M - 3 3 . Warszawa, d. 15 sierpnia 1897 r. T o m X V I .
TYGODNIK POPULARNY, POŚW IĘCONY NAUKOM P R ZY R O D N IC ZY M .
PRENUMERATA „W SZEC HŚW IATA"
W W arszaw ie: rocznie rs. 8, kw artalnie rs. 2 Z p r z e s y łk ą p o c z to w ą : rocznie rs. lo , półrocznie rs. 5
Prenum erować można w Redakcyi .W szechśw iata*
i w e w szystkich księgarniach w kraju i zagranicą.
^.dres ZRed-a-lrc^I: ZKrałco-wsłsie-ZFrzieca.rEiLieście, USTr <3©„
Telegrafia bez drutu.
D la czytelników naszych ty tu ł ten bynaj
mniej nie je st nowy, niejednokrotnie bowiem podawaliśmy już wiadomość o doświadcze
niach, które wykazały możebność sygnaliza- cyi elektrycznej bez udziału drutów pośred
niczących. Podnietę do bad ań tych dało dostrzeżenie przypadkowe w r. 1884, gdy depesze telegraficzne, przesyłane po d ru tac h izolowanych, umieszczonych w ru rach żelaz
nych pod ulicami Londynu, m ogły być sły
szane w obwodach telefonicznych, których druty rozciągnięte były ponad dacham i do
mów, w odległości 24 m. W roku następnym przekonano się, że prądy przebiegające po zwykłych d ru tac h telegraficznych powodo
wały zakłócenia elektryczni w odległości 600 m, a doświadczenia staran n e w r. 1886 i 1887 wykazały, że działania te m ają m iej
sce zgoła bez udziału przewodnictwa ziemi, jedynie wskutek rozchodzących się fal elek
trom agnetycznych.
W r. 1892 miał pewien rozgłos wynalazek, albo raczej pom ysł tylko E disona, który chciał teleg raf bez dru tu oprzeć n a objawach
infłuencyi czyli na działaniu przez wpływ elektryczny '). Jeż eli dwie płyty umieścimy w pewnej odległości wzajemnej i . jednę z nich połączymy drutem z ziemią, a d ru g ą opatrzymy ładunkiem elektrycznym, wtedy na płycie połączonej z ziemią występuje n a
tychm iast ładunek elektryczności różnoimien- nej. Jeżeli zaś p ły ta przez nas naelektryzo- wana doznaje zmiany swego stanu elektrycz
nego, to i płyta druga ulega zmianie odpo
wiedniej, a przez d ru t łączący j ą z ziemią przebiega p rąd chwilowy. Objawy te są dobrze znane, ale w zwykłych doświadcze
niach naszych działanie to przez wpływ ujawnia się tylko, gdy obie płyty, lub w ogól
ności dwa przewodniki w niewielkiej tylko mieszczą się między sobą odległości; Edison wszakże przyjm uje, że gdy przewodniki te osadzone b ęd ą w znacznej wysokości, usunie się „wpływ absorpcyjny ziem i”, a wtedy p ły ta naelektryzow ana oddziaływać będzie m ogła na płytę drug ą, choćby się ona b a r
dzo naw et daleko znajdow ała.
O urzeczywistnieniu tego pomysłu Edisona wiadomości »ie mieliśmy, ale w sposób o d mienny nieco rezu ltaty pomyślne osięgnął
') Ob. W szech św iat z r. 1 8 9 2 , s tr . 2 5 7 .
5 1 4 W SZSCH SW IA T N r 3 3.
znany elektrotechnik angielski P reece, gdy \ odwołał się nie do działań elektryczności s ta
tycznej, ale do indukcyi galwanicznej, to je s t do prądów indukcyjnych, wzbudzanych przez przeryw anie p rąd u , przebiegającego po d ru cie oddalonym. W ro k u 1892 juź m ógł on przesyłać wyraźne sygnały elektryczne m ię
dzy dwiema miejscowościami, oddalonemi między sobą na 5,3 km , a w dwa la ta póź
niej próby te powtórzył między L ayeinock P o in t nad k anałem B rystolskim , a wysepka
mi F lat-H olm i S teep-H olm ,z których pierw
sza oddalona je s t od brzegu o 5, druga o 8,5 km . W zdłuż wybrzeża rozciągnięty został d ru t miedziany długości 1 1 6 0 m n a słupach wysokich na 6 m , przez który prze
syłano p rąd z maszyny dynam o-elektrycznej;
koniec drutu, ja k w telegrafach zwykłych, połączony był z ziemią. N a wyspie P ia t H olm przeprowadzony był d ru t równoległy, długości 548 m. P rą d y przeryw ane, p rz e
biegające przez d ru t pierwszy, wzbudzały przez indukcyą w drugim prądy, które do
zwalały dobrze prowadzić korespondencją.
Z wyspą natom iast dalszą, Steep H olm , do
świadczenia się nie powiodły; d ru t doznaw ał wprawdzie wpływu prądów przebiegających n a lądzie, ale prąd y wzbudzane były niedo
stateczne do porozumiewania. N a ta k ą za
tem odległość p rą d użyty był zbyt słaby, lub też d ru ty zbyt krótkie.
M etoda ta okazała się ju ź naw et i p ra k tycznie przydatn a. Gdy bowiem w r. 1895 przerw any został d ru t między O ban a wyspą M uli, d la b ra k u zaś środków nie można było szybko napraw y dokonać, ustalono komuni- kacyą zapom ocą drutów równoległych, roz
ciągniętych po obu stronach kanału. P r ą d przesyłany był ze stosu, złożonego ze stu ogniw suchych Leclanchego, łatw o dających się przenosić. A by p rą d ten działać m ógł przez indukcyą na d ru t drugi, należało go wciąż otwierać i zamykać, a do tego słu ży ł reotom , który n a sekundę przeryw ał około 260 razy p rą d wytwarzany przez stos; do w praw iania zaś w ruch i zatrzym yw ania tego reotom u dodany był klucz osobny. Sygnały p rzesyłane były przez m anip ulator M orsea, a n a stacyi drugiej nie wypisywano ich, ale wysłuchiwano je tylko zapom ocą telefonu.
W szystkie te przyrządy dodatkow e połączo
n e były zarówno z jednym ja k i drugim
drutem , każdy więc z nich służyć mógł bądź do przyjm owania p rąd u pierwotnego, bądź teź do wzbudzania prądów indukcyjnych, z każdej tedy stacyi przesyłać można było sygnały do drugiej. Silne p rąd y przeryw ane na stacyi wysyłającej, dające sygnały według alfabetu M orsa, wzbudzały fale elektro-mag- netyczne, a fale te rozchodząc się w prze
strzeni, napotykały d ru t drugi, gdzie energia ich przetw arzała się n a prądy indukcyjne, k tó re odtw arzały w telefonie sygnały wysy
łane. N atężenie sygnałów było wprawdzie znacznie osłabione, daw ały się wszakże sły
szeć jeszcze wyraźnie, chociaż odległość obu drutów wynosiła 8 km . G dy jednak, w sierp
niu 1896, chciano kom unikacyą tego rodzaju zaprowadzić z la ta rn ią m orską w N orth- Sandhead, p ró ba nie powiodła się z powodu pochłaniania energii elektrycznej przez m o
rze, skąd wnosić m ożna, że m etoda t a w ogól
ności stosowana być może w tym jed y n ie razie, gdy po obu stronach przestrzeni, przez ja k ą sygnały przesyłane być m ają, dają się rozciągnąć d ru ty równoległe znacznej d łu gości. T rzeba więc było dążyć do ulepszeń dalszych, do sposobów, któreby dozwoliły unikać przewodników ta k długich, co teź osięgnął rzeczywiście m łody fizyk włoski, M arconi. M etoda P ree cea polega, ja k wi
dzieliśmy, na ciągłem przeryw aniu prądu pierw otnego, skąd w drucie równoległym w zbudzają się p rą d y indukcyjne, ale przery
wanie to dokonywa się z częstością niezbyt wielką, kilkaset zaledwie razy na sekundę;.
M arconi natom iast odw ołał się do fal elek
trom agnetycznych o częstości n ad e r znacznej, ja k ie znamy z doświadczeń H ertza, to je s t do fal rozbiegaj ących się, gdy p rą d elek
tryczny przeryw any je s t miliony i setki mi^
lionów razy w ciągu sekundy.
