К ВОПРОСУ О РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧАХ

К ВОПРОСУ О РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧАХ (1)*

Невозможно смотреть на эту небольшую грушевидную лампу Крукса бе з чувства, которое сродни благоговейному трепету, если вспомнить все то, что она сделала для научного прогресса: во-первых, полученные ее создателем впечатляющие результаты, во-вторых, блистательная работа Ленарда, и, наконец, великолепные достижения Рентгена. Возможно, в ней все еще находится безмятежный Асмодей, которого волею судьбы освободит из тесной темницы какой- нибудь удачливый ученый. Временами и мне чудился нашептывающий голос, и я проводил напряженные поиски среди пылью покрытых ламп и бутылей. Боюсь, мое воображение обмануло меня, но мои запыленные лампы все еще здесь, и я до сих пор с надеждой прислушиваюсь.

После повторения превосходных экспериментов Профессора Рентгена я направил свои усилия по двум направлениям: на исследование природы излучений и на совершенствование средств их получения. Ниж е привожу краткое и, надеюсь, полезное изложение методов, использованных при работе по этим направлениям, и достигнутых по ним наиболее значимых результатов.

Чтобы достичь наиболее сильных эффектов, необходимо, в первую очередь, учитывать, что, какова бы ни была их природа, они непременно будут зависеть от интенсивности катодных потоков. А так как катодные потоки, в свою очередь, зависят от величины потенциала, то требуется наивысшее из возможных электрическое напряжение.

Для получения высоких потенциалов можно воспользоваться либо обычной индукционной катушкой, либо электростатической машиной, либо катушкой разряда с пробоем. У меня такое впечатление, что большинство результатов европейских исследователей получены с помощью электростатической машины или катушки Румкорфа. Но так как эти приборы вырабатывают относительно низкий потенциал, то естественен выбор катушки с пробойным разрядом как самого эффективного устройства. Ведь у нее практически нет ограничений по длине искры, и единственное требование — это наличие у экспериментатора, как я уже отмечал в предыдущих статьях по этому вопросу, определенных знаний и опыта в настройке цепей, в особенности в плане резонанса.; После того, как экспериментатор сконструирует катушку пробоя, подходящую для источника постоянного или переменного тока, он приступает к выбору лампы. Ясно, что, если в лампу поместить два электрода либо использовать один внутренний электрод, а второй наружный, то потенциал ограничивается, так как присутствие не только анода, но вообще любого проводящего объекта обладает эффектом ослабления реального потенциала на катоде. Таким образом, для достижения намеченного результата приходится остановиться на лампе с одним электродом, а второй относить как можно дальше.

Очевидно, что для получения наивысшей скорости катодных потоков следует использовать внутренний электрод, т. к. лампы без внутренних электродов намного менее эффективны для этой конкретной цели из-за потерь на стекле. Видимо, бытует заблуждение относительно концентрации лучей вогнутыми электродами. Если это вообще как-то влияет, то это скорее недостаток. Для лампы есть определенная специфика в конструкциях катушки пробоя, цепей, конденсаторов и статических экранов, подробные описания которых я уже приводил ранее.

После выбора индукционной катушки и типа лампы следующая по важности задача — вакуум. На сей счет могу обнародовать факт, с которым давно знаком, и благодаря которому добился преимущества при изготовлении вакуумных рубашек и всевозможных ламп накаливания, и который — как я впоследствии обнаружил, — является очень важным, если не сказать ключевым, для получения контрастных теневых рентгеновских изображений. Я имею в виду метод разрежения газов электрическими устройствами до такой степени, которая лежит далеко за возможными пределами механических установок.

Хотя дающие довольно высокий потенциал электростатическая машина, как и обычная индукционная катушка, позволяют добиться подобного результата, я обнаружил, что наиболее подходящее и быстродействующее устройство — это катушка пробоя. Лучше всего делать так: Сначала посредством обычного вакуумного насоса откачиваем лампу до сравнительно высокого вакуума, хотя из опыта знаю, что это не абсолютно обязательно, поскольку я обнаружил возможность добиться разрежения начиная с низкого давления. После отключения от насоса лампу подсоединяют к клемме катушки пробоя, желательно с высокой частотой колебаний, и, как правило, наблюдаются следующие явления. Сначала по лампе расползается молочно-белое свечение, либо, если она была откачана до высокой степени разрежения, стекло какое-то мгновение фосфоресцирует. В любом случае фосфоресценция обычно быстро убывает, а вокруг электрода появляется белое свечение, после чего на некотором расстоянии от электрода | образуется темное пространство. Вскоре свет принимает красноватый оттенок, и клемма очень сильно разогревается. Однако, подобный нагрев наблюдается лишь в случае мощных устройств. На этом этапе необходимо внимательно следить за лампой и регулировать потенциал, так как возможно быстрое выгорание электрода.

Спустя некоторое время красноватый свет тускнеет, потоки вновь становятся белыми, затем заметно ослабевают, колеблясь вокруг электрода, пока не исчезают окончательно. Тем временем стекло фосфоресцирует все сильнее, а пятно в месте соударения потока со стенкой становится очень горячим. Затем исчезает фосфоресценция вокруг электрода, и он охлаждается до такой степени, что на ощупь стекло вблизи него может быть холодным как лед. Необходимая степень разрежения газа в лампе получена. Чередуя нагрев и охлаждение и используя небольшой электрод, процесс можно ускорить. Следует добавить, что таким способом можно тренировать и лампы с наружными электродами. Интересно отметить, что при определенных условиях, которые я сейчас изучаю более тщательно, электрическими средствами давление газа в сосуде можно повышать.

Я полагаю, неизбежное распыление электрода связано с заметным понижением температуры. С того момента, когда электрод становится холодным, в трубке устанавливается очень хороший режим для получения рентгеновских теневых изображений. Когда электрод такой же горячий, как стекло, или еще горячее его, это верный признак недостаточно высокого вакуума или того, что электрод слишком мал. Для высокоэффективной работы нужно, чтобы внутренняя поверхность стенки, где проходит катодный поток, выглядела так, как будто стекло находится в расплавленном состоянии.

