и что если бы мы могли накаливать нить в несколько раз сильнее, то КПД был бы выше. В обычной лампе это непрактично вследствие разрушения нити, и опытным путем было определено, насколько сильно мы можем ее раскалить. Нельзя сказать, насколько бы увеличился КПД, если бы нить могла выдерживать накаливание беспредельно, так как исследования в этом направлении могут продолжаться до определенного этапа; но есть причины полагать, что этот фактор возрос бы значительно. Можно улучшить лампу, применив короткую и тонкую угольную нить, но тогда провода подводки должны быть толстыми, и, кроме того, есть несколько других соображений, делающих эту модель непрактичной. Но в такой лампе провода подводки могут быть очень маленькими, преломляющий материал может состоять из образцов, излучающая поверхность которых очень мала, так что меньше энергии потребуется для того, чтобы поддерживать надлежащий уровень нагрева; и вдобавок ко всему материалом накаливания не обязательно должен быть уголь, это может быть смесь оксидов, или можно выбрать иной материал, являющийся плохим проводником или диэлектриком, который может выдерживать высокую температуру.
Всё это указывает на возможность получения большего КПД в такой лампе, чем тот, что можно получить в обычных лампах накаливания. Мой опыт показывает, что образцы могут светиться при меньшем напряжении, чем показывают расчеты, и что образцы можно расположить на большем расстоянии друг от друга. Мы можем свободно предположить, и это возможно, что молекулярная бомбардировка — это важный элемент нагрева, даже если воздух из колбы тщательно откачан, как это делал я; и хотя количество молекул сравнительно невелико, всё же по причине длинного среднего их пути столкновений меньше и молекулы развивают большую скорость, так что эффект нагревания благодаря этому может выражаться гораздо сильнее, чем в опытах Крукса с излучающими веществами.
Но есть вероятность и того, что здесь мы столкнемся с возросшей возможностью потерять заряд в вакууме, когда потенциал быстро меняется, в этом случае нагрев большей частью происходит вследствие волнообразного образования зарядов в нагретом теле. Либо наблюдаемый эффект можно в целом объяснить теми моментами, которые я упоминал выше, вследствие чего образцы нити накаливания, помещенные в вакуум, подобны конденсаторам с поверхностью во много раз большей, чем их геометрические размеры. Ученые до сих пор расходятся во мнении, теряется или нет заряд в абсолютном вакууме или, другими словами, является он проводником или нет. Если первое, тогда тонкая нить, помещенная в абсолютный вакуум и соединенная с источником постоянного тока очень большого напряжения, нагревалась бы и светилась.
Я создал и эксплуатировал много типов ламп, основанных на вышеописанном принципе с преломляющими телами в форме нитей (рисунок 20), или блоков (рисунок 21), и всё еще продолжаю исследования в этом направлении. Совсем нетрудно достичь такой высокой степени нагрева, что обычный уголь плавится и улетучивается. Если бы можно было получить абсолютный вакуум, такая лампа, хотя ее и нельзя эксплуатировать с теми приборами, которые есть в настоящее время, могла бы, при надлежащих условиях, стать осветительным прибором, который никогда не ломается, и имеет гораздо больший КПД, чем обычная лампа накаливания. Такого совершенства, конечно, никогда не достичь, всегда происходит медленное разрушение и постепенное истончение, как у нитей накаливания; но невозможен и преждевременный выход из строя, который вызывается обрывом нити накаливания, особенно когда излучающие предметы в форме блоков.
Когда потенциал быстро меняется, нет необходимости помещать два блока в колбу, нужен только один, как на рисунке 19, или нить, как на рисунке 22. Потенциал в этом случае должен быть гораздо выше, но его легко получить, и к тому же он необязательно опасен.
Когда все остальные показатели равны, лампа доводится до свечения в зависимости от размеров колбы. Если бы можно было получить абсолютный вакуум, размер колбы не имел бы значения, ибо нагрев происходил бы только за счет импульсных зарядов, и вся энергия отдавалась в окружающую среду в форме излучения. Но на практике этого достичь нельзя. В колбе всегда остается газ, и хотя он откачивается максимально возможно, всё же пространство внутри колбы можно рассматривать в качестве проводника, когда применяется высокое напряжение, и я полагаю, что оценивая количество энергии, отдаваемое нитью в окружающую среду, мы должны рассматривать внутреннюю поверхность колбы как одну обкладку конденсатора, а воздух и другие предметы, окружающие колбу, как другую обкладку.
