Физика на каждом шагу
Шрифт:
Итак, приступим к опытам. Вам приходилось, конечно, проводить эбонитовым [22] гребнем по сухим (вполне сухим) волосам. Если вы делали это в натопленной комнате и при полной тишине, вы могли слышать легкое потрескивание, издаваемое гребнем при расчесывании. Ваш гребень наэлектризовался от трения о волосы.
Эбонитовый гребень можно наэлектризовать и не только о волосы: если потереть его о сухую шерстяную ткань (или 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. Поднесите натертый гребень к обрезкам бумаги, к мякине, к шарику из бузиновой сердцевины и т. п. – все эти мелкие предметы поднимутся и пристанут к гребешку. Сделайте из тонкой бумаги крошечные кораблики и пустите их на воду: помощью наэлектризованного гребня вы сможете управлять движениями вашей бумажной флотилии, как «волшебным» жезлом.
22
Эбонит –
Можно обставить опыт еще интереснее: в бокальчик (рис. 106 вверху) положите яйцо, а на нем уравновесьте горизонтально довольно длинную линейку. Такая линейка при приближении наэлектризованного гребня [23] к одному из ее концов проворно поворачивается. Вы можете заставить ее послушно следовать за гребнем – двигаться в ту или другую сторону, даже вращаться кругом. Своего рода колдовство: двигать вещи, не дотрагиваясь до них!
Таким же «волшебным» свойством можете вы наделить не только эбонитовый гребень, но и другие предметы. Палочка сургуча, потертая о фланель или о рукав вашего платья, если оно шерстяное, обнаруживает те же свойства. Электризуется также стеклянная трубка или палочка, если ее натирать шелком; но опыт со стеклом удается лишь в очень сухом воздухе, если к тому же и шелк и стекло хорошо высушены нагреванием.
23
В наше время гребни и расчески делаются из пластмассы, но результаты опытов от этого не менее эффектны.
Электрическое взаимодействие
Механика учит, что одностороннего притяжения – и вообще одностороннего действия – быть не может: всякое действие есть взаимодействие. Если наэлектризованная палочка притягивает разные предметы, то она и сама должна притягиваться к ним. Чтобы убедиться в этом, 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. Он проявляется всегда и всюду: всякое действие есть взаимодействие двух тел, действующих друг на друга в противоположном направлении.
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 к наэлектризованному гребню приблизить наэлектризованную стеклянную палочку, оба предмета будут притягивать друг друга; но если приблизить к гребню наэлектризованную сургучную палочку или другой гребень, то взаимодействие проявится в форме отталкивания.
Физический закон, охватывающий этот род явлений, гласит: электричества разноименные притягиваются, одноименные отталкиваются. Одноименными будут электричества эбонита или сургуча (так называемое «смоляное», или отрицательное); разноименными – электричество смоляное и электричество стекла (положительное). Старинные названия – «смоляное» и «стеклянное» электричества – теперь уже не употребляются; они совершенно вытеснены названиями «отрицательное» и «положительное» электричества.
На отталкивании одноименно наэлектризованных вещей основано устройство простого прибора для обнаруживания электричества – так называемого «электроскопа». Слово «скоп» взято из греческого языка и значит «показывать»; по тому же образцу составлены слова: телескоп, микроскоп и др. Вы сами можете устроить этот несложный прибор. Через середину картонного кружка или пробки, могущих прикрыть отверстие банки, продевают стержень: часть его должна выступать сверху; к концу стержня прикрепляют две полоски фольги или папиросной бумаги. Затем втыкают пробку в горлышко или прикрывают его картонным кружком, залив края сургучом, – и электроскоп готов к употреблению. Если теперь вы дотронетесь наэлектризованной вещью до выступающего конца стержня, то электризация сообщится и обеим полоскам бумаги: они наэлектризуются одновременно и потому разойдутся вследствие взаимного отталкивания. Расхождение листочков и является признаком того, что предмет, которым прикоснулись к стержню электроскопа, был наэлектризован.
Если вам не дается искусство мастерить, вы можете устроить себе электроскоп проще: он будет не так удобен и не так чувствителен, но все же пригоден к употреблению. Подвесьте к деревянной палочке на ниточках два шарика из пробки или – еще лучше – из бузиновой сердцевины так, чтобы, свешиваясь, они соприкасались. Вот и электроскоп: прикоснувшись к одному шарику испытуемым предметом, вы заметите, что другой шарик отклонится в сторону, если предмет был наэлектризован.
Есть еще один тип упрощенного электроскопа: на булавку, воткнутую в пробку, навешена
«Кошачье» электричество
Величайший из электротехников, знаменитый американский изобретатель Эдисон, начал проделывать электрические опыты, еще будучи мальчиком. Между прочим, он пытался делать опыты с электричеством, добытым из… чего бы вы думали? Из кошки!
