PRENUMERATA „WSZECHŚWIATA“ . W Warszawie: ro c z n ie r b . 8, k w a rta ln ie r b . 2.
Z przesyłką pocztową ro c z n ie r b . 10, p ó łr . r b . 5.
PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W R e d ak cy i „ W s z e c h św ia ta " i w e w sz y stk ic h księgar*
n ia c h w k ra ju i za g ran icą.
JSTa. 4 6 (1640).
W a rs z a w a , dnia 16 listo
TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM:
R e d a k to r „ W szech św iata'* p rz y jm u je ze sp raw am i re d a k c y jn e m i c o d z ie n n ie od g o d z in y 6 d o 8 w ieczo rem w lo k alu re d a k c y i.
A d r es R ed a k cy i: W S P Ó L N A .Ni. 37. T elefon u 83-14.
S T U D Y U M K R Y T Y C Z N E N A D M O Ź L I W E M I P R Z Y C Z Y N A M I M A G N E T Y Z M U Z I E M S K I E G O .
1. Zm iany, j a k im podlega igła m a g n e sowa, były b a d a n e w ciągu l a t o sta tn ic h z ro zm aity ch p u n k tó w widzenia, ale sam p ro b le m at przyczyn m a g n e ty z m u ziem
skiego nie b ył rozw ażany. J e s t to s k u t kiem, zapew ne, tego, że żadna z d o t y c h czasow ych teoryj m a g n e ty z m u z iem sk ie
go w obecnym s ta n ie te c h n ik i la b o ra to ry jn e j nie może być s p ra w d zo n a d o św iad czalnie, ale jeszcze bardziej, sądzim y, s k u tk ie m teg o, że trudn o ści, z k tórem i się o s w ajam y, p r z e s ta ją nas d rażnić i n ie pokoić.
Nie podam y tu ta j nowej teoryi m a g n e ty zm u ziemskiego, ro zw a ży m y ty lk o r ó żne hyp o tezy , dotyczące tego z a g a d n ie nia, i jeżeli w s k a ż e m y przez to g ranice w yboru, cel niniejszego a rty k u łu , będzie osiągnięty.
O kreślm y naprzód n a czem poleg a z a gadnienie. W iem y, że ziemia zachow uje się j a k m ag ne s, k tó re g o oś n a ch y lon a j e s t w zględem osi g eograficznej o k ą t blizki 12°. Czy to praw ie zlanie się dwu
osi j e s t przy p a d k o w e? Gdyby t a k było, p ro ble m at b y łb y wielce uproszczony. W y s ta rc zy ło b y przypuścić, że w łonie ziemi z n a jdu je się żelazo w sta n ie , k t ó r y po
zwala m u zachow ać m ag n e ty zm n a b y ty . Jeżeli zaś położenie d w u osi nie j e s t przyp adkow e, te o ry a m ag n e ty z m u z ie m skiego m u sia ła b y położenie to w y t ł u m a czyć. Otóż w iększość uczonych sk ła n ia się raczej k u p rzypuszczeniu, że to po
łożenie nie j e s t p rzyp adko w e. W s k a z u ją to zmiany, k tó re zachodzą w położeniu osi m ag n e ty cz n e j w zględem osi g e o g ra ficznej. Z m iany te zd a ją się być tego rodzaju, j a k g d y b y oś m ag n e ty c z n a o b ra cała się koło osi kuli ziemskiej. Nie m a my n a to jeszcze w y s ta rc z a ją c y c h dow o
dów, ale nie możemy nie liczyć się z a r
g u m e n ta m i n a korzyść o sta tn ie g o przy
puszczenia d -ra H e n r y k a W ildego i in nych. P rz ejdź m y t e r a z do rozw ażan ia poszczególnych hypotez.