По моим данным для охлаждения лучше всего применять сильные струи холодного воздуха. Используя их, можно успешно работать с очень тонкостенной лампой, которая практически не препятствует прохождению лучей.

Замечу, что экспериментатору не следует отказываться от применения стеклянной лампы, так как на мой взгляд непроницаемость стекла, как и прозрачность алюминия, отчасти преувеличены, поскольку мною обнаружено, что очень тонкий лист алюминия отбрасывает заметную тень, и напротив, через толстую стеклянную пластину я получил изображения.

Ценность описанного выше метода не только в получении высокого вакуума, но, что еще важнее, еще и в том, что наблюдаемые явления проливают свет на полученные Ленардом и Рентгеном результаты.

Хотя явление разрежения при отмеченных выше условиях допускает различные толкования, основной интерес сфокусирован на одном из них, которого придерживаюсь и я, а именно, на том, что частицы действительно выбрасываются через стенки лампы. По моим последним наблюдениям выброс частиц начинает должным образом воздействовать на чувствительную пластину только с момента, когда разрежение становится значительным, а эффекты тем сильнее, чем быстрее процесс разрежения, даже несмотря на возможно не особенно яркую фосфоресценцию. Отсюда вытекает тесная связь двух эффектов, и я все сильнее склоняюсь к мысли, что, по-видимому, мы имеем дело с потоком материальных частиц, которые с большой скоростью соударяются с чувствительной пластиной. Исходя из проведенной Лордом Кельвином оценки скорости падающих частиц в лампе Крукса, легко достичь — при использовании очень высоких потенциалов — скоростей в сотни километров в секунду. И вновь возникает давнишний вопрос: происходит ли через стеклянные или алюминиевые стенки выброс частиц, которые вылетают из электрода или вообще из заряженной поверхности, включая и случай наружного электрода, или же эти частицы просто ударяются во внутреннюю поверхность и приводят к вылету частиц с внешней стороны стенки, воздействуя на них чисто механическим образом, по аналогии с ударом по расположенным в ряд бильярдным шарам? До сих пор большинство явлений указывало на то, что они выбрасываются через стенку лампы, из какого бы материала она ни была сделана, и теперь я в ищу еще более убедительное доказательство в данном направлении.

Возможно не всем известно, что даже обычный стример, резко и под большим напряжени- ем вырываясь из клеммы катушки пробоя, проходит через толстую стеклянную пластину, как будто ее и нет. Бесспорно, что подобные катушки позволяют получать напряжение, при кото- ром частицы вылетают по прямым линиям даже при атмосферном давлении. Мною уже полу- чены отчетливые отпечатки в обычной воздушной атмосфере, и не с помощью стримеров, как делали некоторые экспериментаторы, применявшие электростатические машины или индукци- онные катушки, а реальным проецированием, причем тщательное экранирование статического электричества абсолютно предотвращало образование стримеров.

Похоже, что у рентгеновских лучей есть любопытная особенность — независимость от частоты, начиная от низкой и до наивысшей, какую только можно достичь, качества получаемых эффектов, за исключением их усиления с ростом частоты, что вполне вероятно вследствие того, что в этом случае выше и максимальное напряжение на катоде. Это возможно лишь при допущении, что эффекты на чувствительной пластине вызваны либо падающими частицами, либо колебаниями, частота которых лежит далеко за пределами той, которую мы способны получить с помощью разрядов конденсатора. Сильно возбужденная лампа окружена облаком фиолетового света, которое простирается более, чем на фут вокруг нее, но вне этого видимого явления отсутствует положительное свидетельство наличия волн, подобных световым. С другой стороны, некая связь непроницаемости с плотностью вещества — сильный аргумент в пользу материальных потоков. То же самое можно сказать и об эффекте, открытом Профессором Дж. Дж. Томсоном. Остается надеяться, что вскоре все сомнения будут рассеяны.

Прогнозируя создание пластин, особо чувствительных к механическим ударным воздействиям, можно ожидать, что появится ценное свидетельство природы данного излучения и будет усовершенствовано получение сильных ярких отпечатков. Подходящие химикаты для этого есть, и развитие в этом направлении может привести к отказу от существующих пластин. Кроме того, если мы все-таки имеем дело с потоками материальных частиц, то, по-видимому, возможно проецировать на пластину подходящее вещество, дабы обеспечить наилучшее химическое воздействие.

С помощью описанных мною устройств получены чудесные отпечатки на пластине. Возможно, идея усиления эффектов предстанет в более выигрышном свете, если упомянуть, что легко будет получать теневые изображения при относительно коротких экспозициях на расстоянии многих футов, а на небольших расстояниях и при тонких объектах можно работать с экспозициями в несколько секунд. Приложенный оттиск представляет собой теневое изображение медной проволоки, спроецированное на чувствительную пластину через деревянную крышку с расстояния в 11 футов. Это первое теневое изображение, полученное в лаборатории с помощью моего усовершенствованного устройства. Подобный отпечаток с расстояния около четырех футов был получен и сквозь тело экспериментатора, и через пластину стекла толщиной около трех шестнадцатых дюйма, и сквозь слой дерева почти в два дюйма. Однако, замечу, что при получении таких отпечатков мое устройство работало в чрезвычайно неблагоприятном режиме, который допускает настолько существенные улучшения, что я надеюсь усилить эффекты во много раз.

Строение костей птиц, кроликов и т. п. представлено в мельчайших деталях, отчетливо видна даже полость костей. На пластине с изображением кролика после часовой экспозиции видны не только все детали скелета, но и отчетливый контур брюшной полости и расположение легких, мех и многие другие особенности. На оттисках даже крупных птиц довольно ясно видны перья.