Но разве из кошки можно добыть электричество? Представьте, можно, и сейчас я объясню вам, как это делается. Превратить в «электрическую машину» можно только смирного, добродушного кота, содержащего свою шубку в чистоте. Лучшее время для таких опытов – сухой морозный день. Место опыта – хорошо натопленная комната. Когда ваш кот согреется у печки и шерсть его станет вполне сухой, возьмите его на левую руку так, чтобы ваша ладонь подпирала его грудку. Коту такое положение не причиняет беспокойства: любители кошек именно так и советуют брать этих животных. Держа кота левой рукой, проводите быстро правой сухой ладонью по шерсти животного от головы к хвосту. Вы почувствуете покалывание в той руке, которая гладит, и в той, которая поддерживает кота. Покалывание сопровождается легким треском под гладящей рукой.
А в полной темноте, когда глаза ваши привыкнут к мраку, вы сможете заметить, как шерсть вслед за ладонью словно вспыхивает крошечными искорками.
Все это – настоящие электрические явления. Шерсть кошки от натирания сухой ладонью «электризуется». Электричество при этом образуется двух разных родов: одного рода – на кошачьей шерсти, другого – на гладящей руке. С шерсти электричество перетекает на подпирающую руку. Обе руки ваши оказываются заряженными различными электричествами, которые соединяются через ваше тело и через тело кота, вызывая при этом довольно ощутительный «электрический удар».
В этом причина того покалывания, которое вы чувствуете, гладя кошку, того треска, который вы слышите, и тех искорок, которые вы видите.
Я проделывал эти опыты много раз с моим котом и не заметил, чтобы они ему были очень неприятны. По-видимому, они не причиняют ему особенного беспокойства. Но все же кошка [24] – не совсем удобная для опытов электрическая машина: у нее чересчур проворные лапки.
Электрические опыты с газетой
24
Такой же эффект, как кошачья шерсть, производят волосы на вашей голове, – если они хорошо вымыты и высушены.
Гораздо более разнообразные опыты, чем с «кошачьим» электричеством, можно проделывать с электричеством «газетным», извлекаемым из газетного листа. В детстве меня забавлял ими старший брат; я поделюсь с читателем этими воспоминаниями.
– Решено! – объявил мне старший брат, похлопывая рукой по изразцам натопленной печи. – Решено: вечером мы проделываем с тобой электрические опыты.
– Опыты? Новые опыты! – восторженно подхватил я. – Когда? Сейчас? Я хотел бы сейчас!
– На всякое хотение нужно терпение. Опыты будут вечером. Сейчас я должен уйти.
– За машиной?
– Какой машиной?
– Электрической. Ведь для опытов нужна машина.
– Машина, что нам нужна, уже имеется, лежит в портфеле… Не вздумай, пожалуйста, рыться без меня, – угадал брат мою мысль. – Ничего не найдешь, только беспорядок устроишь, – добавил он, надевая пальто.
– Но машина там?
– Там, не беспокойся.
И брат вышел из дому, беспечно оставив портфель с машиной на маленьком столике в передней.
Если бы железо могло чувствовать, оно ощущало бывблизи магнита то же самое, что испытываля, оставшись один с портфелем брата. Портфель тянул меня к себе, привлекал все мои чувства и мысли. Невозможно было думать ни о чем другом, бесполезно было стараться смотреть по сторонам… Странно, что электрическая машина может поместиться в портфеле; я представлял себе ее вовсе не такой плоской. Портфель не заперт на замочек, и если осторожно заглянуть внутрь… Что-то завернуто в газету. Ящичек? Нет, книги. Книги да книги, ничего другого в портфеле нет. Ну, как я сразу не догадался, что брат шутил: электрическую машину разве запрячешь в портфель?
Брат вернулся с пустыми руками и сразу угадал причину моего унылого вида.
– Мы, кажется, изволили заглянуть в портфель? – спросил он.
– Где же машина? – ответил я вопросом.
– В портфеле. Не видел?
– Там одни книги.
– И машина. Плохо глядел. Чем ты смотрел?
– Чем смотрел! Глазами.
– То-то и есть, что только глазами. А надо всей головой смотреть. Мало просто глядеть, нужно понимать, что видишь. Машина в портфеле; лежит, где лежала. Ты не заметил, потому что не умел смотреть. – Брат вынул из портфеля пакет с книгами, осторожно развернул его, освободил большой газетный лист и подал мне.
– Вот наша электрическая машина.
Я с недоумением смотрел на газету.
– Думаешь, просто бумага, ничего больше? – продолжал брат. – А кто умеет смотреть, тот признает в газете физический прибор.
– Физический прибор? Чтобы делать опыты?
– Да, для опытов. И мы сейчас станем их делать.