Бруно Донат - Физика в играх
Рис. 105
Чтобы быть уверенным в том, что проволочные крючки прикасаются к наперстку, можно обернуть пробку оловянной фольгой так, чтобы бумага соединила проволоки с наперстком.
Когда пустите в ход машину, электричество попадет через спицу в наперсток, через наперсток — в проволоки и будет стекать с острых концов в воздух. Этот электрический ветер заставит вертушку вращаться.
Электрическая тележка. На длинной доске укрепляются четыре стеклянные трубки длиной приблизительно 10 сантиметров. На этих трубках натягиваются рельсы — две проволоки диаметром 1,5–2 миллиметра, как показано на рис. 106. Для того чтобы проволоки не соскакивали, на концах трубок можно сделать канавки трехгранным напильником, смоченным водой. Так как проволоки не должны касаться доски, на обоих концах их загибаются крючки, и к винтам, ввернутым в доску, они привязываются прочными шелковыми нитками. Это хорошо видно на рисунке. Винты дают возможность натянуть привязанные к ним проволоки так, чтобы они звенели, как струны.
Рис. 106
Тележка для этой дороги довольно оригинальная. Она катится на осях колес, а колеса висят за проволочными рельсами. Понятно, почему это так. Электричество будет стекать с остриев «колес», заставит их вращаться, как вращалась вертушка, описанная раньше, и тележка поедет на осях. Очень тщательно нужно сделать колеса. Оси их — вязальные спицы с пробками на концах. В пробки вставляются изогнутые проволоки так, чтобы все они обязательно касались вязальных спиц.
Если соединить с проволоками — рельсами — кондуктор электрической машины, колеса завертятся и тележка сдвинется с места.
Имейте в виду, что этот опыт удается только при исключительной тщательности изготовления всех частей.
Электрические искры. Если вы пустите электрическое колесо в темноте, вы увидите маленькие искорки на концах крючков, а если колесо будет очень быстро вращаться, появятся даже светящиеся дуги. В темноте вы увидите на круге электрической машины, у подушек, на кондукторе, на всех углах и острых гранях машины искры и огненные дуги. Это бесполезная трата электричества. Чтобы от нее избавиться, нужно сгладить все части машины и покрыть, где нужно, металлические части шеллаком.
Нетрудно получить и очень красивое электрическое сияние.
Рис. 107
Приделайте к кондуктору маленький шарик на проволоке. Если поднести к нему руку, появятся сначала небольшие отдельные искры, затем дуги и, наконец, целый сноп искр, как показано на рис. 107. При этом слышится жужжание, и получается ощущение, будто на руку ложится паутина.
Сияние. С помощью электрической машины можно устраивать светящиеся надписи и очень красивые сияния. Соберите пучком маленькие проволочки, соедините их с кондуктором машины, а свободные концы проволок расположите так, чтобы из них получились буквы, как будто написанные пунктиром.
Чтобы проволоки не сдвигались, свяжите их шелковыми нитками. В темноте на концах проволок появятся искорки, которые образуют светящиеся буквы.
Такое сияние можно наблюдать в природе. Оно появляется во время грозы на концах громоотводов, на концах мачт и рей на судах. Его называют огнем Эльма.
Изолирующая скамейка. Может быть, вы захотите электризовать не только разные предметы, но даже человека? Человека наэлектризовать можно, но для этого нужно еще одно приспособление. Дело в том, что, стоя на полу, человек отлично проводит электричество в землю. Надо его изолировать от земли, и тогда его можно наэлектризовать.
Рис. 108
Возьмите четыре бутылки одинаковой высоты, поставьте их на пол, а на горлышки положите доску Но чтобы эта скамейка на стеклянных ножках была устойчивой, вставьте в горлышки деревянные палки, укрепленные в доске (рис. 108). Чтобы скамейка со стеклянными ножками была действительно изолированной, бутылки должны быть совершенно сухими.
Если вы станете на такую скамейку и возьметесь за кондуктор электрической машины или просто соединитесь с кондуктором проволокой, вы легко наэлектризуетесь.
