Электрическое свечение
Так, для заряженного проводника с остриём теория, основанная на гипотезе сохранения заряда, приводит к выводу, что по мере приближения к острию поверхностная плотность электричества неограниченно возрастает, так что в самой точке острия поверхностная плотность, а значит, и электродвижущая напряжённость будут бесконечны. Если бы у воздуха или другого окружающего диэлектрика была неограниченная изолирующая способность, это действительно имело бы место. Фактически же, как только результирующая напряжённость в окрестности острия достигает определённого предела, изолирующая способность воздуха исчезает и воздух вблизи острия становится проводником. На некотором расстоянии от острия результирующая напряжённость недостаточна для нарушения изоляции воздуха, так что электрический ток обрывается и в воздухе вокруг острия накапливается электрический заряд.
Таким образом, острие окружено частицами воздуха, заряженными электричеством того же рода, что и на острие. Этот заряженный воздух, окружающий острие, приводит к освобождению воздуха у самого острия от части той огромной электродвижущей напряжённости, которая была бы при электризации одного лишь проводника. Фактически поверхность наэлектризованного тела теперь уже не имеет острия, так как острие окружено областью заряженного воздуха; теперь уже не граница твёрдого проводника, а плавная граница этой области может рассматриваться как внешняя наэлектризованная поверхность.
Если бы эта область заряженного воздуха оставалась неподвижной, то наэлектризованное тело сохраняло бы свой заряд, если не на самом себе, то, по крайней мере, в своей окрестности. Однако заряженные частицы воздуха, которым ничто не мешает перемещаться под действием электрической силы, стремятся удалиться от заряженного тела, поскольку оно заряжено электричеством того же рода. Поэтому заряженные частицы стремятся удалиться по направлению силовых линий и приблизиться к тем окружающим телам, которые имеют противоположную электризацию. На место ушедших частиц в область вблизи острия приходят другие, незаряженные частицы. Они уже не защищают частиц у самого острия от чрезмерного электрического натяжения, так что имеет место новый разряд, после чего вновь образовавшиеся заряженные частицы уходят от острия, и так до тех пор, пока тело остаётся заряженным.
Таким образом, получается следующее явление: на острие и вблизи него наблюдается постоянное свечение, вызываемое постоянным разрядом между остриём и окружающем его воздухом.
Заряженные частицы воздуха стремятся удаляться в одном и том же направлении, вызывая тем самым течение воздуха от острия, состоящее из заряженных частиц, возможно, увлекающих собою незаряженные. Искусственно способствуя этому течению, мы можем увеличить свечение, а воспрепятствовав образованию течения, можем прервать свечение 6.
6 См. Priestley, «History of Electricity», p. 117 and 591 и Cavendish, «Electrical Researches», Phil. Trans., 1771, § 4 или Art. 125 в «Electrical Researches of the Honourabte Henry Cavendish».
Электрический ветер вблизи острия бывает иногда весьма сильным, однако скорость его быстро падает, и воздух вместе с заряженными частицами переносится дальше общим движением атмосферы, образуя невидимое электрическое облако. Когда заряженные частицы приближаются к какой-либо проводящей поверхности, например к стенке, они наводят на этой поверхности заряд противоположного знака и притягиваются к стенке, но поскольку электродвижущая сила очень мала, они могут длительное время оставаться вблизи стенки, не притягиваясь к ней и не разряжаясь.
Таким образом, они образуют электрическую атмосферу вокруг проводника, наличие которой иногда обнаруживается электрометрами. Однако силы взаимодействия больших масс заряженного воздуха друг с другом и с другими телами чрезвычайно малы по сравнению с обычными силами, вызывающими ветер, зависящими от неодинаковости плотности, обусловленной разностью температур. Поэтому совершенно невероятно, чтобы электрическое взаимодействие вносило заметный вклад в движение обычных грозовых облаков.
Перемещение электричества из одного места в другое за счёт движения заряженных частиц называется Электрической Конвекцией или Конвективным Разрядом.