Do wysyłania zatem depesz w telegrafie M arconiego służy w ibrator H e rtz a , ale w for
mie, ja k ą m u n ad a ł R ighi '). H e rtz, m iano
wicie, do w ytw arzania fal elektrycznych uży
wał prądów przeryw anych ta k często, źe drg an ia zachodziły w ilości przeszło stu mi
lionów na sekundę; R ighi zaś, by drgan ia podobne wzbudzić, ta k częste przerywa--
’) O b. „ F a le e le k try c z n e m n iejszej d łu g o śc i” , W sz e c h ś w ia t z r . 1 8 9 3 , s tr 7 3 7 .
N i 33. W SZECHSW IAT 515 nie prądu zastąpił iskram i elektryczne -
mi, nader szybko po sobie przeskakującem u.
Urządzenie M arconiego, wskazane schem a
tycznie na załączonej rycinie (fig. 1) niewiele się różni od a p a ra tu Righiego. Dwie pełne kulki metalowe D, osadzone są w naczyniu z oliwą, albo raczej z walwoliną, tak, że po
łowy tylko tych kulek pogrążone są w cieczy, gdy drugie ich półkule w ystają nazew nątrz.
Pomiędzy kulkam i tem i przeskakują iskry, a olej służy do tego, by kulki utrzymywały się w czystości i nie wym agały częstego wy
gładzania; nadto zmniejsza on długość wzbu
dzanych fal elektrycznych i stateczność ich zapewnia. F a le , jak ie wysyła przyrząd M ar-
JE ti i
f " ' t ...!
F ig . 1. U rz ą d z e n ie M a rc o n ie g o w p rz e d s ta w ie n iu sch em aty czn em .
coniego, m ają około 120 cm długości, są więc znacznie dłuższe, aniżeli w doświadcze
niach Righiego, który je zredukow ał do 7,5 cm zaledwie.
Naprzeciwko obu tych kulek umieszczone są dwie inne, od nich mniejsze, połączone z końcami d ru tu wtórnego cewy indukcyjnej Ruhm korffa, której d ru t pierwszy czyli głów
ny O pobudzany je s t przez p rą d wysyłany przez stos E ; w obieg tego d ru tu wtrącony je st nadto klucz telegraficzny M orsa, X . Grdy klucz ten je s t zam knięty i p rą d prze
biega, między kulkam i p rzeskakują iskry, powodujące rozchodzenie się fal elektrycz
nych, wysyłanych z niesłychaną szybkością, jedne za drugiem i, częstość bowiem d rg ań wynosi tu zapewne około 250 milionów n a sekundę.
Odległość, do jakiej działać m ogą te fale, zależy od energii, z ja k ą n astęp u ją wyłado
wania elektryczne cewy indukcyjnej. Oewa, dająca iskry długości 15 cm, starczyć może do przesyłania depesz na odległość 6 km \ gdy depesze dochodzić m ają dalej, używać trzeb a cewy silniejszej, dającej iskry o dłu
gości 0,5 m. Odległość transm isyi w zrasta nadto wraz ze średnicą kulek większych, a przytem je st prawie dwa razy większą, gdy kulki są pełne, aniżeli w razić, gdy są wy
drążone.
R eceptor czyli odbieracz w systemie M a r
coniego polega n a znanej nam również za sa
dzie, że zbiór opiłek m etalicznych zm ienia swe przewodnictwo, gdy n ań p ad a ją fale elektryczne. Odbieracz więc ten sk ład a się z rurki szklanej d, m ającej 4 cm długości, w k tórą zatopione są dwa elektrody srebrne, rozdzielone między sobą odstępem , wyno
szącym około 0,5 mm; ru ra ta wypełniona je s t mieszaniną drobnych opiłek albo raczej proszku niklowego i srebrnego, do czego do
dane są jeszcze ślady rtęci. P o takiem n a
pełnieniu rury opróżnia się j ą z powietrza, ta k że prężność gazu pozostałego wynosi około 4 mm, poczem ru ra zostaje zatopiona.
R ura ta w trącona je st w obieg d ru tu L , L 1(
obejmującego stos i przyrząd telegraficzny M orsa. W w arunkach norm alnych opiłki m etaliczne ta k słabo przeprow adzają elek
tryczność, że stanowią izolator,— cząstki u ło żone są bezładnie; skoro dosięgają ich wszak
że fale elektryczne, ulegają one niejako po
lary zacyi, porządkują się w pewien sposób, skąd tworzą przewodnik, po którym prze
biegać już może p rąd, wysyłany przez stos wtrącony w obieg d ru tu L L ,. Nadmienić tu też można, że tak a ru rk a z opiłkam i zyskała już zastosowanie w różnych p rzy rzą
dach elektrycznych, a w A nglii otrzym ała nawet oddzielną nazwę „coherer”, ja k ą jej nadał 01ivier Lodge,
Co wreszcie dotyczy samego przyjm owania depesz nadsyłanych, to dokonywa się ono dwojako, albo przez ich wysłuchiwanie, albo przez wypisywanie. W pierwszym r a zie w obieg prądu miejscowego w trącony
$ 1 6 W SZ EC H SW IA T : > r 33.
j e s t drobny m łotek, uderzający o ru rk ę szklaną; zm iany natężenia prądu, powodo
wane zm ianą przewodnictwa opiłek, wywo
łu ją n ader szybkie d rgania m łotka, a ude
rzenia jego o szkło odtw arzają sygnały M or
sa, wysyłane ze stacyi pierw szej. Jeż eli zaś p rą d ten miejscowy, ja k na załączonej ry cinie, działa n a zwykły przyrząd te le g ra ficzny M orsa, znaki wypisują się na p rz esu wającej się wstędze papieru.
Przypom nieć tu wreszcie winniśmy, że fale elektryczne, wysyłane ze stacyi pierwszej, oddziaływ ają n a przyrząd odbierający wtedy tylko, gdy je s t on nastrojony do zgodności z w ibratorem czyli przyrządem wysyłającym , ta k ja k fale głosowe pobudzają do dźwięków rezonator, jeżeli drgania, jak im ulegać on może, odpow iadają wiernie drganiom tonu J pobudzającego. A by więc zgodność ta k ą w każdym razie osięgnąć, p. M arconi łączy r u rę zaw ierającą opiłki z dwoma skrzydłam i W , W ,, których wym iary regulow ać m ożna odpowiednio do potrzeby.
Obie więc te części, to je st przesyłacz czyli ! tran sm ito r i odbieracz czyli recepto r, w prost naprzeciwko siebie umieszczone, stanow ią ju ż pełne urządzenie telegraficzne, bez wszel
kiego innego pośrednictw a. Jeż eli wszakże między obu tem i częściami zn a jd u ją się przeszkody, albo gdy odległość je s t zbyt wielka, odwołać się trze b a do pomocy m asz
tów, balonów lub latawców, ja k to objaśnia fig. 2; wysyłacz osadzony je s t tu na szczycie m asztu, gdy na stacyi drugiej odbieracz po
łączony je s t drutem glinowym z latawcem , a pośrednictwo to w ystarcza już do przejm o
w ania fal elektrycznych.
Działalność przy rządu w zm aga się przez pomoc zw ierciadeł czyli reflektorów, które o dbijają i skupiają prom ienie elektryczne; p.
M arconi wszakże pomoc tę zarzucił, zw ier
c iad ła bowiem są kosztowne, a użycie ich kłopotliwe. P rzekonano się też, że wzgórza lub inne podobne zawady nie ta m u ją b y n aj
mniej transm isyi, czyli nie pow strzym ują przebiegu fal elektrom agnetycznych. S ta n pogody także nie wywiera wpływu w yraź
nego.
N iektóre pism a wyraziły naw et obawę, że fale elektryczne mogłyby wysadzić w po
w ietrze pancernik, gdyby się ten n a ich dro
dze znalazł. P o m ijając wszakże wszelkie
in n e okoliczności, mogłoby się to stać w tym w tym tylko razie, gdyby n a okręcie tym chciano umieścić odbieracz, zgodnie z wysy- łaczem nastrojony.
P ró b y dotychczasowe dozwoliły osięgnąć znaczną ju ż odległość transm isyi. Z oddale
nia 6 km telegram y przejm ują się łatwo, a przy pomocy m asztu i lataw ca, ja k na fig. 2, m ożna było wyraźnie wymieniać sygnały między P e n a rth a Brean-D ow n, po obu stronach kanału Brystolskiego, w od
ległości 14 km . M ożna naw et przesyłać przyrządam i tem i kilka depesz jednocześnie, byleby odbieracze wszystkie nastrojone były n a je d n a k ą liczbę drgań, czyli na „ton ” je d naki z wysyłaczem.
F ig . 2 . K o m u n ik acy a te le g ra fic z n a za p o śre d nictw em m a s z tu i la ta w c a .
