Jak i z czego tworzy iskra błyskawiczna
We wszystkich rzeczach na świecie są utajone, ukryte takie siły, których my nie widzimy i nie słyszymy, a które jednak mają bardzo ważne znaczenie i dziwne dziwy wyprawiają. Oto dla przykładu pomyślmy tylko choćby o cieple. Wszak nikt ciepła nie widzi i nie słyszy, nie ma ono żadnej wagi, nie zajmuje nawet żadnego miejsca, nie tak choćby jak powietrze; ciepło – to jest jakby już zupełnie nic, a jednakowoż co ono wyprawia! Oto najpierw jest ono we wszystkiem ukryte, tylko trzeba użyć jakiegoś sposobu, żeby je wydobyć. Rozpalić ogień, a będzie ciepło – pomyślisz sobie. Ale jakże rozpalić ogień? Pocierasz zapałkę o cokolwiek – i zapala się.
Dlaczegóż trzeba ją potrzeć? Bo od potarcia wydobywa się ciepło, które siedzi w zapałce ukryte, i dopiero od tego ciepła zapala się masa na końcu. Jeżelibyś tarł prędko i długo obie ręce jedną o drugą, toby z nich wystąpiło takie ciepło, że skóra by się poparzyła. Tak samo trzyj cierpliwie dwa kawałki suchego drzewa, a dojdą do takiego gorąca, że się zajmą płomieniem. Oś drewniana u woza, jeśli jej nie posmarujesz dziegciem lub tłustością, zapali się od tarcia się koła podczas jazdy, – bo i w osi, i w kole siedzi także utajona siła ciepła. To ciche ciepło, co siedzi jakby nic, ma taką władzę, że lód topi na… wodę, wodę obraca w parę i przymusza ją do poruszania ogromnych maszyn, do ciągnienia lokomotyw i wagonów na drogach żelaznych. Wszakto ciepło sprawia, że powietrze staje się w jednem miejscu lżejsze, leci w górę i daje początek wiatrom, a z wiatrów wszakże i burze się rodzą W tem cichem i niewidzialnem cieple tylko mogą żyć rośliny, zwierzęta i ludzie. We wszystkiem więc jest i tyle ma znaczenia ta siła utajona, którą nazywamy ciepłem. Ale o tej sile mówię tylko dla przykładu, aby łatwiej było każdemu pojąć drugą również utajoną siłę.
Na tę drugą siłę utajoną najpierw zwrócili uwagę uczeni w Grecji, jeszcze przed paru tysiącami lat. Spostrzegli tam oni, jak się ta siła ukazuje w bursztynie, a że bursztyn po grecku nazywa się elektron, więc z czasem i ową siłę zaczęli zwać elektrycznością. – I jakże się ta siła ukazuje w bursztynie? Oto potrzyj kawałek bursztynu o cokolwiek, naprzykład o rękaw – i przybliż go do drobnych ździebeł papieru, słomy, albo piłowin drzewnych: zobaczysz, jak one podskoczą i do bursztynu przylgną. Przyciągnęła tak te idziebła do bursztynu siła elektryczna, która wydobywa się i działa za potarciem.
Zupełnie tak sarno jak w bursztynie, można za potarciem wydobyć siłę elektryczną, w kawałku gładkiego szkła, albo w laseczce laku – i te również będą, przyciągały do siebie różne lekkie ździebła. Dla wydobycia tejże siły można także pocierać nawzajem o siebie bursztyn ze szkłem.
Ale jakże to się z ta siłą, elektryczną, dzieje, że ona tak od pocierania wyłazi na jaw?
