Владимир Рюмин - Занимательная электротехника на дому
Ничего не стоящая или стоящая несколько копеек перегоревшая лампочка накаливания с угольной нитью – вот дешевый источник лучей Рентгена. Правда, обработка такой лампы, превращение ее в трубку Рентгена требует терпения, но у истинного любителя его не занимать.
Осторожно, чтобы не раздавить колпачка лампочки и не поранить руки, а главное, глаза, снимают поддон и выскабливают гипсовую заливку, пока не обнажатся платиновые электроды. Выскабливать гипс надо крошку за крошкой, оберегаясь нарушить целость вакуума. Если внутрь лампочки проникнет воздух, она не будет пригодна для нашей цели. Не всякая система ламп допускает эту работу, но в городе, где имеется электрическое освещение, у местных электротехников пока еще удается найти подходящую лампу. Говорим «пока», так как современные лампы с металлическими нитями для этой цели не подходят.
Освободив концы платиновых проволочек, припаивают их тинолем к освобожденному от изолировки концу проводника тока (звонковой медной проволоки) и вновь заливают жидким гипсом. После того как гипс вполне отвердеет, лампочку устанавливают горизонтально, укрепляя ее в прорезе вертикального деревянного штатива. Штатив можно устроить из толстой деревянной доски а, размером 10x10 см, в середине которой врезана равная ей по толщине дощечка b высотой 15–20 см. В этой вертикальной дощечке делается вырез с (лобзиком) по размеру нижней части лампы. Сверху лампы наклеивают кружок d, вырезанный из листового олова, около 1 см в диаметре, и над ним, почти касаясь его, укрепляют второй провод при помощи клеммы, привинченной к вертикальной доске штатива (рис. 37).
Рис. 37
Источником тока для такой самодельной рентгеновской трубки, как и для настоящей трубки, может служить или спираль Румкорфа, или электростатическая машина, если у любителя нет спирали с искрой не менее 1 см. Конечно, работа с машиной значительно менее удобна, чем со спиралью, которую и желательно иметь для этой цели, в особенности если желают не только рентгенографировать непрозрачные предметы, но и наблюдать их при помощи криптоскопа.
Провода соединяют с клеммами разрядника индукционной катушки или с кондукторами электростатической машины, удаленными друг от друга на такое расстояние, чтобы искра не могла непосредственно проскакивать между ними. Замыкая ток спирали или равномерно и продолжительно вращая машину, получают непрерывный поток искр между оловянным кружком и концом провода, соединенного с анодом. Возникающие при ударе о стекло вторичные рентгеновские лучи отражаются оловянным листком, как вогнутым зеркалом, и направляются отвесно. Чтобы их обнаружить, готовят чувствительный экран размерами в почтовую карточку. Проще всего получить такой экран, смазывая кусок картона гуммиарабиком и обсыпая цинковыми белилами, но он будет малочувствителен. Для увеличения чувствительности вместо сернистого цинка берут двойную соль синильной кислоты бария и платины (платиново-синеродистый барий) или менее дорогую ураниево-аммониевую соль плавиковой кислоты.
Для приготовления этой соли растворяют 10 г азотнокислого урана в 40 кв. см воды, при кипячении прибавляя к раствору 5 г фтористого аммония и продолжая кипятить после того еще минут пять. Охладив, отфильтровывают мелкий кристаллический желтый осадок и просушивают его до полного удаления влаги.
Когда экран готов, на него кладут непрозрачный, по возможности плоский, предмет, например ключ от американского замка или серебряную мелкую монету, поместив их в конверт из черной бумаги.
(Такую бумагу можно достать у каждого фотографа-любителя, в нее бывают завернуты фотографические пластинки.) Экран, с положенным на него конвертом (не с той стороны, с которой экран покрыт чувствительным слоем, а с обратной), снизу приближают к лампе так, чтобы конверт находился на пути падающих вниз лучей. Для удобства рассматривания можно приспособить род столика, сколотив его из деревянных планок, или прямо класть экран горизонтально (чувствительным слоем вниз) на две вертикально поставленные книги.