2. W a rto ś ć liczbowa śre d n ie g o n a tę
żenia ziemskiego pola m ag n e ty cz n e g o
wynosi 0,08 j e d n o s te k C. G. S. P r a w d o
podobnie najw yższe na tę ż e n ie m a g n e t y
czne, j a k i e m o g lib y śm y udzielić kuli, nie
j e s t wyższe od 100. Jeżeli przyjm ie m y
tę liczbę, to kula żelazna tej samej obję-
722 WSZECHSWIAT JSTe 46
tości, co ziemia, m ia ła b y m o m e n t m a g n e t y c z n y przeszło 1000 ra z y w iększy oc tegoż m o m e n tu ziemi. Ż eby więc w y j a śnić is tn ie n ie pola m a g n e ty c z n e g o ziemi, w y s ta rc z y ło b y założyć, że w ionle ziemi z n a jd u je się n iew ie lk a sto su n k o w o ilość
"żelaza silnie n a m a g n e s o w a n e g o , lub z n a czna słabiej n a m a g n e s o w a n e g o . J e d n a k że tak ie tłum aczenie m a g n e t y z m u ziem skiego j e s t naogół o d rzu c a n e , wiemy bo
wiem, że żelazo w n a s z y c h p r a c o w n ia c h tra c i w łasności m a g n e ty c z n e w t e m p e r a tu rz e blizkiej 785°, te m p e r a t u r z e t a k z w a nej — k r y ty c z n e j, a t e m p e r a t u r a t a po w inna istn ieć w s k o ru p ie z ie m sk ie j n a w et n a n ie z b y t znacznej głębokości.
Z d ru g ie j j e d n a k s tr o n y olbrzym ie c iś n ie nie, k tó re m u j e s t p o d d a n e żelazo w g łę bi ziemi, może zm ie n ia ć w ten sposób j e g o budowę cząstec z ko w ą , że z a cho w u je ono mimo w s z y stk o sw oje w łasn o ści m a g n e ty c z n e .
Z o b a c z m y np., j a k i by łb y w pływ ci
ś n ie n ia n a t e m p e r a t u r ę k r y ty c z n ą , j e ż e li p r zy p u ś c im y , że t e m p e r a t u r a ta zależy p rze de w sz y s tk ie m od odległości m iędzy cząsteczk am i.
Oznaczmy przez a w sp ó łc zy n n ik ro z szerzalności w te m p e r a t u r z e k r y ty c z n e j, p rze z p opór s t a w i a n y zm ianie objętości.
J e ż e li z w ię k s z y m y te m p e r a t u r ę d anego k a w a ł k a żelaza o dt, to j e d n o s t k a o b ję tośc i j e g o zw ię k sz y się o a . dt; żeby p rzyw ró cić tę o bjętość do p ie rw o tn e j w artości, trz e b a p o d d a ć ciało c iśnie n iu dp tak ie m u , żeby dp . p - 1 = a . dt. S tą d cip = a • p. Ilo czy n a . p m a w arto ść
około 45 . 106 w t e m p e r a t u r a c h z w y k łych. Jeżeli w a rto ść ta m niej więcej p o z o s ta je tą s a m ą i w t e m p e r a tu r z e k r y tyczn ej żelaza, p o w ię k sze n ie ciśn ie n ia o 100 a tm o s fe r spow o d ow ało b y z w ię k s z e n ie t e m p e r a t u r y k r y ty c z n e j o dw a s t o p nie.
P r z y jm u ją c , że t e m p e r a t u r a w z r a s ta w g łą b ziem i o 0,03°C n a m e t r w pobliżu pow ierzch ni ziem i, i że p rze w o d n ic tw o cieplne żelaza j e s t 16 r a z y n a jm n ie j w i ę k sze od p r z e w o d n ic tw a s k a ł zw y k ły c h , z n a jd u je m y , że n a głębokości, z w ię k s z a j ą c e j ciśnienie o 100 a tm osfer, t e m p e r a
t u r a w z r a s ta o 0,25° tylko. W idzimy więc, że p r z y jm u ją c nasze założenie, w y sta rc zyłoby, ab y w p ły w ciśnienia ró w n a ł się ty lk o 1/8 w p ły w u przez nas p r z e w i
dzianego, żeby żelazo nie straciło swojej zdolności m ag n e ty c z n e j. Pośp iesz a m y j e d n a k zaznaczyć, że hypoteza, na któ rej op a rliśm y nasze obliczenia, j e s t n a j z u pełniej dowolna i że ty lk o do św iadczenie może nas pouczyć, czy ciśnienie wpływa, w j a k i m k ie r u n k u i sto p n iu na te m p e r a t u r ę k r y ty c z n ą . Otóż, dośw iad czen ia w y k o n a n e przez F. W h a le y a w p iecu z b u d o w a n y m w ed ług p lanów prof. P e tav e la nie dały w ynikó w d e c y d u ją c y ch . W pier
w szych d o św iad czen iach zauważono, is t o t nie, w z ro st t e m p e r a t u r y k r y ty c z n e j pod w pływ em ciśnienia, w inn y ch , kiedy p rze d sięw z ię to wriększe ostrożności co do p o c h ła n ian ia gazów przez żelazo, s k u te k okazał się w prost p rzeciw nym . Zauw aż
my jeszcze, że żelazo w e w n ą trz ziemi m o
że n ie być w s ta n ie chem icznie czystym , że n a w e t p raw d o pod o bnie z a w iera p o ch ło n ię te wielkie ilości gazów, i że w s k u t e k tego dośw iad czen ia w y ko n an e nad żelazem c z y ste m m ogły b y n a s w p r o w a dzić w błąd.
