Идеаломъ въ вопросѣ постановки миннаго загражденiя считается быстрота и точность постановки ихъ въ мѣстахъ заранѣе опредѣленныхъ такъ, чтобы минное загражденiе можно было поставить въ самый день объявленiя войны, такъ какъ постановка миннаго загражденiя заранѣе очевидно будетъ стѣснять движенiе своихъ же судовъ въ порту.
Четвертый видъ мѣстной береговой защиты представляетъ флотъ. Дѣйствительность этого рода защиты портовъ и прочѣе несомнѣнно, но она всецѣло зависитъ отъ силы флота, впрочемъ, прекрасную и очень дѣйствительную оборону стратегическихъ пунктовъ представляютъ миноносцы, которые безнаказанно могутъ каждую ночь дѣлать вылазки и атаковать и даже просто тревожить блокирующаго портъ непрiятеля.
Пятый и послѣднiй способъ мѣстной обороны портовъ несомнѣнно представляютъ подводныя лодки, и то что уже сказано объ этого рода судахъ выше имѣетъ мѣсто и здѣсь, но къ сему можно еще прибавить, что полуподводныя или броневодныя суда для защиты портовъ могутъ оказаться наиболѣе подходящими, суда эти, если они будутъ обладать большими скоростями, легко могутъ подходить незамѣченными къ непрiятелю и въ случаѣ если бы даже были открыты боевымъ электрическимъ фонаремъ, то они безнаказанно могли бы уходить обратно къ себѣ въ портъ. Во всякомъ случаѣ броневодныя суда въ береговой оборонѣ портовъ должны будутъ играть выдающуюся роль.
Подполковникъ И. Будиловскiй.
Безпроволочный телеграфъ
Одна изъ важнѣйшихъ побѣдъ, которую человѣкъ одержалъ въ области раскрытiя великихъ законовъ природы, является несомнѣнно открытiе электромагнитныхъ лучей Герца, которыми и воспользовался человѣкъ для своихъ практическихъ цѣлей.
Морскiе маневры и эскадренныя плаванiя установили безспорный фактъ, что сигналопроизводство флагами во многихъ случаяхъ такъ неудовлетворительно, что заставляетъ искать лучшаго разрѣшенiя этой задачи.
Многiе морскiе адмиралы и офицеры занимались изысканiемъ способовъ улучшенiя сигналопроизводства, но дальше механической идеи путемъ семафорныхъ комбинацiй и звуковыхъ сигналовъ не пошли.
Причина этому простая, конечно, не въ недостаточной талантливости офицеровъ, пытавшихся разрѣшить одну изъ важнѣйшихъ тактическихъ задачъ для флота, а въ самомъ методѣ науки физики и по сiе время еще ограничивающейся частнымъ изученiемъ явленiй природы мало проникая въ сущность вещей.
Такъ это было до Ньютона съ закономъ тяготенiя и ткъ это въ наше время съ закономъ энергiи, который, сколько извѣстно, только въ самое послѣднее время нѣкоторыми учеными изучается, какъ объединяющiй законъ едва ли не всѣхъ явленiй природы.
Прежде всего наука устанавливаетъ, что энергiя многообразна. Но какъ велико это многообразiе — никто, конечно, не знаетъ; можетъ быть оно бесконечно велико, но можетъ быть оно имѣетъ и свой предѣлъ.
Современное знанiе устанавливаетъ только общеизвѣстный фактъ превращенiя одного вида энергiи въ другой видъ энергiи, при соблюденiи благопрiятныхъ для этого условiй.
