M'9. 2 3 (1513). W arszaw a, dnia 4 czerw ca 1911 r. T o m X X X .
- - - -
-a-
TYGODNIK POPULARNY, POŚWIECONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.
PRENUMERATA „W S Z E C H Ś W IA T A ".
W W arszaw ie:
ro c z n ie r b .8,
k w a rta ln ie r b .2.
Z przesyłką pocztow ą
ro c z n ie r b .10,
p ó łr . r b . 5.PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W R ed ak cy i „ W sz e c h św ia ta " i w e w sz y stk ic h k się g a r
n ia c h w k ra ju i za g ran icą.
R e d a k to r „ W s z e c h ś w ia ta '4 p r z y jm u je ze sp raw am i red a k c y jn e m i c o d z ie n n ie o d g o d z in y 6 d o 8 w ieczo rem w lo k a lu re d a k c y i.
A d r e s R e d a k c y i : W S P Ó L N A JSflj. 3 7 . T e le f o n u 8 3 -1 4 .
H E L N A U S Ł U G A C H G E O L O G I I .
Jeżeli m o żn a mówić o se n sa c y i w n a uce, to do na jba rd zie j se n sa c y jn y c h od
k ry ć chem icznych należało bezw ątpienia o trz y m a n ie przez R a m s a y a h e lu w rok u
1 8 9 5 .
W rzeczy samej, p ie rw ia s te k ten
b ył n a przó d dostrzeżony n a słońcu, i, kto wie, może przez p ew n y ch te o re ty k ó w u w a ż a n y za w a ż n y dowód p rze c iw k o j e dności m a te ry i w przyrodzie. Ale p ier
wsze f a k ty z n a jd o w a n ia tego ciała na ziemi nie m iały jesz c ze donioślejszego znaczenia. W s k a z y w a ły zapew ne, że p r z y roda ziem ska, pozornie t a k dobrze nam znana, u k r y w a w szakże przed nam i nie- j e d n ę taje m n ic ę. Poniew aż j e d n a k na k ró tk o p rz e d te m tenże R a m say znalazł a rg o n w pow ietrzu , k tó re zapew ne ze w s z y s tk ic h ciał n a jczęściej i n a js k r u p u latn ie j było badan e chemicznie, więc wrażenie z o d k ry c ia helu ju ż przez to było osłabione. Z re sz tą — gdzież to go p ierw o tn ie w y k ry w a n o ? — w ja k i c h ś n i e zm iernie rza d k ich , poczęści dopiero co znalezionych m ine rała ch , z a w ie ra ją c y c h w sobie zn a n e w p ra w d z ie, ale n a jr z a d
sze w n a tu r z e ziem skiej p ie r w ia s tk i m e
taliczne.
W c iągu l a t p iętn a stu , k tó re upły n ęły od d a ty o d k ry ć R am sayow skich, w s z y s t
kie prawie gałęzi b a d a n ia p rzyro dnicz e go now ych doznały bodźców i nową przy
brały postać pod niew ym ow n ie ożywczym w p ły w e m n a u k i o promieniotwórczości.
Czytelnikom W s z e c h ś w ia ta dobrze znane są p u n k ty w y tyc z n e tej nauki i z b y te c z n a zapew ne przypo m in ać im, jak ie to w y d a tn e stanow isko p rzy p a d a helowi w h istoryi p rz e m ia n p ro m ieniotw órczych m ate ry i. W iedzą rów nież i o tem, że wdrożenie i rozwinięcie b a d a ń nad radyo- a k ty w n o ś c ią doprowadziło nas do p r z e św iadczenia o na dz w y c z ajn e m ro zp o w szechnieniu helu w całej przyrodzie ziemskiej.
W iem y, że ciała r a d y o a k ty w n e przez cały ciąg swego is tn ie n ia w y d z ie la ją z sie bie n ieu sta n n ie p ew ne promieniow ania.
Otóż w liczbie ty ch p ro m ie n io w ań s p o t y k a m y m iędzy inn em i t a k zwane pro
m ienie a, któ re , j a k wiadomo, są a to m a mi helu. P o w sta je p y ta n ie , czy obec
ność helu w m in e rała ch j e s t zjaw iskiem
sam odzielnem , zależnem od przenikania
teg o gazu zz ew n ą trz, albo rozkład u ja -
354 w s z e c h s w i a t JNTo 23 ldchś, n iez n a n y c h n a m do ty ch c z a s je g o
związków, czy może p rzy p is a ć j ą n a le ż y nie u s ta n n e j d e g r a d a c y i p ro m ie n io tw ó r czej ciał i sto p n io w e m u w z b o g a c a n iu się m in e rałó w w t e n o s ta te c z n y p r o d u k t ro z
padu. Liczne b a d a n ia ro z m a ity c h uczo
n y c h dowiodły, że ciała r a d y o a k t y w n e są ro zpo w szech n ion e w m a ły c h ilościach wszędzie w całej sk o ru p ie ziem skiej i że, średnio biorąc, l g r a m j a k i e jk o l w i e k s k a ły z aw iera w sobie 2 do 5 g X 10~12 r a du. P. S t r u t t , z n a n y b a d a c z angielski, ro zu m u je w sposób n a s tę p u ją c y : Jeżeli w śró d skał i m ine rałó w b a d a n y c h nie s p o tk a m y n ig d y ta k ie g o p r z y k ła d u , żeby ilość z a w a rte g o ta m h e lu p rze w y ższ a ła te n sto su n e k , j a k i w y p a d a n a zasadzie p rzy pu szczen ia, że wyżej p o d an a z a w a r
tość ś re d n ia r a d u u leg ła d e g ra d a c y i aż do końca, to n ie m a pow odu przy jm o w ać, że h e l w m in e r a ła c h pochodzi skądkol- w iek in ąd oprócz d e g r a d a c y i r a d y o a k ty - w nej. Za s k a lę p o ró w n a w c z ą r a d y o lo g a n g ie ls k i w y b r a ł m in e r a ły silnie p ro m ie niotw órcze, k tó re sw oję z a w a rto ś ć h elu zaw dzięczają b e z w ą tp ie n ia zn an ej d e g r a dacyi atom ów. W długim s z e r e g u n a d zw yczaj s u b te l n y c h p o s z u k iw a ń p. S t r u t t doszedł do sta n ow cz e j odpowiedzi n a w y raż one przed ch w ilą p rzy p u s z c z e n ie co do pocho dzenia h e lu w s k a ła c h ziem skich.
P odajem y dalej k r ó tk ie s tre s z c z e n ie ty c h w a ż n y c h b adań i ich z a jm u ją c y c h re z u l
tatów .
W sk orup ie ziem skiej, oprócz radu , są rów nież bardzo ro zp o w sze c h nio n e inne p ie r w ia s tk i p ro m ie n io tw ó rcz e , np. to r i u ran , k tó re tak ż e przez d e g ra d a c y ę swry c h a tom ó w p r z y c z y n ia ją się do w y tw o rze n ia helu. Żeby uprościć zad an ie, S t r u t t w pierw-szych s e r y a c h s w y c h b a dań u n ik a ł z up e łn ie m in e ra łó w to r z a w ie ra jąc y c h , znalezioną zaś ilość helu obliczał w c e n t y m e t r a c h s z eśc ien n y c h i w y p ro w a d z a ł s to s u n e k tej ilości (nie do r ad u , lecz) do tle n k u u r a n u U 3 Os . T a k obliczona wielkość w b a d a n ia c h S t r u t t a nosi n a z w ę „ s to s u n k u h e l u “ . T le
nek u r a n u z p rz y to c z o n y m w zorem , n a tu ra ln ie , niezaw sze z n a jd u j e się w m in e r a ła c h p ro m ie n io tw ó rc z y c h , zawsze j e d n a k z n a jd u je się rad, k tó ry , zapom ocą I
i d z isie jsz y ch bardzo ścisłych m etod, m o że b y ć oznaczony ilościowo z bardzo w iel
k ą dokładnością, a z d ru gie j s tr o n y w i a domo, że w m in e ra ła c h ty c h sto s u n e k r a du do u r a n u (rów now aga ra d y o a k ty w n a ) j e s t sta ły i w ynosi około 3 ,4 :l0 ~ 7, to jest:
n a 1 kg u r a n u z n a jd u je się 0,34 mg radu.