Co dotychczas osięgnięto, sąto wprawdzie próby tylko, ale wartość ich p raktyczna w ąt
pliwości nie ulega. Obecnie już, według zdania P reecea, m etoda M arconiego przy
d a tn ą być może do komunikacyi telegraficz
nej między wybrzeżem a latarn ia m i morskie- mi lub okrętam i dosyć bliskiemi.
Jeżeli zważymy, ja k czysto teoretyczny c h a ra k te r m iały doświadczenia H e rtz a i ja k szybko zyskały zastosowanie praktyczne, to wynalazek M arconiego daje nam nowy i ud e
rzający dowód ścisłej łączności nauki z tech niką. Z najdujem y tu nowe potwierdzenie tej zasady niewątpliwej, że wszelkie badania przyrodnicze, choćby najbardziej napozór
N r 33. WSZECHSW IAT 517 abstrakcyjne, mają, też zaród, z którego
wcześniej lub później rozw ija się pożytek dla zwyczajnego, praktycznego życia naszego.
S. K.
Z d z ie jó w o ś w ie tle n ia .
H asło trzech ósemek, głoszące, że człowiek powinien 8 godzin pracować, 8 poświęcać za
bawie i odpoczynkowi, a przez pozostałe osiem zażywać snu, wobec naturalnych wa
runków oświetlenia ziemi naszej zastosowane być nie może. K ażdy punkt ziemi przeciętnie otrzym uje światło słoneczne tylko w ciągu 12 godzin, a dołączając naw et zmierzch wie
czorny i poranny nie dojdziemy jeszcze licz
by 16 godzin przeznaczonych na czuwanie.
Z resztą równomierny 12-godzinny dzień ist
nieje tylko pod równikiem, w m iarę zaś po
suwania się ku biegunom różnice pomiędzy dniem letnim i zimowym s ta ją się coraz większe, tak, że w W arszaw ie najdłuższy dzień 21 czerwca trw a 16 godzin 43 min., najkrótszy zaś 21 grudnia zaledwo 8 godzin 30 minut, brak nam więc wtedy 7 g. 30 min.
św iatła dziennego. P od kołem biegunowem słońce w tym dniu wcale się nad horyzontem nie ukazuje. S tąd, skoro tylko człowiek zdobył ogień—użył go nietylko jak o środka dostarczającego ciepła, ale i św iatła. Ogień przedłuża dzień zbyt krótki. P o zagaśnięciu gwiazdy dziennej ognisko skupia dzikich, ogrzewa i oświetla ich jednocześnie. K om in
ki naszych praojców zadość Czyniły obu tym celom, a ' smolna drzazga, łuczywo, w za
padłych k ątach do dziś dnia przyświeca pracy :
„ P r z y łu czy w ie u ko m in a, P rz ę d z ie m ięk k i le n d r u ż y n a ” .
Pochodnia była ulepszoną form ą łuczywa i jeszcze za N erona, podczas igrzysk, kiedy oddech się za p arł „słychać było tylko trzask spadających węgielków” .
‘) W e d łu g w iceh rab . d ’A v en ela, R ev u e des d eu x m o n d es, 1 8 9 6 .
Je d n a k starożytni używali ju ż lamp napeł
nionych oliwą lub innemi tłuszczam i roślin- nemi. Ograniczeni do użycia oliwy, egipcya- nie i grecy nie posiadali naw et przyrządu, w którymby spalenie odbywało się należycie.
S tarożytna lam pa sk ład ała się z naczynia napełnionego oliwą, w której zanurzony był knot bawełniany. K not doprow adzał oliwę tylko n a skutek włoskowatości. Płom ień był czerwonawy i nieustannie kopcił, wydzielając dym ostry i drażniący. Lam py naszych przodków kopciły w ciągu najmniej 4-ch ty sięcy lat. Od początku wynalezienia lam py do końca X V I I I w. dokonano tylu wynalaz
ków w dziedzinie sztuk i nauk, stworzono arcydzieła, zużyto tyle sił i energii, tylu ge
niuszów liczyła ludzkość—-lampa pozostała taką, ja k ą widzimy w grobowcach faraonów, lub katakum bach pierwszych chrześcian.
A rtyści urozm aicali kształty naczyń, ozda
biali je rzeźbą i em alią, używali drogich m e
ta li—lam pa kopciła po dawnemu.
Zamożniejsi zarzucili lam pę wprowadzając w jej miejsce świecę, których ogarki sk rz ę t
nie chowano. Łojow ą świecę wprowadzili barbarzyńcy północni. Świeca woskowa w wiekach średnich była dostępna tylko dla najbogatszych ludzi, kosztowała bowiem od X I I I —X V I wieku obliczając na obecną m o
netę 12— '20 fr. za kilogram (123— 125 kop.
złotem za funt) i spadła do 10 fr. w X V I I i X V I I I wieku. Użycie lam p olejnych było znamieniem skąpstw a lub niedostatku. Olej był jed n ak wówczas d ro g i—używano oleju orzechowego, makowego, lnianego, tran u , a ceny ich w epoce feodalnej wynosiły 3 —4 fr.
za kilogram . W prowadzenie rzepaku obni
żyło cenę do 2 fr., obecnie spadła ona do 60 cent. Olej był jeszcze zadrogi, używano więc świec, a raczej pochodni ze smoły, któ rych cena wynosiła 1 fr. za kilogram . W ieś
niacy zadawalniali się światłem ognisk, gdyż drzewo było tanie. N a ulicach noszono po
chodnie.
Łojówki, których cena wynosiła do 3 fr.
za kilogram , robiono z żółtego, niebielonego łoju na skutek mniem ania, że tak i łój pali się najlepiej. Były one rozm aitej wielkości, od 4 do 16 na funt. Cenę we F ran cy i u sta
nawiał rząd, a jej wysokość zależała po części od tego, że bydło owoczesne odznaczało się chudością—teraźniejsze opasy nie były znane.
518 W SZECH SW IA T. N / 33 Społeczeństwo średniowieczne niewiele je d
nak na tem cierpiało, gdyż i w dzień p rz y zwyczajone było do skąpego oświetlenia m ieszkań. W ąskie okna zaklejano wosko- wanem płótnem lub papierem , który niewiele przepuszczał światła. Szyby szklane weszły w użycie dopiero od 300 la t, a za L udw i
ka X V jeszcze okna zwrócone na dziedzi
niec zaklejano papierem .
W yrobnik nowoczesny lepsze posiada oświetlenie w lam pie naftowej, niż kasztelan za czasów „króla słońca”, a oświetlenie „kró
lewskie” podczas wielkich uroczystości nie mogłoby iść w porównanie z oświetleniem pierwszej lepszej kaw iarni prowincyonalnej.
P rz y nowszych środkach oświetlenia człowiek może urządzać życie ja k mu się podoba i r o bić z północy—południe.
P rzew rót na tem polu d atu je dopiero od niedawna; elektryczność liczy zaledwo około 20 lat, n afta 40, gaz napraw dę pół wieku.
Co kilka la t występuj ą nowe ważne ulepsze
nia, lub nowe m ateryały i to, co niedawno było nowością w praw iającą w podziw, idzie w zapomnienie. Do takich należą lam pa olejna A rganda, olej rzepakowy, świeca stearynow a—jak o zanadto kosztowne lub za- i nadto pierwotne.
I I .
S teary n a łatw o zwyciężyła wosk i gdyby nie kościoły, posadzki salonów, nastrzykiw a- nie p reparató w anatom icznych i m odelo
wanie, zapotrzebow anie wosku zupełnie by ustało.
Łojówka walczyła taniością, szczególniej na skutek domieszki łoju baraniego, ale n a wet plecione knoty, nie w ym agające ciągłego obcinania, nie powstrzym ały jej upadku i ty l
ko w m ałych m iasteczkach podczas piątko
wego wieczoru utrzym uje się tradycyjnie.
Czcigodna, kopcąca lam pa olejna nie s ta wiła naw et oporu, zniknęła w końcu X V I I I wieku, kiedy fizyk genewski A rg a n d (ur.
w 1755, f 1803) wynalazł lam pę o podwój
nym ciągu powietrza, zwaną kinkietem. A r gand u m arł w nędzy— ap tek a rz paryski Quin- quet w ykradł jeg o wynalazek, wprowadził nieznaczne ulepszenia i nazw ał swojem imie niein.
W r. 1784 kinkiety zabłysły przed oczami zachwyconej publiczności w sali te a tru kome- dyi francuskiej, każdy z nich wyrównywał 10- -12 świecom i cowięcej nie kopcił. W y nalazek A rg a n d a zawdzięczamy dokładniej
szemu zbadaniu n atu ry płom ienia przez L a- voisiera, doprowadzenia powietrza, a z niem razem tlenu, do w nętrza płom ienia, wywołu
jącem u zupełniejsze spalenie. A rg a n d rów
nież wprowadził użycie szkieł, w czem nie
m ało nap otkał trudności, bacząc n a niski w owych czasach rozwój fabrykacyi szkła.