W k o nse kw e nc y i, m u s im y jeszcze p o w s trz y m a ć się od s ą d u ro zstrz y g a ją c e g o w k w e s ty i w p ły w u c iśnienia n a t e m p e r a t u r ę k r y ty c z n ą żelaza, a więc i n a z a g a d n ie n ie zdolności m ag n e ty cz n e j żelaza w e w n ą tr z ziemi.
3. N ie k tó rz y uczeni probow ali w y tłu m ac z y ć m a g n e ty z m ziemski, p r z y jm u ją c h y p o te z ę p r ą d ó w e le ktryczny ch , o b ie g a j ą c y c h w e w n ą tr z ziemi. I s tn ie ją j e d n a k pow ażne z a rz u ty przeciw ko tej teoryi.
P r ą d y tak ie m o g ły b y istnieć, j a k o p o zostałość d a w n e g o s ta n u rze c z y i w t a k im razie m u sia ły b y wciąż się z m n ie j
szać, albo być s k u tk i e m is tn ie n ia s ta ły c h sił e le k tro m o to ry c z n y ch . P ie rw sz e p r z y
puszczenie j e s t je d y n i e możliwe, gdyż w łonie ziemi ty lk o n ie je d n o s ta jn e ro z
m ieszczenie t e m p e r a t u r y m og łob y być
przyczyną p o w s ta n ia e n e rg ii Koniecznej
do p rz e ła m a n ia oporu, a siły te r m o e le k
try c z n e nie m ogłyb y p o d trz y m y w a ć p r ą
dów n ie z b ę d n y c h do w y tw o rz e n ia pola
m a g n e ty c z n e g o ziemi. D rug ie p rzy p u sz
JS6 46 WSZECHSWIAT 723
czenie — istn ie n ia prądów, jak o p ozosta
łości d aw n ego s ta n n rzeczy, j e s t na p ier
wszy r z u t oka pociągające. Isto tn ie , w y daje się, że m om ent m a g n e ty c z n y ziemi zmniejszył się w p rzeciąg u o statniego wieku. Prof. H. L am b, badając, w ja k i sposób p rąd y z m n ie jsz a ją się w kuli, bę
dącej przew odnikiem , w ykazał, że, gdyby ku la ziem ska b y ła z miedzi, trze baby było 10 000 000 łat, ab y n a tężenie m a g n e ty czne zm niejszyło się w s to s u n k u
edo 1. Sto milionów la t te m u natężenie ziem skiego pola m ag n e ty c z n e g o byłoby 27 000 razy większe, niż obecnie. Przyjm ując, że sk o ru p a ziem ska j e s t s ta ła ju ż od 500 milionów lat, widzim y, że p r ą d y te z po c z ątk u m u sia ły b y mieć ogromne n a tę ż e nia, Ale n a w e t n iez w aż a ją c na tę t r u dność, n ieła tw o w y tłu m a c z y ć istnienie tak ic h prądów. M ożnaby w p ra w d z ie w y tłu m aczyć j e p rzez n a w a łn ic e e le k tro nów, o b ieg a jąc y c h ziemię, ale w ta k im razie p o w s ta je p y ta n ie , gdzie sz u k ać t e go źródła energii, k tó r a w p raw iła w ru ch elek tro n y . Z drugiej s tro n y prąd elek
tronów, k tó ry m u sia łb y być dostateczn ie gęsty, ab y w yw ołać odpowiednie pole m ag n e ty cz n e , b y łb y szybko rozproszony w s k u te k o d p y c h a ń e le k try c z n y c h .