Ta siła elektryczna siedzi we wszystkich rzeczach, jakie tylko są, na ziemi. Ale są… jej dwa rodzaje w każdej rzeczy pomieszane ze sobą, są we we wszystkiem dwie elektryczności połączone tak, jakby to powiedzieć, ot nieprzymierzając, niby – w małżeństwie mąż z żoną chłop z kobietą,. W małżeństwie – kiedy oboje są w jedności, to żyją… sobie spokojnie, oni nikomu nie wadzą, i im też nikt spokoju nie mąci; ale niechno tylko małżeństwo się rozdzieli, niech jedno od drugiego odjedzie daleko, to oboje niespokojnie ciągnąć będą do siebie, żeby się znowu złączyć, albo też może, jak to czasem bywa, oboje dokazywać zaczną. Zupełnie tak samo dzieje się z owemi dwoma elektrycznościami. Póki one siedzą połączone jedna z drugą, w jakiej rzeczy, to ich tam nieznać wcale, zachowują się tak spokojnie i cicho, że nikt o nich ani pomyśli. Tak obie elektryczności są, razem ukryte w bursztynie, obie też siedzą spokojnie w szkle. Ale kiedy zaczniesz pocierać bursztyn, to z elektrycznościami w nim połączonemi robi się tak, jak kiedy w domu między małżonkami swary się rozpoczną: jedno idzie do Lasa a drugie do Sasa – i oboje nieraz uciekają od siebie. – To samo co w bursztynie, dzieje się od pocierania i w szkle. Obie elektryczności rozłączają się wtenczas. Jeżeli zaś pocierasz bursztyn o szkło, to jednego rodzaju elektryczność uciecze z bursztynu do szkła, a drugiego rodzaju ze szkła do bursztynu – i bedzie tak, jakbyś do jednego domu zebrał i zamknął same baby, a do drugiego samych chłopów: kobiety radeby wtenczas wciągnąć do siebie chłopów, a chłopi kobiet. Jeśli też w takim stanie podsuniesz bursztynowi kawałeczek papieru, to bursztyn przyciągnie go do siebie. I dlaczegoż? Oto bo w ździeble papieru siedzą; jeszcze obie elektryczności, a więc jest tam i taka, jaka już z bursztynu od potarcia uciekła. Tę elektryczność bursztyn przyciąga do siebie, a razem z nią przyciąga i ten lekki papierek, w którym ona siedzi. Z tego samego powodu i szkło również przyciąga do siebie ździebła papieru lub słomy.
Ponieważ za potarciem zbiera się do bursztynu inna elektryczność ( niby babska), a do szkła znowu inna ( niby chłopska), więc można każdą, z nich dla odróżnienia inaczej nazywać: jedną – elektrycznością bursztynową, a drugą – elektrycznością szklaną.
Jednakże po zwyczajnem potarciu kawałka szkła albo bursztynu nie wielkich rzeczy elektryczność dokazuje, kiedy tylko drobne ździebła słomy lub papieru podnosi. Aby wydobyć większą siłę elektryczności, ludzie powymyślali różne przyrządy i maszyny. Zapomocą takich maszyn dopiero można robić różne bardzo ciekawe doświadczenia i zobaczyć, co to elektryczność wyprawia. Ale najpierw opowiem, jak mniej – więcej urządzają owe maszyny do oddzielania jednej elektryczności od drugiej, szklanej od bursztynowej.
Maszyna elektryczna składa się z dużego szkła osadzonego na osi z korbą – i z poduszeczek do tego szkła przypartych. Kiedy zaczniesz obracać korbę, wtenczas szkło się kreci i pociera się o poduszeczki. Od takiego tarcia obie elektryczności rozłączają, się i odbiegają od siebie: elektryczność szklana zbiera się wszystka w szkle, a druga – bursztynowa ucieka do poduszeczek. Im dłużej i mocniej kręcić szkło, tem lepiej obydwa rodzaje elektryczności się rozdzielają i tem większa wydobywa się ich siła. Ale z samem szkłem maszyny trudno robić doświadczenia, więc przystawiają do szkła wałek z blachy mosiężnej. Mosiądz ( podobnież jak i żelazo, miedź, srebro, złoto, cynk i inne metale) łatwo i w jednej chwili przyjmuje w siebie wszelką elektryczność, i tak samo łatwo ją wypuszcza; z tego powodu nazywają go dobrym przewodnikiem elektryczności. Otóż taki wałek mosiężny stojąc przy szkle, nabiera od szkła tej samej elektryczności szklanej. Ta elektryczność jednak chce gwałtem łączyć się znowu z elektrycznością drugiego rodzaju; ale zkądże jej, weźmie? Może z powietrza, bo w powietrzu, jak w każdej rzeczy, są połączone obie elektryczności? Ale powietrze mocno je trzyma w spojeniu, trudno wypuszcza z siebie elektryczność i trudno przyjmuje, bo jest złym przewodnikiem. Możeby też elektryczność w wałku połączyła się z elektrycznością z ziemi? Ziemia by łatwo pozwoliła na to, bo jest dobrym przewodnikiem; ale wałek oddzielają od ziemi nóżkami zrobionemi ze szkła. Tak więc elektryczność w wałku musi siedzieć uwięziona jakby w kozie. Drugi taki sam wałek blaszany na szklanych nóżkach przystawiają do poduszeczek. Tym sposobem za pokręceniem maszyny każdy wałek napełnia się in – na elektrycznością: jeden od szklą, a drugi od poduszeczek.