U jem ną stronę lam p A rg a n d a stanowił zbiornik oleju, umieszczony z boku i rzuca
jący cień w jed n ę stronę. Jedynem ulepsze
niem, wprowadzonem w późniejszych czasach, było nadanie zbiornikowi k ształtu pierście
nia podtrzym ującego klosz; lampy tak ie no
siły nazwę astralnych.
N a d skromnym sklepem ulicy A rb re sec w P aryżu, w r. 1800 istniał napis : „ J . B.
C arcel, wynalazca i fab ry k an t lycnomenów, cz. lam p m echanicznych”. P o długich p ró bach, n a k tó re C arcel tra c ił czas i pieniądze, udało mu się zastosować pompkę m alutką, poruszaną zapomocą mechanizmu zegarow e
go; olej znajdow ał się u podstaw y lam py w zbiorniku, z którego pom pka podnosiła go aż do k n o ta W czwartym dziesiątku bież.
stulecia delikatny mechanizm zegarowy za
stąpiono sprężyną spiralną d ziałającą na tlok. Lam py takie otrzym ały nazwę m ode
ratorów i stanowiły ostatni wyraz w udosko
naleniu lam p olejnych. M iały one liczne wady : wymagały wiele cierpliwości przy za
palaniu, obcinanie zwęglonego knota było trud ne, ustawienie szkła musiało być d ro biazgowo dokładne i d ziałały dobrze tylko przy cadziennem użyciu, w przeciwnym r a zie zgęstniały olej u tru dn iał działanie tłoka i sprężyny. Nowe wynalazki zadały cios stanowczy tym lampom i w r. 1855 użycie j oleju spadło do '/ 4 poprzedniej swej wyso
kości. Jakkolw iek olej z kolzy je s t daleko tańszy niż oleje dawniej używane, cena jego, wyrażona w świetle świecy n a godzinę, je s t znacznie wyższa niż gazu, nafty lub elek
tryczności.
J e d n ą z gałęzi przem ysłu, k tó ra w swoim czasie stanow iła znaczny postęp w ośw ietla
niu, a obecnie chyli się coraz bardziej ku i upadkowi, stanowi wyrób świec stearyno-
N r 3 3. ■WSZECHŚWIAT. 5 1 9
wych. Braconnot w 1818 r. poddając tłuszcz barani działaniu prasy hydraulicznej rozdzie
lił go na tłuszcz płynny— oleinę i tłuszcz stały —stearynę. Chevreul i G ay-Lussac wynaleźli środek rozdzielenia tłuszczu na trzy części: oleinę, używ aną dziś w fabry- kacyi tkanin wełnianych i w mydlarniaoh, m argarynę, owo „masło wołowe”, stanowiące dziś klęskę naszych kuchen i —stearynę, ma- tery a ł do wyrobu obecnych świec ste a ry nowych.
P rzy dalszych postępach chemii rozdzielo
no tłuszcze n a glicerynę i kwasy tłuszczowe.
S teary n a rozpada się przytem na glicerynę i kwas stearynowy (0 I8H J30 2), niesłusznie zwany stearyną i stanowiący m atery ał n a
szych świec stearynowych. T ak więc dawną łojówkę, skutkiem postępów chemii, rozłożo
n ą na części składowe, znajdujem y w tk an i
nach wełnianych naszej odzieży, wyrobach toaletowych, naszych żołądkach i świecz
nikach.
Pierwsze świece stearynowe ukazały się na wystawie w r. 1834. P o trzeb a było jednak diugich wysiłków ducha wynalazczego, aby załatw ić kwestyą knota, świece płynęły lub gasły, zanim wynaleziono tę m isterną p le cionkę napojoną kwasem bornym , k tó ra roz
w ijając się spala się bez śladu.
Po sześćdziesięciu latach pracy chemików przem ysł otrzym uje dziś stałe tłuszcze z po- zostałośoi oliwy, tran u rybiego, tłuszczu ki
szek i kości, z odtłuszczenia wełny, a naw et pomyj restauracyjnych. Oprócz tych odpad
ków używa się w tym celu olej palmowy, którego obficie dostarcza A fry k a podzw rot
nikowa. J a k lam pa olejna, ta k i świeca stearynow a, pomimo wszelkich ulepszeń, ska
kana je s t na zagładę, gdyż światło jej je st 4 razy droższe niż olejne. Istnienie jej p od
trzym uje je j pierwotność. Świeca ta k a jest łatw o zapalna i łatw o przenośna, nie wyma
g a żadnych m achin lub przyrządów i nie je st przytw ierdzona do jakiegokolwiek punktu.
R ola jej staje się jed n ak coraz bardziej o g ra
niczona, np. w P ary żu stanowi zaledwo 1%
oświetlenia.
Zapewne nadejdzie czas, kiedy pozostanie tylko samo miano świecy, użyte jako jed nostka do oznaczenia natężenia siły św iatła.
D o dawnych jednostek m iar długości, po
wierzchni, objętości, wagi, w ciągu bieżącego
stulecia dodano nowe, służące do m ierzenia szybkości, energii, ciepła, św iatła. Jak o je d nostki do mierzenia siły św iatła używają n a j
częściej t. zw. świecy norm alnej, której siła oświetlająca je st bardzo zbliżona do siły
‘/rfun to w ej świecy stearynowej; używają też lam py Carcela, równającej się 10 świecom normalnym; obecnie p. Yiolle używa jak o jednostki siły św iatła wydzielanej przez po
wierzchnię 1 cm2 roztopionej platyny w chwili jej krzepnięcia; siłę tę obliczają na 2,06 siły lampy C arcela. Jed nostka p. Yiolle m a za
letę większej stałości, gdyż siła oświetlająca lampy lub świecy zależy od czystości oleju lub stearyny, długości knota i t. p. N a nieszczęście przyrząd p. V iolle jest zbyt kosztowny.
Jeżeli ocenimy w świecach ilość św iatła zużywanego corocznie w P aryżu, wyniesie ona wyrażona w świecach na godzinę 35 m i
liardów 205 milionów, t. j. równa się ona świecy, któraby paliła się 35 205 000000 go
dzin (4 miliony lat), lub 35 205 milionom świec palących się jednę godzinę. N a k aż
dego mieszkańca wynosi to 36 świec na go
dzinę dziennie. W roku 1877 P aryż zużywał tylko 13 miliardów, a w 1855 tylko 442 m i
liony świec na godzinę, od pół wieku zużycie powiększyło się około^lOO razy. Obliczenie dla P ary ż a może być dokonane, ponieważ Paryż otoczony je s t linią celną konsum cyjną, co pozwala obliczyć ściśle ilość świec, oleju i nafty; obliczenie gazu i elektryczności nie przedstaw ia żadnych trudności.
S tearyn a dostarcza tylko 331 mil. świec na godzinę, dostarcza tedy tylko 1% oświe
tlenia P aryża, ale obliczona na cenę stanowi 15°/o całego wydatku. N a godzinę zużywa się 15 g stearyny, której cena wynosi 2 cent.
Ponieważ lam pa C arcela wyrównywa 10-iu świecom, a koszt oleju n a godzinę wynosi tylko 5 cent. zatem światło olejne w ypada 4 razy taniej. N afta kosztuje 8 razy taniej, t. j. 2,5 cent.; gaz w zwyczajnym palniku kosztuje 3 cent., w auerowskim 0,5 (nielicząc kosztu siatek i urządzenia), nakoniec elek
tryczność kosztuje 1—4 cent., stosownie do tego czy użyta je st w lam pach łukowych czy żarowych. Tym sposobem cena św iatła je d nej świecy na godzinę w P ary żu zmienia się w stosunku 1— 40.
Olej kolzy, w oświetleniu P ary ża, posiada
520 W SZECH SW IA T JS r 33:
większe znaczenie niż stearyna, zużyw ają go 4 mil. kg, co odpowiada 994 mil. świec na godzinę. Dalej następuje elektryczność, do
starczająca 1 740 mil. świec na godzinę, je stto jed n ak niewiele w porównaniu z 7 mi
liardam i świec na godzinę, których dostarcza 25 milionów kg nafty.
Obecnie króluje gaz, który w 77 000 la
tarn i publicznych i 2 mil. palników d ostarcza 25 miliardów św. n a g., t. j. więcej niż 2/3 całej ilości św iatła. W praw dzie gaz w czę
ści zużywa się dla w ytw arzania ciepła lub poruszania niewielkich motorów i ca ła p ra wie ilość gazu zużytego we dnie zużywa się w tym celu. Z drugiej strony jednakże przy użyciu siatek A u e ra siła świetlna gazu po
większa się pięciokrotnie. Ilości jed n ak tych siatek obliczyć niepodobna.
