История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
пропорциональной из части (тока проводимости), пропорциональной Е, и из
части,
пропорциональной векторному произведению Е и намагничивания.
В разное время создавались различные механические модели сред, в которых
происходят магнитооптические явления. У. Томсон (Proc. Lond. Math. Soc.
VI [1875], с. 190) исследовал распространение волн смещения по натянутой
цепочке, звенья которой содержат вращающиеся маховики: ср. также Лармор
Proc. Lond. Math. Soc. XXI (1890), с. 423; XXIII (1891), с. 127; Ф.
Газенорль Wien Sitzungsberichte, CVII, 2а (1898), с. 1015; У. Томсон
(Кельвин) Phil. Mag. XLVIII (1899), с. 236 и Baltimore Lectures;
Фитцджеральд Electrician, 4 авг. 1899 г. = Фитцджеральд Scientific
Writings, с. 481.
394
Глава 10
представление молекулярных процессов, связанных с магнитооптическими
явлениями, было получено только после создания современной теории
электронов.
Родственные явления вращательной поляризации в естественно активных телах
исследовал в 1892 году Гольдгаммер^. Напомним2, что Буссинеск в своей
теории упругого твердого тела представил вращение плоскости поляризации
растворов сахара уравнением
е' = Ае + В rot е
вместо обычного уравнения
е' = Ае.
Теперь же Гольдгаммер предложил представлять силу вращения в
электромагнитной теории, приняв уравнение
Е = (l/e)D + k rot D
вместо привычного уравнения
Е = (l/e)D,
где постоянная к - мера естественной силы вращения рассматриваемого
вещества. За оставшиеся уравнения принимаются обычные уравнения
crotH=^, -crotE=^.
at at
Исключая H и Е, мы имеем
= (С2/е) V2D + fee2 V2 rot D.
dt
Для плоской волны, распространяющейся параллельно оси х, это уравнение
сводится к системе
d2Dy ^ с2 d2Dy ^ d3Dz
dt2 е dx2 дх3
02DZ _ с2 02DZ , , 2 d3Dy
кс
dt2 ? дх2 дх3
В 1836 году МакКулаг3 показал, что эти уравнения подходят для
представления вращения плоскости поляризации.
1Jour. de Phys. (3), стр. 203, 345.
2См. стр. 205.
^См. стр. 194.
Последователи Максвелла
395
В последние годы девятнадцатого столетия общая теория эфира и
электричества приобрела новую форму. Но до изучения научных трудов, в
которых раскрывается новая концепция, мы рассмотрим успехи, которые были
достигнуты с середины столетия в изучении проводимости жидкостных и
газообразных сред.
Глава 11
Проводимость в растворах и газах от Фарадея до открытия электрона
Гипотеза, которую Гротгус и Дэви1 выдвинули для объяснения разложения
электролитов, была открыта серьезным возражениям не в одном отношении.
Поскольку предполагалось, что электрическая сила сначала разлагает
молекулы электролита на ионы, а затем заставляет их двигаться в
направлении электродов, то, казалось бы, следует ожидать, что при
удвоении электрической силы, должны удваиваться как разложение молекул,
так и скорость движения ионов, вследствие чего электролиз должен
усиливаться в четыре раза. Однако этот вывод не подтверждается на опыте.
Более того, согласно теории Грот-гуса, можно было бы ожидать, что для
прохождения диссоциации требуется какая-то определенная величина
электродвижущей силы и что электролиз не произойдет вообще, если
электродвижущая сила не достигает данного значения, что опять-таки
противоречит опыту.
Первым выход из этого тупика указал в 1850 году Алекс. Уи-2
льямсон , который предположил, что в сложных жидкостях разложения и
воссоединения молекул непрерывно происходят во всей массе жидкости и в
принципе не зависят от приложения внешней электрической силы. Таким
образом, атом одного элемента сложного вещества соединяется то с одним,
то с другим атомом другого элемента, а в промежутках между этими
объединениями атом можно считать абсолютно свободным. В 1857 году ученый
из Цюриха Р. Клаузиус^ положил эту идею в основу теории электролиза.
Согласно этой теории, электродвижущая сила, исходящая от электродов,
никак не влияет на разложение электролита на ионы, поскольку достаточная
для диссоциации степень уже существует вследствие полной неустойчивости
молекул электролита. Клаузиус предположил, что эти ионы
гСм. стр. 101.
2Phil. Mag. XXXVII (1850), с. 350; Либих Annalen A. Chem. и. Phann.
LXXVII (1851), с. 37.
эАпп. d. Phys. CI (1857), С. 338; Phil. Mag. XV (1858), с. 94.
Проводимость в растворах и газах
397
имеют противоположные электрические состояния, а потому приложенная
электрическая сила вызывает общий дрейф всех ионов одного рода в
направлении анода, а всех ионов другого рода - в направлении катода.
Именно движение ионов двух родов в противоположных направлениях и
составляет гальванический ток в жидкости.
Достоинства гипотезы Уильямсона - Клаузиуса в течение многих лет не были
признаны полностью; однако эта гипотеза стала основой той теории
электролиза, которая в конце века была принята всеми.
Тем временем начинал привлекать внимание другой аспект электролиза. Уже
давно было известно, что прохождение тока через раствор электролита
сопровождается не только появлением продуктов разложения на электродах,
