Lord Kelvin
(William Thomson)
(18241907)

Aepinus atomosan
(Részlet)

Philosophical Magazine,  1902, Vol 3, No. 15 (Sixth Series),  257283


§ 1. Aepinus jól ismert elmélete szerint, amelyet általában az elektromosság egyfluidum-elméletének neveznek, a pozitív és negatív elektromozódás a ponderábilis [súlyos] anyag atomjai közé behatoló természetes fluidummennyiség, az elektromos fluidum többletébõl és hiányából áll. Azok az anyagi részek, amelyekbõl elektromos fluidum hiányzik, taszítják egymást; az elektromos fluidum részei taszítják egymást; az elektromos fluidum és az elektromos fluidum hiányában szenvedõ anyag részei vonzzák egymást.

§ 2. Feltevésem szerint az Aepinus-féle fluidum rendkívül kicsi, egyenlõ és hasonló atomokból áll, amelyeket elektrionoknak* nevezek; ezek sokkal kisebbek a ponderábilis anyag atomjainál, áthatolnak a nagyobb atomok által elfoglalt téren és azon a téren is, amelyet ezek az atomok nem foglalnak el. Aepinus elméletével összhangban az elektrionok között taszításnak kell fellépnie, az elektrionoktól függetlenül az atomoknak taszítaniuk kell egymást: az elektrionoknak és az elektrionok nélküli atomoknak vonzaniuk kell egymást. A rövidség kedvéért ezentúl atomon a ponderábilis anyag atomját értem, akár vannak benne elektrionok, akár nem.

§ 3. Miután Cavendish és Coulomb felfedezte és bebizonyította, hogy az elektromos vonzásra és taszításra egyaránt reciprok négyzetes távolságfüggés érvényes, feltételezhetjük, hogy az atomok, amelyeket gömbszerûnek tekintek, a többi atomot a középpontjaiktól mért távolságok négyzetével fordítottan arányos erõvel taszítják; s ugyanez igaz az elektrionok esetében, amelyek nem foglalnal el véges teret, bár jelenleg úgy kezeljük õket, mintha elektromos vonzással  és taszítással felruházott  matematikai pontok lennének. Ezek után azt is fel kell tételeznünk, hogy minden atom minden elektrionra, amely rajta kívül van, középpontjaik távolságnégyzetével fordítottan arányos vonzóerõt fejt ki.

§ 4. Az a feltevésem, hogy az elektrionok áthatolnak az atomok által elfoglalt téren, megköveteli annak az erõnek az ismeretét, amely az atomon belül hat az elektrionra. Próbaképpen, az egyszerûség kedvéért, feltételezem, hogy az atomot megközelítõ elektrionra olyan vonzóerõ hat, amely pontosan a középpontól mért távolság négyzetének reciprokával változik, amíg az elektron kívül van; nincs hirtelen változás, amikor az elektrion belép az atomba; és az erõ egyszerûen a középponttól mért távolsággal csökken nullára, ha a középpont felé közeledõ elektrion az atom gömbszerû határán belül van. Ugyanez lenne a helyzet, ha az atom elektromos ereje abból származna, hogy az atomban ideális elektromos szubsztancia oszlik szét, amelynek minden végtelenül kicsiny része a többi atomban levõ ideális szubsztancia végtelenül kis részeit taszítja, és az elektrionokat a távolság négyzetének reciproka szerint vonzza. Két átfedõ atom közötti kölcsönös erõre azonban nem élhetünk a megfelelõ feltevéssel, mert szabad kezet kell kapnunk ahhoz, hogy bármilyen erõtörvénynek engedelmeskedõ taszítást vagy vonzást beiktathassunk, amely alkalmasnak látszik az anyag elektromos, rugalmas és kémiai tulajdonságainak magyarázatára.

§ 5. Bármely atomot vagy atomcsoportot tekintve, az elektrionok semlegesítéséhez pontosan ugyanannyi elektromosságmennyiség szükséges, mint amennyi ellentétes elektromossággal rendelkezik az atom vagy az atomcsoport. Egyetlen atomnál a kvantum egy, kettõ, három vagy bármely egész szám lehet, és nem kell megegyeznie az összes atom esetében. Ennek megfelelõen alkalmas lehet a monoelektrionos, dielektrionos, trielektrionos, tetraelektrionos, polielektrionos stb. elnevezés. Lehetséges, hogy a különbözõ anyagok atomjainak minõségbeli különbsége részben annak tulajdonítható, hogy elektrionjaik kvantuma különbözõ; de lehetséges, hogy a minõségbeli különbség teljes mértékben megmagyarázható pusztán Boskovic eljárását követve, az atomok között uralkodó erõtörvények különbségei alapján, s nem vonja maga után az elektrionok kvantumainak különbségét.

§ 6. Ugyancsak szem elõtt kell tartani azt a lehetõséget, hogy egy atom semlegesítéséhez szükséges kvantum esetleg nem felel meg az elektrionok egész számának. Például egy kétatomos gáz, az oxigén, a nitrogén, a hidrogén vagy a klór molekulájában három vagy más páratlan számú elektrion adja ki a kvantumot, így ha az O, N, H, Cl atom önállóan létezhet, vagy üveg-, vagy gyantaelektromosságúnak kell lennie és nem lehet semleges.

