Объясните, пожалуйста, в чем заключается эффект Вифельда — Брауна. Я слышал, что этот феномен открыл американский физик и изобретатель Томас Таусенд Браун , заканчивая среднюю школу.
Алексей Гапченко ,
Красноярский край, с. Агинское
Действительно, в 20-х годах XX века Т.Т. Браун, будучи еще учащимся средней школы, заинтересовался рентгеновскими лучами. Он хотел выявить, могут ли исходящие из рентгеновского аппарата лучи оказывать какое-либо механическое воздействие.
Для своих опытов юный изобретатель раздобыл трубку Кулиджа — так называется рентгеновская трубка с термокатодом из тонкой вольфрамовой спирали, изобретенная американским физиком и химиком Уильямом Д.Кулиджем. Получив в свое распоряжение это устройство, школьник сделал то, что до него не делал никто. А именно, для удобства работы он подвесил трубку Кулиджа на проводах, идущих к аноду и катоду параллельно земле. И в процессе исследований заметил, что всякий раз при подаче тока на трубку она отклонялась в сторону.
Последующие эксперименты показали, что величина отклонения пропорциональна величине напряжения между анодом и катодом. Почему?
После окончания школы, в 1922 году, Браун поступил в Калифорнийский технологический институт в Пасадене, где параллельно с учебой продолжал исследовательскую работу. Но поскольку в Калифорнийском университете его исследованиям никто не придал особого значения, в 1923 году Браун перешел в Кенионский колледж в Гамбиере, штат Огайо. Проведя там еще год, он перевелся в Денисоновский университет в Грэнвилле, где на физическом отделении изучал электронику. Здесь его учителем стал Пауль Альфред Бифельд, профессор физики и астрономии, кстати, один из бывших одноклассников А.Эйнштейна.
В отличие от своих коллег из Пасадены, Бифельд проявил большой интерес к открытию Брауна. И оба они — профессор и студент, — проводя эксперименты с заряженными электрическими конденсаторами, пришли к открытию физического принципа, получившего позднее название эффекта Бифельда — Брауна.
Экспериментальная установка Брауна .
Суть этого эффекта заключается в следующем. Заряженные дискообразные электрические конденсаторы стремятся к движению в направлении своего положительно заряженного полюса. Точно так же, как трубка Кулиджа, с которой экспериментировал Браун. То есть ученые экспериментально доказали, что электрическая энергия может при определенных условиях преобразовываться в механическую.
И тут начинается самое интересное. Т.Браун, то ли в погоне за славой, то ли в надежде получить деньги на исследования, заявил, что открыл нечто новое в физике — «электрогравитацию». Или, иначе говоря, некий пограничный эффект между гравитацией и электричеством.
Заявление произвело нужный эффект — исследователь получил финансирование на продолжение работ, а также лабораторию и штат научных сотрудников.
Вскоре Браун создал «гравитор». Так назывался аппарат, который внешне имел вид обычного бакелитового ящика. Внутри же находилась несложная конструкция из нескольких алюминиевых пластин, расположенных, как монетки в стопке, и разделенных диэлектриком. К этому своеобразному конденсатору и подводился постоянный ток напряжением 100 киловольт.
Электродвижущая сила проявила себя следующим образом. Аппарат ставили на весы и подключали к источнику тока. Если электродвижущая сила была направлена вверх, то она приподнимала аппарат. И весы показывали, что гравитор становится немного легче. При смене полярности электродвижущая сила перенаправлялась вниз, и весы показывали, что прибор становится тяжелее. Изменения веса составляли порядка одного процента от общей массы. Конечно, это мало. Все последующие усилия Браун направил на то, чтобы уменьшить вес своего аппарата и увеличивать напряжение постоянного тока, подаваемого к обкладкам гравитора.
В конце концов, в 1952 году изобретатель продемонстрировал в своей лаборатории полет летательного аппарата дискообразной формы. Он двигался на корде (тонкой металлической струне) по круговому маршруту диаметром 6 метров, развивая скорость до 180 км/ч. Для этого по проводу на аппарат подавалось напряжение в 50 000 вольт!
Исследованиями Брауна заинтересовались военные, и он некоторое время совершенствовал свое детище на их деньги. Но особых успехов до конца своей жизни так и не добился.
Тем не менее, сегодня электрическими полями иногда разгоняют потоки ионов — электрически заряженных частиц в электроракетных двигателях, которые используются для осуществления маневров в невесомости. Усилия, создаваемые такими двигателями, невелики, но поскольку такой двигатель может работать очень долго, то постепенно разгоняет аппарат до приличных скоростей. Однако говорить, что в данном случае здесь работает именно эффект Бифельда — Брауна, было бы большой натяжкой.
Андрей ЛЕМЕШКО
Художник Ю. САРАФАНОВ