(Dok. nast.).
W . Wr,
Jak rosną kryształy?
(D o k o ń czen ie).
A by uzupełnić obraz wyżej podany, uczyń- my jeszcze ogólny przegląd sprawy krystali- zacyi od tej chwili, gdy w roztw orze znajduje się m aleńki gotowy k ryształek '). Otóż po- pierwsze widzimy, że w całej tej sprawie bie
rze udział tylko ta ilość substancyi przesy
conej, k tó ra przesyca roztw ór w danej tem peraturze. R oztw ór nasycony je st zupełnie obojętny dla kryształu, je s t on tylko środo
wiskiem ruchliwem, k tóre umożliwia przeno
szenie się cząsteczek przesycenia, u k ła d a ją cych się na kryształach rosnących. Stężenie roztw oru podczas krystalizacyi może się zmniejszyć do stanu nasycenia, niżej nigdy, jeżeli tylko tem p eratu ra się nie podniesie.
N a krysztale osiada przesycenie, a z k rysz
ta łu wznoszą się prądy roztw oru zubożonego w ciało rozpuszczalne. Strum ienie te są rów-
!) A u to r p rz y p o m in a , że ciągle m a na m y śli k ry stalizacy ą, z o stu d zo n eg o ro z tw o ru p rz e s y c o n eg o , a nie p rz e z p a ro w a n ie ro z p u s z c z a ln ik a .
nież roztw orem przesyconym, lecz nie w tym stopniu, ja k płyn otaczający kryształ. N a miejsce roztw oru, który odpłynął dogóry, napływ ają oddołu ciągle świeże dozy cieczy przesyconej, zostaw iającej swoje przesycenie n a krysztale. P rąd y unoszące się czynią roz
tw ór mniej stężonym, dochodzą poczęści do samej powierzchni płynu, odbijają się od niej i rozchodzą się w górnych warstwach; te ostatnie s ta ją się coraz mniej przesyconemi i to zm niejszanie się konceutracyi przechodzi drogą dyfuzyi coraz to niżej i prąd y przypły
wające do kryształu przynoszą mu coraz mniej przesycenia.
Tym czasem k ry ształ powiększa się. Ogól
na szybkość przyrostu zwiększa się, w m iarę zwiększania się jego powierzchni; z drugiej jed n ak strony musi się ona zmniejszać z po
wodu słabnięcia roztworu przesyconego. Dwa to czynniki działają razem , ale z początku przeważa pierwszy, ta k że kryształ w pierw
szych chwilach rośnie bardzo powoli, chociaż przesycenie roztw oru je st duże, powierzchnia jego nieznaczna mało m a energii, mało od
biera przesycenia i wzbudza przeto słabe prądy. K iedy k ry ształ nieco podrośnie, wzbudza coraz silniejsze prądy i powiększa się bardzo szybko. G dy prąd y zaczną słab nąć, przyrost staje się znów coraz słabszym;
lecz w tym razie działa juź czynnik drugi—
zmniejszanie się przesycenia. Z biegiem sprawy strum ienie s ta ją się coraz krótsze, nie dochodzą do górnej powierzchni płynu, wreszcie znikają. N astępuje chwila, nazy
w ana błędnie końcem przyrostu. Roztwór je s t jeszcze i wtedy przesycony, gdyż po ru szony, skłócony z okrucham i soli wydziela z siebie dużo drobnego proszku kryształow e
go, jed n ak k ry ształ jak b y nie rośnie. T ak się wydaje na pierwszy rz u t oka; rośnie on, ale nadzwyczaj wolno. Im przesycenie b a r dziej się zm niejsza, tem trudniej odpływa dogóry w arstw a roztw oru odżywiająca krysz
ta ł, gdyż coraz mniejszą staje się różnica ciężarów właściwych. N akoniec n astępu je chwila, gdy warstew ka ta juź nie będzie w stanie unieść się dogóry, gdyż zanim się
') To znów dow odzi nam , że ro z tw ó r nie m o
że sta ć się niedosyconym be* p o d n iesien ia te m p e r a tu r y .
N r 33. W SZECHSW IAT. 521 uniesie, ju ż przez dyfuzyą, zrówna się co do
swej gęstości z roztworem otaczającym. S ło wem, od chwili, kiedy szybkość przypływu j przesycenia z powodu dyfuzyi będzie równa szybkości asymiłowania go przez kryształ, prądy znikną i tera z dopiero kryształ zacz- ; nie rosnąć tylko przez dyfuzyą, pod wpływem prądów dyfuzyjnych. T ak i przyrost odbywa się nadzwyczaj wolno; wiemy, ja k wolno działa dyfuzya wogóle, a tem bardziej pomię
dzy roztworam i tej samej substancyi, różnią- cemi się bardzo nieznacznie swojem stę
żeniem.
Rzeczywisty koniec p rzyrostu następuje wtedy, gdy cały przesycający nadm iar soli przejdzie ze stanu płynnego w stan stały.
A le choćbyśmy największy kry ształ wyhodo
wali, możemy go jeszcze dalej powiększyć, włożywszy w roztw ór przesycony lub dolaw- j szy do pierwotnego ługu macicznego roztwo- | ru przesyconego. I jeżeli zazwyczaj o trzy mujemy jedne ciała w m ałych inne zaś w du żych kryształkach, to nie leży to w naturze tych kryształów, ale tylko w ich rozpuszczal
ności. Sól kuchenna rozpuszcza się prawie jednakowo w zimnej i gorącej wodzie, wsku
tek czego nie można otrzym ać roztworu mocno przesyconego i kryształy zeń powstałe odżywiają się krótko i w yrastają m ałe.
W przeciwnym razie, gdy w m ałej objętości płynu możemy zawrzeć dużą ilość przesyce
nia (podnosząc tem p eratu rę w roztworach soli, której rozpuszczalność z tem p eratu rą znacznie w zrasta) wtedy możemy otrzym ać kryształy duże.
Kończąc a rty k u ł niniejszy, zwx-óćmy jesz
cze uwagę na kwestyą rozm aitej szybkości przyrostu różnych ścian kryształu.
Sole zbliżonego do siebie składu, np.
(N H ł )2Z n ( S 0 4)J . 6H 20 i (N H 4) 2F e (S O ł ) ; i . 6 H 20 , d a ją jednakow e lub zbliżone do siebie krysz
tały. Związki tak ie nazywamy izomorficzne
mu M ają one tę własność, że gdy kryształ jednego z nich zanurzymy w roztw orze d ru giego, rośnie on dalej tak ja k w swoim własnym rozczynie. T ak a właśnie krystali- zacya pozwala nam zmierzyć bardzo dokład
nie szybkość, z ja k ą n a ra sta ją warstwy sub
stancyi stałej na rozm aitych płaszczyznach.
Gdy kryształ soli (N H ł)2Z n (S O ,)2 zakresko- wany na figurze 10, zanurzym y w roztworze (N H j)2F e (S 04)2 , wtedy po pewnym czasie
narośnie w arstew ka soli żelaznej. Dopóki warstewka ta je s t cienka, trudno nam sądzić 0 względnej szybkości przyrostu płaszczyzn, lecz gdy pozwolimy kryształow i dłużej pozo
stać w roztworze, przekonam y się, że zmieni on zupełnie swoję formę, ja k to widzimy na fig. 11. Płaszczyzny a rosn ą najwolniej, gdyż narosła n a nich warstewka nieznaczna w tym samym przeciągu czasu, w którym na b pow stała ju ż znacznie grubsza; zaś w kie
runku c k ryształ ta k energicznie przyciągał przesycenie, że te płaszczyzny zupełnie z a rosły. Używamy tu dwu soli, abyśmy mogli zauważyć miejsce, skąd zaczyna się przyrost z początkiem naszego doświadczenia. Jeżeli taki kryształ przepiłujem y i zmoczymy roz
tworem t. zw. soli czerwonej (cyanku potasu 1 żelaza) warstw a soli źelazno-amonowej po
kryje się osadem ciemno-granatowym i gra-
Fig. 11.
nica pomiędzy solą żelaznoamonową i cynko- wo-amonową zaznaczy się bardzo wyraźnie.
To samo otrzym ać można z ałunam i i z in
nemi solami izomorficznemi, pam iętać tylko należy o tem, aby na jąd ro kryształu używać soli, m ającej słabszą rozpuszczalność, zaś na jego skorupę soli rozpuszczającej się łatw iej.
