Юный техник, 2000 № 03

Журнал Юный техник

Известны случаи, когда, попав в человека, молния не причиняет ему вреда, только оставляет его раздетым. Одежда обнаруживается где-то рядом. При этом рубашка оказывается застегнутой на все пуговицы, башмаки не расшнурованными… Ученые даже не пытаются комментировать такие факты. А если бы попытались?

Как бы не обнаружились здесь «чудеса» из области пространства-времени!

Другая не менее странная причуда молнии нашла объяснение. В рассказе Александра Грина «Редкий фотографический аппарат» описано, как от удара молнии на теле убийцы запечатлелась изобличавшая его улика — фотография места преступления. Сюжет взят «не с потолка».

На кожном покрове человека, пострадавшего

от молнии, порой действительно обнаруживались следы, в которых угадывались очертания предметов, находившихся поблизости. Оказалось, молния способна «рисовать» предметы, расположенные в зоне действия ее удара. Такие рисунки нередко обнаруживаются и на стенах помещений. Однажды, например, было зафиксировано изображение бронзовой ступки на стене кухни, и состояло оно из… частиц распыленной бронзы.

Еще в прошлом веке предполагали, что такие рисунки получаются в результаты вырывания атомов с поверхности предметов (чаще всего металлических) и переноса их электрическим полем на окружающие тела. В 1948 году наши ученые Г.В.Спивак и Р.В.Лукацкая воспроизвели этот процесс в лабораторных условиях. Чтобы не прибегать к сверхвысоким напряжениям, пришлось пойти на ухищрения. В эксперименте (рис. 1) штриховое изображение, нанесенное на поверхности цинковой пластинки, было перенесено на эбонитовую.

Главную роль в опыте играли два электрода. Один из них — цинковая пластина. На ее поверхности процарапывался иглой простейший рисунок, например, сеточка. Одна пластина присоединялась к «минусу» источника тока. Другая к «плюсу» и покрывалась слоем эбонита. В схеме имелась еще и третья пластина, соединенная с движком потенциометра. Она служила для фокусировки изображения. Использовался источник постоянного тока напряжением около 12 кВ. Важную роль в эксперименте играл дуговой фонарь.

При облучении цинковой пластины электрической дугой, спектр которой богат ультрафиолетовыми лучами (с лампой накаливания опыт не удается), возникает внешний фотоэффект. Поверхность цинковой пластины начинает испускать электроны. Однако там, где нанесены штрихи, они испускаются значительно интенсивнее, чем с других точек.

Оторвавшись от поверхности, электроны сталкиваются с атомами воздуха. И по пути создают группы из двух-трех ионизированных атомов. Их подхватывает поле положительно заряженной пластины. Будучи в тысячи раз массивнее электронов, ионы проходят сквозь воздух, не меняя своего направления, и оседают на эбонитовой пластине. При этом на ее поверхности возникает четкий потенциальный рельеф, невидимый глазу рисунок из заряженных участков. Посыпав пластину угольным порошком (рис. 2), его удавалось проявить.

Рис. 2

Не таким ли образом и молния создает свои фотографии? К тому же заметим, что эти процессы весьма сходны с процессами, происходящими в электрокопировальных аппаратах.

Дальнейшие эксперименты показали возможность получать даже увеличенное изображение. Для этого в качестве электрода, соединенного с движком потенциометра, ставили диафрагму с отверстием диаметром 3 см. Это позволяло создать хоть и узкоспециальный, но очень полезный прибор для изучения катодов электронных ламп и кинескопов.

На этом наш рассказ,

навеянный причудами молнии, не кончается. Вспомним еще раз бронзовое изображение ступки на кирпичной стене. Это ведь не что иное, как намек на современные микросхемы, из которых состоят все изделия современной электроники. Ведь они тоже всего лишь картинки, написанные драгоценными сверхчистыми металлами на очень благородном сверхчистом камне — кремнии или сапфире.

Итак «ксерокс», технология производства интегральных схем — два великих изобретения нашей эпохи, в сущности, можно было подсмотреть у молнии. Почему бы нам не присмотреться и к другим ее «причудам»?

А. ИЛЬИН

СДЕЛАЙ ДЛЯ ШКОЛЫ

Реактивное движение

Не каждая тема позволяет показать нечто достойное, чтобы запомнилось на всю жизнь. Но если уж такая возможность появляется — упускать ее грех! Одна из них — законы Ньютона. Их технические применением нет числа. Но одно из них изменило весь ход истории. Речь идет о реактивном движении.

Учащиеся наверняка слышали про космические достижения. Многие сами пускали пороховые ракеты. В школе заниматься этим опасным делом не стоит. Удивить же ребят можно совсем иначе,

На рисунке 1 реактивный маятник Цельнера.

В классическом варианте этот эксперимент ставился с помощью реторты с отогнутым горлом, которую применяли алхимики.

Сегодня подобие реторты придется сделать самим из небольшой колбы из жаропрочного стекла. И при помощи резиновой пробки вставить в нее Г-образную стеклянную трубку. Система подвешивается на обычном штативе на двух параллельных нитях. Прибор готовят к демонстрации заранее. В колбу наливают немного воды. Пробку плотно вставляют в горловину и дополнительно подвязывают проволокой.

Зажгите под колбой газовую горелку или таблетку сухого горючего. Вскоре вода закипит, из трубки с легким шипением вырвется струйка пара, и прибор начнет раскачиваться со все возрастающей амплитудой.

Вообще-то задолго до нас принцип прямой реакции освоили животные, например, кальмары. Выбрасывая порцию воды при движении, они преодолевают за раз до сорока метров. Хорошей моделью кальмара может быть обычный резиновый воздушный шарик с трубочкой (рис. 2).

С таким реактивным двигателем нетрудно сделать множество интересных моделей.

Однако заметим, куда бы ракета ни улетела (хоть в другую галактику!), центр масс системы «ракета плюс продукты сгорания» остается в точке старта. Сей факт, который можно доказать на основе закона сохранения импульса, удивляет не только школьников, но порою и седых инженеров.

В учебниках часто приводится опыт, изображенный на рисунке 3.

<