Почему молния имеет форму зигзага?
На этот интересный вопрос давно уже пытались дать удовлетворительный ответ физики, но без особой удачи. Крайне причудливые формы молний, запечатлеваемые фотографической пластинкой, сложные зигзаги и завитки, не поддавались удовлетворительному объяснению.
Новую и очень интересную точку зрения предлагает Виллар, устанавливая особый принцип, что электрический ток имеет «отвращение к прямой линии».
Этому новому виду «боязни природы» как будто противоречит наш повседневный опыт, но противоречие только кажущееся. Действительно, в любой электрической установке, в любой квартире, ток идет по прямым проводам и мы не можем заметить никаких признаков нежелания тока идти по прямым линиям, однако это происходит только от того, что провода наши мало гибки, а токи слишком слабы.
Если взять тонкий и гибкий проводник и пропустить через него очень сильный ток (так, чтобы он все-таки не расплавился), то совершенно прямой первоначально проводник через некоторое время весь покрывается перегибами, выступами и т. п. Местами провод завивает в кольцо, местами образуются только перегибы.
Виллар в своих опытах применял проволоку в мил. толщиною и пропускал через нее ток до 300 ампер. Разумеется, при сколько-нибудь заметной продолжительности такой ток не только расплавил бы проволоку, но и обратил бы ее в пар. Поэтому ток пропускался (от Лейденской банки) продолжительностью около миллионной доли секунды и замыкался несколько раз.
Опыт показал, что в этих условиях возможно прямо вытянутая проволока после нескольких разрядов покрывалась массой искривлений, выступов и т. п. и принимала форму, несколько напоминающую обычные фотографии молнии.
Молния представляет собой разряд электричества через воздух. Сила тока достигает в ней часто многих тысяч ампер, а носитель разряда — воздух, беспредельно гибок и подвижен. Поэтому те же причины, которые вызывают искривление прямого проводника только потому, что через него идет ток – должны действовать на воздушный проводник точно так же и не давать ему оставаться прямым.
С этой точки зрения первоначальный путь молнии может быть почти прямым и если мы этого не видели, то только потому, что требуется некоторое, хотя бы и минимальное время на приведение частиц воздуха в раскаленное состояние, а за это время молния уже успеет покривиться. Так что мы видим лишь окончательную стадию сложного процесса.
В отчете Императорской академии наук опубликовано, что, по просьбе артиллерийского ведомства, академик кн. Б.Б. Голицын сконструировал специальные приборы для определения колебаний почвы, вызываемых взрывами и ударами снарядов. Приборы эти построены в механической мастерской физической лаборатории. Установка приборов и производство первых опытов на острове Березань, близ Очакова, были поручены лаборанту физической лаборатории И.И. Вилину, и в настоящее время собран и отчасти уже обработан обширный материал по затронутому вопросу, который имеет, однако, секретный характер.
Комиссией по изучению колебаний почвы при Императорской академии наук предположено также регистрировать мелкие сотрясения почвы, вызываемые уличной ездой, проходом железнодорожных поездов и т. п., для каковой цели будет заказан прибор Швейдара.
