В свете рампы
200 лет назад Голдсуорси Герни сконструировал кислородно-водородную горелку
Горелка Герни давала высокотемпературное пламя, и военный геодезист Друммонд приспособил ее для создания ярких световых маячков для топографической съемки местности. А потом «друммондов свет» вошел в театральный реквизит и оставался там в фонарях рампы почти полвека, вплоть до их замены электрическим светом.
Голдсуорси Герни
Фото: wikipedia.org
Нельзя сказать, что лондонский хирург Голдсуорси Герни изобрел кислородно-водородную горелку. Такие высокотемпературные горелки использовались химиками в XVIII веке. Доктор Герни создал более удобную для оператора и более мощную горелку. В ней водород и кислород подавались по медным трубочкам, одна в другой: по внутренней продувался кислород, по внешней — водород. На выходе они смешивались в пропорции 2:1 и давали пламя температурой выше 2 тыс. градусов. Фактически это была паяльная лампа. За нее в 1823 году британское Королевское общество поощрения искусств, мануфактур и торговли наградило доктора Герни своей золотой медалью.
Многогранный талант
Это было первым публичным признанием инженерного таланта Голдсуорси Герни, одного из самых энергичных и самых несчастливых изобретателей первой половины Викторианской эпохи. Круг его интересов был широк — от паровых самодвижущихся экипажей до системы вентиляции канализации по принципу вентиляции в шахтах. Но каждый раз его попытки извлечь прибыль из своих изобретений заканчивались безрезультатно, а порой банкротством. Его локомобили уступали по всем показателям паровым каретам других конструкторов, а в Вестминстерском дворце вонять не перестало. Тем не менее королева Виктория под конец его жизни возвела Герни в рыцарское достоинство, и он стал сэром Голдсуорси.
Что же касается его горелки, то он попробовал ее на различных тугоплавких металлах и их соединениях и столкнулся с интересным феноменом. Оксид кальция (или, попросту говоря, негашеная известь) вблизи своей точки плавления (2570 градусов Цельсия), то есть доведенный в буквальном смысле до белого каления, испускал яркий белый свет.
Удачливый капитан
Опыт Герни повторил на одной из своих публичных лекций Майкл Фарадей. Его лекции пользовались популярностью, на них приходило много народа, интересующегося последними достижениями науки. И на той лекции, на которой Фарадей демонстрировал ослепительно яркий свет шарика негашеной извести в пламени кислородно-водородной смеси, присутствовал военный топограф Томас Друммонд. Было это в 1824 или 1825 годах, точно историкам науки это неизвестно. Хотя вполне может быть, что Друммонда на той лекции вообще не было и это лишь очередной апокриф, которыми история науки изобилует больше, чем следовало бы.
Точно известно лишь то, что 4 мая 1826 года в своем докладе «О средствах, облегчающих геодезическую съемку на отдаленных станциях» на заседании Лондонского Королевского общества (Английской академии наук) лейтенант Королевского корпуса инженеров Томас Друммонд представил «Описание аппарата, дающего интенсивный свет, видный на больших расстояниях». При этом он, кстати, ссылался не на опыты Герни, а на эксперименты других химиков, сжигавших в кислороде пропитанную известью древесину.
Кроме негашеной извести, то есть оксида кальция, как источника «калильного света», Друммонд попробовал раскалить до свечения оксид циркония, известный химикам с конца XVIII века, а также магний и оксид цинка. Но оксид кальция был лучше, в опытах Друммонда он делал свет масляной горелки Аргана ярче в 37 раз, тогда как аналогичный коэффициент для оксида циркония был 31, для магния — 16, а у оксида цинка и того меньше, и к тому же он быстро расходовался. К сему прилагался чертеж фонаря Друммонда с оксидом кальция.
Для масштабной топографической съемки всей Ирландии, в 1801 году вошедшей в состав Великобритании, Друммонду явно не помешал бы геодезический репер, видный издалека. Свет его фонаря (разумеется, собранный рефлектором в луч) был виден на вершинах гор на расстоянии от 66,5 до 95 миль, в зависимости от погоды. А тень его луч создавал в радиусе 13 миль. Все это описано в пятом томе «Edinburgh Journal of Science» за 1826 год, он доступен в интернете, и желающие могут сами почитать конспект доклада Друммонда в Королевском обществе.
