Для юных физиков. Опыты и развлечения (сборник) - Яков Перельман

30. Магнитный театр

Вернее, не театр, а цирк, так как в нем показываются канатные плясуны, – разумеется, вырезанные из бумаги.

Прежде всего вам придется соорудить из картона самое здание цирка. В нем натяните внизу проволоку. Над «сценой» укрепите подковообразный магнит (см. рисунок).

Теперь займитесь «артистами». Их вырезают из бумаги и дают им самые разнообразные позы, соответственно их артистическим амплуа, с тем непременным условием, чтобы длина их равнялась длине иголки, подклеенной сзади них, вдоль фигуры; подклеить же ее можно с помощью 2–3 капель сургуча.

Если такую фигуру поставить на «канат», то она не только не упадет, но останется в вертикальном положении, притягиваемая магнитом. Слегка дергая проволоку, вы заставите своих канатных плясунов слегка покачиваться, подпрыгивать, не теряя равновесия.

Электрическое притяжение

Если даже вы еще ничего не знаете из науки об электричестве, не знакомы даже с первыми буквами ее азбуки, – вы и в таком случае можете проделать ряд простейших электрических опытов, более или менее занимательных, более или менее любопытных, и во всяком случае – полезных для вашего будущего знакомства с этой удивительной силой природы.

Лучшее место и время для наших электрических опытов – это хорошо натопленная комната в морозную зиму. Дело в том, что опыты этого рода хорошо удаются только в сухом воздухе, а нагретый воздух зимою гораздо суше, чем летом при такой же температуре…

31. Наэлектризованный гребень

Итак, перейдем к опытам. Вам приходилось, конечно, проводить гуттаперчевым гребнем по сухим (впол – н е сухим) волосам. Если вы делали это в натопленной комнате и при полной тишине, то могли слышать легкое потрескивание, издаваемое гребнем при расчесывании. Ваш гребень электризовался от трения о волосы. С таким наэлектризованным гребнем можно произвести ряд опытов, и я сейчас опишу их. Но прежде замечу еще, что в благоприятную для наших опытов погоду вы легко можете наэлектризовать свою собственную руку, если она совершенно суха. Как? Погладив кошку: вы услышите при этом тоже сухое потрескивание, а в темноте увидите даже искры. Все это, конечно, совершенно безопасные явления, которые не причиняют ни малейшего вреда ни вам, ни животному.

Гуттаперчевый гребень можно наэлектризовать и не только о волосы: если потереть его о сухую шерстяную ткань (кусок фланели), он также приобретает электрические свойства, даже еще в большей степени. Проявляются же свойства эти весьма разнообразно и прежде всего в притяжении легких тел. Подносите натертый гребень к обрезкам бумаги, к мякине [16] , к шарику из бузинной сердцевины и т. п. – все эти мелкие предметы поднимутся и пристанут к гребешку. Сделайте из легкой бумаги крошечные кораблики и пустите их на воду: помощью наэлектризованного гребня вы сможете управлять движениями вашей бумажной флотилии, как фокусник своим «волшебным» жезлом». Можно обставить опыт еще эффектнее: в бокальчик (сухой!) для яиц положите яйцо, а на нем уравновесьте горизонтально довольно длинную линейку. Такая линейка при приближении наэлектризованного гребня к одному из ее концов довольно проворно поворачивается. Вы можете заставить ее послушно следовать за вашей рукой, вооруженной гребнем – двигаться в ту или другую сторону, или даже вращаться кругом. Своего рода волшебство: двигать вещи, не дотрагиваясь до них.

32. Послушное яйцо

Таким же волшебным свойством вы можете наделить не только гуттаперчевый гребень, но и другие предметы. Палочка сургуча, потертая о фланель – или о рукав вашего платья, если оно шерстяное, – обнаружит не в менее сильной степени те же свойства. Электризуется также стеклянная трубка или палочка, если ее натирать шелком; но опыт со стеклом удается лишь в весьма сухом воздухе, если, к тому же, и шелк и стекло, для сухости, хорошо прогреты.