S treszczając się, sądzim y, że niepo
dobna w y tłu m a c z y ć m a g n e ty z m u ziem skiego przez p rą d y e lektry czn e wyżej w zm iankow ane.
4. H ypoteza, że m a g n e ty z m ziem ski j e s t in d u k o w a n y w j ą d r z e ziemi przez siły zew n ę trz n e, działające jeszcze obec
nie, rów n ież nie daje się u trz y m ać . Siły te m ogły by co n ajw yżej w y tw o rz y ć 0,001 tego pola m agne ty cz n e g o, k tó re istnieje.
5. W s z y s tk ie teorye, o p a rte n a p rz y p uszczeniu is tn ie n ia w e w n ą tr z ziemi sub- s ta nc yj m a g n e ty c z n y c h , w y m a g a ją do
d a tk o w y c h h y p otez, aby w y tłu m a c zy ć praw ie zlew anie się osi m agn e ty cz n e j z geograficzną. To j e s t ich słab ą stroną.
J e d n a k w dzisiejszym sta n ie zagad n ien ia m a g n e ty z m u ziem skiego niemożna u n i k n ą ć w p ro w a d z e n ia doń hypotpz, nieda- ją c y c h się jeszcze dziś p o tw ierdzić do świadczalnie. D latego niech n am będzie wolno zadać tu p ytanie: czy n iem a ści
słej zależności pom iędzy obro tem ziemi
a je j m agnety zm em ? Będziemy, sądzimy, w zgodzie z większością uczonych, jeżeli p rzyjm iem y, że p raw ie zlewanie się dwu biegunów, m a g n e ty cz n e g o i g eo graficzne
go, j e s t ściśle zw iązane z przyczyną, w y wołującą m ag n e ty z m ziemski.
Form a ko ro ny słonecznej p oddaje nam myśl, k tó ra ja k k o lw ie k hazard o w n ą b y się w ydaw ała, może okazać się je d n a k słuszną. Czy słońce j e s t m agn esem ? W ie
my, że ciała, o ta k wysokiej t e m p e r a t u rze nie m ogą być n a m a g n e s o w a n e , ale czy ciało w r u c h u obro tow ym nie z a chowuje się, j a k m agnes? Podobnie, czy m agnety zm ziemski nie d a łb y się w y t ł u m aczyć obracaniem się ziemi dookoła swej osi? Można w y kazać, że ciało k r ę cące się w^ywiera d ostateczne działanie m ag ne ty cz n e , żeby w y tłu m a c zy ć magne- tyzm ziemski, ale nasze p rz y rz ą d y lab o r a to r y jn e nie p ozw alają n a m w y k r y ć te go działania w ciałach sztucznie w ruch w praw ion ych na pow ierzchni ziemi. Mo
żemy więc powiedzieć, że a priori niem a żadnego a r g u m e n tu przeciw ko tej hypo- tezie. P rz yto czy m y jeszcze w te m m iej
scu słowa lorda Kelvina, k tó re on w y powiedział w swojej przem owie w „Royal S o c ie ty “, m ówiąc o o d d ziały w an iu ma- g n e ty c z n e m ziemi i słońca: „ W y d a je mi się niem ożliwem do wyobrażenia, aby m ag n e ty zm z iem sk i by ł s k u tk ie m tylko wielkości i ob rac a n ia się ziem i“.
6. Ciało z n a jd u ją c e się w r u c h u obro
towym może z a ch o w y w a ć się j a k o m a g nes najm niej dw ojakim sposobem: albo c ząsteczka ożywiona ru c h e m obrotow ym zachow uje się j a k o du b let m ag ne ty cz n y , albo też zachow u je się tak, j a k b y nosiła ła d u n e k e lektryczny. Jeżeli obrót ciała dookoła je g o osi j e s t p rzyczyną m a g n e tyzm u, to odróżnim y jeszcze d w a p r z y padki: możemy przypuścić, że d a n e n a tężenie m a g n e ty c z n e odpow iada danej prędkości ką to w e j, albo, że obrót dookoła osi daje początek sile m agnetyzującej, k tó ra może w y tw o rz y ć lub nie w y tw o rzyć pola m a g n e ty cz n e g o , zależnie od n a t u r y danego ciała. R o zpatrzm y te a lte r n a ty w y .