Закончив с помощью своего фонаря топографическую съемку Ирландии к середине 1830-х годов, Друммонд стал капитаном, а потом и вовсе пошел в гору: был назначен заместителем лорда-наместника Ирландии и женился на наследнице члена парламента Роберта Шарпа, который оставил после себя 250 тыс. фунтов стерлингов (около 40 млн фунтов в нынешних деньгах). В те же годы «друммондов свет», как его назвали, добрался до театральной сцены.
В центре внимания
Хотя этот свет был гораздо ярче света газовых и масляных фонарей, но для наружного освещения он не подходил. Каждый его источник требовал постоянного контроля, смесь водорода с кислородом не зря назвали «гремучей смесью», а приставить квалифицированного фонарщика к каждому городскому фонарю было нереально. То же касалось и домашнего освещения. Только один сэр Голдсуорси Герни устроил у себя дома такой свет. По световодам с призмами и зеркалами он развел его по комнатам от одного яркого источника, заменив им, как он говорил, 60 обычных восковых свечей. Но желающих воспользоваться очередным его изобретением не нашлось.
Эпизодически «друммондов свет» использовали для разных целей — например, для освещения подступов к военным фортам, при встречах и проводах знатных персон, даже в зоопарке его попробовали. Но прижился он только в театре, где яркий свет требовался на время представлений и генеральных репетиций, но требовался для этого постоянно.
Сколько газовых или масляных светильников на театральной сцене ни зажги, все равно она освещалась довольно слабо. А «друммондовы» фонари, установленные за барьером рампы, ярко освещали переднюю часть сцены. Впервые они появились в главном оперном театре Англии — «Ковент-Гарден» в сезоне 1837 года, акцентируя внимание зрителей на исполнителях арий и сольных танцах главных героев по ходу действия оперы или балета. И быстро и прочно вошли в театральный реквизит во всем мире. А его первоначальное название — limelight («известковый свет») — быстро приобрело переносное значение. По-английски — to be in the limelight, по-французски — etre sous les feux de la rampe, по-немецки — im Rampenlicht stehen означало одно и то же: быть в центре внимания, стать знаменитым. И в русском языке появилось многозначное выражение «в свете рампы».
Когда погаснет рампа
Выражаясь научным языком, «друммондов свет» есть результат инкандолюминесценции (кандолюминесценции), то есть возбуждения при рекомбинации радикалов на поверхности светящегося тела. Называется также «калильным свечением», «температурной люминесценцией» или «люминесценцией накаленных тел». А говоря по-простому, если разогреть что-то до высокой температуры, это что-то начнет светиться. Например, нить лампы накаливания в зависимости от температуры накаливания (силы тока в сети) светится «горячим красным» или «горячим белым». По тому же принципу светятся наше солнце и другие звезды.
В 1870-е появились коммерчески доступные дуговые лампы и заменили «драммондов свет» в театральных рампах. Но его калильный свет не канул в прошлое. В 1880-е годы в продаже появилась газокалильная сетка газовых и керосиновых ламп Карла Ауэра фон Вельсбаха из Венского университета. «Ауэровский колпачок» представлял собой миниатюрный чулок из ткани, пропитанной раствором азотнокислых солей тория и церия в такой пропорции, чтобы после сгорания колпачка в пламени газа или керосина остающаяся от него металлическая сетка состояла из 99% оксида тория и 1% оксида церия. Она и давала калильный свет, в разы увеличивая яркость газового или керосинового света.
Потомки «ауэровских колпачков» используются и сейчас в странах третьего мира, где есть проблемы с электричеством, да и в развитых странах при отдыхе на природе ими пользуются. Только теперь вместо слаборадиоактивного тория они пропитаны нитратами циркония и церия. А что касается калильного света театральной рампы, то эта его разновидность действительно канула в прошлое полтора века назад. Сам же свет рампы остался в науке, только теперь не физико-химической, а театроведческой.
Театроведы отмечают момент на рубеже прошлого и позапрошлого веков, когда огни рампы едва не погасли. Разные течения авангардизма в театральном искусстве были едины в одном. Простое освещение сцены считалось «вульгарным способом, присущим слепым и не раскрывающим внутренней динамики спектакля», тогда как свет должен служить тому, что называется «благородной искусственностью», и потому от света рампы надо отказаться. Отзвук такого «благородства искусственности» наблюдали Остап Бендер с Ипполитом Матвеевичем Воробьяниновым в театре «Колумб», где был «прожектор времен», а в «Женитьбе» Гоголя половина первого действия проходила в полной темноте. Но пока театры, по крайней мере с классическими репертуарами, от света рампы (ныне светодиодной) не отказались, и это внушает надежду.