Вот еще забавный опыт с электрическим притяжением. Выпустите через маленькое отверстие содержимое куриного яйца – для этого лучше выдувать его содержимое через другое отверстие, на противоположном конце. Получив пустую скорлупу (отверстия залепляют воском), вы кладете ее на гладкий стол, на доску или на большое блюдо и с помощью наэлектризованной палочки заставляете это пустое яйцо послушно перекатываться вслед за нею. На постороннего наблюдателя, не знающего, что яйцо пустое, опыт этот (придуманный знаменитым Фарадеем) производит озадачивающее впечатление. Бумажное кольцо или легкий шарик также следуют за наэлектризованной палочкой.

33. Притяжение жидкостей

Притягиваются к наэлектризованным вещам не только твердые предметы, но и жидкости. Нет ничего легче, как обнаружить электрическое притяжение, например, водяной струи: гребень, проведенный по волосам, приблизьте к тонкой струе воды, вытекающей из водопроводного крана – струя заметно изогнется по направлению к гребню. Гребень нужно держать недалеко от начала струи, сантиметрах в двух от нее. Если струя тонка, она настолько чувствительна, что опыт удается во всякую погоду.

Вот старинный опыт с притяжением жидкости, описанный Тиндалем [17] . «Налейте в маленькое часовое стеклышко или чашечку для краски какого-нибудь растительного масла так, чтобы эта жидкость образовала выпуклую поверхность, немного выдающуюся над краем сосуда. Если держать над такою поверхностью сильно наэлектризованную стеклянную трубку, то на масле образуется несколько выступов, и каждый из них дает струю брызг по направлению к палочке».

34. Взаимодействие

Механика учит, что одностороннего притяжения – и вообще одностороннего действия – быть не может: всякое действие есть взаимодействие. Значит, если наэлектризованная палочка притягивает разные предметы, то она и сама притягивается к ним. Чтобы убедиться в существовании этого притяжения, нужно только сообщить гребню или палочке подвижность, например подвесив ее на нитяной петле (лучше, если нить шелковая). Тогда легко обнаружить, что всякий ненаэлектризованный предмет – хотя бы ваша рука – притягивает гребень, заставляет его поворачиваться и т. п.

Это, повторяем, общий закон природы, проявляющийся всегда и всюду: всякое действие есть взаимодействие двух тел, действующих друг на друга в противоположном направлении. Действия одностороннего, не сопровождающегося противодействием того тела, на которое действие обращено – никогда в природе не бывает.

35. Электрическое отталкивание

Возвратимся к сейчас описанному опыту с подвешенным наэлектризованным гребнем. Мы видели, что он притягивается всяким ненаэлектризованным телом. Интересно испытать, как действует на него другой, тоже наэлектризованный предмет. Опыт убедит вас, что это взаимное действие двух наэлектризованных тел может быть различно. Если вы приблизите к наэлектризованному гребню наэлектризованную стеклянную палочку, то оба предмета будут притягивать друг друга с заметною силою. Но если приблизите к гребню наэлектризованную сургучную палочку или другой гребень, – то взаимодействие проявится в форме отталкивания.

Физический закон, охватывающий интересующие нас явления, гласит: электричества разноименные притягиваются, одноименные – отталкиваются. Одноименными будут электричества гуттаперчи [18] или сургуча (так называемое «смоляное», или отрицательное); разноименными – электричество смоляное и электричество стекла, т. е. «стеклянное» (положительное). Старинные названия – «смоляное» и «стеклянное» электричества – теперь уже не употребляются и совершенно вытеснены названиями «отрицательное» и «положительное» электричества.

На отталкивании одноименно наэлектризованных тел основано устройство простого прибора для обнаружения электричества, – так называемого «электроскопа» (слово «скоп» происходит от греческого слова, означающего «показывать»; по тому же образцу составлены слова: телескоп, микроскоп и др.). Вы сами можете устроить этот несложный прибор (см. рис., налево). Через середину картонного кружка или пробки, могущих прикрыть отверстие банки, продевают стержень; часть его должна выступать наружу; к концу стержня приклеивают воском две полоски сусального золота, фольги или папиросной бумаги. Затем втыкают пробку в горлышко или прикрывают его картонным кружком, залив края сургучом, – и электроскоп готов к употреблению. Если теперь к выступающему концу стержня вы поднесете наэлектризованное тело, то электролизация сообщится и обеим полоскам золота; они наэлектризуются одноименно и потому разойдутся вследствие взаимного отталкивания; расхождение листочков, более или менее продолжительное, и является несомненным признаком того, что предмет, которым прикоснулись к стержню электроскопа, был наэлектризован.