N iech będą dwie kule
Ai
a.Poró
w n a jm y działania m ag n e ty c z n e dw u po*
724 W SZECHSW IAT JM» 46
do b ny ch e lem entów
Pi
p,p odobnie na kuli położonych, n a ,4wa odpowiednie p u n k t y
Q\
q. Oile g ę sto ś ć m a g n e t y c z
ni
a
n a k u l będzie je d n a k o w a , ich m o m e n ty m a g n e ty c z n e są p ro p o rc y o n a ln e do ich objętości, a więc do s z eśc ian u w y m ia rów linijnych. Poniew aż w a rto śc i o ddzia
ły w a n ia m a g n e ty c z n e g o w p u n k t a c h Q i
qdw u elem entów , p o s ia d a ją c y c h te sam e m o m e n ty m a g n e ty c z n e s ą o d w ro tn ie p r o po rcy o n aln e do trzeciej potęgi z ich od
ległości od p u n k tó w w y b r a n y c h , przeto r ó w n e n a tę ż e n ia m a g n e ty c z n e k u l
Ai
aw y w o ła ją ró w n e siły m ag n e ty c z n e w p u n k t a c h odpow iednich. Jeżeli więc d a n e n a tężenie m a g n e ty c z n e o d p ow iad a danej p rędk o ści k ą to w e j, to dwie ku le, o b r a c a j ą c e się z tą s a m ą sz y b k o śc ią k ąto w ą, dadzą n a sw oich po w ie rz c h n ia c h rów ne siły m ag n e ty c z n e , n iezależnie od w y m ia rów kul. T a k więc np. n a tężenie p j la m a g n e ty c z n e g o z iem sk ieg o m ogłoby b y ć o trz y m a n e n a po w ie rz c h n i ja k ie jk o lw ie k kuli, o b rac a ją c e j się z sz y b k o śc ią j e d n e go o b ro tu na 24 godziny. D o ś w ia d c z e nie dowodzi n am , że t a k nie j e s t , z m u szeni więc j u ż j e s t e ś m y je d n ę z p o w y ż szych a lt e r n a t y w odrzucić.
7. R ozw ażm y d r u g ą a lte rn a ty w ę , w e d łu g k tó re j o b ró t dookoła osi może w z b u dzić siłę m ag n e ty c z n ą , k t ó r a n a m a g n e suje śro do w isko lub nie n a m a g n e s u je go, zależnie od j e g o n a tu r y . Z y s k u je m y obecnie w p o ró w n a n iu z p o p rze d n im p r z y pa d k ie m to, że o b r a c a ją c a się dookoła swej osi k u la n iek oniecznie m a w y w o łać n a swojej p o w ie rz c h n i pole m a g n e ty c z n e
t a k wielkiego natężenia, j a k to w ypadało z poprzedniego założenia, ponieważ teraz wchodzi w g rę n a t u r a o b rac a ją c e g o się ciała. Z dru giej j e d n a k s tro n y znowu m usieliby śm y przyjąć, że żelazo nie z a tra c a swojej zdolności m a g n e ty c z n e j w ło
nie ziem i mimo istn ie n ia tam t a k w yso kiej te m p e ra tu ry . Pozatem , poniew aż w la b o ra to ry a ch n a szych r u c h obrotow y nie może n a m a g n e s o w a ć żelaza do tego stopnia, j a k ziemię, j e s t e ś m y zm uszeni ponad to przyjąć, że w łonie ziemi żelazo, czy wreszcie j a k i ś in n y m etal, z n a jd u je się w s ta n ie s p e cy a ln y m , k tó re g o m y nie znamy.