Jeśli położysz jedną rękę na jednym wałku, a drugą na drugim, to obie elektryczności wnet zaczną łączyć się ze sobą, przebiegając przez twe ręce, ramiona i piersi. Uczujesz od tego w rękach – jakby po nich ciarki przechodziły; a jeśli ktoś maszyną będzie kręcił zbyt mocno, to doznasz przykrego bólu, kurczów i łamania. Tym sposobem za pomocą maszyny elektrycznej lekarzom udaje się czasem leczyć ludzi od niektórych chorób, naprzykład od paraliżu i reumatyzmu.
Gdybyś do jednego wałka maszyny zbliżył palec, to elektryczność w wałku siedząca zaczęłaby ciągnąć do siebie drugą elektryczność ukrytą w twojej ręce, i łączyć się z nią z taką siłą, że aż zobaczyłbyś iskrę między palcem a wałkiem, i posłyszał – byś łuśnięcie jakby od zgnieceniaprosianego ziarnka. Jeżeli maszyna jest naelektryzowana mocno, to nietrzeba przykładać palca do samego wałka, tylko można go trzymać o cal, o dwa, trzy, albo nawet o cztery cale zdaleka, a będą przelatywały takie same iskry i to z większym jeszcze trzaskiem. Droga tych trzaskających iskier będzie albo zupełnie, prosta, albo gałązkowata nakształt rózeczki, albo zygzakowata w formie takiego oto znaku: A co, czy nie przychodzi wam teraz na myśl, że ta iskra ze swym trzaskiem, to zupełnie jakby malutka błyskawica z grzmotem? Bo też i tak jest naprawdę. Ale o tem potem, a teraz dam wam sposób, żebyście i sami bez maszyny taką iskrę ujrzeli. Nie będzie ona ani tak duża, ani tak głośna, jak z maszyny, ale zawsze będzie to prawdziwa iskierka elektryczna i da wam lepsze wyobrażenie o iskrze błyskawicznej.
Weźcie trzy szklanki suche i, przewróciwszy je do góry dnem, postawcie na ziemi, a na nich połóżcie deseczkę. Potem niech ktoś stanie na tej deseczce ( szklanki się od tego nie pogniotą). Kiedy już stoji kto na szklankach, a więc jest oddzielony od ziemi szkłem, wtenczas uderzcie go lekko kilka razy kocią skórą ( kociem futerkiem) albo lisim ogonem. Od takiego uderzania ( tak samo jak od tarcia szkła) rozłączą się dwie elektryczności – i jedna zbiegnie do człowieka oddzielonego szklankami od ziemi, a druga uciecze do futerka lub ogona. Wtenczas dotknijcie się lekko palcem nosa albo twarzy osoby stojącej na szklankach, a pokaże się iskra i słychać będzie ciche łuśnięcie. Aby tę iskrę widzieć, trzeba to doświadczenie ro – bić w ciemnym pokoju. Jeśli urządzić dwa takie stołeczki ze szklanek, a na nich staną dwie osoby i jedna drugą potrzepie kocią skórą, potem zaś obie zetkną końce swych palców, to wyskoczy iskra większa i z głośniejszem trochę łuśnięciem.
Małe też iskierki elektryczne wydobywają się czasem i z włosów żywego kota, kiedy pocierasz go ręką w przeciwną stronę jak włos rośnie i przez to elektryzujesz jego skórę. Widzieć to można najlepiej na czarnym kocie w ciemnym pokoju.
