Зарядим теперь вновь В единицей электричества, введём его внутрь сосуда С, уже заряженного раньше, приведём его в соприкосновение с внутренностью сосуда С и удалим из сосуда. Сосуд В окажется при этом вновь полностью разряженным, так что заряд на С удвоится.
Повторяя этот процесс, можно установить, что, как бы сильно ни был предварительно заряжен сосуд С и каким бы способом ни заряжался сосуд В, если В вначале полностью окружён сосудом С, затем приведён в соприкосновение с С и, наконец, удалён из С, не касаясь его, то заряд В полностью передаётся С и сосуд В оказывается полностью разряженным.
Этот опыт указывает нам способ зарядки тела произвольным числом единиц электричества. Когда мы перейдём к математической теории электричества, то увидим, что результаты этого опыта позволяют осуществить точную проверку истинности теории.
33. Прежде чем перейти к исследованию закона действия электрической силы, перечислим уже установленные нами факты.
Помещая любую наэлектризованную систему внутрь изолированного полого проводящего сосуда и изучая результирующий эффект вне сосуда, мы устанавливаем характер полной электризации системы, находящейся внутри сосуда, без какой-либо передачи электричества между различными телами системы.
Электризация наружной стороны сосуда может быть установлена с большой точностью путём подсоединения сосуда к электроскопу.
Мы можем считать электроскоп состоящим из листочка золотой фольги, подвешенного между двумя телами, одно из которых заряжено положительно, а другое - отрицательно. Если золотой листочек наэлектризован, то он отклоняется в сторону того тела, которое заряжено противоположно заряду электризации листочка. Увеличивая электризацию обоих тел и чувствительность подвески, можно добиться обнаружения чрезвычайно малой электризации золотого листочка.
Когда мы перейдём к описанию электрометров и умножителей, мы увидим, что существуют ещё более тонкие методы обнаружения электризации и проверки точности наших теорий, но пока мы будем считать, что проверка производится соединением полого сосуда с золотым листочком электроскопа.
Этот метод применялся Фарадеем в его замечательных демонстрациях законов электрических явлений 3.
3 On Static Electrical Inductive Actions, Phil. Mag., 1873 или Exp. Res., vol. II, p. 279.
34. I. Полная электризация тела или системы тел остаётся неизменной, пока не происходит отдача электризации другим телам или получение её от них.
Как было обнаружено, во всех опытах с электричеством электризация тел изменяется, но всегда оказывается, что это изменение обусловлено несовершенством изоляции и что по мере улучшения средств изоляции потери электризации становятся всё меньше. Мы можем поэтому утверждать, что электризация тела, помещённого в идеально изолирующую среду, будет оставаться строго постоянной.
II. При электризации одного тела другим через проводимость полная электризация обоих тел остаётся той же, т. е. одно тело в такой же мере теряет положительную (или приобретает отрицательную) электризацию, в какой другое тело приобретает положительную (или теряет отрицательную) электризацию. Ибо, если оба эти тела заключить в полый сосуд, то не будет наблюдаться никакого изменения полной электризации.
III. При электризации тела трением или каким-либо другим известным способом образуются равные количества положительной и отрицательной электризации. Ибо электризация системы в целом может быть проведена в полом сосуде или же процесс электризации может производиться внутри самого сосуда, и, как бы сильно ни электризовались части системы, полная электризация, измеряемая отклонением листочка электроскопа, остаётся неизменно равной нулю.
Таким образом, электризация тела представляет собой физическую величину, поддающуюся измерению, и комбинация на опыте двух или нескольких электризаций происходит подобно алгебраическому сложению двух или нескольких величин. Поэтому мы в праве пользоваться языком, пригодным как для качественного, так и для количественного описания электризации, и говорить о любом наэлектризованном теле как о «заряженном определённым количеством положительного или отрицательного электричества».
35. Возведя электричество, как мы это сделали, в ранг физической величины, не следует слишком спешить с утверждением, что оно является или не является веществом, или же что оно является или не является формой энергии, или же что оно относится к какой-либо известной категории физических величин. Всё, что мы до сих пор доказали,- это лишь то, что оно не может быть создано или уничтожено, так что если полное количество электричества внутри замкнутой поверхности увеличивается или уменьшается, то соответствующее количество электричества должно войти внутрь этой замкнутой поверхности или выйти через неё наружу.