Objętość helu na g r a m tle n k u u ra n u , za
w a r t ą w m in e ra ła c h , k tó ry c h p r o m ie n io twórczość j e s t na jsilnie jsz a (z w y łą c z e niem ty m c z aso w em m ine rałów torow ych), S t r u t t n a z w a ł „ norm alnym stosu n kiem h e l u “. N ależy zau w aży ć ju ż tu ta j, że ilość helu, z a tr z y m y w a n a w m inerale, z a leży od geologicznego wieku m in erału , te n zaś, n ie s te ty , z w yk le b y w a nader niepew ny. Oprócz tego, być może, że nie cala ilość w y tw orzo n eg o w kolei cza
su helu pozostała nazaw sze w minerale.
Te w s z y s tk ie w zg lędy s p ra w ia ją, że po czątkow e b a d a n ia S t r u t t a nie m ogły m ieć c h a r a k t e r u ściśle ilościowych.
Z a w a rto ść helu w m in e ra ła c h j e s t za
zwyczaj bardzo n iew ie lk a i dla w y d o b y cia widzialnej objętości gazu w ypadało n iera z p rz e ra b ia ć więcej niż kilo gram m inerału. Metoda w ydzielania helu, u ż y w a n a przez p. S tr u t t a , w zasadzie była rozw iniętą i u do sko n alo ną m etodą, zap o
m ocą której R a m say w p ierw sz y c h sw y c h d o ś w ia d cz e n ia c h wydzielał hel z klewe- itu. Minerał, drobno s proszk ow any i od
ważony, był um ieszczony w naczy n iu ze s z k ła bardzo tru d n o topliwego, n ie k ie dy — w n aczy n iu s ta lo w e m bez szwów.
Po u s u n ię c iu p o w ie trz a naczynie było o grzew ane. W y d z ie la ją c y się gaz oczysz
czano, p r z e p r o w a d z a ją c go p o n a d og rza
n y m tle nkie m m iedziow ym , potażem g r y zącym , b ezw o dn ikiem fosforowym i t d.;
poczem s k ła d a ł się j u ż tylk o z m ie s z an i
n y azotu z gazam i szlach etn em i. W te d y usuw ano azot, dodając tle n u i p r z e p u s z czając s z ere g isk ie r e le k try c z n y c h przez m ie sz an in ę um ieszczoną nad łu g ie m po
tażow y m , a w re szc ie u w a ln ia n o j ą od a r gonu, p o c h ła n ia ją c go zapomocą węgla w te m p e r a t u r z e — 80°. Ostateczne oczysz
czenie h elu od śladów p rzy m iesz e k od
byw ało się w ru rc e P liic k era z e le k tr o
dam i z ciekłego aliażu sodu z potasem ,
aż nakoniec o bjętość czystego j u ż helu
J\l° 23 W SZEC H SW IA T 355 i m ogła zostać bardzo dokładnie zm ierzo
na zapomocą u lepszonego p r z y r z ą d u Mac Leoda. W te d y oznaczano r a d m eto d ą m ierzenia e m a n a c y i z pozostałości po w y dzieleniu helu. T akim sposobem pozy
skiw ano w s z y s tk ie dane, p o trz e b n e do obliczenia s t o s u n k u helu.
P a n S t r u t t dzieli zb a d an e przez siebie m in e ra ły n a siedem g ro m a d zależnie od ich sk ła d u chem icznego. W pierwszej grom adzie m ieszczą się m in e rały silnie pro m ienio tw ó rcze i wogóle bardzo w hel -bogate. Za p rzy k ła d służyć mogą:
ze 100 g cms helu U ra n sm o listy z (Jac h im o w a) 10,7 S am a rsk it (z N ow ej K aro lin y 150 E u k s e n it (z Norw egii) 73
100g min.
za w iera U , 0 8 g 73,5 10,3 2,84
S to sunek
helu 0,146
14,5 20,7
Ś r e d n ia z o trz y m a n y c h w y ników daje n o r m a ln y s to s u n e k helu, k tó ry w tej g r o m adzie w y n osi około 10.
G rom ada d r u g a s kłada się z m in e r a łów, z a w ie ra ją c y c h w sobie m etale ziem rza d k ich , k tó r y m zawsze to w a rz y s z y to r i u ran. W s z y s tk ie one d a ją dużo helu.
S to s u n e k helu, bard zo zm ien ny w tej grom adzie, od w a rto ś c i bliskiej 5 (dla cyrkonu, o r ty tu , niob itu i t. d.), przez 50 (dla a p a ty t u , g a d o lin itu i innych), d osię
ga w y ją tk o w e j w ielkości 5 600 w p r z y p a d k u fluspatu z I v it g u tu (w Grenlandyi), bardzo w to r bogatego.
Trzy g r o m a d y n a s tę p n e sk ła d a ją się z n a jro z m a itsz y c h m inerałów pospolitych, siarczków , arsenk ów , p ierw ia s tk ó w r o dzim ych, tle n k ó w , fosforanów, s ia rc z a n ó w i t. p., k tó re wogóle z a w ie ra ją w s o bie zaledwie ś la d y u r a n u i radu . Żaden z t y c h m in e rałó w nie w ydziela więcej helu, aniżeli p rze w id y w ać można, n a za
sadzie z a w a rto śc i w nim u ran u . W ogóle m in e ra ły z ty c h g ro m ad w y d z ie la ją b a r dzo n iew ielk ie ilości helu, co p rz e m a w ia łoby przeciw k o przypuszczeniu, że pro
m ieniotw órczość j e s t w ła sn o śc ią wspólną w s z y s tk im p ie rw ia s tk o m chem icznym .
W g ro m a d z ie szóstej p. S t r u t t u m ie ścił sk a ły pochodzenia ogniowego. I t u taj s p o ty k a m y się z niewielkiem i ty lk o z a w a rto ś c ia m i helu, ale obok nieg o m a my zawsze o b e c ny a rgo n w ilościach n i e raz stosu n k o w o zn acznych. T ak np. g r a
n it k o rn w a lijsk i w 100 g zaw iera 2,9 m m 3
helu i l , l m m 3 argonu, d y o r y t z h r a b s t w a leic este rskiego w tej samej ilości ma 0,52 m m ,3 helu a 1,7 mm3 a rgon u i t. d.
N akoniec siódm a g ro m a d a obejm uje m in erały k rzem ionk o w e innego niż ognio
we pochodzenia. Te w sz y s tk ie zaw ierają bardzo mało helu: w lepidolicie, topazie, ortoklazie, tu rm a lin ie i wielu in nych po
dobnych znaleziono go zaledwie ślady.
Z aw ierają j e d n a k bardzo często argon w ilościach w y ra ź n y ch , t a k np. kw arc m a go około 0,25 m m 3, g a rn ie ry t — około 0,69 m m 3 w 100 g m inerału. Na p o d s ta wie badań s p e c y a ln y c h S t r u t t sądzi, że argon w ty c h i w o gniow ych m inerałach pochodzi z atm osfery i że został w nich oklud ow any podczas ich tw orze n ia się geologicznego.
Co do neonu tru d n o powiedzieć coś stanow czego. Był on w praw dzie d o s trz e g a n y w śró d gazów w y d o b y ty c h z m ine
rałów pochodzenia ogniowego, ale należy p am iętać, że p ie rw ia s te k ten można s tw ie r dzić zapomocą rozbioru widm owego n a w e t w t y c h razach, g d y ilość jeg o j e s t znikomo mała. P. S t r u t t p rzekonał się, że, w prow adzając do p rzy rządu V]0 cm3 p ow ietrza, d o s trz e g a m y ju ż w yraźnie w i
dmo neonu.
D ośw iadczenia powyższe w ykazują, że hel znajd uje się w bardzo znacznej w ię
kszości m inerałów s k o ru p y ziem skiej i że wogóle j e g o ilość w ty c h ciałach nie p rzew yższa tej, k t ó r a w y tw o rz y ć się mo
g ła w n a s tę p s tw ie d e g ra d a c y i atomowej z a w a rty c h w tychże sa m y c h m in erałach p ie rw ia s tk ó w prom ieniotw órczych: u r a nu, r a d u i toru.