Za pomocą maszyny elektrycznej, przez tarcie się szkła o poduszeczki, można doprowadzić naprężenie obydwóch elektryczności do takiej siły, że iskra przy ich łączeniu się roztopi drut żelazny albo piasek, zapali kawałek drzewa albo rozszczepię go na wióry, przedziurawi deskę na wylot, zabije podstawione zwierzę, jednem słowem – potrafi zrządzić to samo, co zrządza piorun. Rozumie się, że przy takiej iskrze nie będzie już słychać cichego łuśniecia, ale huk tak silny, jak od wystrzału ze strzelby. Aby doprowadzić elektryczność do takiej siły, używają słojów szklanych wyłożonych wewnątrz blachą., od której wychodzi drut na wierzch każdego słoja. Kilka takich słojów ustawiają, w skrzynce, druty ich wiążą ze sobą i potem łączą z maszyną elektryczną. Z maszyny przez owe druty elektryczność wchodzi do środka słojów. „Im więcej jest słojów i im one są większe, tem więcej można zebrać do nich elektryczności. Wewnątrz słojów i na drutach osiada elektryczność jednego rodzaju ( szklana), a na zewnętrznych ścianach zbiera się elektryczność przeciwna ( jak w bursztynie). Cały ten przyrząd ze słojami nazywa się baterją elektryczną, tak jak w wojsku nazywają kilka armat pod jednym naczelnikiem będących. Jeśli przy takiej baterji elektrycznej postawią na kawałku szkła jakieś zwierzę, naprzykład żywą mysz w pułapce ( pastce), a potem wezmą dwa pręty żelazne albo miedziane ( po których elektryczność łatwo przebiega) i jeden pręt tak ustawią, żeby szedł od myszy do boku któregokolwiek słoja, a drugi pręt przyłożą do drutu ze środka słojów wychodzącego i przeciwny jego koniec przybliżą, do tejże myszy, to między obydwórna prętami przeleci iskra tak silna, że mysz padnie bez życia, jakby rażona piorunem. Tylko przy takiem doświadczeniu nie trzeba brać prętów w gołe ręce, ale trzymać je należy zapomocą szczypczyków szklanych lub byle jakich kawałków szkła. W maszynie oddzielają od siebie dwa rodzaje elektryczności i wydobywają, ich siłę przez tarcie szkła. Zamiast szkła możnaby też używać smoły ( naprzykład deski smołą oblanej), laku, bursztynu, albo jeszcze czegokolwiek innego – i tarcie ich to samoby sprawiało. Ale są jeszcze i inne sposoby wydobywania elektryczności. Już mówiłem o natrze-pywaniu kociem futrem lub też lisim ogonem. Teraz warto wspomnieć jeszcze o paru innych sposobach. Oto naprzykład przez łupanie albo rąbanie wzbudza się także elektryczność. Jeżeli kto rąbie cukier w ciemnym pokoju, to widzi, że za każdem uderzeniem bucha jasność z cukru, łyska się; jasność ta pochodzi właśnie od łączenia się dwóch rozrywanych rąbaniem elektryczności, i tworzy się tak samo, jak iskra. Gnicie również elektryzuje i dla tego kawałek gnijącego drewna wydaje z siebie jasność, którą w noc ciemną można czasami zobaczyć. Przy rozpuszczaniu się w kwasach blachy cynkowej i miedzianej lub innego metalu wywiązuje się także elektryczność; z tego sposobu dzisiaj najwięcej ludzie korzystają, i używają go częściej niż maszyn elektrycznych. Przy pomocy tego sposobu powymyślali telegrafy, latarnie, w których iskra elektryczna nie gaśnie wcale, ale świeci tak długo, jak kto chce, i tak jasno, że robi się przy niej widno niby we dnie. Ale długobym musiał jeszcze pisać, gdybym chciał powiedzieć, jak to ludzie dzisiaj z elektryczności umieją korzystać i do jakich podochodzili wynalazków, a tu trzeba przecie wrócić nareszcie do błyskawic i piorunów.