При экспозициях от четверти до одного часа получены четкие теневые изображения костей конечностей человека, а на некоторых пластинах такое количество деталей, что трудно поверить, что мы имеем дело лишь с теневыми изображениями. К примеру, картинка с обутой ступней — видны каждая складка кожаного ботинка, брюк, чулка и т. д. и при этом резко выделяются мышечная ткань и кости. Сквозь тело экспериментатора быстро получаются теневые изображения небольших пуговиц и подобных предметов, а при экспозиции от одного до полутора часов — как видно на приведенном оттиске — четко проявляются ребра, плечевые кости и кости предплечья. Теперь уже без сомнения продемонстрировано, что в любой части тела можно безошибочно обнаруживать небольшие металлические предметы, а также костные или известковые [подагрические] отложения.

При экспозиции от 20 до 40 минут легко получается контур черепа. В одном случае 40- минутная экспозиция четко проявила не только контур, но и глазную впадину, кость подбородка, скуловую и носовую кости, нижнюю челюсть и связки с верхней челюстью, позвоночный столб и связки с черепом, мышечную ткань и даже волосы. Странные эффекты отмечены при экспозиции головы мощным излучением. Например, я обнаружил, что клонит ко сну, а время, как показалось, пролетает быстро. Наблюдается общее успокоительное воздействие, и у меня было ощущение тепла в верхней части головы. Помощник независимо подтвердил сонливость и быстрое течение времени. Если эти примечательные эффекты будут подтверждены людьми с более острой наблюдательностью, я еще более твердо уверую в существование материальных потоков, пронизывающих череп. Тем самым окажется возможным направлять надлежащие химикалии в любую часть тела с помощью этих необыкновенных устройств.

Рентген скромно представил свои результаты, предостерегая от излишне больших надежд. К счастью, его опасения оказались беспочвенны, т. к. применение его открытия имеет широкие возможности, несмотря на то, что судя по всему нам предстоит иметь дело с простыми теневыми проекциями. Я счастлив, что внес вклад в развитие того великого творения, которое им создано.

К ВОПРОСУ О РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧАХ (2)

— самые последние результаты —

Редактору журнала Electrical Review

Позвольте заметить, что слегка удивлен, прочитав в Вашем журнале от 11 марта о том видном положении, которое по Вашему мнению гармонирует с моими юностью и талантом, в то время как скромно оставлены в тени представленные на рис. 1 ребра и прочие частности, которые я описал отчетливо видимыми, судя по сопровождающему мое сообщение оттиску. К сожалению, мною обнаружена и ошибка в одной из подписей под иллюстрацией, более того, вынужден признать, что она проистекает из моего собственного текста. Я имею в виду седьмую строку в третьей колонке на странице 135: "Подобный отпечаток с расстояния около четырех футов был получен и сквозь тело экспериментатора…" Упомянутый здесь отпечаток аналогичен показанному на рис. 2, а теневое изображение на рис. 1 получено с расстояния 18 дюймов. Это замечание сделано только лишь во имя точности моего сообщения, но поскольку затронута истинность самого факта получения такого теневого изображения при данном расстоянии, Вашу подпись можно оставить без изменения, так как и с расстояния в 40 футов я получаю контрастные теневые изображения. Повторяю, 40 и даже более футов. Но и это не все. Воздействия на пленку настолько сильные, что необходимо принимать меры, дабы при длительных экспозициях рассеянными лучами защитить от порчи пластины в фотографическом кабинете, расположенном этажом выше, на расстоянии по меньшей мере 60 футов. Хотя в процессе исследований мною выполнено множество казавшихся экстраординарными экспериментов, и неожиданные проявления неведомого крайне поражают меня, но еще более удивительно, что даже теперь мне видится возможность — если не сказать о моей уверенности в этом, — по крайней мере десятикратного усиления эффектов с помощью моей аппаратуры! И что можно ожидать тогда? Очевидно, что мы будем иметь дело с излучением невиданной мощности, и все интереснее и важнее становится исследование его природы. Вот непредвиденный результат работы, которая — хоть и удивительна сама по себе, — казалась незначительной и совершенно неспособной к такому распространению, и которая являет убедительный пример плодотворности оригинального открытия. Подобные воздействия на чувствительную пластину на таком огромном расстоянии я отношу к применению лампы с одним контактам, которая может работать практически при любом потенциале и позволяет получать огромные скорости падающих частиц. Очевидно также, что при такой лампе воздействие на флуоресцентный экран пропорционально сильнее, чем при использовании трубки обычного вида. И у меня уже достаточно данных, которые вселяют уверенность в том, что в этом направлении нас ждут удивительные события. Я считаю, что открытие Рентгена, позволяющее нам с помощью флуоресцентного экрана видеть сквозь непрозрачную субстанцию, даже превосходнее записи на пластину.

После моего предыдущего сообщения в Вашем журнале мне удалось значительно продвинуться вперед, и сейчас я могу представить еще один важный результат. Недавно с помощью лишь только отраженных лучей мною получены теневые изображения, и это вне всякого сомнения показывает, что рентгеновские лучи обладают этим свойством. Опишу один из экспериментов. Один из концов толстой медной трубки длиной около фута плотно закрывали кассетой, в которой находилась чувствительная пластина, как обычно защищенная матерчатым чехлом. Рядом с открытым концом трубки поместили толстую стеклянную пластину под углом 45 градусов к оси трубки. На расстоянии примерно в восемь дюймов над стеклянной пластиной подвесили лампу с одним контактом так, чтобы пучок лучей падал на пластину под углом в 45 градусов, а предполагаемые отраженные лучи проходили вдоль оси медной трубки. При 45-ти минутной экспозиции получалось четкое и контрастное теневое изображение металлического объекта. Изображение давали отраженные лучи, так как абсолютно исключалось прямое воздействие. Потому что было показано, что даже при самых жестких испытаниях, когда воздействия были намного сильнее, через толщу меди, равную толщине стенки трубки, на пленке невозможно было получить отпечаток. Путем сравнения силы воздействия с эквивалентным эффектом за счет прямых лучей я обнаружил, что в данном эксперименте от стеклянной пластины отражались примерно два процента прямых лучей. Надеюсь, что вскоре смогу представить более подробный отчет по этой и другим темам.

