соединить большое количество ламп накаливания и подключить их к источнику тока такого типа, то мы заметим, что лампы, расположенные ближе к концам цепи горят ярко, а лампы, расположенные в середине цепи могут оставаться полностью темными.
Подобное происходит, как уже отмечалось, исключительно благодаря бомбардировке. Но даже если мы используем постоянный ток с большим напряжением, лампы на концах цепи будут светиться ярче, чем лампы в середине цепи.
В этом случае не происходит ритмичной бомбардировки, а результат достигается исключительно вследствие утечки энергии. Утечка, или рассеивание энергии в пространство при высоком напряжении весьма ощутимы при использовании ламп накаливания, однако, подобные потери еще более значительны при использовании электрической дуги в качестве источника пламени.
В целом, безусловно, рассеивание энергии при использовании постоянного тока, значительно меньше, чем при использовании переменного тока.
Я провел эксперимент, который весьма любопытным образом иллюстрирует эффект горизонтальной диффузии. Если очень длинную трубку подсоединить к клемме катушки высокой частоты, то наиболее яркое свечение наблюдается вблизи клеммы, а по мере удаления от клеммы, свечение плавно угасает.
При использовании узкой трубки, данный эффект проявляется еще более отчетливо.

У маленькой трубки, диаметром около половины дюйма, и длиной в двенадцать дюймов, один конец которой вытянут в тонкую нить f (рис.25 ) длиной около трех футов.
Трубка помещена в латунный патрон Т, который накручивается на клемму T1индукционной катушки.
Разряд, проходящий через трубку, сначала освещает дно, которое составляет ее значительную часть. Но по длинной стеклянной нити разряд пройти не может.
Однако постепенно разреженный газ внутри трубки нагревается и становится боле токопроводящим, в результате чего разряд распространяется через стеклянную нить.
Это распространение настолько слабо, что может потребоваться около половины минуты, а то и более для того, чтобы разряд прошел от начала до конца стеклянной нити, и обозначил свое появление ярким свечением на тонком срезе нити.
Регулируя величину потенциала на клемме, можно добиться того, чтобы свет распространялся по трубке с любой скоростью.

Однако когда стеклянная нить нагреется, то разряд проходит по всей ее длине мгновенно. Следует отметить интересную деталь: чем выше частота тока, или, другими словами, чем больше горизонтальная диффузия, тем более медленным может быть распространение света по стеклянной нити.
Лучше всего проводить этот эксперимент на свежеизготовленной трубке с очень высоким разрежением внутри.
После нескольких раз использования трубки, часто эксперимент не получается вовсе. Возможно, это вызвано постепенным и медленным нарушением вакуума в трубке. Это медленное распространение разряда через очень тонкую стеклянную трубку, представляет собой точный аналог распространения тепла через брусок, нагреваемый с одного конца.
Чем быстрее тепло распространяется вширь, тем больше времени потребуется для того, чтобы нагреть противоположную сторону бруска. Когда ток катушки низкой частоты проходит от начала до конца стеклянной нити, то в это время горизонтальная диффузия мала, а разряд проходит мгновенно и без потерь.
После того, как результаты этих экспериментов и наблюдений показали важность того, что атомная структура среды неоднородна, и могут служить для объяснения природы по меньшей мере четырех видов электрических эффектов , производимых этими токами, я могу продемонстрировать Вам эти эффекты.
Для того, чтобы пробудить у Вас еще больший интерес, я могу провести эти эксперименты способом, который будет для Вас новым.
Ка к Вы уже раньше видели, мы можем передавать электрические колебания телу при помощи одного провода, или любого другого проводника.
Поскольку человеческое тело является проводником электрического тока, то я могу передавать электрические колебания через свое тело.

