Трактат об электричестве и магнетизме

Этот метод применялся г-ном Дельманом из Кройцнаха при измерении потенциала на определённой высоте над поверхностью Земли.

Второй метод. Мы предположили, что сфера помещается в данной точке и вначале заземляется, а затем изолируется и переносится в пространство, окружённое проводящим веществом при нулевом потенциале.

Теперь рассмотрим тонкий изолированный провод, идущий от электрода электрометра к тому месту, где нужно измерить потенциал. Пусть сфера вначале будет полностью разряжена. Этого можно достигнуть, поместив её внутрь сосуда, сделанного из того же металла и почти полностью охватывающего сферу, и приведя её в соприкосновение с сосудом. Пусть теперь разряженная таким образом сфера переносится к концу провода и прикасается к нему. Поскольку сфера не электризована, она будет иметь потенциал воздуха в данной точке. Если провод, ведущий к электроду, имеет тот же самый потенциал, последний не изменится при контакте, но если потенциал электрода имеет другое значение, то после контакта со сферой он будет ближе к потенциалу воздуха, чем был до этого. Путём повторения таких операций, в которых сфера поочерёдно разряжается и приводится в контакт с электродом, потенциал этого электрода электрометра будет постепенно приближаться к потенциалу воздуха в данной точке.

222. Чтобы измерить потенциал проводника, не прикасаясь к нему, мы можем измерить потенциал воздуха в любой точке по соседству с проводником и по результатам измерений вычислить потенциал проводника. Если бы существовала полость, почти полностью окружённая проводником, то потенциал воздуха в каждой точке этой полости был бы очень близок к потенциалу проводника.

Таким способом сэр У. Томсон установил, что если два полые проводника, один медный, а другой цинковый, находятся в металлическом контакте, то потенциал воздуха в полости, окружённой цинком, положителен по отношению к потенциалу воздуха в полости, окружённой медью.

Третий метод. Если мы каким-нибудь способом можем сделать так, что последовательность малых тел будет отделяться от конца электрода, потенциал электрода будет приближаться к потенциалу окружающего воздуха. Этого можно добиться, высыпая дробь, металлические опилки, песок или выпуская воду через воронку или трубку, соединённую с электродом. Точка, в которой измеряется потенциал, - это та точка, в которой поток перестаёт быть непрерывным и разбивается на отдельные частицы или капли.

Другой удобный метод состоит в том, что к электроду прикрепляется медленно горящая спичка. Вблизи от горящего конца потенциал электрода быстро становится равным потенциалу воздуха. Если разность потенциалов велика, то даже тонкое металлическое острие может вызвать разряд посредством частиц воздуха, но если мы хотим уменьшить разность потенциалов до нуля, мы должны использовать один из указанных выше методов.

Если мы хотим установить только знак разности потенциалов в двух точках, а не её численное значение, мы можем сделать так, что капли или металлические опилки будут выпускаться в одном из этих мест через носик, соединённый с другим местом, и улавливать эти капли или опилки в изолированный сосуд. Каждая капля, когда она падает, заряжена определённым количеством электричества, а попав в сосуд, полностью разряжается. Поэтому заряд сосуда непрерывно накапливается, и после того как упадёт достаточное количество капель, заряд сосуда может быть определён с помощью самых грубых методов. Знак заряда будет положительным, если потенциал того места, которое соединено с носиком, является положительным по отношению к потенциалу другого места.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ

Теория пробной плоскости

223. Для проверки результатов математической теории, дающей распределение электричества по поверхности проводника, необходимо уметь измерять поверхностную плотность в разных точках проводника. Для этой цели Кулон использовал небольшой диск из позолочённой бумаги, прикреплённый к изолирующему стержню из шеллака. Он прикладывал этот диск к различным точкам проводника, располагая диск таким образом, чтобы он прилегал к поверхности проводника настолько, насколько это возможно. Затем он удалял диск с помощью изолирующего стержня и измерял своим электрометром заряд на диске.

Так как поверхность диска, приложенная к проводнику, почти совпадает с поверхностью проводника, он заключил, что поверхностная плотность на внешней поверхности диска почти равняется поверхностной плотности заряда на поверхности проводника в том же месте и что заряд на диске после удаления был приблизительно равен заряду на такой площади поверхности проводника, которая равна площади одной стороны диска. Диск, применяемый таким путём, называется Кулоновой Пробной Плоскостью.

Поскольку против использования Кулоном пробной плоскости выдвигались возражения, я сделаю несколько замечаний о теории этого опыта.