Пытаясь внести скромный вклад в познание открытых Рентгеном явлений, нахожу все больше доказательств в пользу теории перемещения материальных частиц. Однако у меня нет намерения отстаивать сейчас точку зрения, что подобный факт имеет отношение к теории света, я просто пытаюсь установить сам факт существования таких материальных потоков, коль дело касается этих отдельных эффектов. У меня уже есть огромное количество указаний на то, что бомбардировка происходит вне лампы, и я готовлю решающие испытания, которые, надеюсь, приведут к успеху. Расчетные скорости полностью учитывают воздействия при расстояниях от лампы до 100 футов, а то, что выброс происходит через стекло, представляется очевидным из процесса разрежения, который описан мною в предыдущем сообщении. Показательный в этом отношении эксперимент, о котором я собираюсь упомянуть, заключается в следующем: Если должным образом откачанную лампу с одним электродом подсоединить к клемме катушки пробоя, будут наблюдаться небольшие стримеры, прорывающиеся через стеклянные стенки. Обычно, подобный стример пробивается через изолятор и пробивает! лампу, что влечет ухудшение вакуума; но, если изолятор поместить выше клеммы, или предпринять другие меры, которые бы препятствовали прохождению стримера через стекло в этом месте, то зачастую стример прорывается через боковую стенку лампы, образуя малюсенькое отверстие. Удивительно то, что несмотря на связь с наружной атмосферой, воздух не может проникнуть в лампу, пока отверстие очень мало. В месте возникновения пробоя стекло может быть настолько сильно разогрето, что становится мягким; но оно не разрушается, скорее выпучивается, указывая на то, что внутреннее давление превышает атмосферное. Часто приходилось наблюдать, как стекло выпучивается, а отверстие, через которое прорывается стример, становится столь большим, что заметно невооруженным глазом. По мере вытеснения из лампы материи улучшается разрежение, а стример становится все слабее, после чего стекло вновь смыкается, герметично затягивая отверстие. 1ем не менее, процесс разрежения продолжается, причем на разогретом месте все еще видны стримеры до тех пор, пока не настанет высшая степень разрежения, после чего они могут исчезнуть. Вот, следовательно, положительное свидетельство вытеснения материи через стенки стекла.

При работе с сильно деформированными лампами мои глаза часто испытывали внезапный и иногда болезненный шок. Подобный шок может возникать столь часто, что глаз воспаляется, и не будет перестраховкой, если воздержаться от слишком пристального наблюдения за лампой. В таком шоке мне видится еще одно свидетельство выброса из лампы более крупных частиц.

К ВОПРОСУ ОБ ОТРАЖЕННЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧАХ*

В предыдущих сообщениях по открытым Рентгеном эффектам я ограничился лишь кратким описанием наиболее значительных результатов, полученных в ходе исследований. Честно говоря, я первый раз осмелился высказаться после некоторого колебания и закономерной задержки, и только после того, как убедился в необходимости приведенной мною информации; поскольку, подобно остальным, не вполне мог избавиться от ощущения, которое неизбежно испытывает всякий, вторгаясь на чужую территорию. Естественно, первооткрыватель и сам бы докопался в свое время до большинства фактов, и будет не лишней учтивая сдержанность при объявлении результатов со стороны его коллег. Сколь многие преступали приличия по отношению ко мне, заявляя о своих достижениях как раз в тот момент, когда я и сам был вполне готов это сделать! Но настолько прекрасными, увлекательными и перспективными явились открытия Рентгена, которые стоят в одном ряду с созданием телескопа и микроскопа, его видение сквозь толщу непроницаемой субстанции, полученные им отпечатки на чувствительной пластине доселе невидимых объектов, что отброшена всякая сдержанность, и каждый предается удовольствию размышления и эксперимента. Вот бы каждая новая и достойная мысль находила такой отклик! Тогда бы один единственный год сравнялся со столетием прогресса. Жизнь в такой эпохе была бы наслаждением, но я бы не пожелал быть первооткрывателем.

Среди фактов, которые я имел честь довести до сведения, есть один, представляющий большой научный интерес и немалое практическое значение. Я имею в виду вкратце уже описанною мною демонстрацию отражения.

Поскольку в процессе работы с вакуумными лампами и трубками мне часто приходилось получать результаты, которые, насколько я мог судить, невозможно убедительно объяснить никакой теорией колебаний, поэтому я приступил к исследованиям, хоть и неохотно, но ожидая обнаружить, что причиной полученных эффектов является поток материальных частиц. У меня было много свидетельств существования таких потоков. Об одном из них я упоминал при описании электрического способа откачивания трубки. Я обнаружил, что подобная откачка происходит намного быстрее, если стекло по сравнению с толстостенной трубкой очень тонкое — полагаю, из-за лучшего прохождения ионов. При очень тонком стекле достаточно нескольких минут откачки, тогда как в случае толстого стекла или очень большого электрода зачастую требуется час и более. В соответствии с этой идеей я, стремясь добиться наиболее эффективной работы, выбрал прибор и обнаружил, что с каждым шагом моя гипотеза все больше подтверждается, а моя уверенность растет.