Сначала, в некоторых своих предыдущих экспериментах, я подключал свое тело к одной из клемм трансформатора высокого напряжения, и брал в руку лампу с разреженным воздухом внутри, в которую был вмонтирован угольный электрод.
Этот электрод располагался на платиновой проволоке и выходил за пределы стеклянной колбы, то есть наружу.
Как только включался трансформатор, этот угольный электрод раскалялся добела (рис.26). Я мог поместить на лампу абажур из токопроводящего материала для усиления эффекта, но в этом не было необходимости.
Также не было необходимости устанавливать соединение электрода с рукой через провод, проходящий сквозь стекло, поскольку через стекло могло проходить достаточное количество индуктивной электрической энергии для того, чтобы обеспечить белое каление электрода.
Затем, я взял лампу с сильно разреженным газом, внутри которой находилось сильно фосфоресцирующее тело. Над этим телом располагается маленькая алюминиевая пластина на платиновой проволоке, выходящей наружу.

Когда ток проходил через мое тело, то вызывал сильное свечение в лампе (рис.27) . Когда я вновь взял в руку простую трубку с разреженным воздухом внутри, то точно также, газ внутри трубки стал излучать свет (рис.28) .
Наконец, я могу взять в руку провод, оголенный, или покрытый толстым слоем изоляции— в данном случае это несущественно.
При этом интенсивность электрических колебаний настолько высока, что на поверхности провода возникает светящаяся пленка (рис.29).
Я думаю, что на этих явлениях необходимо остановиться немного подробнее. В первом случае я буду рассматривать свечение электрода, или свечение твердого тела в целом, и приведу несколько фактов, которые имеют непосредственное отношение ко всем этим явлениям.
Уже отмечалось раньше, что при подключении одного конца тонкого проводника, такого как нить накала лампы, к клемме трансформатора высокого напряжения, нить накала начинает излучать свечение, вызванное двумя факторами: током проводимости и бомбардировкой. Чем короче и толще нить накала, тем более важной становится бомбардировка.
И если представить себе нить накала в форме капли, то в этом случае тепловой эффект будет достигаться исключительно бомбардировкой.

Так, в ранее продемонстрированном эксперименте, электрод накаляется из-за ритмичного воздействия свободно движущихся маленьких тел в лампе.
Эти тела могут быть молекулами оставшегося газа, частичками пыли или фрагментами оторвавшегося электрода. Очевидно, что нагревание кнопки существенно зависит от давления в лампе, при котором движутся свободные частицы или атомное вещество.
Нагревание еще более увеличивает число соударений в секунду и усиливает энергию каждого взаимодействия. Кроме того, электрод будет нагреваться даже в том случае, если он будет подсоединен к источнику устойчивого потенциала.
В этом случае электрический ток будет переноситься от электрода свободно передвигающимися, или летающими вокруг частицами.
Количество электричества, при прохождении через электрод будет достаточно, чтобы довести его до белого накала. Но в этом случае бомбардировка не будет иметь большого значения.
По этой причине требуется относительно большое количество энергии, поступающей на электрод, дабы обеспечить поддержание состояния белого каления при постоянной разности потенциалов.
Чем больше частота электрических импульсов, тем более экономично можно поддерживать накал электрода.
Я полагаю, что одной из главной причин этого является то, что при наличии импульсов очень высокой частоты происходит менее интенсивный обмен молекулами между частицами, свободно движущимися вокруг электрода, и поэтому нагретая в лампе среда лучше удерживается в районе электрода.

Если изготовить двойную лампу, такую как на рисунке 30; состоящую из большой сферы Ви маленькойb, каждая из которых содержит нить накала, установленную на платиновой проволоке Wи W1, то при условии, что обе нити накала абсолютно одинаковы, обнаружится, что для поддержания определенной степени накала нити в сфере b требуется значительно меньше энергии, нежели для нити сферы В.
Это является следствием ограниченной возможности движения частиц вокруг электрода. Кроме того, установлено, что в этом случае нить накала в сфере b меньше разрушается при работе в течение определенного периода времени в режиме белого каления.
Из этого факта необходимо сделать вывод, что газ в маленькой лампе нагревается сильнее, поэтому становится лучшим проводником и требуется меньшая работа, чтобы воздействовать на электрод, так как бомбардировка становится менее интенсивной при увеличении электропроводности газа.
Конечно, в этой конструкции маленькая лампа становится очень горячей и когда она нагревается до очень высокой температуры, то увеличивается конвекция и тепловое излучение наружу.
Я уже имел возможность продемонстрировать лампы, которых этого недостаток значительно уменьшен.