Niem niej wszakże działanie m ag n e ty - zujące ob ro tu z a słu g u je n a głębsze stu- d y a te o re ty c z n e i doświadczalne, gdyż tru d n o ś ć z a w ie ra się tylko w wielkości s k u t k u zaobserw ow anego. J e s t zaś z u pełnie zgodne z nowoczesnem i pojęciam i przypuszczenie, że ciało ożywione ruch e m o b ro to w y m podlega sile m ag n e ty c z n e j równoległej do osi ja k ie g o k o lw ie k obrotu, k t ó r y m u może być n a d a n y . Jeżeli n a m ag n e s o w a n ie się ciała j e s t s k u tk ie m ru c h ó w e le k tro n ó w w cząsteczkach, te o s ta tn ie p o w in n y do pew nego s to p n ia z a c h o w y w ać się j a k busola g y ro s ta ty c z n a i o ry e n to w a ć się rów nolegle do osi o bro tu ciała, k tó re j e zawiera. Żeby módz wnioskować, czy z takiej o ry en ta cy i czą
s te c z e k może w y n ik n ą ć n a m a g n e so w a n ie się ciała, m usie lib y śm y znać w przód n o we własności s t r u k t u r y m olekularnej ciał. Co do pojedynczego elek tro n u , to g łów ny r e z u l ta t z a w iera łb y się p r a w d o podobnie w p o p rzed zan iu m a g n e ty cz n e m około osi obrotu; g d y b y t a k było, toby to n a m dostarczyło potężnego a r g u m e n tu n a k o rzy ść h y p o tez y ro z p a try w a n e j, g dy ż ta s a m a przyczyna, k tó ra w y w o ła ła m a g n e ty z m ziem ski, w yja śn ia łab y i zm ia n y wiekowe.
8. Zobaczm y nakoniec, o ile j e s t p ra w
dopodobna, albo możliw a do spra w d ze nia
hyp oteza, że c z ą s te c z k a w r u c h u zach o
w uje się tak , j a k g d y b y nosiła ła d u n e k
ele k try c z n y . Niech bę d ą znow u dwie
kule
Ai a. D zia ła nia m ag n e ty c z n e p r ą
dów e le m e n ta rn y c h , z n a jd u ją c y c h się
w P i p bę d ą prop o rcy onaln e do objęto
JSIfi 46 W S Z E C H S W 1A T 725
ści kul i będą się zm ieniały w p u n k ta c h o dp ow iadających sobie, takich j a k Q i
qnp., w s to s u n k u o d w ro tn y m do k w a d r a tu z odległości. Żeby działania te były j e dnakowe, trzeba, a b y prędkości liniowe w p u n k ta c h odpow iadających sobie były odwrotnie prop orcyon alne do w ym iarów liniowych s y s te m u rozw ażanego. Stąd w ynika, że kule ożywione r u ch e m obro
towym w y w ie ra ły b y w p u n k ta c h odpo
w iadający ch sobie działanie proporcyo
nalne do w.r2, gdzie w oznacza prędkość k ą to w ą sy ste m u , a
rpromień.
P rędk ość liniowa p u n k t u na rów n ik u ziemskim w ynosi 46 510 cm/sec. Kula, m ająca p rom ień ^
cm,obracająca się z s z y b k o ścią 1000 obrotów n a sec., m iałoby szybkość ró w niko w ą rów ną 10 000 cml sec. W ty c h w a r u n k a c h sto
s u n e k n a tę ż e n ia pola m a g n e ty cz n e g o na powierzchni kuli do pola ziem skiego w y nosiłby 1/3.109. P rz y rz ą d y nasze nie po tra fiły b y w y k r y ć podobnie słabego n a t ę żenia, a z dru giej s tr o n y siła o d ś ro d k o wa, p o w sta ją c a wobec t a k znacznej s z y b kości, rozb iłab y p raw dopodobnie kulę.
Tym sposobem nie m am y możności spraw dzić dośw iadczalnie hy p o tez y po
wyższej.
Jeżeli p o w sta n ie pola m ag n ety czn eg o j e s t spow odow ane przez obrót dookoła osi, to słońce i p la n e ty pow in ny p osia
dać pola m ag n e ty cz n e . Co do słońca, to m am y pew ne pow ody sądzić, że ta k je s t.
N atężenie teg o pola m ogłoby by ć obli
czone przez p o rów n anie z ziem skiem, g d y b yśm y wiedzieli, w j a k i sposób zależy ono od w y m iaró w ciał. T rz y m a ją c się naszej h y p o tez y , n a tę ż e n ie to j e s t p r o p orcyonalne do w r . r . D la słońca w .
r,czyli pręd k o ść liniow a n a rów n ik u, j e s t 4,3 raza, a prom ień 102 razy w iększy od tychże w ielkości na ziemi. N atężenie pola m a g n e ty cz n e g o n a słońcu byłoby zatem około 440 raz y większe od tegoż n a tę ż e n ia n a ziemi. P raw do p od o b n ie n a sze m eto d y do św iadczaln e pozwolą nam w k rótce w y k r y ć zjaw isko Zeemana, spo
w odow ane p rzez podobne pole.
