Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории

Вуд интересовался тем, какую форму имеет световая волна в некоторых случаях сложного отражения, например, в вогнутом сферическом зеркале. Он решил, что этот вопрос можно разрешить, применяя аналогию между звуком и светом. Немецкий физик Теплер изобрел прибор, с помощью которого можно фотографировать сферические звуковые волны, распространяющиеся от треска электрической искры. Эта волна представляет собой «оболочку» сильно сжатого воздуха, которая расширяется со скоростью более тысячи футов в секунду. Чтобы «уловить» ее в поле зрения камеры, ее надо осветить другой искрой, проскакивающей примерно на одну десятитысячную секунды позднее первой. Пользуясь прибором Теплера, Вуд сделал большую серию снимков отражающихся и преломляющихся звуковых волн, а также явлений их рассеяния и дифракции. Одна из фотографий показывала отражение звуковой волны от миниатюрной «лесенки», сделанной из стекла и помещенной около искры. Эхо от «лесенки» представляло собой цепь волн, составлявших вместе высокую музыкальную ноту. Это явление — преобразование звука «взрыва» в музыкальную ноту может быть проверено: если похлопать в ладоши перед лестницей, на открытом воздухе, где отражение от стен и потолка волны, не является помехой, можно услышать музыкальную ноту отражения от ступенек.
Отражение волн от кривых поверхностей оказалось чрезвычайно сложным. Вуд разработал геометрический метод построения отраженных волн на основании теории и сделал несколько сот рисунков тушью. Он сфотографировал их последовательно на киноленту, которая только что появилась в то время в продаже. Затем он достал проекционный аппарат и убедился, что метод дает прекрасные результаты. Черные линии, изображающие звуковые волны, двигались, сворачиваясь и изгибаясь странным образом, и давали поразительную картину того, что происходит со световыми волнами в случае отражения света в аналогичных условиях. Практически любое оптическое явление преломления или отражения света может быть изображено звуковыми волнами и изучено этим новым способом.
Результаты были опубликованы в научных журналах в Америке и за границей. Газеты, нисколько не заботясь об аналогии со световыми волнами — что одно только и интересовало здесь Вуда — были взволнованы новостью «видения» звуковых волн и печатали страницу за страницей фотографии чертежей.
В январе 1900 года Вуд получил приглашение от Королевского Общества Искусств приехать в Лондон и прочесть лекцию о своем методе цветной фотографии на февральском заседании. Затем пришло письмо от физика Чарльза Вернона Бойса, приглашавшего его показать в Королевском Обществе «живые фотографии» звуковых волн. Существует много королевских обществ: Королевское Астрономическое, Королевское Фотографическое, Королевское Микроскопическое, Королевское Общество Искусств, и так далее, но просто «Королевское Общество» существует только одно, оно основано в 1660 году и бесспорно является компетентнейшей научной организацией мира. Профессор Сноу был чрезвычайно взволнован и обсудил это приглашение с президентом Адамсом, который пошел к регентам университета, и Вуду предоставили двухмесячный отпуск для поездки в Европу.
Бойс встретил его в Лондоне, повел его в Сэвил-клуб и Атенеум и достал ему подходящую квартиру поблизости от первого. Его лекция в Обществе Искусств была назначена на день св. Валентина, под председательством сэра Вильяма Абней. Но великое событие в его жизни было еще впереди…
Молодой американский профессор должен был появиться перед Королевским Обществом вечером на следующий день. Бойс, наконец, разыскал и установил киноаппарат — их было тогда два во всем Лондоне.
Когда они вошли под священные своды, члены Общества пили чай в комнате благородного собрания, из которой они потом проследовали в аудиторию. Лорд Листер, почтенный отец антисептической хирургии, председательствовал на кресле, похожем на трон, за высокой кафедрой. Большой золотой жезл времен Кромвеля был внесен на красной бархатной подушке и торжественно положен на кафедру перед президентом. Кромвель обращался с ним менее церемонно, и его знаменитый приказ «Убрать эту дубинку!» прозвучал в веках.
