Будущие физики учатся в лаборатории ставить опыты. Они знакомятся с основными приемами измерительной техники. В список задач физического практикума входит определение удельного веса тел, длины секундного маятника, числа колебаний камертонов, измерение показателей преломления и длины световых волн. В лаборатории студенты могут познакомиться с последними достижениями науки. Здесь есть установка, на которой студенты изучают спектральный анализ, недавно открытый. Много задач посвящено исследованию электрических явлений. Студенты измеряют сопротивление проволок, силу тока, напряжение гальванических элементов, учатся измерять силу земного магнетизма.
Занятия в лаборатории университетское начальство не сделало обязательными. Оно предоставило студентам самим выбирать, будут ли они работать в лаборатории или ограничатся только слушанием лекций. Но желающих заниматься в лаборатории находится множество. В ней с самых первых дней ее существования становится тесно и оживленно.
Лаборатория служит не только студентам. Она сразу же становится местом, где ведут свои экспериментальные исследования и профессора, и их помощники, и многие молодые ученые.
Осенью 1873 года Р. А. Колли начинает в лаборатории опыты, послужившие основой его магистерской диссертации.
Он принимается за свое первое научное исследование: ставит опыты по определению работы, производимой гальваническим током. Он решает исследовать вопрос, влияет ли механическая работа на электрические процессы. При электролизе химических соединений, как известно, выделяющиеся вещества движутся к электродам, опущенным в ванну. Колли решает повернуть опыт по-иному. Обычно электроды располагаются один рядом с другим. А что, если один электрод будет находиться над другим, думает Колли. Ведь в этом случае частицам, выделяющимся из электролита, придется либо подниматься вверх, преодолевая тяжесть, либо опускаться вниз. В этом случае сила тяжести будет помогать их движению. Скажется ли это обстоятельство на химическом действии электрического тока? Очевидно, должно сказаться. Ведь закон сохранения энергии незыблем, и если часть энергии выделяется или поглощается в виде механической энергии, значит какая-то доля электрической энергии должна либо недорасходоваться, либо перерасходоваться.
Опыты по проверке своей гипотезы Колли ставил еще у себя дома. Однако удовлетворительных результатов в пользу ее он не получил. И вот теперь, в новой лаборатории, где он работает с таким замечательным учителем, как Столетов, Колли возвращается к своей идее.
Столетов ходит именинником вокруг стола, где Колли собирает установку для опытов. Работа Колли первая работа молодой лаборатории.
И как оригинальна ее идея!
Колли одерживает полную победу. Он доказывает, что механическая работа по переносу атомов может превращаться в энергию электрического тока.
Вскоре и сам Столетов начинает в лаборатории свою первую на родине экспериментальную работу.
Он ставит давно задуманный опыт по определению соотношения между электростатическими и электромагнитными единицами.
Для того чтобы сравнить между собой электростатические и электромагнитные единицы, Столетов решает измерить в этих единицах величину одного и того же электрического заряда.
Электрический заряд может находиться в статическом положении. Если, например, присоединить к источнику электрического напряжения конденсатор — две металлические обкладки, разделенные между собой промежутком, — конденсатор зарядится. На его обкладках появятся электрические заряды.
Заряды эти будут неподвижны. Зная напряжение батареи и электрическую емкость конденсатора, можно узнать, какой электрический заряд скопился на его обкладках. Величина заряда в этом случае будет измеряться в электростатических единицах.
Но заряды могут и двигаться. Электрический ток — это как раз и есть движущиеся электрические заряды.
Осевшим на обкладках конденсатора зарядам можно дать возможность двигаться, если соединить обкладки проволокой. Конденсатор начнет разряжаться. Заряды побегут по проволоке — в ней возникнет электрический ток.
Измерив приборами разрядный ток, можно будет рассчитать, какой заряд прошел через проволоку при разряжении конденсатора. Величина прежде неподвижного заряда будет измерена в электромагнитных единицах.
Сердцевиной установки Столетова, созданной им для измерения величины одного и того же заряда, и вначале, когда он находится в покое, и потом, когда он движется, и был конденсатор.