D otą d więc nie n a tra filiś m y n a t r u dności, zm usz a ją c e nas do p orzucenia
powyższej teoryi. T ru d n o ści te poczy
n a ją się, kiedy zaczy nam y ro zp a try w a ć w p ły w y r u c h u ziemi w p rzestrzeni.
9. J a k ie są zja w iska m agne ty cz n e , k ie d y kula n a e lektryzo w an a p osiada ruch obrotowy? Zagadnienie j e s t względnie proste, jeżeli m agnes, k tó ry m b a d a m y te zjawiska, nie obraca się razem z kulą;
tru dności zjaw iają się, kied y p u n k ty oparcia m a g n e s u p rzy tw ie rd z o n e są do kuli. Niech będzie kula naład ow ana ła d u nkiem elektry czn ości
Ei o bracająca się z szybkością k ą to w ą u. Można do
wieść, że kula ta k a w y tw a r z a w punkcie, leżącym na powierzchni k u li na odległo
ści biegunow ej 0 , potencyał m a g n e ty c z ny rów ny 1/ b E m . cos 0, albo V, w . cos 0, zależnie od tego, czy ła d u n e k e le k try c z ny j e s t rozłożony je d n o s ta jn ie w całej objętości, czy też ty lk o n a powierzchni, P o te n cy a ł powyższy j e s t tem , co może być w y k r y te przez m agnes, nieuczestni- czący razem z kulą w je j ruchu. Lecz należy w nieść poprawki, jeżeli pole j e s t m ierzone przez a p a r a t unoszony na kuli.
W ie m y np., że ru ch postępow y kuli na- e le k try z o w a n e j w y tw a rz a pole m a g n e t y czne, które nie może być w y k r y t e przez o b s e rw ato ra unoszonego na kuli. Musi więc istn ieć działanie, k tó re ne u tra liz u je p ierw otn e pole, jeżeli p o d sta w y m a g n e su, k tórym m ierzym y, są p rzy tw ierd zo ne do kuli ruchom ej. To działanie, któ re powoduje k o m p le tn a n e u tralizacya pola, k ied y kula posiada tylko r u c h postępo
wy, musi również wchodzić w grę, kiedy kula j e s t ożyw iona ru ch e m obrotowym.
Głębsze zbadanie tego p u n k tu dowodzi, że, ażeby wyelim inow ać s k u tk i r u c h u po
stępowego, pole m a g n e ty cz n e ciała o b r a cającego się musi być zm odyfikowane w te n sposób, że nie może pozostać d łu
żej w zgodzie z fak tam i zaob se rw o w an e mu T eorya nie j e s t w praw dzie przez te n z a rz u t kom p letnie zburzona, ale posta ć jej ta k m usi być zmieniona, że właściwie
p rzeistacza się w in n ą teoryę.
10. Streszczając, cośm y napisali, m o
żemy twierdzić, że h y po teza, k tó ra t ł u
m aczy m ag n e ty zm ziem ski przez prądy
e lektryczne, obiegające w e w n ątrz ziemi,
z tru d n o śc ią dałaby się utrzym ać. Nie
726 W SZECHSW IAT Ale id
po trafi ona z dać s p r a w y z istn ien ia i t r w a n ia ty ch prądów , ani w y tłu m a c z y ć zm ian w ieko w y ch. Jeżeli zaś o p rzem y nasze teo ry e na m a g n e ty z m ie żelaza, m u sim y pogodzić w y s o k ą te m p e r a t u r ę , p a n u ją c ą w e w n ą tr z ziemi, z z a ch o w a n ie m m a g n e ty c z n y c h w ła sn o śc i żelaza. T ru d n o ś ć ta m o g ła b y b y ć u s u n ię ta , g d y b y ś m y p o t r a fili w y k a z a ć , że ciśnien ie podnosi t e m p e r a t u r ę k r y ty c z n ą ; d o św ia d cz e n ia nie dały w ty m w zględzie re z u lta tó w d e c y d u j ą cych. Poniew aż ż a dn a h y p o te z a nie zdaje s p r a w y z faktów, m u sim y p oszu k ać j a kiejś nowej i niezależnej p rzy c z y n y , t a kiej np. j a k w p ły w y r o ta c y i ciała na o ry e n ta c y ę osi m a g n e ty c z n e j molekuł.