Jeżeli t a k j e s t , to samo przez się rozu
mie się, że n a jw a ż n ie js z y m c zynnikiem , w p ły w a ją cy m n a za w a rto ść helu w m in e rale m usi być jeg o wiek, okres czasu, p rzez k t ó r y on istnieje. W ie m y bowiem, że j e d n a z n aczelnych części sk ła d o w y ch z ja w is k a prom ieniotw órczości, w y d z ie la nie c z ąs tek a, k tó re są ato m am i helu, o dbyw a się w czasie, i że rozm aite ciała r a d y o a k ty w n e m ają różne o k res y istn ie nia, lub inaczej —trw a n ie atom ów różnych ciał r a d y o a k t y w n y c h aż do chwili zupeł
nej ich d egradacyi, czyli do w yrz u c en ia
356 W SZE C H SW IA T J\S 23 z siebie w s z y s tk ic h m ożliw ych c z ąs tek a
j e s t rozm aicie długi. Z s u b te ln y c h , p r z e c h o d zących w s z y s tk o sw oją drobiazgo- wością i p rec y z y ą b a d a ń nad z ja w is k a m i prom ieniotw órczości, k tó re obecnie z a j m u ją t a k p o w a ż n ą liczbę n a j b y s t r z e j s z y ch i n a jw p ra w n ie js z y c h b ad aczów , w ie m y także, że d łu g o tr w a ło ś ć „ży cia“
atom ó w ciał r a d y o a k t y w n y c h j e s t ozn a
czona z b a rd z o w ie lk ie m p ra w d o p o d o b ień stw e m . W o b ec tego k r o k ju ż ty lk o je d e n do założenia, że ze znajo m o ści s t o s u n k u h elu m ożna w n io s k o w a ć o w iek u m in e rału , w niosk ow ać w sposób daleko bardziej k o n k r e t n y i ścisły, aniżeli z g r u bości w a r s tw geolog iczn y ch i inn y ch, do ty c h c z a s z n a n y c h w skazó w ek.
Ten k ro k p. S t r u t t uczynił, ale o drazu n a wstępie s p o tk a ł się z p o w a ż n ą t r u d nością w y b o ru o d p o w ie d n ic h g a tu n k ó w ciał m in e ra ln y c h , k t ó r e b y n a d a w a ły się do p o ró w n y w a n ia m ię d z y sobą. W i s t o cie, tu może by ć m ow a tylko o p o r ó w n y waniu, p rz y n a jm n ie j n a p o c z ą tk u s tu d y ó w podobnych, ciał k o p a ln y c h , pocho d zący ch z w a r s tw ba rd z o od siebie o dległych co do czasu sw ego u tw o rze n ia. A dalej, wszelkie u tw o r y w tó rn e , j a k p ia s k i i gli
n y oraz ich pochodne, w szakże u tw o rz y ły się z j a k i c h ś ciał p ie r w o tn y c h , k tó re z a w ierały w sobie być może hol, zanim się s ta ły tem, czem j e w id zim y obecnie. Sól k a m ie n n a , gips i wszelkie podobne do n ich z w ła sn o śc i i p ochodzenia u tw o r y wogóle nie z a w i e r a ją w sobie ż a d n ych ciał p r o m ie n io tw ó rc z y c h i p ra w ie ściśle toż samo p o w tó rzy ć m ożna o w s z y s tk ic h w a p n ia k a c h . S t r u t t s p o s trz eg ł je d n a k , że r o zm a ite g n ia z d a fosforanow e (np. kopro- lity) i kości s k a m ie n ia łe są s to s u n k o w o bardzo b o g a te w p i e r w i a s tk i p ro m ie n io twórcze, z a w iera ją c w sobie n ie je d n o k ro tn ie do pięćd ziesięciu ra z y więcej r a du, aniżeli sk a ły o tac z a ją c e . U tw o r y p o dobne m ają jeszcze i tę zaletę, że o ich w z g lę d n y m w ieku m o żem y są d zić a p r io ri n a zasadzie p r z y j ę ty c h w geologii po
glądów . Można p rzy puszczać z w ielkiem p raw d o p o d o b ie ń s tw e m , że z a w a rto ś ć ciał p r o m ie n io tw ó rcz y c h w utwTorach, o k t ó r y c h m ów im y, pochodzi, z inflltracyi w czasie ich p o w s ta w a n ia , do tego więc
czasu odnieść w y p a d a p oczątek n agro m a d z a n ia się w nich helu.
S t r u t t p o d d a w a ł b a d a n iu bardzo w ie l
k ą liczbę ty c h ciał k opalnych. Dla w y dobycia z nich helu proszkow ał je i dzia
łał n a nie k w a s e m solnym w przyrządzie, z któ re g o pow ie trz e było usu nięte. Ma- te r y a łu m in e raln e g o b ra ł 100 do 500 g r a mów. Następow ało zupełne rozpuszcze
nie, a gazy b y ły w ydzielan e do końca przez ogrzew anie ro ztw o ru do wrzenia.
W m ieszaninie gazowej znajdow ało się dużo d w u tle n k u węgla, k tó ry u su w an o zapom ocą w a p n a sodowanego, a z pozo
s ta ło ścią postępow ano tak, j a k opisali
ś m y poprzednio. W ś ró d tych w sz y stk ic h czynności niew ypow iedzianie tru d n o u n i kn ą ć p rz e d o s ta n ia się po w ietrza do w n ę t rz a przyrządów, d late g o to S t r u t t z n a j
dow ał s ta le śla dy neo nu i a rgo nu . Ilość ich j e d n a k nie m o gła w p ły w a ć n a po
m ia ry helu. Rad oznaczano w roztw orze po w y g o to w a n iu gazów. T ab lica n a s t ę p u jąc a (p. str. 357) podaje w yniki opisy
w a n y c h doświadczeń:
W tab lic y na str. 357 m am y ciała ko
palne upo rzą d k o w an e w e d łu g ich wieku.
W idzim y, że, z p e w nem i w y ją tk a m i, s t o s u n e k helu w z r a s ta jed n o c z e śn ie z w ie kiem b a d a n e g o ciała, albo, p rzy na jm nie j, że s to s u n k i w ysok ie nie z d a rz a ją się dla m a te ry a łó w m łodszych, g d y p rze c iw n ie — dla s ta r s z y c h są częste. Przegląd bardzo licznych rezultatów , o trz y m an y c h przez p. S t r u t t a doprowadził go do p rze k o n a nia, że w y j ą tk i p rzypisać należy tej oko
liczności, że m in erały fosforanowe w o
góle z a tr z y m u ją w sobie ty lk o małą część helu, k tó ry w y tw o rz y ł się w nich w biegu czasu. Jeżeli, nadto, w m in e r ale b a d a n y m znajd u je sie tor, b ędący także źródłem helu, p o w s ta ją s to s u n k i zawilsze. Osobno w ty m celu p rzedsię
wzięte badania dowiodły, że ilości toru w próbkach, z k tó re m i czyniono d o ś w ia d czenia, były ta k małe, że m ożna było n a nie nie z w ra c a ć żadnej uwagi.
Na zasadzie dośw iadczeń i obliczeń
R u th e rfo rd a wiadomo, że 1 g ra m radu,
z n a jd u jąc e g o się w ró w n ow ad ze radyo-
a k ty w n e j, w y tw a r z a 316 m ilim e tró w sze-
JMa 23 W SZEC H S W IA T 357 śc ie n n y c h helu w ciągu roku. Znając
s to s u n e k r a d o do u ra n u w ciałach mine-
©
2 ® co 5
o ^ a
O rj ca
* fi ŁÓ
? © £
O cd ©
£ £
JO
o P-i
cd
Ph O
44
O
O
!>■
oo OCM iO
O<M O
r—1 GOCM
oc o c o o
o ODO lO
O l oT—1 oT—1 0 0
c T o ~ c T c T c T o '
V c T
V c T
V c T
i r-i
| *1 i co
1 fO
1 1 7 -*
1 *
i
o O i
o o o o
r —l o o
rH 1
o o
r- l GO* >o 0 0
r - CG o _ CÓ
CO
o lO o
o * OŚ
c \ f t jT T—1 lO o T c \ f o T
Th GO
lOr —1 GO0 5
O CO
O ^ o *0
c p r—1 iO
c<\
(M c o
OD c T c T O * c o <n" o * c T o * c T
p*Hcd
4<3cd
cd 4«3N T i
>>
u© cd
a * 44
© ©* a O
• -P>> •
d ^d 44
• S O •
d
©
o r
.2
©—* SJ P h O
bJO
44CO cd
£
rb
*3 ©
acd
4*3
44
© a
cd44CO
rQ
cdN 0?* M o
©
n3
cd0 a Ti fcO
* o
£
cd4^CO
ni o
P .