W tedy tylko ją d ro od skorupy wyraźnie się oddziela. Gdybyśmy zaś postąpili odwrotnie, zdarzyć się może, że jąd ro łatwiej rozpusz
czalne będzie się rozpuszczało naw et w prze
syconym roztw orze drugiej soli. Nie otrzy
mamy wtedy wyraźnej granicy pomiędzy dwiema solami, ale jed na będzie przechodzić w d ru g ą stopniowo, dając szereg mieszanin izomorficznych. Sól bowiem łatwiej rozpusz
czalna musi wpierw nasycić sobą roztw ór i wtedy dopiero sól drug a będzie się na po
522 WSZECHSW IAT N r 33.
zostałem ją d rz e osadzała. Otóż tego rodza
ju doświadczenia pozw alają bardzo dokładnie określić względną szybkość przyrostu rozm ai
tych płaszczyzn kryształu, a to przez m ierze
nie grubości skorupy przyrosłej i przyjęcie szybkości jednej z płaszczyzn za jedność po
równawczą.
A le, ja k przypominamy sobie, prąd y kon
centracyjne spraw iają, że płaszczyzny nachy
lone do dna naczynia pod kątem rozw artym , rosną szybciej niż tak ie sam e płaszczyzny, tw orzące z dnem naczynia k ą t ostry. S tąd wniosek, że trzeba, ja k to zaznaczonem już było, porównywać p rzyrost płaszczyzn je d n a kowo do kierunku prądów nachylonych. Nie- zawsze jed n ak postać k ryształu pozw ala na tak ie jego umieszczenie w roztworze. M oże
my jed nak wyzwolić k ry sz ta ł od wpływu p rą dów koncentracyjnych, które zgubnie dzia
ła ją na jego regularność, przez urządzenie krystalizacyi w ruchu. U skutecznia się to w taki sposób. O sadza się k ry sz ta ł (a) (fig. 12) w oprawie (b) z dru tu , k tó ra razem z pręcikiem (c) przylepia się lakiem do szkla
nej pokrywki (d ). W naczynie E wlewa się roztw ór soli, zanurza się k ry sz ta ł przymoco^
wany do pokrywki; przestrzeń pomiędzy b rz e
giem naczynia i pokryw ką wypełnia się gu mowym pierścieniem ( f ) i cały ten przyrząd um ieszcza się w ram kach zapomocą śrubek g. R am ki m a ją osi h, które opierają się n a panew kach A;; osi te można połączyć z j a kimkolwiek m otorem (np. z zegarem), który j cały układ będzie obracał. K ry s z ta ł rośnie i w zbudza prądy. P rą d y te unoszą się ciągle w górę, lecz płyn, dotykający ścian naczynia, pozostaje bez ruchu; obraca się tylko k ry sz
ta ł wraz z całym przyrządem . Płaszczyzny jego nachylone są do prądów coraz to pod innym kątem , a więc wszystkie rosną w je d nakowych warunkach. Sposób ten daje do
skonałe rezultaty, pozwala bowiem porówny
wać wszelkie płaszczyzny danego kryształu.
I tu dopiero widać doskonale, że płaszczyzny jednej postaci krystalograficznej otrzym ują jednakow ą warstwę przyrostu, zaś płaszczyz
ny postaci różnych m ają przyrosty rozmaite, pozostające w stałym pomiędzy sobą stosun
ku. Doświadczenia te m ają jeszcze inną d o niosłość : zbijają one przekonanie, że k ry sz
ta ł do swojego prawidłowego rozwoju po
trzebuje koniecznie bezwzględnego spokoju.
W arstw a, pow stała n a krysztale w ruchu, odznacza się nadzwyczajną przezroczystością, ścisłością, płaszczyzny jej są zazwyczaj b a r dzo gładkie i błyszczące, pomimo dosyć n a wet mocnego przesycenia roztworu S tą d widać, że ruch sprzyja i sprowadza krystali- zacyą prowidłową.
W ruchu obrotowym k ryształ miesza warstwy płynu rozmaitego ciężaru w łaści
wego, czem ułatw ia dopływ osadzającego się nadm iaru soli; niem a przeto wirów w p r ą dach, niem a też i prądów, któ re omywają płaszczyzny kryształu, aby regulow ać odży
wianie rozm aitych jego ścian; cała powierzch
nia jego jednakowo je s t zaopatrzoną w do
pływ osadzającej się soli.
T ak a więc je s t m etoda badania względnej szybkości przyrostu płaszczyzn krystalicz
nych. Z e kryształy rosną w rozm aitych kierunkach z niejednakową szybkością, je stto naturalny m wynikiem ich t. zw. anizotropiz- mu, t. j. własności rozm aitego zachowywania się względem czynników fizycznych, d ziała ją
cych na nie w niejednakowych kierunkach.
Stosunkow a szybkość przyrostu dwu płasz
czyzn danego kryształu zależy przedewszyst- kiem od tej siły, z ja k ą te płaszczyzny przy
ciąg ają do siebie ług maciczny, z ja k ą ten płyn do nich przylega. Im silniej roztwór je st przyciągany, w im ściślejszy związek on wchodzi z d an ą płaszczyzną, tem en er
giczniej odciąga ona odeń przesycający n a d m iar soli. A siła ta nasam pierw zależy od tego, czy gęsto czy też rzadko ułożone są I cząsteczki k ry ształu n a danej płaszczyznie.
K ry sz ta ł wszakże ma budowę siatkową; je żeli więc g ru pę cząsteczek siatkowo ułożo
N r 33. W SZECHSW I AT. 523 nych zam ykają płaszczyzny pod rozmaitemi
kątam i do siebie nachylone, to rozm aite sze
regi cząsteczek będą się względem nich zn a j
dowały w rozm aitej odległości. W idzim y to n a fig. 13 (w p rz e k ro ju ): płaszczyzna a je st najgęściej zasiana cząsteczkam i, mniej ich leży na płaszczyznie l, jeszcze rzadziej leżą n a c, e i d. W płaszczyznie najgęściej za
sianej cząsteczkami siły cząsteczkowe nie m ogą wykonywać żadnej pracy, gdyż prze
strzenie pomiędzy cząsteczkam i nie mogą być zmniejszone więcej; energia potencyalna t a kiej płaszczyzny je st minim alna. Z aś w m ia
rę zwiększania się przestrzeni międzycząs- teczkowych na ścianie kry ształu zwiększa się energia jej powierzchni. Słowem, im gęściej ułożone są cząsteczki n a danej płaszczyznie krystalicznej, tem silniej łu g maciczny do niej przylega, tem wolniej ona rośnie '). T ak
naprzykład, wnioskując z łupliwości i układu krystalograficznego, wyprowadzono układ cząsteczek kryształów ałunu i stwierdzono, że n a tych kry ształach najgęściej pokryte cząsteczkam i są płaszczyzny ośmiościanu, rzadziej sześcianu, najrzadziej zaś płaszczyz
ny dwunastościanu. Szybkość zaś przyrostu je s t właśnie odw rotna : w czystym wodnym roztworze ałunu (żelazno-amonowego, ten bowiem tylko je st dotąd zbadany) płaszczyz
ny sześcianu rosną 4 'f2 raza, a płaszczyzny dwunastościanu 9 razy szybciej niż płaszczyz
ny ośmiościanu. T ak więc szybkość przy
rostu zależy od siły przylegania ługu ma-
') G ęstość u k ła d u czą ste c z e k n a danej ścianie k ry s z ta łu nazyw am y j e j g ę sto śc ią r e ty k u la r n ą .
cicznego, ta zaś siła w czystym roztworze zależy od wyżej objaśnionej gęstości retyku- larnej płaszczyzn. Ale to przyleganie zmie
nia się ze zmianą natury chemicznej ługu macicznego. Jeżeli czysty roztw ór ałunu, który z natury swej je st kwaśny, uczynimy obojętnym, zmieniamy przyleganie roztw oru do kryształu. Silniej tu przejaw ia się po- krewność chemiczna pomiędzy daną p łasz
czyzną i roztworem, niż działanie jej gęstości retykularnej i ju ż taki roztw ór neutralny mocniej widocznie przylega do płaszczyzn ośmiościanu niż sześcianu, gdyż w alkalizo- wanym roztworze ałunu płaszczyzny sześcia
nu wolniej rosną niż płaszczyzny ośmiościanu.