§ 7. Az elektromozódás két módjának jelenlegi pozitív és negatív jelölése kétségtelenül abból ered, hogy a közönséges elektromozó gépekben üveggömböt vagy -hengert használtak, hogy üvegelektromossággal töltsék föl a szigetelt vezetõt, és gyantaelektromossággal a nem mindig szigetelt gumit. Tehát Aepinus és követõi úgy tekintették, hogy a vezetõkbe valódi elektromos fluidum kerül, míg a gumiban hiány keletkezik, amelyet a földbõl kell pótolni. Érdekes, hogy Beccaria, aki a piedmonti Garzegnában végzett kísérleteket a légköri elektromossággal 1760 körül, beszámolójában a levegõ szép idõben tapasztalható enyhe többletelektromosságáról ír. Ma ezt enyhe pozitív elektromosságnak neveznénk. Ha nem hipotetikus nyelven fejezzük ki magunkat, mindkét kifejezés a levegõ szép idõben tapasztalható egyhe üvegelektromosságát jelenti.

§ 8. Az egyensúlyban levõ elektromosság matematikai elméletében tökéletesen közömbös, hogy az ellentétes elektromos megnyilvánulások közül melyik a pozitív és melyik a negatív. De azok a kezdettõl ismert átütési és fényhatások, amelyeket az elektromozódás két módja idéz elõ, amikor az erõk túl nagyok az elektromos egyensúlyhoz, olyan fizikai tulajdonságokat mutatnak, amelyekrõl a matematikai elmélet nem ad számot. Varley viszonylag új keletû felfedezése a "katódból" vagy gyantaelektromos elektródból származó gyantaelektromos részecskék molekulaáramáról [Proc. Roy. Soc. vol. xix. 239, 240 (1871)] a kísérlethez olyan készüléket használt, amely vákuumban vagy erõsen ritkított levegõben szolgál az elektromosság továbbítására megindokolja azt a hitet, hogy Aepinus elméletének mozgékony elektromossága gyanta- és nem üvegelektromosság, ahogyan õ gondolta. Ezért feltételezem, hogy elektrionjaink a gyantaelektromos anyag rendkívül kicsiny részecskéi; az elektrionhiányos atom egyszerûen úgy viselkedik, mint egy atomi szubsztanciából álló kis gömb, amelyben egyenletesen eloszló üvegelektromosság van, vagy az üvegelektromosság egy kisebb koncentrikus gömbben oszlik el; a közönséges ponderábilis, nem elektromozódott anyag nagyszámú, nem elektrionhiányos atomból áll, s az atomok által elfoglalt térben éppen elég elektrion van ahhoz, hogy minden olyan helyen kioltsa az elektromos erõt, amelynek a legközelebbi atomtól mért távolsága nagy az atom vagy az atomok molekuláris együttesének átmérõjéhez képest.

...



* Ezt a nevet egy rövid cikkben bátorkodtam javasolni a 'Nature' 1987. május 27-i számában. Miután röviden utaltam az elektromosság régi, "egyfluidumos elméletére" és a gyantaelektromosságot tekintettem elektromos fluidumnak, a következõképpen fejtettem ki akkori nézeteimet: "Elõnyösebbnek vélem az elektromosság atomos elméletét, amelyet Faraday és Clerk Maxwell meggondolásra érdemesnek sejtett, Helmholtz határozottan javasolt a Royal Institutionban tartott utolsó elõadásán, s melyet a mai elméleti szakemberek és tanárok túlnyomó többsége is elfogad. Valóban úgy tûnik, hogy Faraday elektrokémiai ekvivalenciára vonatkozó törvénye valamiféle atomosságot igényel az elektromosságban és jogosultságot ad Johnstone Stoney elektron szavának. A régebbi és jelenleg népszerûbb ion szó, amelyet hatvan évvel ezelõtt adott Faraday, alkalmas módosítást kínál: az elektrion a gyantaelektromosság atomját jelölheti. Mármost, ha elfogadjuk Aepinus elméletének alapjait és Boskovic atya tana szerint járunk el, a ponderábilis anyag minden atomja üvegelektromosságú elektron, amely a közelében levõ, gyantaelektromosságú, semlegesítõ elektrionnal olyan eredõ erõt fejt ki minden távoli elektronra és elektrionra, amely a távolság köbével fordítottan változik, és iránya az erõk összetevésének jól ismert parallelogrammaszabályával határozható meg." Látni fogjuk, hogy akkor még nem gondoltam a jelen közleményben javasolt hipotézisre, miszerint az elektrionok minden téren áthatolnak, akár éter, akár a ponderábilis anyag atomjait alkotó, véges gömbök térfogatai töltik is ki a teret, és a ponderábilis anyag atomjának belsejében minden elektrion elektromos erõt érzékel, amely az atom középpontja felé irányul, mintha az atom, önmagához képest rögzítve, egyenletes eloszlású, ideális elektromos anyagot tartalmazna.
 

Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/