a o
+J4->
P
Oh
©
£ 5“
dW
d©8
cd02
£
‘ O
44
O£
cd£
Ć JO
©
©
5 a
N - d
o
-M5
©
acd
44
44
a
cd h©3
G
ci
44cd
'a P 03 h
d
O n3 H o
44
©Ul
s cd
O O
PQ
*H -do
o
h3
>
ni
cdra ln y c h , k tó ry j e s t stały, dochodzim y do w niosku, że 1 gram o w i tle n k u u r a n u U 3 0 8 odpow iada p r o d u k c y a roczna helu w objętości 9 s to ty s ią c z n y c h m ilim e tra s z eścienn ego. Do w y tw o rz e n ia więc l c e n ty m e t r a sześć, h e lu g r a m tle n k u u r a n u (U30 s), n a zasadzie obliczeń S t r u t t a , p o trz e b u je 11 m ilionów lat. T eraz więc
„ sto s u n e k h e lu “ p rze d staw ia sfę n am j a ko liczba, w k tórej każ d a je d n o s tk a (1) odpowiada 11 000 000 lat. Poz osta je za
tem w yznaczyć doświadczalnie s tosu n e k helu w d a n e m ciele kopalnem, a z po
w yższego p o z n a m y łatw o w iek je g o w y rażony w lata ch . S t r u t t z a strze g a się je d n a k , że, ściśle biorąc, w powyższy sposób p o z n a je m y właściw ie tylko m in i
mum w iek u m inerałów, bo w szakże w ie
my, że nie cała w y tw o rzo na objętość h e lu pozostaje nazaw sze uw ięziona w m i
n e ra le ,—część jego, wcale nam nieznana;
w ydziela się w stan ie gazowym . Dow o
dzą tego bezpośrednie b a d a n ia samego.
S t r u t t a , w y k o n a n e przed p a ru ju ż laty, dowodzi również obecność helu w g a zach, w yd z ie la ją c y c h się ze źródeł g o r ą cych, spraw dzona przez wielu badaczów, a w szczególności przez A r m a n d a Gau- tiera. Byłoby t e d y rz e c z ą pożądaną w y b ra ć za dro go w skaz inne j a k i e ś ciało, z d e z in teg ra c y i atom ów ra d y o a k ty w n y c h pochodzące, a k tórego n ie lo tn y s ta n s k u p ienia d a w a łb y mu p rz e w a g ę n a d helem P rz e d kilk o m a ju ż laty (1907) Boltwood w y ra ż ał przypuszczenie, że p u n k te m k r a ń cowym prze m ia n prom ieniotw órczych j e s t utw orzenie się ołowiu. U czony t e n r z u cił ju ż w te d y myśl oparcia chronologii geologicznej n a tem przypuszczeniu: Szko da tylko, że myśl p. Boltwooda nie j e s t dotychczas p o p a rta przez dow ody n ie wzruszone.
T ak więc ilość helu obecna w danem ciele k opalnem j e s t fu n k cy ą j e g o wieku, te n o sta tn i z a te m można ocenić, pozna- j ą c z a w a rtą w niem ilość owego gazu.
Z tego p u n k tu w idzenia b a d a n ia p. S t r u t t a budzą wielkie zajęcie. W tej chwili s ą one jeszcze w swem s ta d y u m począt- kowem: m ożem y przypuszczać, że rozw i
n ą się i wydoskonalą. Jeżeli zaś p r z y puszczenie to się urzeczyw istni, n a u k a o przyrodzie pozyska p o d sta w y do uło
żenia pewnego rodzaju kalend arza, k tó ry olbrzym ie oddać może usługi.
M.
358 W SZ E C H S W IA T j\» 23
K O S M O G O N I C Z N E S T A N O W I S K O K O M E T .
Py ta n ie , czy k o m e t y są t y lk o chwilo- w em i gośćm i n a sze g o u k ła d u s ło n e c z n e go, czy też s ta łe m i je g o członkami, j e s t r ów no znaczne z p y tan ie m , j a k i e są w ła ściwie ich drogi. D ro g i te, są j a k wia
domo, p rzecięciam i stożkowemi, k t ó r y c h ognisk iem j e s t zawsze słońce, i, zależnie od tego, czy n a w a rto ś ć m im ośro d u w y p a d a liczba m niejsza, ró w n a lub w ię k s z a od je d n o ś c i, o t r z y m u je m y elipsę, p a r a bolę lub hyp e rbo lę . T y m s po so bem pod- s ta w o w e m z a g a d n ie n ie m k o sm o g o n ii ko m et j e s t z a g a d n ie n ie o f a k ty c z n y c h w a r to śc ia ch m im ośrodów .
Naogół, s k u tk ie m sła b e g o n a tę ż e n ia św ietlnego, k o m e ty przez czas k ró tk i t y l ko m o g ą b y ć o b se rw o w a n e w pobliżu p u n k t u przysło neczneg o, a w ła ś n ie w tej okolicy p arabo la t a k m ało różni się od mocno w y dłużonej elipsy lub od h y p e r- bołi o m im ośrodzie, mało różn y m od j e dności, że t r u d n o r o z s trz y g n ą ć , z k tó rą z pom iędzy t y c h trz e ch k r z y w y c h m am y w łaściw ie do czynienia.
Ze sto s u n k ó w p o w yższy ch n a raz ie d a je się w y c ią g n ą ć te n ty lko w n io sek , że d rogi te m ają r o z m ia ry b a rd z o wielkie, że w ięc k o m e ty p r z y b y w a ją do n a s ze s tr o n b ard zo da le kich , lecz nie p r z e s ą dza to, oczywiście, kw e sty i, czy n ie m a k o m e t o m im ośrodach in n y c h . T a k ie k o m e t y nie m o g ły b y dla n a s by ć widoczne, poniew aż nie m o g ły b y zbliżyć się d o s ta tecznie do słońca, a lb ow ie m dlatego, że
by d a n a k o m e ta m o gła być p rzez nas o bserw ow ana, p o trz e b a, naogół, b y n a j m niejsza jej odległość od s ło ń c a nie p rz e nosiła znacznie a s tro n o m ic zn e j j e d n o s t k i odległości, t. j. odległości Ziemi od s ł o ń ca. Dla ciał, k tó re k r ą ż ą dokoła słońca po d ro g a c h bardzo wielkich, w a r u n e k ten może być s p e łn io n y tylko w t e d y g d y w r ó w n a n iu q=a (1— e), w k tó re m q j e s t n a jm n ie js z ą odległością k o m e ty od s ło ń ca, a — połow ą w ielkiej osi o rb ity , licz
ba e j e s t bardzo b lisk a je d n o ś c i. Im w ię k sza j e s t w a r to ś ć p o ło w y wielkiej osi,
te m m niejszy m u si być czy n n ik 1 — e, by q mogło się stać ró w n e owej j e d n o s t ce długości, a wobec tego w a r u n k u d z i
wić się nie można, że o g ro m n a większość k o m e t posiada m im ośrody, p ra w ie nie różniące się od jedności.
Kom ety, poruszające się po p a ra b o lac h lub hyperbo lach, m ogą raz ty lko j e d e n zbliżyć się do słońca, poczem odd alają się od niego, by nie powrócić j u ż nigdy.
Jeżeli j e d n a k k o m e ta k rą ż y dokoła słoń
ca po drodze z am k niętej, to wcale je s z cze nie j e s t dowiedzione, że nale ż a ła ona zaw sze do u k ła d u słonecznego i że za
w sze poruszała się dokoła słońca ru ch e m p e ry o d y c z n y m . Ruch kom ety, k tó ra , b ie g n ą c po paraboli, w ejdzie w obręb u k ła du słonecznego, może uledz bądź zwol
nieniu , bądź p rzy sp ieszen iu pod w p ły wem p la n e t wielkich, a z a b u rz e n ia te m o g ą w y s ta rc z y ć nieraz do z a m ia n y m i
m ośro du słabo p a ra b o lic z n e g o n a mimo- ś ró d słabo eliptyczny, a w p e w n y c h znów okolicznościach, odw ro tnie, do zam iany m im o śro d u słabo e lip tyc z n e g o n a słabo paraboliczny.
W w iększości p rzypadków , w k tó ry c h rozporządzano d o s ta te cz n y m m a te ry a łe m o b s e rw a c y jn y m , tablice dróg k o m eta r- n y c h p o d a ją elipsy i w znacznej tylko m niejszości — hyperbole. Zm arły n ied a wno a stro n o m włoski, Schiaparelli, w .roz
p ra w ie z roku 1910 w yk azał, j a k dalece p raw dopodobne j e s t przypuszczenie, że og ro m n a w iększość kom et, a może n a w e t w sz y s tk ie ’ p ierw o tn ie d o sta ły się w obręb n a szego u kładu , b ieg nąc po dro g a c h h yp e rb o licz n y c h , i że te ich m i
m ośrody hy perbo liczn e z a m ieniły się na e lip tyc z n e dopiero pod w p ły w e m zakłó
ceń, w y w o ła n y c h przez wielkie planety.