В зале сидело много ученых знаменитостей, живших тогда в Лондоне: Крукс, Дьюар, сэр Оливер Лодж, лорд Рэлей и др. Через несколько минут они будут слушать «молодого человека из Висконсина», который встанет на место, где стояли Исаак Ньютон, Дэви, Фарадей и другие великие люди науки Британии. Но если вы думаете, что это ошеломило нашего молодого человека из Висконсина, то вы плохо знаете его. Он говорит в своих записках: «Я показал им фотографии звуковых волн и движущиеся диаграммы без запинки и говорил спокойно, чувствуя не больше смущения, чем на лекциях в Мэдисоне».
Чепуха! В действительности он прекрасно чувствовал огромную честь и сгорал от волнения. Ведь это была заря его всемирной славы.
 
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
Первые годы работы профессором в университете Джона Гопкинса. Важные открытия. Прометеевское празднование открытия
После смерти знаменитого и грубоватого Генри Роуланда в университете Дж. Гопкинса в 1901 году Вуду была предложена должность «полного» профессора (заведующего кафедры) экспериментальной физики, которую он принял. Это было высокой честью для столь молодого человека, как бы гениален он ни был. Гертруда поехала в Балтимору и выбрала старый дом на улице Св. Павла, бывший современником события, когда сторонники выделения южных штатов забросали камнями Массачусетский полк, направлявшийся в Вашингтон. Затем, по возвращении в Мэдисон, они упаковали мебель и послали ее в Балтимору, на попечение агента, который должен был расставить ее в доме. Семья прибыла в Балтимору в конце сентября. Они отперли балтиморский дом, распаковали огромный ящик, заключавший в себе «Стэнли Стимер», и он запрыгал по булыжнику, которым тогда был вымощен весь город. Вода из домов стекала прямо на улицу, и в дни стирки голубой ручеек вытекал из-под каждых ворот и дальше по мелкой канавке вдоль тротуара. Свободно лежавшие кирпичи действовали, как хороший насос, выбрасывая струю грязной воды внутрь ваших брюк почти до колена, если наступить на них. Вуд назвал их «купальными кирпичами». В аллеях и некоторых улицах на переходах были положены большие камни, по. которым можно было перебираться, не замочив ног, в сильный дождь, и на которых бросало «Стэнли Стимер». О своей работе у Дж. Гопкинса Вуд, рассказывает так:
«Моя преподавательская работа была очень легкая — всего три лекции в неделю по физической оптике, такие же, как в Мэдисоне, и практически все свое время я отдавал исследованиям, частью вместе со студентами, окончившими и оставленными при университете и работавшими на соискание степени доктора. Вместе с Дж. X. Муром я исследовал зеленую флуоресценцию натрия, применяя более мощные спектроскопы, чем те, которыми я располагал в Мэдисоне. Работа шла очень хорошо, и позднее выяснилась большая важность наблюдавшегося нами явления. Вместо того чтобы освещать пары в маленькой стеклянной колбочке белым светом, как я делал в Мэдисоне, мы „обстреливали“ их лучами разного цвета, полученными при помощи комбинации линз и призм, называемой монохроматором, которая выделяет из солнечного света очень узкую полосу спектра и проецирует луч „чистого“ цвета в желаемую точку. Мы нашли, что, если пар металла был освещен голубым светом, он излучал желтые лучи флуоресценции, но если луч монохроматора меняет окраску на голубовато-зеленую, зеленую и желто-зеленую, область максимальной интенсивности спектра флуоресценции сдвигается в сторону возбуждающего света и, в конце концов, совпадает с ним, причем у нас было подозрение, что излучение начинает захватывать и „другую сторону“ спектра. Это было нарушением закона Стокса, который утверждает, что свет, излучаемый флуоресцирующими веществами, всегда имеет длины волн большие, чем возбуждающий, т.е. находится по „красную“ сторону спектра от него. Много лет позже такая необычная флуоресценция была очень легко обнаружена в опытах, которые я провел с парами натрия и йода, и открытие получило значительную важность для теории молекулярных спектров.