Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
коэффициента упругости, либо предельной силы сопротивления разрыву, либо
путем уменьшения вязкости. Но подобно тому, как тело не является
настоящей жидкостью, до тох нор пока сопротивление разрыву или
коэффициент упругости не сведены к нулю, оно не является настоящим
твердым телом, до тех пор пока вязкость не становится бесконечно большой.
Однако твердые тела, не обладающие вязкостью в смысле способности
неограниченно менять свою форму, все же подвержены изменениям, зависящим
от времени, в течение которого на них воздействовало напряжение. Другими
словами, напряжение зависит не только от деформации в каждый данный
момент, но и от всей предыдущей истории тела. Таким образом, напряжение
несколько больше, когда деформация растет, по сравнению с тем, когда она
умень-
187
шается; и если деформация имела место в течение долгого времени, то тело,
предоставленное самому себе, не сразу возвращается к своей первоначальной
форме, но как будто бы сохраняет остаточную деформацию, не являющуюся,
однако, действительной остаточной деформацией, так как тело постепенно
возвращается к своей первоначальной форме, изменяясь, как это можно
заметить, в течение многих часов и даже недель после того, как тело было
предоставлено самому себе.
Явления такого рода были отмечены Вебером и Коль-раушем ("Pogg. Ann.",
Bd. 54, 119 и 128); они были описаны О. Э. Мейером ("Pogg. Ann", Bd. 131,
108) и Максвеллом ("Phil. Trans." 1866, стр, 249), а теория этого явления
была предложена д-ром JI. Больцманом ("Wiener Sitzungsberichte", 8
октября 1874 г.).
Немецкие авторы называют это явление elastische Nach-wirkung (упругое
последействие), что можно было бы перевести "упругая реакция" (elastic
reaction), если бы слово "реакция" не употреблялось уже в другом смысле.
В. Томсон называет его вязкостью упругих тел.
Эти явления легче всего наблюдаются при закручивании тонкой проволоки,
неподвижно закрепленной в точке подвеса и снабженной небольшим
зеркальцем, которое прикреплено к нижнему концу и положение которого
можно наблюдать обычным способом при помощи подзорной трубы и шкалы. Если
закрутить нижний конец проволоки на не слишком большой угол и затем
предоставить ее самой себе, зеркало начинает совершать колебания, размах
которых можно прочесть на шкале. Эти колебания затухают гораздо скорее,
чем они затухали бы, если бы единственной задеряшвающей силой было
сопротивление воздуха, доказывая этим, что сила кручения проволоки должна
быть больше при увеличении закручивания, чем при его уменьшении. Это
явление описано сэром В. Томсоном под названием "вязкости упругих тел".
Но мы можем также определить среднюю точку этих колебаний или точку
временного равновесия, наступающего при убывании колеба-нпй, и отметить
изменение ее положения.
Если же мы оставим проволоку закрученной в течение, скажем, минуты или
часа, а затем отпустим ее, то обнаружим, что точка временного равновесия
переместилась в направлении кручения и что это смещение тем больше, чем
дольше проволока была закручена. Но это смещение
188
точки временного равновесия не носит характера остаточной деформации, так
как если предоставить проволоку самой себе, то она мало-помалу, хотя все
медленнее и медленнее, вернется к своему первоначальному положению. Автор
наблюдал это медленное явление в продолжение более чем недели и он также
обнаружил, что если проволоку заставить колебаться, то движение точки
равновесия быстрее, чем в том случае, когда проволока не колебалась.
Мы можем получить чрезвычайно сложные серии движений нижнего конца
проволоки, подвергая ее предварительному ряду закручиваний. Мы можем,
например, сначала закрутить ее в положительном направлении и оставить ее
закрученной в течение одного дня, затем - в отрицательном направлении на
один час, а затем - в положительном направлении на одну минуту. Когда
проволока будет предоставлена самой себе, смещение, вначале
положительное, сделается через несколько секунд отрицательным, и это
отрицательное смещение будет некоторое время расти. Затем оно
уменьшается, смещение становится положительным и остается таким в течение
значительного времени, пока, наконец, не исчезает.
Эти явления в некоторых отношениях аналогичны изменениям температуры
поверхности очень большого железного шара, который в течение целого дня
нагревался в печи, потом помещался на час в тающий снег, затем на минуту
в кипящую воду и наконец выставлялся на воздух. Но еще более совершенную
аналогию можно найти в изменениях потенциала лейденской банки, которую
заряжали положительно в течение дня, отрицательно в течение часа и снова
положительно в течение одной минуты *.
Результаты последовательного намагничивания железа и стали также во
многих отношениях аналогичны результатам, полученным с деформацией и
электризацией**.
Метод, предложенный Больцманом для математического изображения таких
явлений, заключается в выражении действительного напряжения Lpj не только
