За Плюкером последовал Вюлльнер. В 1866 г. он случайно заметил, что для водорода, кроме линейного и полосатого спектров (этими терминами он удачно заменил спектры 1-го и 2-го порядка Плюкера) существует еще третий вид спектра. Затем в более обстоятельной работе 1868 г. он подробно сообщил об изменении спектров водорода, кислорода и азота в гейсслеровских трубках с изменением давления. Оказалось, что давление вызывает такие же изменения, как включение в цепь лейденской банки. Так, постепенно выкачивая газ при помощи шпренгелевского насоса из гейсслеровской трубки, наполненной водородом и снабженной двумя платиновыми электродами, впаянными на расстоянии 1,4 дюйм. друг от друга, — он наблюдал, что ток начинал проходить при 135 мм давления; при 70 мм был уже ясно виден сплошной спектр; при 30 мм он был виден наиболее ясно, затем он начинал ослабевать, причем одновременно выступали три светлые линии линейного спектра; между 3—2 мм давления сплошной спектр совершенно исчезал, указанные же линии сохраняли свою яркость. При дальнейшем понижении давления и они тускнели; под конец же вновь становилась видной часть сплошного спектра, а именно, зеленая его часть. Однако эти изменения Вюлльнер не приписал непосредственно давлению, он объяснил их связанным с давлением изменением электрического сопротивления и изменением температуры электрического разряда. По его словам «эти наблюдения показывают, что описанный (сплошной) спектр водорода действительно соответствует более низкой температуре, чем спектр, состоящий из трех светлых линий, так как с увеличением плотности газа в спектральной трубке температура в ней должна понизиться, ибо сопротивление индукционному току с увеличением плотности газа возрастает, и масса нагреваемого газа увеличивается. Но подобно тому как большая плотность газа мешает полному проявлению действия тока, так и очень сильное разрежение газа ослабляет его, ибо при достаточно большом разрежении ток в спектральной трубке может совершено прекратиться. Следовательно, тот факт, что сплошной спектр появляется как при относительно высоких давлениях, так и при очень больших разрежениях, доказывает, что этот спектр требует сравнительно низких температур». Утверждение о существовании различных по виду спектров у одного и того же элемента вызвало много возражений. Особенно резко выступил против Вюлльнера Ангстрем. Уже в своих «Исследованиях над солнечным спектром» 1868 г. он высказался против возможности существования различных видов спектров. Он допускал, что спектры могут видоизменяться, что с повышением температуры могут выступить новые линии и может измениться их яркость, что при прерывистых разрядах и с повышением напряжения в гейсслеровских трубках линии могут расшириться в полосы и линейные спектры могут перейти в сплошные, но он утверждал, что, тем не менее, из спектра одного вида никогда не может получиться спектр совершенно иного характера. Три года спустя он объяснил причину появления различных видов спектров, главным образом, ненадежностью условий наблюдения, когда разрежение газа доводится до крайних пределов. Так, при сильнейшем разрежении атмосферного воздуха в гейсслеровской трубке получились один за другим сначала обыкновенный спектр воздуха, затем полосатый спектр азота, далее спектр окиси углерода и, наконец, даже линии натрия и хлора. На этом основании он полагал, что в опытах Вюлльнера с кислородом, азотом и водородом полученные им результаты имели своим источником загрязнение этих газов и пытался показать, что наблюденные Вюлльнером случаи отступления спектров от линейной формы произошли вследствие примеси угля, серы и их соединений. Это побудило Вюлльнера продолжить свои исследования, прежде всего именно в этом направлении. И действительно, он нашел, что два из описанных им спектров кислорода, по всей вероятности, обязаны своим происхождением соединениям углерода из жира, примененного им для смазки кранов насоса. Но относительно спектров водорода и азота поводов для подобных сомнений не оказалось. Так как при давлении в 500 мм оба спектра азота зачастую появлялись одновременно или один вслед за другим, то Вюлльнер попытался точнее определить, какое влияние оказывают на спектр различные виды электрических разрядов. Для этих опытов он применил трубки без капиллярного сужения посредине, а разряды наблюдал при помощи вращающегося зеркала; при этом оказалось, что пока разряд остается непрерывным, всегда получаются полосатые спектры, при первой же проскакивающей искре тотчас же появляются и светлые линии; таким образом, связь полосатых спектров с непрерывным разрядом и линейных спектров с искровым разрядом оказалась несомненной. Для объяснения этих явлений Вюлльнер воспользовался работой Целльнера о влиянии температуры и плотности на спектры накаленных газов. А именно, Целльнер сделал из закона Кирхгофа об отношении между излучением и поглощением общий вывод, что отношение яркости двух соседних частей спектра зависит от температуры, плотности, коэффициента поглощения, а также от толщины светящихся слоев, причем, чем последние толще, тем большую тенденцию проявляет спектр к тому, чтобы стать сплошным. Вот это-то влияние толщины излучающего слоя и обусловливает по Вюлльнеру появление различных спектров в гейсслеровских трубках 6. При безыскровом разряде, распространяющемся в большей или меньшей степени по всей массе газа, свет испускается всегда сравнительно толстым слоем вещества, поэтому в спектре должны встречаться волны всяких длин, которые газ способен излучать при данной температуре. Но при относительно слабой интенсивности должны выявляться малейшие различия спектра испускания волн различной длины. При искровых же разрядах всегда светится лишь небольшое число частиц (т. е. очень тонкий слой газа), а именно только те молекулы, на которые непосредственно попадает искровой разряд; поэтому в спектре могут появиться лишь отдельные светлые линии; и лишь тогда, когда температура искры становится чрезвычайно высокой, она может дать и сплошной спектр. Против этого объяснения Ангстрем опять высказался в большой посмертной работе 1875 г., изданной его сотрудником Таленом. В этой работе Ангстрем твердо стоит на той точке зрения, что простое вещество (пока его природа не изменяется) может иметь лишь один спектр и что раскаленный газ может иметь только линейный спектр. Что же касается разнородных спектров, наблюдавшихся на водороде и на других элементарных газах, то все они, за исключением одного для каждого тела, являются спектрами соединений или, по крайней мере, спектрами более сложных молекулярных модификаций. Он не отрицает возможности различных спектров и для простого вещества, но только в том случае, когда оно существует в различных аллотропических модификациях. Каждая из этих модификаций должна, во всяком случае, иметь свой особый спектр поглощения; проявляются ли эти различия и в спектрах пламени, зависит от того, сколько из этих модификаций выдерживают температуру накаливания без разложения. Так, кислород должен иметь два различных спектра поглощения, один — принадлежащий обыкновенному кислороду, другой — озону; но так как озон при высоких температурах разлагается, то раскаленный кислород имеет лишь один спектр. Что касается различия спектров при различных видах электрических разрядов, то искровой разряд распыляет тела на мельчайшие частицы и разлагает их химически; поэтому при искровом разряде всегда появляется спектр элемента, между тем как при постоянном разряде появляются и спектры соединений.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ИССЛЕДОВАНИЯ ВЮЛЛЬНЕРА, АНГСТРЕМА И ЦЕЛЛЬНЕРА» з дисципліни «Історія фізики»