Поток обладающих большой скоростью частиц непременно должен отражаться; и, полагая, что первоначальная идея верна, я был вполне подготовлен рано или поздно продемонстрировать это свойство. Считая, что чем меньше угол падения, тем полнее отражение, я с самого начала исследований выбрал трубку, или лампу, b, формой, показанной на рис. 1, сделанную из очень толстого стекла, причем ее выдували так, чтобы дно было как можно тоньше. Преследовались две очевидные цели: ограничение излучения через боковые стенки и облегчение его прохождения через дно. В верхней части, примерно в дюйме под узкой шейкой n, располагается единственный электрод е в форме диска, диаметр которого чуть меньше диаметра трубки. Входной проводник с обернут длинной лентой w с тем, чтобы предотвратить растрескивание при образовании искр в точке входа проволоки в стекло. По ряду при- чин полезно хорошенько обернуть шейку и прилегаю- щую часть трубки, а на узкую шейку поместить уплотнение. Иногда для подобных трубок с одним вы- водом я применял электростатический экран. В дан- ном примере в качестве экрана нанесена бронза s чуть выше алюминиевого электрода и почти до обертки провода, так что конец обертки всегда видно. Либо внутри трубки, повыше электрода, размещают не- большую алюминиевую пластину, рис. 2. Электроста- тический экран практически удваивает эффект, так как отсекает пространство над собой от любого воз- действия. Кроме того, если принять, что излучение в стороны ограничено очень толстым стеклом, и за счет отражения большая его часть поступает ко дну, как я тогда предполагал, то очевидно, такая трубка должна быть намного эффективнее обычных. Действительно, быстро выяснилось, что по силе воздействия на чувст- вительную пластину трубка почти в четыре раза пре- восходила сферическую лампу с эквивалентной площадью воздействия. Подобного рода трубка также хорошо подходит для работы с двумя контактами, когда наружный электрод е1 размещен так, как показано пунктирными линиями на рис. 1. Если стекло толстое, то поток достаточно параллельный и сфо- кусированный. Помимо этого, если трубку сделать как можно длиннее, то можно будет исполь- зовать очень высокие потенциалы, работа с которыми при коротких трубках неосуществима.

Применение высоких потенциалов очень важно, так как позволяет значительно сократить время экспозиции и воздействовать на пластину с намного больших расстояний. Я пытаюсь точнее определить связь потенциала с воздействием на чувствительную пластину. По-моему, необходимо отметить, что следует использовать алюминиевый электрод, так как платиновый электрод, который до сих пор настойчиво применяют, дает худшие результаты, и трубка выходит из строя через сравнительно короткий период времени. Возможно, некоторые экспериментаторы испытывают трудности в поддержании достаточно постоянного вакуума, причина которых в особом процессе абсорбции в трубке — на него ясно указывал в самом начале Крукс, — и вследствие которого вакуум может возрастать при непрерывной работе. Мною найден удобный способ предотвращения этого: Экран или алюминиевую пластину s, рис. 2, размещают непосредственно над оберткой входного проводника с, но на некотором расстоянии от конца трубки. Верное расстояние можно определить только опытным путем. Если оно выбрано правильно, то при работе трубки обертка w нагревается, и временами через нее проскакивают яркие искорки от провода с к алюминиевой пластине s. Прохождение такой искры приводит к образованию газа, который слегка ухудшает вакуум. Вот таким образом, с помощью небольшой уловки, можно постоянно поддерживать необходимый вакуум. В трубке, показанной на рис. 1, можно добиться такого же результата посредством обертки, которую продлевают настолько глубоко внутрь, что во время нормальной работы трубки обертка так разо- гревается, что высвобождаются газы до необходимого количества. Для этой цели удобно, что- бы экран из бронзового покрытия s был нанесен и чуть ниже обертки, что дает возможность наблюдать за искрой. Однако, есть много иных способов обойти эту трудность, которая может досаждать тем, кто работает с недостаточно совершенными устройствами. Для обеспечения на- илучшего режима работы экспериментатору следует обратить внимание на различные отмечен- ные мною прежде стадии, через которые проходит трубка в процессе откачки. Во-первых, необходимо следить, что при наиболее заметном проявлении явлений Крукса из электрода вы- рывается красноватый стример, вначале почти полностью охватывающий электрод. Вплоть до этого момента трубка практически не оказывает воздействия на чувствительную пластину, хо- тя стекло очень горячее в точке соударения. Постепенно красноватый стример исчезает, и как раз незадолго до его исчезновения трубка начинает входить в близкий к рабочему режим, но все-таки воздействие на пластину слишком слабо. Теперь появляется белый или даже синева- тый стример, и спустя некоторое время стекло на дне трубки приобретает глянцевый блеск. На- грев все усиливается, по всей трубке идет предельно яркая фосфоресценция. Можно посчитать, что трубка в таком состоянии готова к работе, но внешние проявления зачастую обманчивы, и прекрасная трубка так и не работает. Даже при затухании белого или синего стримера и разо- греве стекла на донышке почти до расплава эффект на пластине очень слабый. Но на этой ста- дии внезапно на дне трубки появляется изменяющийся знак в виде звезды, как будто электрод источает капли жидкости. С этого момента мощность трубки возрастает во много раз, и для по- лучения наилучших результатов ее необходимо удерживать именно в этом режиме. Могу, одна- ко, отметить, что утверждения о том, что вакуум Крукса недостаточно высок для получения эффектов Рентгена, не совсем верны. Ведь и явления Крукса также не получаются при опреде- ленной степени вакуума, но проявляются даже при плохом вакууме, но при достаточно высоком потенциале. Это справедливо и для эффектов Рентгена. Естественно, для проверки необходи- мо предпринять меры к тому, чтобы не перегреть трубку при повышении потенциала. Этого лег- ко добиться, если при его увеличении уменьшить число импульсов или их длительность. Для подобных экспериментов лучше с индукционной катушкой вместо вибрирующего прерывателя применять вращающийся коммутатор. Изменение скорости коммутатора, а также регулировка длительности контакта, позволяют настраивать режим работы в соответствии со степенью ва- куума и приложенного потенциала.