P o n ie w a ż k o m e ty ta k ie p o z o sta w a ły na stałe w u k ładz ie naszym , przeto liczba ich m u sia ła ro sn ą ć z biegiem czasu, i te m się tłu m a c z y fakt, że sp isy dróg w y k a z u ją z n a cz n ą liczbę o rbit eliptycz
nych , zbliżonych do paraboli, i m n ie jsz ą liczbę o rbit słabo h y pe rb o licz n yc h.
P ie rw sz y m badaczem , k t ó r y powziął z a m ia r oznaczenia p ierw o tn e j d rog i k o m e ty n a drodze obliczenia wstecz zakłó
ceń b ył k siąd z Antoni T h ra e n , proboszcz
No 23 W SZ E C H SW IA T 359 w D in g e ls ta d t (f 1902 r.). Dla k o m ety
1886 II znalazł on z obliczenia orbity m im ośród e = 1,000 229, co odpowiada drodze h yp erb olicznej. R achu n ek, wstecz p rzeprow adzony, zakłóceń d oznaw anych ze s tr o n y Jo w isza i Saturna:, doprowadził do n a s tę p u ją c y c h w a rto śc i na e: 15 s ie r pnia 1884— 1,000 177; 23 k w ie tn ia 1883 — 1,000 054; 5 pa ździernik 1882 — 1,000 002.
Z ty ch liczb T h ra e n w y c ią g n ął wniosek, że m im ośród tej k o m e ty sp a d łb y n i e w ą t pliwie poniżej liczby 1, gdyby m ożna było cofnąć się dostateczn ie wstecz, i rzeczywiście, ścisły r a c h u n e k , p r z e p r o w adzony d la k o m e ty T h r a e n a przez a s tro n o m a S tro m g re n a , dał drogę w yraźnie eliptyczną. Podobne ra c h u n k i, p r z e p r o w adzone przez S tro m g re n a , P a y e ta i Fa- b ry eg o dla kom et: 1890 II (1,000 410) i 1892 II (1,000 345) dowiodły, że p ie r
wotne drogi t y c h k o m et były też elipsami, nie zaś parabolam i. W szczególności astrono m P a y e t w obszernej rozprawie, k t ó r a u k a z a ła się w ro k u 1906, dowiódł z pomocą r a c h u n k u p raw d opo d o bieństw a, p rzyczem u w zg lęd nił je d y n ie w pływ J o wisza, że d ro gi znacznej liczby k o m et m iały i p ie rw o tn ie k s z ta łt eliptyczny.
Do ta k ie g o sam ego w yn iku , j a k P a y e t, doszedł P a b r y w p rz y p a d k u pew nej licz
by in n y c h kom et. W ed le przybliżonego obliczenia P a y e ta , z pom iędzy w sz y stk ic h kom et, dla k t ó r y c h r a c h u n e k o rbit j e s t n a ty le pew ny, że może służyć za pod
s ta w ę do obliczania wstecz, pozostała j e d n a j e d y n a ty lk o ko m eta 1898 II, k tó ra w y k a z a ła w y r a ź n ą hyperboliczność. J e d n a k ż e i w ty m j e d y n y m przy p a d k u k r y ty c z n y m r a c h u n e k ściślejszy, p r z e p ro w a dzony przez S tro m g re n a , t a k dalece ob
n iży ł „ w a rto ś ć h y p e rb o licz n o śc i“, o trz y m a n ą p rzez F a y e ta , że sprow ad ził j ą o s ta tecznie do g ra n ic możliwego błędu, a ty m sposobem i t a j e d y n a (po obliczeniach P a y e ta ) p r ze d staw ic ielk a d rogi h y p e r b o licznej, może ju ż nie być b r a n a w r a chubę.
W y n ik o s ta te c z n y poszu k iw ań liczbo
w ych F a y e ta , F a b ry e g o i S tro m g ren a , poszukiw ań, k tó re o p ierają się na m o
cn y m g ru n c ie r a c h u n k o w y m i w ż a d n y m
stopniu nie zależą od hyp o tezy , daje się streścić, j a k następ u je:
„Jeżeli u w z g lę d n im y w sposób ścisły wpływ g ra w ita c y i N e w tonow skiej i nie wprow adzim y w grę żadnych in n y c h sił, to, ro z p a tru ją c w s z y s tk ie dotąd znane drogi kom eta rn e , natrafim y, praw do p odo bnie, w yłącznie na o rb ity eliptyczne".
S. B . N a tu r w. R u n d sch au .
A. D E T O E U F .
T E L E G R A F B E Z D R U T U K I E R U N K O W Y .
Pomimo że t e le g ra f bez d r u tu w y s t ą pił dzisiaj z r a m czystej n auki, aby u ż y źnić dziedziny przem ysłu, służąc w ten sposób ja k o j e d e n i to w spa niały dowód więcej, j a k prędko pojęcie teo rety czn e zastosować można do w y m a g a ń p r a k ty k i i urzeczyw istnić je, poszukiw an ia uczo
n y c h nie z a trz y m a ły się na tej drodze.
Gdy j e d n i zajm owali się zastosowyw a- niem o trz y m a n y c h wyników , inni badali u doskonalenia, sam ę przem ianę u ż y w a n y c h sposobów. Mieli szerokie pole d z ia łania: n iektó re w ielkie z agadnienia n ie zupełnie są rozw iązane, inne są jeszcze nietknię te .
I jeżeli odległość, na j a k ą sta c y e m o gą w y syłać fale, wzrosła w o s ta tn ic h l a ta c h w olbrzym im w p r o s t sto p n iu przez wzmożenie siły t y c h stacyj, użycie d r ą gów o lepszej w ydajności i czulszych de tektorów , j e d n a k chodzi jeszcze o dalsze udoskonalenie. S ta cy e o dużej sile są ko sztow ne i nie można ich m nożyć bez końca, bez n a ra ż e n ia się n a in n ą nied o godność n iedostateczn ie zwalczoną, a m ia nowicie łączenie się depesz, z powodu niem ożności oddzielania ścisłego w sz e l
k ich fal z b y te c z n y c h od tych, k tó re chce
m y otrzym ać.
Do syntonii, n a k tó rą bardzo liczono,
nie m ożna dojść bez pośw ięcenia n a d e r
w a żnych k orzyśc i i trz e b a się zadaw alać
360 W SZEC H SW 1A T JMó 23 s y n to n ia m i przy bliżonem i i u ż y c ie m o g r a
niczonej liczb y długości fal. S ta je się za
tem n iem ożebnem mnożenie p o s te r u n k ó w bez n a ra ż a n ia ich n a w z a je m n e sobie p rzeszk ad zan ie. Uczeni woleli w k oń c u s z u k ać w k i e r u n k u fal r o z w ią z a n ia kwe- sty i rozm iarów odległości i ro z rz u c e n ia p osteru n k ó w . P r z y ję c ie te g o sp oso bu p o zwoliłoby s ta c y i w y sy ła ją c e j celować w p ro s t do s ta c y i o d b iera ją c e j, nie p rze
szk ad z a ją c p o s te ru n k o m s ą sie d n im , u m ie szczonym w ró żn y c h a z y m u ta c h .
Nie j e s t to j e d y n y w ażny w zgląd do
ty c z ą c y k i e r u n k u fal; g d y b y s ta c y a m o g ła n iety lk o k iero w a ć w yc ho d z ą c em i f a lam i, lecz rów nież ozn aczyć k i e r u n e k fal odb ierany ch, w idoczne są k o rzy śc i, ja- kieb y z tego w y n ik ły d la k i e r u n k u i p r z y b ija n ia s ta tk ó w do lądu, dla ro zp o z n a n ia podczas w o jn y pochodzenia p r z y ję ty c h wiadomości, dla z a c h o w a n ia ta je m n ic y depesz. Otóż w s k u t e k s y m e try i, a n a w e t identyczn o ści p o s te r u n k ó w w y s y ła ją c y c h i o d b iera ją c y c h przez rozw iązanie j e d n e go z zagad nień, ro zw iązałob y się oba.
O ddaw n a ju ż, od p o c z ą tk u is tn ie n ia tej nowej gałęzi wiedzy z a s ta n a w ia n o się nad tą k w esty ą: zdaje się, że doszło ju ż tera z do p ra k ty c z n e g o u rz e c z y w is tn ie n ia .
