Механизм новоизобретённых часов был готов. Но это ещё не всё. Ведь для часов нужен не только часовой механизм, заставляющий вращаться стрелку, нужен ещё и циферблат, чтобы измерять пройденный стрелкой путь.

Если стрелка сделана из света, из чего же должен быть сделан циферблат? Долго думал Феддерсен, долго искал он подходящий для этого дела материал. Наконец нашёл: фотопластинка, чувствительная к свету фотопластинка, будет циферблатом необыкновенных часов. На этом циферблате электрическая искра сама, своими собственными лучами отметит начало и конец своей короткой жизни. Лучи искры упадут на вращающееся зеркало, стремительный «зайчик» скользнёт по фотографической пластинке и оставит на ней свой след. Чем дольше будет гореть искра, тем длиннее окажется след «зайчика». А по длине следа, зная скорость «зайчика», уже нетрудно будет сосчитать, сколько времени бежал он по пластинке, — сколько времени горела электрическая искра.

Прибор Феддерсена был закончен. Стальной винт был установлен в чугунной раме, вращающееся зеркало работало исправно, фотографическая пластинка лежала наготове. Наготове была и лейденская банка — источник электрических искр. Банка эта состоит из трёх стаканчиков, вставленных друг в друга: наружный — металлический, средний — стеклянный, а внутренний — опять металлический. Феддерсен зарядил банку: наружный металлический стаканчик положительным электричеством, а внутренний металлический — отрицательным. Затем проводами он соединил банку с двумя металлическими шариками, поставленными друг против друга. Эти шарики называются разрядником. Внутренний стаканчик банки Феддерсен соединил с одним шариком разрядника, наружный — с другим. Теперь оставалось только нажать на кнопку, замыкающую и размыкающую электрическую цепь, чтобы заряд электричества устремился из банки по проводам. Положительный заряд побежит навстречу отрицательному, и между шариками разрядника вспыхнет блестящая тонкая искра.

История искорки

Феддерсен приступил к опытам со своими необыкновенными часами. Он отпустил гирю, приводившую в движение зубчатые колёса и винт. Сейчас же винт и зеркальце начали поворачиваться так быстро, что у Феддерсена замелькало в глазах. С тонким свистом вращалось насаженное на винт маховое колесо. Прислушиваясь к этому свисту, Феддерсен убедился в том, что прибор его действует исправно: звук был всё время одной и той же высоты, — значит, ось вращается равномерно, не замедляя и не убыстряя своего движения.

Тогда Феддерсен погасил свет и приоткрыл кассету, в которой была приготовлена фотографическая пластинка, а затем нажал кнопку, замыкавшую электрическую цепь. И сейчас же в темноте между шариками разрядника проскочила искра: это электрический заряд устремился из одного металлического стаканчика лейденской банки в другой. Во мгновение ока пробежал он по проводам и яркой электрической искрой пробил себе дорогу от одного шарика к другому.

Часы Феддерсена

Этот чертёж взят из немецкого журнала, в котором была напечатана статья феддерсена. Л — это лейденская банка, Г— гиря, ЗК — зубчатые колёса, 3 —зеркало, П — фотографическая пластинка, Р — разрядник, К— кнопка. под зеркалом укреплено на оси винта маховое колесо, а под ним — два длинных и тонких латунных крылышка. Когда винт вращается, крылышки задевают за проволочки, расположенные слева и справа от винта. В это мгновение замыкается цепь, соединяющая внутреннюю сторону лейденской банки с наружной, вспыхивает искра, и лучи света, отражаясь от зеркала, падают на фотографическую пластинку.

Искра горела всего только миг, но в течение этого неуловимого мига быстрый отблеск от зеркальца успел упасть на фотографическую пластинку. Он пробежал по пластинке со скоростью артиллерийского снаряда и вычертил на ней свой путь.

Тут же на месте, не отходя от прибора, Феддерсен проявил пластинку и отпечатал фотографический снимок. На снимке была явственно видна узкая полоска — след, оставленный «зайчиком».

Феддерсен измерил длину полоски — полтора сантиметра. Скорость «зайчика» была ему известна — 60 000 сантиметров в секунду. Сколько же времени бежал «зайчик» по пластинке? Длину полоски — 1,5 нужно разделить на скорость движения «зайчика» — 60 000. Получается 0,000025. Итак, значит, двадцать пять миллионных долей секунды — вот сколько времени бежал «зайчик» по пластинке и столько же времени жила электрическая искра.

Часы Феддерсена с честью выполнили возложенное на них дело. Продолжительность искры была измерена. Задача, которую поставил себе Феддерсен, была решена. Но, вглядевшись в свой снимок повнимательнее, Феддерсен убедился, что часы его совершили ещё одно открытие. Они не только измерили длину жизни искры, — но ещё и узнали, чем наполнена эта короткая жизнь, составили подробную биографию искры. След, вычерченный «зайчиком» на снимке, оказался не сплошным, а прерывистым. Он состоял из нескольких светлых пятен, отделённых друг от друга тёмными промежутками.

Значит, электрическая искра, проскочившая между шариками разрядника, вовсе не горела равномерным блеском. В течение всей своей жизни, продолжавшейся всего только 25 миллионных долей секунды, она вспыхивала и угасала несколько раз. Короткие вспышки шли одна за другой так быстро, что человеческий глаз не мог уследить за ними, — несколько вспышек казались глазу одной. И только чудесные часы Феддерсена сумели расчленить мгновение, разложить искру на несколько отдельных вспышек.

Феддерсен сосчитал число вспышек на своём снимке. Их оказалось восемь, и каждая последующая была чуть-чуть слабее предыдущей. Восемь вспышек за двадцать пять миллионных долей секунды! Значит, искра состояла из отдельных искр, загоравшихся и угасавших через каждые три миллионные доли секунды. Так по записи, сделанной «зайчиком», Феддерсен прочитал историю электрической искры, — историю, которая от начала до конца продолжалась всего только одно мгновение.

Опыты продолжаются

Не один раз повторил Феддерсен свой опыт. Он брал то одну лейденскую банку, то целую батарею из десяти, пятнадцати и даже двадцати лейденских банок. То сдвигал шарики почти вплотную, то раздвигал их на целый сантиметр или на полтора. Менял он и самые шарики, — брал то железные, то медные, то свинцовые, то золотые. В одних опытах оба шарика были из одного и того же металла, в других — из разных. Провода, которые шли от лейденских банок к шарикам разрядника, Феддерсен брал то короткие и толстые, то длинные и тонкие. И каждый раз он фотографировал отблеск искры во вращающемся зеркальце.

Лейденская банка

По фотографическим снимкам измерял он, сколько времени длится искра, узнавал, как она вспыхивает, горит и гаснет. Искры получились разной яркости, разной длины, разной продолжительности, но каждая состояла не из одной только вспышки, а из многих. Вспышки следовали одна за другой через несколько миллионных долей секунды и становились всё слабее и слабее, пока искра не угасала.

Почему же электрический заряд прокладывает себе путь между шариками разрядника не одним скачком, а несколькими судорожными скачками?

Размышляя об этом, Феддерсен вспомнил одну статью о разряде лейденской банки, которую он когда-то читал. Статья эта была написана в 1853 году английским учёным Вильямом Томсоном. Томсон не делал никаких опытов с лейденской банкой, да он и вообще не занимался опытами. Зато он был очень искусным математиком. Он знал физические законы, которые управляют электрическим током, и умел выводить математические следствия из этих законов. И вот Томсон попробовал с помощью вычислений установить — что же собственно происходит с электрическим зарядом, когда разряжают лейденскую банку.