Въ XVI столѣтiи была открыта электрическая энергiя, т. е. начинается изученiе ея. Но долгое время она оставалась настолько непостижимой человѣческому уму, что въ теченiе 3-хъ столѣтiй была достоянiем кабинетной науки и только съ половины XIX вѣка электрическая энергiя начинаетъ получать практическое примѣненiе въ житейскомъ обиходѣ. Съ этого времени электрическая энергiя дѣлается всеобщимъ достоянiемъ и мало-по-малу она завоевываетъ себѣ всеобщее вниманiе. Но человѣчество чрезвычано легко поддается гипнозу и только нѣкоторые болѣе счастливые умы умѣютъ освобождаться отъ гипноза и отыскивать себѣ новый путь познанiя тайнъ природы. Такими учеными оказались Герцъ и Рентгенъ. Первый изъ нихъ открылъ такъ называемые электромагнитные лучи, а второй — иксъ-лучи. И одни, и другiе лучи суть явленiя превращенiя одной и той-же электрической энергiи, но въ тоже время и совершенно отличные между собою.
Герцъ опубликовалъ свои работы въ концѣ восьмидесятыхъ годовъ (въ 1888 г.) и открылъ новые горизонты въ области ученiя объ электричествѣ. Въ свое время открытiе Герца вызвало нѣкоторое оживленiе среди ученыхъ, какъ разрѣшавшее, казалось, вѣковую проблему утилизацiи даровой электрической энергiи земли, но какъ разрѣшенiе задачи на практикѣ оказалось невыполнимымъ, то электротехники-практики перестали заниматься этимъ въ своемъ родѣ perpetuum mobile и электромагнитные лучи сдѣлались достоянiемъ кабинета ученаго. Однако, имъ недолго суждено было находиться во власти отвлеченной науки.
Русскiй ученый профессоръ миннаго офицерскаго класса А. С. Поповъ воспользовался свойствомъ электромагнитныхъ лучей распространяться съ быстротою свѣта въ средѣ мироваго эфира, какъ средствомъ для сигналопроизводства, но предварительно необходимо было познакомиться хотя бы въ элементарной формѣ съ теорiей этого великаго открытiя конца XIX-го столѣтiя.
1. Основные элементы явленiй, опредѣляемыхъ терминомъ электрическое колебанiе и электромагнитная волна. Фарадей и Максвель высказали взглядъ, что среда, чрезъ которую передается электрическая энергiя, играетъ главную роль во всѣхъ электрическихъ явленiяхъ, т. е. въ электрическихъ явленiяхъ играютъ главную роль не проводники, а изоляторы или дiэлектрики, какъ ихъ назвалъ Фарадей (воздухъ, вода, сѣра). Герцъ своими опытами, опубликованными въ концѣ восьмидесятыхъ годовъ, блестящимъ образомъ подтвердилъ эти взгляды. Это значенiе вытекаетъ изъ слѣдующаго простого опыта.
Возьмемъ два металлическихъ (мѣдныхъ) шара А и Б, соендинимъ ихъ между собою такимъ же металлическимъ стержнемъ, утвердимъ ихъ въ какомъ угодно положенiи изолированными (изъ дерева или эбонита) поддержками и разрѣжемъ стержень посерединѣ въ в1, образовавъ промежутокъ въ одинъ сантиметръ такъ, чтобы этотъ промежутокъ заполняло какое нибудь изолирующее вещество, напр. воздухъ, минеральное масло и прочее, а параллельно съ шарами другой металлическiй стержень, также имѣющiй разъединенiе въ в2, и сдѣлаемъ слѣдующiй опытъ: станемъ заряжать электрофорной машиной Гольца шаръ А положительнымъ электричествомъ, а шаръ Б отрицательнымъ электричествомъ и будемъ это заряжанiе производить постепенно и осторожно, то на шарахъ также постепенно станетъ наростать запасъ электрической энергiи; если мы прiостановимъ заряжанiе прежде чѣмъ произойдетъ электрическiй разрядъ, то мы будемъ имѣть основанiе предполагать, что на шарахъ имѣется запасъ энергiи могущей деформироваться въ окружающей средѣ. Этотъ запасъ электрической энергiи принято называать электрическимъ потенцiаломъ, хотя потенцiалъ, въ точномъ пониманiи, измѣряется работой, совершенной силами поля для того, чтобы перемѣстить единицу массы изъ рассматриваемой точки на безконечное разстоянiе отъ дѣйствующихъ массъ, то есть на границу поля.