Z w róćm y p r z e d e w s z y s tld e m n a to u w a gę, że sp ra w ę k i e r u n k u fal ro zw ią z u je po części s a m a przyroda: fale H e rtz a są n a tu r a ln ie r o z p o s ta rte w poziom ych w a r s tw a c h o małej gru b o śc i zaledwie k i lk u s e t m etró w , n a w e t j e ś l i odległość, n a j a ką w y s y ła m y depeszę, dochodzi do ty sięcy kilom etrów ; są rz e c z y w iście s k o n c e n tro w a n e m iędzy d w ie m a p o w ie rz c h n ia mi w zględn ie przew odzącem i, z j e d n e j str o n y ziemią, lu b m orzem , z dru giej rozrzedzonem p o w ie trz e m w y ż sz y c h w a r s tw , k tó re im nie doz w a lają błądzić w przestrzeni i o d b ija ją c e n e rg ię do s t r e fy użyteczności, o d su w a ją w te n sposób w znacznej m ierze g r a n ic e p r z y j m o w a nia; należy je d y n i e sk u p ić tę poziom ą w a r s tw ę fal w je d e n p ę k rów n o leg ły.
S p ra w a w y d a je się więc prostszą, a n i
żeli w p r z y p a d k u s k u p ia n i a fal ś w ie tl
nych; j e s t to j e d n a k ty lk o pozorne. Czy z r e s z tą to zbliżenie m a rac y ę bytu?
P ie rw sz a rzecz, k t ó r a przychodzi n a . m yśl, g dy j e s t m ow a o sk u p ia n iu fal, j e s t to próba z a sto so w a n ia do n ow y ch p rom ie niow ań re z u lta tó w o trz y m a n y c h dla fal ś w ie tln y c h . Czy is tn ie ją soczew ki, lub zw ierciadła dla fal H ertza? Mo- ż n a b y bez w ą tp ie n ia coś podobnego ob
m yślić, lecz wobec o lbrzym ich długości fal e le k try c z n y c h , ula u n ik n ię c ia w p ły w u znacznego u g ięc ia się św iatła, j a k i e go obaw iaćby się można, po trz e b ab y zw ie rc ia d e ł o olbrzymiej powierzchni.
Z a u w ażm y isto tn ie , że s to s u n e k długości n a jz w y k le js z y c h fal H ertz a do długości fal św ie tln y c h w ś r o d k u w id m a w ynosi m niej więcej m iliard: s p o strz eż e m y n a ty c h m ia s t, że dla u n ik n ię c ia ug inania, przew aż a ją c e g o na p o w ie rz c h n ia c h odbi
ja j ą c y c h o niew ielkiej p ow ierzchni, trze- b a b y nad a ć t y m pow ierzchniom o lb rzy mie rozm iary. W istocie do św iadczenia ze sk u p ia n ie m i z k ie ru n k ie m fal zostały znakom icie prze prow a dz one przez H ertza, a zwłaszcza przez Righiego, ale nie na falach u ż y w a n y c h do celów p r a k t y c z nych, k tó re je d y n i e m a ją duże z nacze
nie, lecz n a m ałych falach la b o r a to r y j
nych, k tó ry c h d łu gość sprow adzo no do kilku m ilim etrów . Inaczej mówiąc, owi uczeni m usieli s ta r a ć się zastosować, o ile to było m ożebnem , do z w y k ły c h w a runków , w j a k i c h o b s e rw u je m y fale św ietlne; w t e n sposób uspraw ied liw ili raz jesz c ze w ia rę w id en ty c z n o ś ć is to ty obu zjawisk; nie rozw iązali przem ysłow o z a g ad n ie n ia k iero w a n ia falami.
W s z y s tk ie n a p ra w d ę p r a k ty c z n e b a d a n ia Blondela, Marconiego, Belliniego i To- siego op a rte są n a z ja w is k a c h interfe- rencyi, o d d a w n a z n a n y c h z dziedziny ś w ia tła , lecz k tó re w tejże dziedzinie do prow adziły je d y n ie do z a sto s o w a ń la
b o r a to ry jn y c h . Tego ro dzaju j e s t np. fo
tografia b a rw n a L ip p m a n n a , lub o t r z y m a n ie widm d y f ra k c y jn y c h . W łaśnie te- ory a s ia te k posłużyła Blondelowi do s tw o rzenia pojęcia pól in te r fe ru ją c y c h , któ re dało początek k ie r u n k o w e m u tele g ra fo w i bez d r u tu . Nie j e s t rzeczą z b y te c z n ą zw rócić u w a g ę na te n n o w y p rz y k ła d b a d a ń p ozornie czysto te o re ty c z n y c h , do
p ro w a d z a ją c y c h do z a sto so w a n ia o dużej
JV? 23 W SZBCH SW IA T 361 w a rto śc i ekonom icznej w dziedzinie u w a
żanej za b ard zo odległą.
S p ró b u je m y wyłożyć zasadę pól in ter- ferujących. W e ź m y d w a jed n a k o w e d r ą gi, odlegle j e d e n od dru g iego o połowę długości wspólnej fali i w pro w a d ź m y je w drganie, opóźniając j e d e n z nich o pół okresu w s to s u n k u do drugiego. W płasz
czyźnie, zaw iera ją c e j te d w a drągi, d rg a n ia każdego z n ich będą się d o d aw ały i d rg a n ie w p ew n y m d a n y m p u n k c ie bę
dzie dwa raz y większe od drg an ia , jak ie by w y d a ł d r ą g pojedynczy. Przeciwnie w płaszczyźnie prostopadłej obie fale p rz y b y w a ją c e jed n o c z e śn ie do p u n k t u M, w yszły jed n o c z e śn ie z obu drągów; p o niew aż d r g a n ie je d n e g o z nich j e s t spó
źnione w s to s u n k u do dru gieg o o pół okresu, opóźnienie to zachodzi i w M.
Inaczej mówiąc, oba d r g a n ia p u n k tu M są rów ne i p r z e c iw n y c h znaków i p u n k t nie d rg a. E n e r g ia o trz y m an a w tym p u n kcie ró w n a się zeru. Ł a tw o w y k a zać, że e n e rg ia w y s y ła n a w ja k im k o l
w iek k ie r u n k u u k o ś n y m j e s t proporcyo- n a ln a dostaw ie k ą t a tego k i e r u n k u z k i e r u n k ie m p łas z c zy z n y drągów. E n e rg ia t a j e s t z a te m n a jw ię k sz a w danej p ła s z czyźnie, a ró w n a się zeru w płaszczyźnie do niej prostopadłej.
Jeżeli m ożna ob racać płaszczyznę d r ą gów, zmieni się jed nocześnie k ie ru n e k płaszczyzny o n a jw ię k sz ej energii; będzie m ożna j ą s k ie r o w a ć w k ie r u n k u ok reślo nej s ta c y i odbierającej; będzie można r ó w nież tele g ra fo w a ć w t e n sposób, żeby nie w y w ie ra ć w p ły w u n a sta c y ę leżącą w k ie r u n k u określonym : w y s ta rc z y u m i e ścić prostopadle do tego k i e r u n k u p łasz
czyznę d rągów .
P r z y p u ść m y , że idzie nie o sta c y ę wy s y ła ją c ą , lecz o sta c y ę o dbierającą. P r ą d y o trz y m an e w obu d rą g a c h d o d a ją się w d e te k to rz e j e d e n nad drug im , g d y śm y dali j e d n e m u z nich opóźnienie połowy fazy w s to s u n k u do drugiego. W ty c h w a r u n k a c h z n a jd u je m y zm ianę w wyżej w s k a z a n y c h w łasnościach; jeżeli p ła s z czyzna d rąg ó w j e s t płaszczyzną k i e r u n k u fal p a d a ją c y c h , e n e rg ia o trz y m a n a będzie najw ięk sza; jeżeli płaszczyzna j e s t p ro sto p a d ła do tego k ieru n k u , e n e rg ia
będzie się rów n ała zeru; g d y k ą t obu k ieru n k ó w się zmienia, o trz y m an a e n e r
g ia zmienia się jed no cześnie p o d ług p r a w a dostaw.
Z ch w ilą więc, gd y będzie można roz
porządzać płaszczyzną ruch o m ych d r ą gów, można będzie oznaczyć, o bracając ją , czy to k ieru nek, w k tó ry m się o trz y
m uje n a jw ię k s z ą energię, mianowicie k ie ru n e k sta c yi w ysyłającej, czy też k ie r u n e k o energii rów nej zeru, k tó ry j e s t do ta m te g o prostopadły, czy wreszcie dw a kierunki o równej pobudliwości, k tó r y c h przecięcie przechodzi przez sta c y ę w ysy łającą. Taka j e s t mniej więcej myśl wypow iedziana poraź pierwszy, zdaje się, przed dziesięciu laty , przez profesora Blondela.