Teraz już chyba nietrudno bedzie zrozumieć, w jaki sposób powstaje iskra błyskawiczna i piorun. Jest to taka sama iskra, jaka wyskakuje za dotknięciem się do maszyny elektrycznej, tylko większa i silniejsza. Iskra błyskawiczna czyli piorunowa zapala się i przelata także przy gwałtownem łączeniu się dwóch różnych rodzajów elektryczności. Jeśli staną obok albo naprzeciwko siebie dwie chmury, i w jednej jest zebrana elektryczność taka, co bywa w szkle, a w drugiej taka, co bywa w bursztynie, to obie elektryczności ciągną nawzajem do siebie i połączyłyby się spokojnie, po cichu, gdyby nie to, że powietrze ( jako zły przewodnik elektryczności) zagradza im drogę i przeszkadza. Przez opór powietrza siła elektryczna w obydwóch chmurach napręża się coraz mocniej i wreszcie przerzuca się gwałtownie z chmury na chmurę, zapalając iskrę, i roznosząc huk straszliwy.
Tak tworzą się błyskawice i grzmoty, które nie tykają wcale ziemi. Ale to samo, co bywa między dwoma chmurami, dzieje się też między chmurą a ziemią. W chmurze zbiera się jedna elektryczność, najczęściej szklana, a w ziemi przeciwna – bursztynowa. Na przeszkodzie do powolnego i cichego połączenia się tym elektrycznościom staje także powietrze. Kiedy więc ich siła tak mocno się napręży, że powietrze już powstrzymać tej siły nie może, – wtenczas uderza iskra z chmury w ziemię, albo czasem z ziemi w chmurę, i to nazywamy piorunem czyli gromem.
W jaki jednak sposób elektryczność w chmurach się wywiązuje? Czy od tarcia się dwóch rzeczy o siebie, jak w maszynie elektrycznej? – O tem jeszcze dokładnie się ludzie nie przekonali; nauka nie odrazu wszystkiego dochodzi, na to potrzeba czasu. Bardzo być może, że para i kropeleczki wody, z których składają się chmury, elektryzują się trąc się o powietrze, bo ciągle to wznoszą się to spadają. Niektórzy uczeni jednak tłómaczą, że woda w rzekach i morzach bywa już naelektryzowana, więc para z tą elektrycznością razem ulata w powietrze i tworzy chmury. W zimie błyskawic i piorunów zwykle nie bywa, bo chmury wtenczas składają się najczęściej z kropeleczek i cząsteczek pary zamarzłych w drobniutkie igiełki lodu, a lód z wielką trudnością elektryczność przyjmuje i wypuszcza, ponieważ jest złym przewodnikiem elektryczności.
Ludzie nawet uczeni nie wiedzieli przez długie wieki, w jaki sposób tworzą się błyskawice, i że one są w związku z elektrycznością. Dopiero pewien sławny amerykanin, Benjamin Franklin, będzie temu teraz lat przeszło 130, przekonał się pierwszy, że chmury bywają naelektryzowane, i że błyskawice – to są iskry elektryczne. Użył on takiego oto sposobu: W dzień pochmurny poszedł ze swym synkiem za miasto i puścił latawca papierowego na bardzo pługim sznurku. Na końcu sznurka uwiązał klucz żelazny, i tenże klucz za pomocą, drugiego jedwabnego sznurka ( który był złym przewodnikiem elektryczności) uczepił do drzewa. Latawiec wzniósł się bardzo wysoko, aż do chmury. Kiedy wypadł mały deszczyk i sznurek zmókł, Franklin dotknął się palcem klucza i wtenczas ukazała się iskra elektryczna. To posłużyło za dowód, że chmura była naelektryzowana, i że za pomocą, mokrego sznurka z jednej strony, a ręki ze strony drugiej – łączyła się elektryczność chmur z elektrycznością ziemi, a to w sposób podobny, tylko słabszy, jak przy piorunie. Odtąd wielu uczonych robiło podobne doświadczenia i wszyscy się przekonali najdokumentniej, że błyskawice to są iskry elektryczne, które przebiegają wskutek gwałtownego łączenia się ze sobą przeciwnych elektryczności z dwóch chmur, albo chmurnej ze ziemną.