Когда разность потенцiаловъ на шарахъ достигнетъ такой величины, что произойдетъ разрядъ черезъ дiэлектрикъ въ в1, по стержню аб пойдетъ мгновенный токъ положимъ отъ А къ Б1 и въ в2 появится искра.
Разность потенцiалоовъ начнетъ убывать, энергiя, запасенная въ видѣ электростатическаго заряда шаровъ, переходитъ въ энергiю тока.
Эта энергiя проявляется въ видѣ энергiи магнитнаго поля, какъ бы возбужденнаго вокругъ проводника, т. е. вокругъ стержня соединяющаго шары. Линiи силъ этого поля будутъ направлены по концентрическимъ кругамъ, центръ которыхъ лежитъ на идеальной оси стержня.
Черт. 1.
Когда потенцiалы шаровъ сравняются, вся электростатическая энергiя перейдетъ въ электромагнитную, но токъ не прекратится мгновенно, хотя первоначальная причина тока, электрическiй разрядъ, т. е. разность потенцiаловъ на шарахъ прекратиться мгновенно.
Исчезающее магнитное поле возбуждаетъ въ проводникѣ электродвижущiя силы (самоиндукцiю). Такъ будетъ нѣкоторое время продолжаться въ прежнемъ направленiи, и на шарахъ снова появятся разнименные заряды, но, по сравненiю съ предыдущими, противоположнаго знака. За этотъ перiодъ энергiя магнитнаго поля снова будетъ превращаться въ энергiю электростатическаго заряда до того момента, когда прекратиться токъ. Затѣмъ всѣ превращенiя повторяются снова въ прежнемъ порядкѣ, перiодически смѣняя другъ друга. Эти явленiя не исчерпываютъ верхъ превращенiй энергiи — часть энергiи электрическаго тока переходитъ въ самом стержнѣ, и въ особенности въ искрѣ, въ тепловую энергiю, отчасти въ свѣтовую энергiю, отчасти въ энергiю движенiя и отчасти разсѣивается въ видѣ возмущенiй среды, которыми сопровождается перiодическое появленiе и исчезновенiе магнитнаго поля въ пространствѣ, окружающемъ систему проводниковъ.
Разсмотрѣнная группа явленiй называется электрическимъ колебанiемъ, вызывающимъ деформацiю энергiи въ окружающей средѣ.
2. Система параллельныхъ между собой проводниковъ, въ которой будутъ соблюдены необходимыя условiя, для образованiя электрическаго колебанiя, называется вибраторомъ, а рядъ возмущенiй въ средѣ, окружающей вибраторъ, когда въ немъ образуется электрическое колебанiе, называется электромагнитнымъ полемъ, въ которомъ происходитъ пертурбацiя электромагнитныхъ волнъ.
Электрическiя колебанiя продолжаются пока неизрасходуется энергiя первоначальнаго заряда.
Для всякой данной точки пространства электромагнитную волну можно характеризовать перiодическимъ возникновенiемъ и исчезновенiемъ перемѣннаго по знаку магнитнаго поля.
Вибраторъ можетъ обнаружить присутствiе электромагнитной волны если параллельно оси вибратора помѣстить изолированную проволоку съ малымъ перерывомъ посрединѣ. Проволока эта будетъ находиться въ перемѣнномъ магнитномъ полѣ; тогда въ присутствiи электромагнитной волны въ ней появятся электродвижущiя силы, направленныя вдоль проволоки и въ перерывѣ появится искра (вслѣдствiе индукцiи).
Процессъ взаимодѣйствiя между вибраторомъ и этою проволокой тотъ же, что и взаимной индукцiи между двумя параллельными проводниками, въ томъ случаѣ, когда по одному изъ нихъ проходитъ перемѣнный токъ. Съ количественной стороны, однако, можно указать и значительную разницу.