Zapewne cząsteczki kryształu m ają pewną chemiczną polarność i zwrócone są do jed-
| nych płaszczyzn zasadowemi grupam i lub j atom am i do drugich zaś kwaśnemi. To moż- i na przypuszczać i na zasadzie traw ienia kryształów. Stężony roztwór sody daleko j szybciej zgryza płaszczyzny sześcianu na j kryształach fluorytu (C aF 2) niż płaszczyzny j dwunastościanu, zaś kwas solny działa naod- wrót. Zm iany postaci kryształów od zmiany i chemicznej n atu ry ługu macicznego są licz- 1 nie stwierdzone. Siarczan magnezu krysta-
| lizuje się ze swego czystego roztw oru w d łu gie pryzm aty o niedokładnych zakończeniach.
Jeżeli zaś dolejemy do tego roztworu bo
raksu, to otrzym amy kryształy w krótkich pryzm atach zakończonych zbiorem bardzo wielu doskonałych płaszczyzn. D alej po
wszechnie znany przykład soli kuchennej, której kryształy są sześcianami, zaś z ro z
tworu zaprawionego mocznikiem otrzym ują się ośmiościany. Ostatniem i czasy otrzym a
no kryształy soli kuchennej we wszystkich prawie formach układu prawidłowego, doda
ją c do jej ługu macicznego ciał takich, ja k kwas solny, wodan sodu, chlorek wapnia, chlornik żelaza, chlornik glinu, chlorek m an
ganu, niklu, kadm u, rtęci, ołowiu, kwas fos- forny, kwas borny i wiele innych. R ozbiór chemiczny kryształów , otrzym anych z takich zaprawionych roztworów, dowodzi, że do
mieszki te nie wchodzą wcale do kryształu.
Z m ieniają one tylko stosunek roztworu do ciała rosnącego kryształu, czynią go mniej lub więcej przylegającym doń w rozm aitych kierunkach. W ięc też w tych kierunkach, w których czysty roztw ór przylega mocno,
524 W SZECHSW IAT. JSr 33.
kryształ rośnie szybko i powstaje k ą t lub krawędź, roztw ór zaś z domieszką przylega słabiej i pozwala na zjawienie się płaszczyz- ny> gdyż przyrost w kierunku do niej p ro sto padłym odbywa się wolniej.
Otóż więc widzimy, że ca ła postać krysz
tału je st rezultatem działania nań roztw oru podczas jeg o rozwoju i przyrostu. Niewiele dotąd zrobiono w badaniu stosunku kryształu do jego ługu m acicznego, ale gdy um ysł i p raca ludzka w tę stronę skieruje swoje wysiłki, napewno znajdzie dużo ciekawych i nauczających zjawisk i zależności pomiędzy niemi, rozwiąże wiele zagadek dzisiejszej m i
neralogii, a być może naw et wyjaśni, dlacze
go dany związek chemiczny krystalizuje się tak a nie inaczej.
Z ygm unt Weyberg.
W . O S T W A L D .
0 powstawaniu i przemianach ciał stałych:
I. Przechłodzenie i przesycenie.
K ró tk ą wzmiankę, podaną przed pewnym czasem w kronice naukowej naszego pism a, dopełniam y obecnie obszerniejszem stre sz czeniem ciekawych i ważnych a na nowej metodzie opartych badań z zakresu chemii fizycznej.
F a k ty z rozm aitych dziedzin chemii fizycz
nej zdają się zgodnie stw ierdzać przypusz
czenie hypotezy atom istycznej, że przy b a r
dzo znacznem rozdrobnieniu własności m ate- ryi ulegają zm ianie : objętość i m asa u stę
p u ją na drugi plan, gdy tymczasem na pierw szy—w ystępują własności powierzchni. N a zasadzie różnych niezależnych od siebie spe- kulacyj, opartych na rozm aitych w łasnościach ciał, van der W aals, M axwell i inni sta ra li się wyrachować przypuszczalną wielkość i cię
ż a r pojedyńczych cząsteczek i otrzym ali zgodnie cyfrę ] ,7 X 10“ 8 cm, ja k o średnicę cząsteczki wodoru, i 17 X l u ~ 22 mg, jak o ciężar tejże *). D la innych ciał otrzym ać
>) O stw ald : L e h rb . d. allg em . C hem ie, t. 1^
s tr . 2 2 2 , 5 4 0 . — N e rn st : T h e o re tisc h e C hem ie, s t r . 3 3 2 .
musimy wielkości podobne. Bezpośrednią m etodą stwierdzić prawdziwości ich dotąd nie zdołaliśmy : o oglądaniu cząsteczek pod mikroskopem oczywiście mowy b jć nie może, gdyż wielkości, o których mowa, mniejsze są od długości fali św iatła. Lecz i metody an a
lityczne zbyt m ało są czułe dla wykrycia tak drobnych ilości. Nową m etodę w tym kie
ru nk u zastosow ał w badaniach swych O st
wald, ro zp atru jąc własności roztworów p rze
syconych.
Jeżeli stopimy jakiekolwiek ciało i pozwo
limy mu stygnąć powoli, to przejście płynu w stan stały nie odbędzie się w tem peraturze topienia, lecz w tem peraturze znacznie niż
szej : możemy w taki sposób długo utrzym y
wać tem p eratu rę wody póniźej zera; płyn znajdujący się w tym stanie nazywamy prze- chłodzonym. Podobnie możemy roztw ór n a
sycony przy pewnej tem p eratu rze ostrożnie ochłodzić o p arę stopni i choć się rozpusz
czalność substancyi przez to zmniejszy, nie zauważymy zupełnie krystalizacyi; w zaluto- wanej rurce możemy roztw ór tak i przecho
wywać la ta całe, w strząsać go—mimo tego nie ukaże się ani jeden kryształek : roztw ory takie noszą nazwę przesyconych.
N atom iast dość je st wrzucić do podobnego płynu odrobinę tejże substancyi w stanie s ta łym , a wnet rozpocznie się krystaliza- cya, k tó ra mniej lub więcej szybko sprowadzi stan równowagi. M am y tu więc niezm iernie czuły odczyn na ciała stałe. A u to r wziął kwestyą w sposób konkretny : ja k wielkiem musi być ciało stałe, aby było jeszcze w s ta nie sprowadzić zastygnięcie płynu przechło- dzonego. P rzy tej sposobności zajął się b a daniem ogólnych własności tego stanu ciał.
S ta n ten a u to r nazywa stanem równowagi niestałej i odróżnia podług analogii m echa
nicznej równowagę n iestałą od chw iejnej, W pierwszym stanie możemy w strząsać płyn, wprowadzać do niego różne ciała stałe : nie n astęp uje mimo tego żadna zmiana, dopóki nie wprowadzimy tego ciała, które ma po
wstać; w stanie równowagi chwiejnej zm iana może nastąpić bez widocznych pobudek ze- , wnętrznych. A nalogią pierwszego stan u wi
dzimy w równowadze wysokiego pryzm atu, ' postawionego na wąskiej podstawie, drugiego
zaś w równowadze ostrosłupa, stojącego na
j wierzchołku. Pierwszy przypom ina zjawiska
N r 33. W SZECHSW IAT. 5 2 5
biologiczne, w których organizm powstać może tylko z zarodka tegoż organizm u,—
drugi przedstaw ia analogią samodzielnego powstawania organizmów—jakiego możliwość dawniej przypuszczano—generatio spontanea.
W ogóle płyn przechładzany przedstaw ia n a przód stan równowagi niestałej i dopiero przy dalszem przechładzaniu przechodzi w stan chwiejny : pomiędzy jednym a drugim istnie
je prawdopodobnie ścisła granica.
A u to r podaje zarys teoryi obu tych stanów na zasadzie analogii z przejściem ciał ze s ta nu lotnego w ciekły. Jeżeli narysujem y krzy
wą, przedstaw iającą zależność objętości od ciśnienia w tem peraturze stałej, czyli t. zw.
izotermę dla jakiegokolwiek płynu lub gazu poniżej tem peratury krytycznej, to otrzy
mamy obraz następujący *): od A do B mamy tylko p arę płynu : zmniejszeniu ciśnie
nia odpowiada zwiększenie objętości podług praw a Boylea (pv — const.); punkt B odpo
wiada stanowi pary nasyconej; dalsze zmniej
szanie objętości odbywa się przy ciśnieniu stałem , odpowiadającem ciśnieniu pary—aż cała p a ra zostanie zgęszczona—w punkcie C;
tu ta j znacznemu zwiększeniu’ciśnienia odpo
wiada nieznaczne zmniejszenie objętości, sto sownie do małej ściśliwości cieczy.
Z równania van d er W a alsa wynika n a stępujący przebieg izoterm y : A B ^aC D ; przypuszczać więc należy, że prócz prostej BC, możemy gaz przeprow adzić w stan ciek
ły w sposób ciągły, mianowicie po krzywej
') O stw ald : L e h rb . d. allgem . C h em ie, t. I, e tr. 2 5 7 .