Jeżeli do poprzedniej grup y, tw orzącej s y s te m a t kierow any, dodam y d r ą g p ro
sty, taki sam, j a k oba składowe d rąg i i w zbu dzim y go w odpowiedni sposób !), dojdziem y do zniesienia całej energii p rom ieniow anej w j e d n y m z kierunków n ajw y ż sz e j in te n s y w n o ś c i i do zdwoje
nia energii prom ieniow anej w k ie ru n k u przeciw nym ; d y a g ra m e nergii prom ienio
wanej przy b ie ra w te d y k s z ta łt linii s e r cowej (kardyoidy). Doszło się więc, j e żeli ju ż nie do k iero w a n ia e n e rg ią w j e d n ym j e d y n y m k ieru n k u , to p rzy najm niej do o trz y m a n ia znacznego m ax im u m w ś c i
śle ok reślonym k ie r u n k u i do znacznego zm niejszenia emisyi w in n y c h k i e r u n kach.
Pozostaje więc je d y n ie do r o z s trz y gnięcia możność zm iany tego k ie r u n k u o energii najw iększej. To w łaśnie przez dłuższy czas w strzy m yw ało badaczów.
T ru dność polega n a tem , że s y s te m j e s t dla stacyj o wielkiej w ydajności n a d z w y czaj rozw inięty: jed n o c z e sn e o bracanie d w u drągów, o w ysokości 50 m etrów, odległych zaś j e d e n od d ru gieg o o 110 m etrów (w ten sposób j e s t np. utw o rzo n a s ta c y a w Boulogne-sur-Mer), w p r a k ty ce byłoby niew y k o n a ln e m ; rozwiązuje się tę spraw ę, u ż y w a jąc dwu jed n a k o -
!) Z opóźnieniem je d n e j cz w artej fa li w sto
su n k u do je d n e g o z d w u d rągów .
362 w s z e c h s w i a t JM® -23
w y c h s y s te m ó w o k i e r u n k a c h w z a jem n ie prostopadłych z a m ia s t j e d n e g o s y s te m u . W zbudzając je d n o c z e śn ie oba te s y s t e m y z rożnem n a tężeniem , o trz y m u je m y pole w y p a d k o w e teg o sam ego k s z ta ł tu co połe w y w o ła n e przez j e d e n s y s te m , lecz k tó re g o k ie r u n e k j e s t p o śre d n i p o m iędzy k i e r u n k a m i obu s y s te m ó w i opi
su je całą płaszczyznę, g d y się zm ienia s to s u n e k n a tę ż e ń od je d n e j n iesk o ń czo
ności do d ru g ie j. Dla p r a k ty c z n e g o u rz e c z y w istn ie n ia tej zm ienno ści w n a t ę ż e niu, Bellini i Tosi obmyślili bardzo pro
s ty p rzy rz ą d , k tó ry n a z w a li radyogonio- m etrem . P o le g a głównie na d w u cew ka c h w z a jem n ie p ro sto p a d ły c h o g r u b y m drucie, o k i e r u n k u ta k im sa m y m , j a k d w a s y s te m y p r o m ie n iu jąc e i p o ł ą czone odpowiednio z k ażdym z nich; w e w n ą trz ty c h ce w e k może się poruszać cew ka o c ie n k im d ru cie z ig łą w s k a z u j ą c ą i z p r z y rz ą d e m m a n ip u la c y jn y m . Prz ez ową w łaśnie w e w n ę t r z n ą cew kę przepuszcza się o s c y la c y jn e w y ła d o w a n ie k o n d e n s a to r a , lu b łulc ś p ie w a ją c y . I n d u k u je ona w t e d y w obu c e w k a c h s ta ły c h p r ą d y o scylacyjn e, k tó re ta m te p rz e s y ła ją drąg o m . S to s u n e k n a tę ż e n ia tych p rą d ó w i z a te m rów n ież i k ie r u n e k n a tężeń, w y p ro m ie n io w a n y c h przez oba s y s te m y , zależy od położenia c e w k i in d u kującej w ten sposób, że pole w y p a d k o we m a w ła śn ie k i e r u n e k owej cewki.
A żeby pole opisało całą płaszczyznę, w y s t a r c z y z a te m obrócić ce w kę z c ie n kiego d r u tu o 360°. Z agadnienie zostaje w t e n sposób bardzo p ro sto rozw iązane-
T a k a j e s t upro sz c z o na o ile się ty lk o dało te o ry a s y s te m ó w k ie r o w a n y c h i ra- d y o g o n io m e tru Belliniego i Tosiego.
R e z u lta ty w te n sposób o t r z y m a n e są godne uw agi.
Po do św iadczeniach p rz y g o to w a w c z y c h p rz e p ro w a d z o n y c h przed d w o m a laty p rze z w y n a la zc ó w m iędzy m ałą s ta c y ą u r z ą d z o n ą w Dieppe i d w ie m a z w y k łe m i s ta c y a m i, polożonem i j e d n a w H avre, a d r u g a w Honfleur, a d m i n is t r a c y a poczt i tele g ra fó w u rzą d z iła teg o r o d z a j u s t a cyę w B oulo gn e-su r-M er. C o p ra w d a nie u r ze c z y w istn io n o ściśle w s z y s tk ic h w a r u n k ó w t e o r e ty c z n y c h , gd y ż b y ło b y to
w y m agało z b y t wiele zachodu. D rągi u tw orzone przez zasłony p ochylone w k ie r u n k u o d w ro tn y m m a ją 48 m etró w w y sokości i są odlegle u w ie rz c h o łk a je d e n od d rugiego o 80 m etrów , a u p o d sta w y o 127 m etró w . Pon iew aż dłu go ść ich z a sadniczej fali j e s t zaduża, 900 m etrów , wzbudzono trzecią falę h a rm o n ijn ą w t a ki sposób, ażeby zmniejszyć tę długość do 300 m etró w i u m ieścić g rz b ie ty p r ą du, k tó re m ają na jsilniejsze prom ienio
w anie i k tó re są u p o d s ta w y zasłonyr, w odległości 127 m etrów , mniej więcej w połowie długości fali. Z a m ia st połą
czyć j a k zazwyczaj k a ż d y z t y c h d r ą gów z ziemią, połączono j e ze sobą b e z pośrednio; czas, z uż yty przez falę w z b u d z a ją c ą na przejście przez d r u t łączący, da je w ten sposób p rze su nięc ie połowy okresu, ja k ie g o w y m a g a te o ry a i je d n o cześnie u n ik a się s t r a t e n e rg ii p o c h odz ą cych z oporu ziemi, k t ó r y t rz e b a brać pod uw agę.
P rzeprow adzon o naprzód b a d a n ia ze s ta c y i pomocniczej, założonej n a k o lu m nie „Wielkiej A r m ii“, w odległości trz e ch kilo m etró w od s ta c y i głównej, n a s tę p n ie ze s ta c y i w Polk e sto n e , i z A lg ieru i z S a in te s M aries de la Mer, pod Marsylią.
Stw ierdzono w ten sposób, że p ro m ie n io w a n e e n e rg ie są mniej więcej rozłożone p od ług p r a w a teo re ty c z n e g o i że z resztą o d stę p stw o od teo ry i d a je się w y t ł u m a czyć s p e cy a ln em i w a ru n k a m i, w jakich się s ta c y e z n ajdują, Doniosłość bardzo wzrosła, j a k to przew idy w ano, w s to s u n ku mniej więcej 1 do 2; stw ierdzono również, w codziennej p r a k ty c e , że mo
żna było w y s y ła ć ene rg ię do s ta c y j b a r
dzo o dd alonych, nie w z b u d zając in n y c h sta c y j, znacznie bliższych, lecz położo
n y c h w ró żny ch a z y m u tac h . Te w y n ik i za pew niają, jeżeli j u ż nie zupełn e zacho
w a n ie t a je m n ic y depesz, to w k a ż d y m raz ie u ła tw ie n ia co do p o w ię k sza n ia ilo
ści stacyj.
S k ądin ąd, a j e s t to p o dług n a s najcie
kaw sze, czyniono również do św iadczenia na s ta t k a c h fra n c u sk ic h , z m ie rz a ją c y c h do brzegów A m eryki.