Приведя в действие спираль или машину, снизу заглядывают на экран и замечают на светлом фоне люминесцирующего экрана тень ключа, монеты и тому подобных предметов, задерживающих или ослабляющих лучи Рентгена, свободно проходящие через черную бумагу в толщу экрана. Смотреть на экран, понятно, надо в темноте.
С такой примитивной установкой можно получать и фотографические (рентгенографические) изображения, даваемые невидимыми глазу лучами.
Если даже и не удастся обнаружить лучей вышеописанным образом по люминесценции экрана, то это еще не значит, что их нет. В таком случае надо попробовать, не может ли обнаружить их присутствие фотографическая пластинка.
Пластинку в темной комнате тщательно заклеивают в конверт из черной бумаги так, чтобы на нее не мог упасть ни один луч света, если получение рентгенографии предполагается днем.
Во избежание порчи пластинок лучше работать вечером при слабом и далеко поставленном от аппарата источнике света. Конверт с пластинкой помещают так же, как это делали с экраном (последний в данном случае не нужен), и на него под лампу кладут монету или тому подобный металлический плоский предмет. Экспонировать надо долго, не менее 20–30 минут, после чего пластинку проявляют каким-нибудь контрастным проявителем, всего лучше железным. Так как в настоящее время этот проявитель давно вышел из употребления, а для нашей цели он весьма пригоден, то сообщим его рецепт.
Готовят два раствора:
1) воды 1000 куб. см и средней (не кислой) щавелево-калиевой соли 300 г;
2) воды 300 г и железного (зеленого) купороса 100 г.
Раствор второй подкисляют 2–3 каплями серной или лимонной кислоты.
Для нормально выдержанных негативов в четыре части первого раствора вливают одну часть второго раствора. Вливают обязательно второй раствор в первый, а не наоборот, чтобы не получить осадка. При недодержках добавляют второго, а при передержках первого раствора. Для усиления контрастности прибавляют бромистого натра.
Тайна строения вещества
Упомянув о катодном потоке, трудно удержаться, чтобы не сказать хоть несколько слов о тех удивительных тайнах природы, казалось бы навеки скрытых от человека, которые в наше время удалось открыть ученым, работавшим над изучением «невидимого света».
Эти исследования, требующие необычайно сложных и точных приборов и значительной научной подготовки для того только, чтобы понять, на чем они основаны, не говоря уже о том, чтобы их воспроизвести, показали, что электрон – основа всех электрических явлений – в то же самое время и основа строения всякого вещества.
Все материальные тела, которые нас окружают, состоят из отдельных, более или менее удаленных друг от друга, ультрамикроскопических[14] частиц-молекул, в свою очередь состоящих из еще более ничтожных по размерам атомов.
Слово «атом» значит «неделимый», неделимым он и считался до начала нашего века.
Как ничтожен объем атома в сравнении с самой крохотной пылинкой, можно судить по тому, что в капельке воды на острие иглы заключаются миллиарды атомов.
И несмотря на такие невообразимо малые его размеры, несмотря на полную невозможность увидеть его воочию в самый сильный микроскоп, гений человеческой мысли нашел путь к точному определению его размеров и сумел выяснить сложность его состава.
Атом состоит из центрального ядра, несущего положительный электрический заряд, и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг этого ядра по орбитам определенных размеров, подобно орбитам планет, вращающихся вокруг Солнца. Те же электроны в свободном состоянии являются причиной отрицательного заряда тел, а их движение по проводникам – причиной электрического тока.
Что же такое сам электрон? Этого мы пока не знаем, как не знаем точно и того, что такое положительное ядро атома, вокруг которого вращаются электроны.
Зато мы знаем, во-первых, что положительный электрический заряд тел или, вернее, заряд, названный положительным, зависит не от наличия таких свободных атомных ядер, а от недостатка отрицательно заряженных электронов, а во-вторых, знаем размеры электронов.
Как ни бесконечно мал кажется нам атом, но он является колоссальным в сравнении с электронами, входящими в его состав. Если мысленно увеличить атом до размеров шара, радиус которого равен 2500 км (это будет шарик значительно больше Луны!), то размеры центрального атомного ядра возрастут до размеров крупного антоновского яблока, а электрон представится нам шаром с радиусом в 2 м.
Теперь вновь мысленно уменьшите атом до его действительных размеров и попытайтесь вообразить истинные размеры электрона!