В рассматриваемых здесь экспериментах по отражению использован прибор, показанный на рис. 2. Он состоит из Т-образной камеры квадратного сечения. Стенки выполнены из свин- ца толщиной одна восьмая дюйма, который при условиях экспериментов оказался совершенно непроницаемым даже при длительных экспозициях лучей. На верхнем торце прочно закрепле- на лампа b, вставленная в трубку t из толстого богемского стекла, конец которой несколько утоплен в свинцовую камеру. Нижний торец камеры плотно закрыт кассетой Р1 для фотоплас- тины, в кассете находится защищенная как обычно чувствительная пленка p1. И наконец боко- вой торец закрыт аналогичной кассетой Р с защищенной чувствительной пленкой р. Для получения контрастных отображений полностью идентичные объекты о и о1 помещены в цент- ре матерчатого чехла, защищающего чувствительные пластины. В центре камеры имеется при- способление для вставки пластины r из материала, отражательную способность которого испытывают, а размеры камеры таковы, чтобы отраженные и прямые лучи проходили одинако- вое расстояние, причем отражающая пластина находится под углом в 45 градусов по отноше- нию как к падающим, так и к отраженным лучам. Предпринимались меры к тому, чтобы полностью исключить возможность воздействия на пластину р любых лучей, кроме отражен- ных, а отражающая пластина r была так плотно пригнана повсюду к стенкам свинцовой каме- ры, что на пленку p1 не попадали никакие лучи, кроме проходящих через контрольную пластину. В предыдущих экспериментах по отражению отмечены лишь эффекты от отражен ных лучей, но в данном случае, — по предложению профессора У.А. Энтони, — мною преду- смотрены описанные выше меры для одновременного контроля воздействия и тех прямых лу- чей, которые все-таки проходят через отражающую пластину. Таким образом можно сравнивать величину проходящего и отраженного излучения. Назначение стеклянной трубки которая окружает лампу b, — обеспечение параллельного и более интенсивного потока. Отпе — чатки для различных расстояний показали, что на значительной дистанции пучок лучей или по- ток частиц расходится незначительно.

Дл я понижения ошибки, которую неизбежно влекут слишком длительная экспозиция и очень небольшое расстояние, экспозицию сокращали до одного часа, а суммарное расстояние, которое лучи проходили до чувствительных пластин, составляло 20 дюймов, при этом расстоя- ние от дна лампы до отражающей пластины равнялось 13 дюймам. Необходимо отметить, что в процессе испытаний были предприняты все возможные меры предосторожности относитель- но чувствительных пластин: постоянство потенциала, неизменный режим ламп и поддержка одинаковых условий в целом. Разме р контролируемых пластин был одинаков, чтобы они вхо- дили в гнездо в свинцовой камере. Испытаны следующие проводники: латунь, инструменталь- ная сталь, цинк, алюминий, медь, свинец, серебро, олово и никель, и изоляторы: флинтглас, эбонит и слюда.

Ка к и в предыдущих экспериментах путем сравнения интенсивности отпечатка, полученного отраженными лучами, с эквивалентным отпечатком, полученным за счет прямой экспозиции от одной и той же лампы и при одинаковом расстоянии, т. е. путем расчета по времени экспозиции при допущении, что воздействие на пластину пропорционально времени, получены следующие приблизительные результаты:

Хот я эти числа — лишь грубое приближение, тем не менее, вполне вероятно, что они верны, поскольку речь идет об относительных величинах отпечатков, полученных отраженными лучами для различных тел. Выстраивая металлы согласно этим величинам и на время отложив рассмотрение сплавов или веществ с примесями, получаем следующий ряд: цинк, свинец, оло- во, медь, серебро. По-видимому, олово отражает совершенно также, как свинец, но допуская наличие ошибки в измерениях, можно предположить, что оно отражает хуже, а в таком случае мы находим, что этот ряд точно совпадает с Вольтовым рядом металлов в воздухе. Если это окажется верным, то мы столкнемся с совершенно необычным фактом. Почему, например, цинк — лучший отражатель среди проверенных металлов, и почему, одновременно, он один из ли- деров в ряду Вольта? Пока что не проверен магний. По правде говоря, меня несколько взвол- новали эти результаты. Магний должен быть даже еще более хороший отражателем, чем цинк, а натрий — еще лучше магния. Каким образом объяснить эту необычную взаимосвязь? На се- годня мне видится единственно возможное объяснение: из лампы выходят потоки материи в не- коем первичном состоянии, а отражение потоков зависит от какого-то фундаментального и электрического свойства металлов. Вероятно, напрашивается предположение об однородной наэлектризованности потоков; т. е. по своей природе они должны быть или анодными, или ка- тодными, но не смешанными. С момента публикации, впервые, по-моему, во Франции, о том, что данные потоки анодные, я изучил этот вопрос и обнаружил, что не могу согласиться с та- кой точкой зрения. Напротив, по-моему на пластину воздействуют и анодные, и катодные по- токи, более того, я убедился в том, что фосфоресценция стекла не имеет ничего общего с фотографическими отпечатками.

Явное доказательство заключается в том, что подобные отпечатки получены с помощью алюминиевых баллонов в отсутствии фосфоресценции. А что касается анодной или катодной природы, то простой факт получения отпечатков посредством светового разряда, возбуждаемо- го индукцией замкнутого баллона, где нет ни анода, ни катода, по-видимому, эффективно оп- ровергает предположение об испускании потоков только с одного из электродов. Вероятно, уместно указать на простой связанный с индукционной катушкой момент, который может при- вести экспериментатора к ошибке. При подсоединении вакуумной трубки к выводам индукци- онной катушки обе клеммы подвергаются одинаковому воздействию, пока трубка плохо откачана. При высоком разрежении оба электрода практически независимы, а так как они ве- дут себя как тела со значительной емкостью, то следствием этого является неуравновешенность катушки. Если, например, катод очень большой, может значительно возрасти напряжение на аноде, и если анод делают, как часто бывает, маленьким, то плотность электрического тока мо- жет во много раз превышать таковую на катоде. Отсюда очень сильный разогрев анода при, возможно, холодном катоде. Совершенно иное дело, если размеры обоих электродов в точнос- ти одинаковы. Но при описанных выше условиях более горячий анод испускает поток большей интенсивности, чем холодный катод, так как скорость частиц зависит и от плотности электри- ческого тока, и от температуры.