Вы, может быть, думаете, что на такой большой предмет, как человеческое тело, понадобится очень много электричества? Нет, на эту операцию электричества нужно меньше, чем на маленькую лейденскую банку. Если поднести к заряженному человеку согнутый в суставе палец, из любой части тела человека будут выскакивать искры, но удары их будут совершенно безопасными и только испугают неожиданностью.
Наэлектризованный человек почти ничего не ощущает, разве только волосы на голове поднимаются и выпрямляются. Ощущение движения волос особенно сильно, если кто-нибудь другой, стоящий на полу, проведет рукой над головой стоящего на скамейке.
Имея такую скамейку, можно проделать много забавных опытов. Например, до стоящего на скамейке никто не сможет дотронуться безнаказанно: непременно из какой-нибудь части тела — подбородка или кончика носа — выскочат искры. Если хорошо спрятать машину и электрический провод и вместо того, чтобы становиться на скамейку, надеть сухие резиновые калоши, вы можете, поздоровавшись с приятелем за руку, сильно напугать его неожиданным электрическим толчком. Можно безбоязненно проводить эти опыты: искры не причиняют никакой боли; только не надо шутить с глазами.
Батарея из лейденских банок. Много интересных опытов можно проделать, пользуясь лейденской банкой. Но часто одной лейденской банки недостаточно. Поэтому, если нет банки больших размеров, можно соединить несколько банок в батарею (рис. 109).
Для соединения наружных обкладок может служить просто разостланный на столе или приклеенный к специальной доске лист оловянной фольги. Этот лист делает как бы общими наружные обкладки всех банок. Внутренние обкладки соединены проволоками, соединяющими вместе все стержни банок. Если в шариках есть дырочки, куда можно плотно воткнуть концы проволок, как показано на рис. 109, — это гораздо лучше. Тогда концы проволок, с которых мог бы стекать заряд, не будут торчать.
Рис. 109
Чтобы зарядить батарею лейденских банок, достаточно провести только один провод от электрической машины к стержню любой банки, и электричество само равномерно распределится на все банки. Соединение с землей наружных обкладок не особенно важно, но, если хотите, подложите под одну из банок кусочек проволоки с привязанными к нему ключами, а когда будете заряжать батарею, возьмите ключи в руку Если вы дотронетесь разрядником до наружной обкладки одной из банок и поднесете другой конец разрядника к шарику какой-нибудь банки, проскочит сильная искра и одновременно разрядится вся батарея.
Сила батареи зависит от величины и числа банок, но длина искры от этого не увеличивается. Если вы не сделали себе электрическую машину, можете заряжать лейденскую банку или батарею банок с помощью электрофора.
Фигуры Лихтенберга. Электричество, собранное в лейденской банке, смотря, конечно, по силе заряда, может проникать и сквозь предметы. Оно проникает не только сквозь плохие проводники, но даже и сквозь хорошие изоляторы. Например, искра от лейденской банки пробивает тонкую картонку. Если вы рассмотрите отверстие, пробитое искрой, вы увидите, что края его развернуты в обе стороны. Это показывает, что электричество действует не просто в одном направлении, как пуля, а равномерно в обе стороны.
Рис. 110
На некоторых изоляторах, которые заряд банки не может пробить, например на пластинках гуттаперчи и на электрофоре, электричество расходится, как бы стремясь соединиться на противоположной стороне.
Физику Лихтенбергу удалось даже получить изображение распространения электричества на поверхности электрофора. Положительное электричество дало звезду очень тонкой работы (рис. 110), а отрицательное — разошлось пятнами.
Разряд через цепь людей. Удары разряда, даже очень слабые, всегда немного пугают. Никогда не давайте лейденскую банку в руки нервному человеку. Испугавшись, он, наверное, не очень бережно обойдется с ней. Да и вообще, когда будете шутить с лейденской банкой, не очень увлекайтесь.
Чтобы ослабить силу разряда, можно устроить цепь из людей. Тогда удар распределится между всеми участниками и всем попадет понемногу. Пусть несколько человек возьмутся за руки. Первый от края должен взять банку за наружную обкладку, а последний пусть дотронется пальцем до шарика.
Удар, хотя и не сильный, почувствуют все, находящиеся в цепи.