Lecz sam ob rót nie może w yw ołać siły m a g n e ty c z n e j, gdyż inaczej z ja w is k a m a g n e ty c z n e ciał, o ży w io n ych ru c h e m obro
tow ym , b y ły b y z b y t w ielkie, a b y ś m y ich n ie spostrzegli. Hypoteza, że c z ą s te c z k a w r u c h u zach ow u je się ta k , j a k g d y b y m iała ła d u n e k e le k try c z n y , n a p o ty k a t r u dności, k ie d y p r z y jm u je m y pod u w a g ę r u c h p o stępow y ciał w p rzestrzen i. P o z o sta je przypuszczenie, że r o ta c y a w y w ołuje siłę m a g n e ty c z n ą , k tó ra działa rozmaicie n a różne s u b s ta n c y e . A n a lo g ia z b ą k ie m n a s u w a się sa m a przez się;
n a tu r a ln y zaś sposób, w j a k i m ożna w y tłu m ac z y ć zm ian y w iekow e przez tę te- oryę, p rze m aw ia na j e j korzyść. P o m ię dzy n ow em i d o św iad czen iam i lub naj- w a ż n iejsze m i o b s e rw a c y a m i w s k a ż e m y te, k tó re m a j ą n a celu w y k a z a n ie z a le ż ności, jeżeli ta istnieje, pomiędzy s z y b k im o brotem , a p o jaw ia n iem się pola m a g n e ty c z n e g o . D ośw iadczenia tego ro d z a ju s ą p rz e d s ię b ra n e w l a b o r a to r y u m uniw er- s y te c k ie m w M anchesterze. W y k o n y w a ł je też Leb edew , k t ó r y n a po d staw ie całego s z e re g u ro zw ażań teo re ty c z n y c h doszedł rów n ież do w n io s k u , że zależność p o m ię d z y ro ta c y ą a z ja w ia n ie m się pola m a g n e ty c z n e g o j e s t możliwa. D o ś w ia d c z e nia L e b e d e w a d a ły j e d n a k r e z u l ta t y u je m ne. Było to zap ew n e s k u tk i e m tego, że n a tę ż e n ia przew id zian e te o re ty c z n ie były z b y t m ałe, a b y j e m ożna było w y k r y ć d o ty ch c z a so w e m i m etod am i. B ad a
n i a n a d w p ły w e m ciśn ie n ia n a t e m p e r a t u r ę k r y ty c z n ą żelaza b ę d ą nas m o g ły
oświecić, m a m y nadzieję, w ja k ic h w a r u n k a c h żelazo może zachow yw ać w ła sności m ag n e ty c z n e w łonie ziemi. B y łoby b ard zo pożytecznie ustalić, czy słoń
ce j e s t m agnesem , i jak i j e s t e w e n t u a l nie je g o m o m e n t m ag n e ty c z n y . Obecnie ty lk o form a n ie k tó r y c h p rom ieni korony słonecznej ośw ieca n a s do pew nego s to p n ia pod ty m względem. Isto tnie , n ie k tó re promienie, p rzypuszczając, że z n a czą drogę poszczególnych pocisków, zdają się być u ch ylo ne j a k b y pod wpływem pola m a g n e ty cz n e g o . Lecz ten dowód j e s t daleki od ro zstrz y g n ięc ia kw estyi.
N akoniec dod am y jeszcze, że każda te- o ry a o p a rta n a ro ta c y i m usi w yjaśniać, dlaczego oś m a g n e ty c z n a nie zlewa się dok ładn ie z osią geograficzną. B ra k j e dnorodności lu b s y m e try i w s tr u k tu rz e w e w n ę trz n e j ziemi w y ja ś n ia łb y to, g d y by położenie dwu osi względem siebie było n iezm ienn e, ale w iem y, że t a k nie jest. G d y b y ś m y mogli przypuścić, że oś rotacyi p rze su n ę ła się kiedyś, s ta n ob e c n y m ógłby w y n ik a ć po części, j a k o pozo
stałość daw n e g o s ta n u rzeczy, a po części j a k o dążenie d w u osi do zlania się ze sobą.
(Wedł.
A rtu ra Schustera”
mowy w Toto.fizyczn em londyńskiem,
Rev. scient.) streść.
K . D.Z W I E R Z Ę T A J A D O W I T E I S P O S O B Y IC H Z W A L C Z A N I A .
(Dokończenie),