В этом случае, очень маленькая лампа, содержащая тугоплавкую кнопку, была смонтирована внутри большой лампы, а воздушное пространство между их стенками было сильно разрежено.
Когда большой шар подключен к насосу, вакуум между стенками создается постоянно, все время, пока насос работает. Внешний шар остается совершенно холодным, в то время как электрод в маленьком шаре раскален добела.
Но когда насос перестал работать, а электрод оставался раскаленным достаточно длительное время, то большой шар тоже стал нагреваться. Поэтому я предположил, что если вакуумное пространство (как обнаружил Проф. Дюар}, не проводит тепло, то оно просто благодаря скорости нашего движения в пространстве, или, вообще, вследствие движения среды относительно нас, в постоянных условиях не может поддерживаться без постоянно возобновляемой среды.
По всей видимости, вакуум не может находиться в постоянном состоянии вокруг горячего тела.
В вышеупомянутых конструкциях, маленькая внутренняя лампа должна, по крайней мере, на первых стадиях, защищать от бомбардировки внешнюю, большую лампу.
Я подумал, а как поведет себя в этой ситуации металлический сетчатый фильтр, и для этих целей были изготовлены несколько ламп, изображенных на рис.31. В сферу b была вмонтирована тонкая нить накала (или электрод) на платиновой проволоке W, проходящей через стеклянную ножку и выходящая из сферы наружу.

Нить накала была окружена металлическим ситом S. В процессе проведения экспериментов с такими лампами было обнаружено, что сито с широкими ячейками явно не оказывает ни малейшего воздействия на процесс бомбардировки сферы b.
Когда вакуум был сильным, тень от сита ясно проецировалась на сферу, и последний нагревался за короткий период времени. В нескольких лампах сито S подсоединялось к платиновой проволоке, запаянной в стекло.
Когда эту проволоку подсоединяли к другой клемме индукционной катушки (в этом случае ЭДСподдерживали на низком уровне), или к изолированной пластине, то бомбардировка внешнего шара уменьшалась. Когда брали сито с мелкими ячейками, бомбардировка большого шара также уменьшалась.
Но даже тогда, когда создавалось еще большее разрежение воздуха, а разность потенциалов трансформатора увеличивали, то увеличивалась интенсивность бомбардировки сферы и нагрев происходил быстрее, несмотря на то, что не было видно тени от сетки, вследствие меньших размеров ячеек.
Но стеклянная трубка или другое плотное тело, расположенное вокруг нити накала, может полностью прекратить бомбардировку и некоторое время внешняя сфераb будет оставаться совсем холодной.
Конечно, когда стеклянная трубка очень сильно нагрета, бомбардировка внешнего шара не останется незамеченной. Эксперимент с этими лампами показал, что скорость задействованных молекул или частиц должна быть значительной (хотя она совершенно незначительна по сравнению со световыми частицами), в противном случае трудно понять, как они могут проходить через тонкую металлическую сетку без воздействия со стороны последней.