Из предыдущих опытов вытекают также интересные результаты по непроницаемости. На- пример, латунная пластина толщиной одна шестнадцатая дюйма оказалась довольно прозрач- ной, тогда как пластины той же толщины из цинка и меди продемонстрировали полную непроницаемость.

Так как я изучил отражение и получил в этом направлении определенные результаты, то появилась возможность добиться более сильных эффектов за счет подходящих отражателей. Эффект можно существенно усилить, если окружить лампу трубкой из очень толстого стекла. Применение цинкового отражателя однажды дало примерно 40-процентное усиление получен- ного отпечатка. Использованию надлежащих отражателей я отвожу большое практическое зна- чение, потому что с их помощью можно задействовать любое количество ламп и тем самым получать необходимую интенсивность излучения. В ходе исследований меня постигло разоча- рование: полный провал усилий по демонстрации преломления. Использовал линзы всех типов, проводил множество экспериментов, но не смог добиться положительного результата.

К ВОПРОСУ О РЕНТГЕНОВСКОМ ИЗЛУЧЕНИИ*

Обнаружив неожиданное поведение различных металлов при отражении рентгеновских лучей (см. Electrical Review за 1 Апреля 1896 г.), я попытался разобраться с некоторыми все еще сомнительными моментами. Так как на этот раз казалось крайне необходимым установить точный порядок металлов относительно их отражательной способности, то, отложив определение величины эффектов на будущее, я несколько модифицировал прибор и методику, описанные в упомянутой работе. Каждая отражательная пластина выполнена не как прежде из одного металла, а из двух, отражательные способности которых следовало сравнить. Пластины из двух исследуемых металлов крепили на свинцовой пластине таким образом, что отражающую поверхность линия их соединения разделяла на две половины. Кроме того, во избежание распространения и смешивания лучей, отражаемых от обеих половин, толстая свинцовая пластина, установленная посередине свинцовой камеры, разделяла ее на два отделения. Были предприняты меры, чтобы по возможности была однородной плотность падающих на отражающие поверхности лучей, и с этой целью окружающая лампу стеклянная трубка была приподнята так, чтобы выставлялось лишь полусферическое дно лампы. Лампу размещали как можно точнее по центру, чтобы в равной мере подвергать облучению обе половины отражающей пластины.

Так как в предыдущих опытах я по недосмотру не получил результат по железу, я путем сравнения с медью попытался выяснить его положение в ряду, использовав пластину из этих двух металлов. Опыты показали, что железо отражает почти также как медь, но надежно определить этим методом, какой из металлов отражает лучше, было невозможно. Далее, по той же методике я пробовал найти, что лучше отражает: олово или свинец. Выполнил три опыта, и в каждом случае металлы вели себя почти одинаково, но кажется, олово чуть-чуть лучше. И в конце мною были изучены сравнительные свойства магния и цинка. Судя по результатам, магний отражает несколько лучше.

В силу важности данного соотношения металлов я пока не удовлетворен используемой установкой и попытаюсь продумать прибор, который устранит все нынешние недостатки. Обнаружил, что можно сократить время экспозиции до нескольких минут с помощью флуоресцентной бумаги.

В предыдущих сообщениях я лишь намекал о практической важности применения подходящих отражателей. Вероятно, кто-то придет к заключению, что выигрыш, например, от цинкового отражателя будет мал, так как при условиях описанных раннее опытов цинк отражает только три процента падающих лучей. Конечно, это ошибочный вывод.

Прежде всего следует помнить, что в упомянутых прежде примерах угол падения составлял 45 градусов, и что при больших углах будет отражаться более значительная часть лучей.

Точный закон отражения еще надлежит определить. Теперь предположим, что теневое изображение объекта получают на расстоянии D. Чтобы добиться контрастного теневого изображения, это расстояние должно быть не менее двух футов, а я прихожу к все большей и большей необходимости использовать еще большие расстояния. Если ради простоты рассмотреть сферические лампу и электрод, то излучение будет однородным во все стороны, а любой элемент поверхности сферы радиусом D, очерченной вокруг электрода, примет равное количество лучей. Полная поверхность такой сферы равна 4 п D2 . Объект, теневое изображение которого следует получить, может иметь небольшую площадь а, на которую из всех испускаемых лучей попадает лишь незначительная часть, определяемая соотношением (a / (44 п D2 ). В действительности нельзя допускать меньшее, чем (a / (44 п D2 ), эффективное отношение. Но даже в случае, если D очень большое, а объект, т. е. площадь (X, мал, отношение (a / (D2 п) может быть столь незначительным, что посредством подходящего отражателя можно сконцентрировать на площади а такое количество лучей, которое в несколько раз превысит количество лучей, попадающих на нее без отражателя. И это при том, что мы можем отражать лишь несколько процентов всех падающих лучей.

В качестве доказательства эффективности такого отражателя представлен снимок плеча и ребер человека. В эксперименте использовали воронкообразный цинковый отражатель высотой два фута с пятидюймовым отверстием в днище и 23-дюймовым в верхней части. Полностью подобную ранее описанным трубку подвешивали в отражателе таким образом, что выше его находился лишь статический экран трубки. Точное расстояние от электрода до чувствительной пластины составляло четыре с половиной фута. Расстояние от конца трубки до пластины — три с половиной фута. Продолжительность экспозиции 40 минут. Все кости: плечо и ребра, были отчетливо видны на пластине, но мне трудно судить, насколько четко они отобразятся на оттиске в журнале. С тем, чтобы лучше продемонстрировать достигнутый прогресс, я выбрал тот же объект, что и в первой по данному исследованию статье в Electrical Review. Наилучшими показателями успеха в этом случае служат расстояние, увеличенное более, чем в два раза, и время экспозиции меньше получаса. Но основное значение отражателя в том, что он позволяет использовать много ламп, не ухудшая точность и четкость изображения, а также в концентрации большого количества излучения на очень маленькой площади.

