В лабораторных условиях на установках размером с трехэтажный дом ученые получают мощные электрические разряды напряжением в несколько миллионов вольт и «обстреливают» ими макеты особо опасных объектов, отыскивая наиболее правильное расположение громоотводов. Между тем самая обычная молния в летнюю грозу вызвана напряжением не менее миллиарда (!) вольт. Тысячекратная разница должна бы привести к каким-то качественным различиям. В чем они — мы еще точно не знаем, поскольку столь высокие напряжения в лабораториях получать не можем. Вот и случается, что от удара молнии нет-нет да и «страдают» и люди и здания. Да и вообще в поведении самой обычной линейной молнии (про шаровую уж говорить не будем!) до сих пор есть много фантов, не нашедших объяснения. Некоторые из них даже комичны.
Известны случаи, когда, попав в человека, молния не причиняет ему вреда, только оставляет его раздетым. Одежда обнаруживается где-то рядом. При этом рубашка оказывается застегнутой на все пуговицы, башмаки не расшнурованными… Ученые даже не пытаются комментировать такие факты. А если бы попытались?
Как бы не обнаружились здесь «чудеса» из области пространства-времени!
Другая не менее странная причуда молнии нашла объяснение. В рассказе Александра Грина «Редкий фотографический аппарат» описано, как от удара молнии на теле убийцы запечатлелась изобличавшая его улика — фотография места преступления. Сюжет взят «не с потолка».
На кожном покрове человека, пострадавшего от молнии, порой действительно обнаруживались следы, в которых угадывались очертания предметов, находившихся поблизости. Оказалось, молния способна «рисовать» предметы, расположенные в зоне действия ее удара. Такие рисунки нередко обнаруживаются и на стенах помещений. Однажды, например, было зафиксировано изображение бронзовой ступки на стене кухни, и состояло оно из… частиц распыленной бронзы.
Еще в прошлом веке предполагали, что такие рисунки получаются в результаты вырывания атомов с поверхности предметов (чаще всего металлических) и переноса их электрическим полем на окружающие тела. В 1948 году наши ученые Г.В.Спивак и Р.В.Лукацкая воспроизвели этот процесс в лабораторных условиях. Чтобы не прибегать к сверхвысоким напряжениям, пришлось пойти на ухищрения. В эксперименте (рис. 1) штриховое изображение, нанесенное на поверхности цинковой пластинки, было перенесено на эбонитовую.
Главную роль в опыте играли два электрода. Один из них — цинковая пластина. На ее поверхности процарапывался иглой простейший рисунок, например, сеточка. Одна пластина присоединялась к «минусу» источника тока. Другая к «плюсу» и покрывалась слоем эбонита. В схеме имелась еще и третья пластина, соединенная с движком потенциометра. Она служила для фокусировки изображения. Использовался источник постоянного тока напряжением около 12 кВ. Важную роль в эксперименте играл дуговой фонарь.
При облучении цинковой пластины электрической дугой, спектр которой богат ультрафиолетовыми лучами (с лампой накаливания опыт не удается), возникает внешний фотоэффект. Поверхность цинковой пластины начинает испускать электроны. Однако там, где нанесены штрихи, они испускаются значительно интенсивнее, чем с других точек.
Оторвавшись от поверхности, электроны сталкиваются с атомами воздуха. И по пути создают группы из двух-трех ионизированных атомов. Их подхватывает поле положительно заряженной пластины. Будучи в тысячи раз массивнее электронов, ионы проходят сквозь воздух, не меняя своего направления, и оседают на эбонитовой пластине. При этом на ее поверхности возникает четкий потенциальный рельеф, невидимый глазу рисунок из заряженных участков. Посыпав пластину угольным порошком (рис. 2), его удавалось проявить.
Рис. 2
Не таким ли образом и молния создает свои фотографии? К тому же заметим, что эти процессы весьма сходны с процессами, происходящими в электрокопировальных аппаратах.
Дальнейшие эксперименты показали возможность получать даже увеличенное изображение. Для этого в качестве электрода, соединенного с движком потенциометра, ставили диафрагму с отверстием диаметром 3 см. Это позволяло создать хоть и узкоспециальный, но очень полезный прибор для изучения катодов электронных ламп и кинескопов.
На этом наш рассказ, навеянный причудами молнии, не кончается. Вспомним еще раз бронзовое изображение ступки на кирпичной стене. Это ведь не что иное, как намек на современные микросхемы, из которых состоят все изделия современной электроники. Ведь они тоже всего лишь картинки, написанные драгоценными сверхчистыми металлами на очень благородном сверхчистом камне — кремнии или сапфире.