Когда колебания очень малы, нет сомнения, что значительная часть энергии уходит на электризацию окружающего колбу воздуха. Для более полного изучения этого предмета я проводил опыты с крайне высоким потенциалом и низкой частотой. Тогда я обнаружил, что если поднести руку к лампе, когда нить соединена с одним выводом катушки, чувствуются мощные вибрации, которые вызваны притяжением и отталкиванием молекул воздуха, наэлектризованных через стекло. В некоторых случаях, когда процесс происходил очень интенсивно, я слышал звук, происхождение которого должно быть объясняется теми же причинами.
Когда частота низкая, можно получить очень сильный удар током от лампы. В целом, когда присоединяешь лампу или другой предмет определенного размера к выводам катушки, следует опасаться скачка напряжения, так как он может быть вызван просто этим подключением, и напряжение может вырасти в несколько раз по сравнению с первоначальным значением.
Когда к катушке подключаются лампы, как показано на рисунке 23, емкость ламп может быть такой, что при этих условиях они дадут максимальное возрастание напряжения. Таким способом можно получить нужный потенциал при меньшем количестве витков провода.
Срок службы этих ламп, конечно, зависит от степени откачки воздуха, но частично и от формы блока материала с высокой преломляющей способностью. Теоретически может показаться, что маленький угольный шарик, помещенный в стеклянную колбу не пострадает от молекулярной бомбардировки, поскольку, когда материя в колбе излучает, молекулы движутся по прямой и редко сталкиваются с шариком под углом. В связи с этим интересна мысль о такой лампе, в которой «электричество» и электрическая энергия очевидно должны двигаться по одним линиям.
Использование переменного тока высокой частоты делает возможной передачу при помощи электростатической и электромагнитной индукции сквозь стекло лампы достаточной энергии, чтобы поддерживать свечение нити и избавиться от подводящих проводов. Такие лампы предлагались, но за неимением надлежащего оборудования успешно не использовались. Я сконструировал и проводил опыты с большим количеством ламп, основанных на принципе непрерывной и прерывистой нити. Когда используется вторичная обмотка, помещенная в лампу, целесообразно совместить ее с конденсатором. Когда передача осуществляется электростатической индукцией, потенциалы, конечно, очень высоки при частоте, получаемой с машины. Например, когда поверхность конденсатора составляет сорок квадратных сантиметров, что, в общем-то, не так уж и много, а толщина стекла 1 мм, частота составляет 20 000 колебаний в секунду, требуемое напряжение — примерно 9 000 вольт. Это может показаться большой цифрой, но так как каждая лампа может включаться во вторичную обмотку трансформатора очень небольших размеров, это не так уж и неудобно, более того, это устройство не причинит смертельного вреда. Трансформаторы предпочтительнее всего включать последовательно. Регулировка не составит труда, так как с токами такой частоты легко добиться их постоянства.
На прилагающихся рисунках показано несколько типов таких ламп. Рисунок 24 — лампа с прерывистой нитью, рисунки 25а и 256 — лампа с одиночным внешним и внутренним слоями и одиночной нитью. Я также изготавливал лампы с двумя внешними и внутренними слоями и сплошной петлей, соединяющей их. Такие лампы я эксплуатировал с импульсами тока огромной частоты, получаемыми от разрядов конденсатора.
Прерывистый разряд конденсатора особенно предпочтителен для работы таких ламп — где нет внешних подключений — при помощи электромагнитной индукции, причем эффект электромагнитной индукции крайне высок; мне также удалось получить желаемое свечение всего лишь с несколькими витками провода. Свечения можно также добиться, используя простую замкнутую нить.
Оставив теперь в стороне вопрос о практичности таких ламп, могу сказать, что они обладают прекрасной и желаемой многими особенностью, а именно: по усмотрению им можно придать более яркое