С тех пор, как два профессора, Генри и Сальвони, предложили использовать фосфоресцирующие или флуоресцирующие вещества применительно к чувствительной пленке, я обнаружил, что сокращение времени экспозиции до нескольких минут или даже секунд — дело несложное. По-видимому, внедренный недавно Эдисоном и выпускаемый господами Эйлсуэртом и Джексоном вольфрамат кальция — пока самое чувствительное вещество. Мною получен и использован в ряде испытаний его образец. Он бесспорно флуоресцирует лучше, чем цианоплатинит бария, но из-за размера кристаллов и неизбежно неровного распределения на бумаге, он не оставляет четкого отпечатка. Для использования применительно к чувствительным пленкам вольфрамат кальция следует размалывать до очень тонкого порошка, и каким-то образом добиваться его равномерного распределения. Для получения достаточно четких контуров также необходимо крепко прижимать бумагу к пленке по всей пластине. Видимо, флуоресценция этого вещества зависит от особого излучения, потому что испытания с несколькими лампами, которые прекрасно работали в иных обстоятельствах, не дали очень хорошего результата, а я едва не получил ложный отпечаток.

Однако, одна или две лампы воздействовали на него очень сильно. Отпечаток руки делали с расстояния около шести футов от лампы при экспозиции меньше минуты, но даже при этом пластина оказалась передержанной. Затем с расстояния 12 футов от конца трубки при пятиминутной экспозиции был сделан отпечаток грудной клетки человека. На проявленной пластине ребра были видны четко, но контуры были нерезкие. Далее, при получении отпечатка грудной клетки помощника на расстоянии четырех футов от лампы была использована трубка с уже описанным цинковым отражателем. При этом эксперименте лампа была излишне деформирована, и ее разорвало из-за большого внутреннего давления в месте пятна бомбардирующих потоков. Такая авария часто случается при слишком сильно деформированных лампах, при этом внешними предвестниками ее являются возросшая активность газа в трубке, который выглядит как пар, и быстрый нагрев самой трубки. По- видимому, вызывающий необычно большой рост внутреннего давления на стеклянную стенку процесс является следствием воздействия, противоположного тому, которое отмечали Крукс и Споттисвуд, и процесс этот очень быстрый. По этой причине экспериментатору необходимо внимательно следить за подобными зловещими сигналами и незамедлительно понижать потенциал. Вследствие безвременной кончины лампы в последнем описанном опыте экспозиция длилась лишь одну минуту. Тем не менее, был получен очень контрастный отпечаток скелета грудной клетки, на котором видны правые и левые ребра и прочие подробности. Но вновь по сравнению с обычным процессом без фосфоресцентного подсвечивающего устройства значительно менее резкими были контуры, хотя флуоресцентная бумага была крепко прижата к пленке. Из предшествующего описания очевидно, что при использовании вышеупомянутых средств для сокращения времени экспозиции толщина объекта не имеет очень большого значения.

При наблюдении за воздействием на флуоресцентный экран из вольфрамата кальция мне пришла в голову еще более интересная мысль о качестве этого химиката. Такого рода экрану вместе с бумажной камерой дали причудливое название "флюороскоп". На самом деле это криптоскоп Сальвиони без объектива, что большой недостаток. Дабы оценить характеристики экрана, необходимо работать по ночам, когда спустя длительное время глаз привыкнет к темноте и приобретет способность замечать на экране слабые эффекты. Однажды качество экрана было особенно замечательным. Его освещали с расстояния 20 футов, но даже с 40 футов я все еще мог различать тусклую тень, проходящую через поле зрения при движении руки перед прибором. Наблюдая примерно с трех футов от лампы просвечивание тела помощника я мог легко различать позвоночный столб в верхней части тела, которая была прозрачнее. В нижней части тела столб и остальное были практически неразличимы. Ребра были лишь едва видны. Отчетливо заметны были кости шеи, и сквозь тело помощника можно было очень легко увидеть квадратную медную пластину, когда ее двигали вверх и вниз перед лампой. При наблюдении сквозь голову видны были только контур черепа и подбородок, хотя поле зрения все еще было ярким. Все-таки все выглядело расплывчатым. Это показывает, что усиление флуоресценции не очень-то много дает при осмотре внутренних частей тела. Скорее решение этой задачи будет найдено после получения очень мощных излучений, способных давать более контрастные теневые изображения. Полагаю, что указал верный путь к достижению результата. Хотя необходимо признать замечательный показатель экрана при использованных мною приспособлениях, тем не менее, я убедился в его ограниченном значении для исследования. Кости конечностей различимы, но не так отчетливо, как на фотографическом отпечатке. Однако, со временем с помощью сильного излучения и хороших отражателей подобные флуоресцентные экраны могут стать ценными инструментами для исследования. Несколько недель назад, когда я наблюдал, как на значительном расстоянии от лампы вспыхивает небольшой экран из цианоплатинита бария, я сказал своим друзьям, что, по- видимому, посредством такого экрана можно будет наблюдать за движущимися по улице объектами. Теперь эта возможность кажется мне намного ближе, чем тогда. Сорок футов — порядочная ширина для улицы, а на таком расстоянии от единственной лампы экран слабо светится. Привожу эту странную мысль только в качестве иллюстрации, насколько научные разработки могут повлиять даже на наши нравы и привычки.

Возможно, вскоре каждый из нас настолько свыкнется с таким положением вещей, что не будет испытывать ни малейшего смущения, сознавая, что бестактные наблюдатели пристально рассматривают его скелет или иные особенности. Флуоресцентные экраны помогают получить представление о рабочем режиме лампы. С помощью подобного экрана, разместив между ним и лампой объектив и меняя фокусное расстояние, я надеялся найти подтверждение преломления. К своему разочарованию, мне не удалось увидеть никаких его признаков, хотя теневое изображение объектива наблюдалось с 20 футов. Также тщетным оказалось применение экрана с целью регистрации эффектов отражения и дифракции.