Дело в том, что было обнаружено, что такие мелкие частички как атомы не могут воздействовать непосредственно на соизмеримом расстоянии.
Что касается скорости задействованных атомов, то лорд Кельвин недавно оценил ее примерно в один километр в секунду, или около того в обычной лампе Крукса.
Поскольку разность потенциалов, получаемая от катушки с пробойным разрядом, намного выше, чем получаемая от обычной катушки, то и скорость частиц в лампе или другом источнике света должна быть больше, когда они работают от такой катушки.
Предположим, что скорость частиц составляет около пяти километров в секунду и постоянна на всем протяжении траектории, как это и должно происходить в сосуде с сильным разрежением воздуха.
Затем , если изменения электризации электродов будет происходить с частотой около пяти миллионов раз в секунду, то наибольшее расстояние между частицами, удаляющимися от электрода, будет равняться одному миллиметру.
Если они могли бы взаимодействовать на таком расстоянии, то обмен в наэлектризованной среде, или среди атомов был бы очень медленным, и не было бы бомбардировки внешней лампы.
По крайне мере, так должно быть, если действие электрода на атомы разреженного газа будет таким, как при электризации тел, которые можем наблюдать.

Горячее тело внутри вакуумной лампы всегда производит атомную бомбардировку, но оно не имеет определенного ритма, необходимого для того, чтобы его молекулы могли совершать колебания всех видов.
Если лампа, содержащая кнопку или нить накала, с большой осторожностью разрежена максимально сильно и используется лучшими специалистами, то можно наблюдать, что разряд сначала не может произойти, но спустя некоторое время, вероятно, когда в лампе образуется некоторый заряд, разряд все-таки происходит и электрод накаляется.
Фактически получается, что чем выше разреженность газа, тем легче получить белый накал. Кажется, что нет других причин, по которым накаливание не могло бы быть приписано этим случаям, за исключением бомбардировки или похожего действия разреженного газа или частиц другого вещества.
Но играет ли важную роль то, что воздух в лампе разрежают с большими предосторожностями? Тогда допустим, что вакуум в лампе идеален, если это является ключевым вопросом.
Является ли среда, заполняющая все пространство сплошной или атомной? Если она имеет атомную структуру, то когда происходит нагревание электрода, или нити накала в вакууме, сосуд может оказаться слишком большим для эфирной бомбардировки.
Нагревание проводника вообще, зависит от того, какой ток, высокой частоты или с высокой разностью потенциалов, имеет место, и будет подвергаться изменениям со стороны среды. Кроме того, существуют также кожные эффекты, т.е. явное увеличение омического сопротивления и т. д., что допускает, по крайней мере, различные объяснения.

Очевидно, будет более правильно в соответствии со многими наблюдаемыми явлениями, связанными с высокочастотным током, считать, что все пространство заполнено свободными атомами, нежели утверждать что оно, пустое и холодное, лишено их.
Так и должно быть, если среда плотная, тогда там не может быть ни тепла, ни света. Передается ли энергий независимыми носителями или через колебания плотной среды?
Этот важный вопрос еще не получил положительного ответа. Но большинство эффектов, которые здесь обсуждаются.1 особенно световые эффекты, накаливание или свечение, подразумевают наличие свободных: атомов и были бы без них невозможны.
Что касается огнеупорной кнопки (или нити накала) в разреженном ресивере, который является одним из объектов нашего исследования, то результаты главных экспериментов, которые могли бы служить руководством при создании таких ламп, можно суммировать следующим образом:
1. Кнопка должна быть как можно меньшей по размеру, сферической и иметь гладкую или полированную поверхность. Она должна быть сделана из огнеупорного материала, который лучше сопротивляется процессу испарения.
2. Основание под кнопкой должно быть очень тонким и экранировано алюминием и листом слюды так, как я это описал раньше.
3. Разрежение лампы должно быть максимальным.
4. Частота тока должна быть максимальной, какую только можно получить.
5. Ток должен гармонически повышаться и понижаться, без внезапных прерываний.
6. Температура нагревание должна быть ограничена температурой плавления кнопки. Это достигается путем заключения ее в маленькую лампу или другим способом.
7. Пространство между стенками маленькой лампы и внешнего шара должно быть сильно разрежено.
Большинство соображений, которые относятся к накаливанию твердого тела, с полным основанием могут быть отнесены и к свечению.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.