B^aO. Jak o ż w istocie część krzywej, Bp i Ca daje się zrealizować : jestto z jednej strony stan przechłodzonej pary (Bp), z dru- g iej—przegrzanego płynu. Oba te stany odpowiadają stanowi równowagi niestałej.
K rzyw a a[3 natom iast zrealizować się dotąd nie dała, odpowiada ona, ja k twierdzi O st
wald, pojęciu równowagi chw iejnej: w yobra
ża ona stan nienorm alny, w którym zm niej
szeniu ciśnienia odpowiadać m a zmniejszenie objętości.
W zastosowaniu do przejścia ze stanu płynnego w stały, posługiwać się będziemy innemi p aram etram i, gdyż zależność ciśnie
nia od objętości mniej nam jest w tym przy
padku znana : zakładam y jak o odciętą tem peratu rę, jak o rzędną objętość. A nalogicz
na krzywa przedstawi się w formie, w yobra
żonej n a fig. 2 : punkt B je st punktem
topliwości, CyP—jestto stan przechłodzony i mianowicie C f—stan równowagi niestałej, Yp—chwiejnej.
Jeżeli zważymy ja k ą doniosłość miały wy
wody powyższe dla teoryi cieczy, k tó rą z a wdzięczamy van d er W aalsowi, to zrozum ie
my znaczenie wywodów O stw alda : znajduje się w nich może zaczątek teoryi ciał stałych dzisiaj tak ciemnej.
W dalszym ciągu au to r wyprowadza nie
które ciekawe własności stanów przesyco
nych, ciśnienie pary, rozpuszczalność i inne, na zasadzie term odynam iki, które tu jako zbyt specyalne pomijamy, odsyłając czytelni
ków do oryginału. Zwrócić jeszcze musimy jed n ak uwagę na jedno prawo, jak ie wykrył Ostw ald w swych badaniach: jeżeli ciało stałe istnieje w dwu modyfikacyach, to przy zasty-
5 ^ 6 W SZECH ŚW IA T. N r 33.
ganiu pow staje zawsze m odyfikacja najm niej stała, choć punkt topliwości jej niżej leży, niż pu nkt topliwości innych. Z nany je st przykład siarki, k tó ra krystalizuje ze stopu w formie monoklinicznej; ta zaś następnie przechodzi w formę rom biczną. P raw o po
wyższe je s t specjalnym przypadkiem jeszcze ogólniejszego praw a, które orzeka, źe : przy jakiejkolwiek zmianie stan u , powstaje nie stan najbardziej stały, lecz najbliższy p ier
wotnemu; czyli w dokładniejszej fo r m ie : pow staje nie to ciało, k tó re posiada n a j
m niejszą ilość energii ze wszystkich możli
wych, lecz to, które posiada z powstałych najwięcej energii. N a poparcie tw ierdzenia tego au to r przytacza znaczną ilość p rz y k ła dów znanych każdem u chem ikow i: np. jeżeli strącim y kwas benzoesowy z roztw oru soli tegoż, otrzym ujem y go w stanie płynnym — w zwykłej tem peraturze; p a r a fosforu zgęsz- cza się poniżej tem peratury topliwości w kształcie kuleczek stopionych fosforu i t. d.
O to główne punkty części teoretycznej pracy; co dotyczy części doświadczalnej, po lega ona wyłącznie n a badaniu granicy wiel
kości ciał stałych. W rozdrabnianiu sub- stancyi Ostw ald posługiw ał się m etodą ho- meopatów : rozcierał g ram substancyi z 10 g kw arcu (lub cukru mlecznego), g ram m iesza
niny— znowu z 10 g kw arcu i t. d. 'W ta k i sposób otrzym ał mieszaniny D l , D 2, D 3, w których zaw artość substancyi wynosiła 10_1 g , 10~2 g , 1 0 ~ 3 g i t. d. W niektórych razach rozpuszczał substancyą w wodzie i wy
parow yw ał roztw ór na łyżeczce platynow ej.
P ew ną ilość proszku w prow adzał następnie do roztw oru przesyconego i b ad ał, czy n a stępuje krystalizacya. T ab elk a poniższa
■przedstawia otrzym ane rezultaty.
S a lo l...
Salol po 2 dniach N adchloran po
tasu (K C 104)
„ wyparowany A łu n potasowy . A łu n amonowy . Sól S eig n ettea . B o ra k s...
Chlorek b ary tu .
Sprowadza krystalizacją
D 5 — 1 0 - 9 g D3 — 1 0 - 7 g
1 0 -9 9 10~w g 1 0 -1 2 9
10~12
g
D 5- D 8 D 8
D 8 - 10- 12#
D 7 — 1 0 - 11 g D 8 - 10- 12#
Nie sprowadza krystalizacji
D 6—10—10 g D 4 —1 0 - 8 g D 6— 1 0 - 8 g
10-119 D 10- 10- 14^
D 1 0 -1 0 -14 <7 D 10- 10- 14^
D 8— 10~ 12 <7 D9 —10“ 13 g
G ranica działania nie je s t dla rozm aitych ciał ta sama; dla ciał lotnych leży ona niżej niż dla ciał nielotnych. C iała izomorficzne sprow adzają krystalizacyą roztworów ciał izomorficznych (ałuny); granica działania ich je s t identyczna z granicą działania substan
cyi rozpuszczonej.
M etody powyższe n a d a ją się do zastoso
wania : popierwsze w analizie, podrugie zaś jak o probierz izomorfizmu.
(Z e itsc h r. f. p h y s. C hem ., t. X X II, 2 8 9 , 1 8 9 7 r.) . M. C.
K R O N I K A N A U K O W A .
— D ziałanie ś w iatła na dyastazę. W e d łu g s p o s trz e ż e ń B ro w n a i M o rrisa ilość d y a sta z y w ro ślin a c h u le g a w ahaniom p o d c z a s o k re su do
bow ego; j e s t o n a najw iększą, ra n o , n a jm n ie jsz ą w ieczorem , zw łaszcza p o w ielogodzinnem ośw ie
tle n iu slonecznem . P rz e z tr z y u b ieg łe l a t a p a n G re e n w y k o n ał szereg d ośw iadczeń w celu p r z e k o n a n ia się, czy zm n iejszan ie się ilości d y a sta z y p o ch o d zi z d z ia ła n ia niszczącego św ia tła n a e n zym , p o d o b n ie j a k to się d z ie je z d ziałan iem ś w ia tła n a m ik ro o rg a n iz m y . W y s ta w ia n o r o z m a ite ro z tw o ry z a w ie ra ją c e d y a sta z ę n a w pływ ś w ia tła b iałeg o lu b n a d z ia ła n ie p o je d y n c z y c h części w idm a słonecznego, a n a stę p n ie b a d a n o fe rm e n ta c y jn ą siłę ro z tw o ró w w zględem ro z tw o ró w m ącz k i o zn an ej z a w a rto ś c i. Z w ielu d o k o n a n y c h d o św iad czeń o k azało się, że p o d w p ły w em całego w id m a n a s tę p u je po k ilk u god zin ach z n iszczen ie d y a sta z y w ilo ści 2 0 do 6 0 ° /o. G dy p r z e z zasto so w an ie n aczy ń szk lan y ch p o w s trz y m an o p ro m ien ie pozafioletow e, sp o strz e g a n o n a p rz ó d p rz e z czas pew ien z n aczn y p rz y b y te k d y a s ta z y , lecz p ó źn iej po k ilk u d n io w e m d z ia ła n iu s to p n io w y n a stę p o w a ł u b y te k , w reszcie z u p e łn y z a n ik d y a sta z y . Z ap o m o cą o d p ow iednich e k ra nów podzielo n o w idm o n a p ięć o dcinków : c z e r
w ony, p o m arań czo w y , zielony, b łę k itn y i fioleto
w y. P ro m ien ie po zaczerw o n e, czerw one, p o m a rań c z o w e i b łę k itn e d aw ały p rz y b y te k w ilości 1 0 ,8 , 5 3 ,5 , 4 ,7 5 i 2 0 ,8 ° /o d y a sta z y ; zielo n e s p ra w iły u b y te k 1 4 ,7 ° /0, a fioletow e ró w n ież d z ia ła ły z m n ie jsz a ją c o n a ilość d y a sta z y . L iś ć żyw y b y ł b a d a n y w ed łu g te j sam ej m eto d y co i w yciągi d y a s ta z y i o trz y m a n o w ty m p rz y p a d k u r e z u lta ty z u p e łn ie z pow yższem i an alo g iczn e.
O gólny r e z u l ta t d o św iad czeń p ro w a d z i do w nios
k u , że w liśc iu i w w yciągach z n a jd u je się p ew n a