W ro k u 1909 s t a t e k m orski Ogólnego
T o w a r z y s tw a T ra n s a tla n ty c k ie g o , Luizya-
j\fo 23 WSZECH ŚW IAT 363 na, został zao p atrz o n y w h e rtz o w sk i
kom pas poziomowy d w u w ynalazców wło
skich. P rz y rz ą d ten s k ła d a się z radyo- g o n io m e tru odbierająceg o i z dwu s y s t e mów k ie ro w a n y c h , o o g raniczonych roz
m iarach, p od o b n y c h do ty ch , k tó re z o s ta ły zaprow ad zo ne na s ta c y i w Boulo- gne. Zbliżając się do brzegów A m eryki, oznaczono położenie s ą sie d n ic h stacyj te leg ra fu bez d ru tu , a jedn o c z e śn ie ofice
rowie n a s t a t k u oznaczali do k ład n e po
łożenie s ta t k u . Dla w y z n a c z en ia położe
nia s ta c y i przy w o ły w a n o j e d n ę ze stacyj w y b rz e ż a i p o r u s z a ją c rą c z k ą radyogo- n iom etru, oznaczano oba k ie r u n k i k r a ń cowe, w k tó ry c h p rze staw a n o słyszeć depesze s ta c y i lądowej. Ich przecięcie d aw ało położenie stacyi. Zrobione po
m iary dop ro w adziły do pom yłek m n ie j
szych od je d n e g o s to p n ia , a zatem o trz y m a n a d o k ła d n o ś ć b y ła tego sam ego rzę du, co dokładność pomiarów a stro n o m ic z nych, ro b io n y c h zapomocą s e k s t a n tu . Lepszego r e z u l ta t u nie można się było spodziewać. Od tej pory w prowadzono te n sam s y s te m n a s t a t k u „ P ro v e n c e “, k t ó r y go u ż y w a bez pomocy specyalisty:
do tej sam ej ścisłości doszli oficerowie s ta tk u . To też T o w arz y stw o T r a n s a t la n tyckie p o stanow iło zaop atrz y ć w ów k o m pas w sz y s tk ie swoje statki: in sta ła c y e ju ż są w toku.
W a rto się dłużej z astan ow ić n a d tem n ow em z a sto so w a n iem te le g ra fu bez d r u tu, gdyż p osiada ono wielkie znaczenie.
M ożna rzeczywiście uw ażać za ro zw ią zane, p rz y n a jm n ie j dla dużych s ta tk ó w , z adanie t a k t r u d n e p rz y b ijan ia do lądu w czasie m gły. J e s t to rzeczyw iście b a r dzo szczęśliwa okoliczność, że p rz e s y ła n ia h e rtz o w sk ie są specyalnie łatw e pod
czas niepogody, gdyż w te d y niem a p r a wie wcale zab u rz e ń e le k try c z n y c h w a t mosferze.
D oszliśm y zatem do p osiadania , l a t a r - n i “ h e rtz o w s k iej, k t ó r a może słu ży ć j a ko la t a r n i a ś w ie tln a i k tó ra pod pewne- mi w z g lę d a m i j ą przew yższy. Przede- w sz y stk ie m , doniosłość je j j e s t większa:
z p r z y rz ą d a m i s ta t k u P ro v e n ce dochodzi ju ż do c z te rd z ie stu mil, gdy ty m czasem la ta rn ie o pty cz n e w s k u te k k rzyw izny
ziemi nie m ogą zazwyczaj być widziane z w iększej odległości. W d o d a tk u „la ta rn ia " h e rtz o w s k a może się porozumie
wać ze s ta t k ie m i w te n sposób udzielać mu wiadomości bez żadnej d w uz n a c z n o ści. N aw et, je ś li j e s t sam a zaopatrzona w s y s te m k ierow a ny , może dostarczyć s ta tk o w i wiadomości o jego w łasn em po
łożeniu i do starczyć mu w te n sposób cennej wskazów ki. Czyż nie j e s t to d a leko lepsze rozwiązanie od tego, ja k ie dawały doty ch c z a s w s z y s tk ie sy g n a ły używ ane podczas mgły: eksplozye, dzwo
ny powietrzne, lub podwodne, gwizdki i sy ren y, k tó ry c h doniosłość t a k zm ien
n a nie przechodzi nigdy kilku mil? Przy- tem tego rodzaju sy g n a ły , jeż e li o s trz e g a ją s ta t e k przed w ielkiem i niebezpie
c z eństw am i i p ro w a d z ą go na ślepo, nie m ogą m u nigdy oznaczyć dokładnie po
łożenia, ja k ie zajmuje.
Czy zatem nadeszła o s ta tn ia godzina dla w sz y stk ic h sy ste m ó w optycznych i aku sty c z n y ch , ta k długo i ta k d ro b ia zgowo b a d a n y c h i w wielu raz a c h t a k bardzo odpowiednich? Bynajm niej. Do ś rodków d a w n y c h p rz y b y w a nowy, m a j ą c y właściwości sp ecy alne i n a p ra w d ę za sług ując e na uw agę, lecz nie zawsze m ogący z a stąpić s y s te m y istniejące.
Jeżeli fale hertzo w skie nie boją się m gły, padają n a to m ia s t ofiarą częstych z aburzeń pola e le k try c z n e g o atm osfery.
Podczas burzy poważne zab u rz e n ia p rze
szkadzają, a n a w e t n iek ied y uniem ożli
w iają działanie stacyj te ic g ra fu bez d r u tu. W podobnych z darzeniach la ta rn ia o p ty cz n a ma b e z w a ru n k o w o p ie rw s z e ń stwo. To nie w szystko: trz e b a pomyśleć o wielkiej ilości ogni na wybrzeżach; nie m ożnaby założyć odpowiedniej ilości s t a cyj tele g ra fu bez d r u tu w sta nie ob ec
nym . Gdyż, pomimo sw y c h z alet, s y ste m Belliniego i Tosiego nie daje a b s o lu tn e go k ie r u n k u fal i w p ły w y w z a jem n e s t a cyj nie są całkow icie u nicestw io ne. Czyż m ożnaby mieć n a w y b rz e ża c h F ra n c y i pięćset do sześc iu se t l a t a r ń hertzow- skich, ta k j a k obecnie co noc świeci pięć
s e t do sześc iuse t św iateł? I zresztą obok
dużych s ta tk ó w , na k tó ry c h można in
stalow ać niew y go dn e s y s te m y kom pasu
364 w s z e c h s w i a t JMo 23 h ertzo w sk iego , istnieje cała flota m ały ch
s ta tk ó w , łodzi r y b a c k ic h , ja c h tó w , ty ch w szystkich, k t ó r y m b r a k z aró w n o m ie j
sca, j a k p ie n ię d z y i ludzi do o b słu żen ia ko m pasu h ertzow sk iego. Te b ę d ą zawsze p o trz e b o w a ły w sk a z ó w e k, d a ją c y c h się poznać bez p rz y rz ą d ó w , łub z pom ocą p r zy rz ą d ó w e le m e n ta rn y c h : la ta rn ie o p t y czne b ę d ą im o d d a w a ły te s am e usługi, co i poprzednio.
Co do ś w ie tln y c h i w szelkich a k u s t y cznych s y g n a łó w ich rola ró w nież nie j e s t skończona, „ la tarn ia" h e rtz o w s k a nie w k r a c z a n a w e t w ich p raw a. O d da ją one nieocenione usługi, o s trz e g a ją c o gro- żącem n iebezpieczeństw ie i p ro w a d z ąc przez najeżone t r u d n o ś c ia m i p rze sm y k i.
W obecnym s ta n ie rzeczy s y s te m her- tzow ski znajdzie p r z e d e w s z y s tk ie m z a sto sow anie w w ie lk ie m w y lą d o w y w a n iu , gdzie będzie sp ó łzaw odn iczy ł sto so w n ie do okoliczności ze s ta r s z y m od siebie s y s te m e m o p tycznym . Można się j e d n a k spodziew ać now ych u lepszeń, je ż e li nie w dokład no ści pom iarów, to p rz y n a jm n ie j w k o n c e n tr a c y i prom ieniow ania: ta m j e s t w łaśn ie przyszłość. N ie s te ty , z tego p u n k tu w idzenia nie w y d a je się, a b y m ożna było bardziej udosko n alić s y s te m Belli- niego i Tosiego. W k a ż d y m razie m a m y praw o nazw ać ten w y n a la z e k w ielkim .
(Tłum. H. G.).
i\l<adernia Umiejętności.
III. Wydział matematyczno-przyrodniczy.
Posiedzenie dnia i maja 1 9 1 1 r.
P rz e w o d n ic z ą c y : c z ł. E . G o d ie w s k i.
