Бруно Донат - Физика в играх

Гроза в миниатюре.Ученый Бенджамин Франклин в 1752 году в Филадельфии запустил змея в грозовую тучу и извлек из нее молнию. Он получил электрическую искру на земле. Через сто лет удалось воспроизвести такое же явление с помощью электрической машины.

В настоящее время электрические машины доведены до такого совершенства, что искры их — электрические разряды — по силе света и разрушительной силе действия действительно можно сравнивать с атмосферными разрядами. Конечно, разряды, получаемые с помощью нашей самодельной электрической машины, не так сильны, но и мы можем воспроизвести маленькую молнию, ударяющую в домик с громоотводом (рис. 111).

Рис. 111

Громоотвод защищает дом от молнии потому, что электрическому заряду легче всего пройти по проводу прямо в землю. Так же нужно построить громоотвод и на нашем маленьком домике. Размеры домика могут быть какие угодно. Его можно сделать из любого материала, только, конечно, не из металла. Заостренная проволока, вставленная в стеклянную трубку, заменит нам громоотвод. Один конец проволоки надо укрепить на самом высоком месте постройки, пропустить проволоку сквозь крышу прямо внутрь дома и закончить ее шариком.

Мы можем просто подставить под шарик маленькую жестяную чашечку — крышку какой-нибудь коробки и пр. — и в нее опустить конец громоотвода, прижав его плотно ко дну.

Чтобы весь опыт был больше похож на удар молнии из тучи, сделайте также и тучу. Только наша туча будет не из пара, а просто из жести от старых консервных банок. Для большего сходства ее можно раскрасить. Тучи припаяйте, как показано на рис. 111, к наперстку. По другую сторону наперстка припаяйте кусочек проволоки с каким-нибудь грузом — противовесом. Сделайте еще изолятор для тучи. Заткните сухую бутылку пробкой; в пробку воткните вязальную спицу и наденьте на нее наперсток с тучей и противовесом. Эту тучу с изолятором-бутылкой установите так, чтобы туча повисла на небольшом расстоянии как раз над громоотводом. Чтобы провести электричество в тучу, соедините проволокой спицу с кондуктором электрической машины. Туча зарядится положительным электричеством. Громоотвод нужно зарядить отрицательным электричеством. Для этого жестяную чашечку соедините с подушками электрической машины.

Когда машина начнет работать, толкните легонько тучу: она приблизится к громоотводу, и проскочит искра — молния. Конечно, молния получается не особенно яркая, но ее можно усилить, подвесив на кондуктор машины лейденскую банку и соединив ее, как показано на рисунке. Чем больше будет лейденская банка, тем ярче будет молния.

Если вы хотите, чтобы от удара молнии начался пожар, надо испортить громоотвод — нарушить его соединение с землей. Для этого поднимите кверху шарик из чашечки на несколько миллиметров. В чашечку налейте слегка подогретого спирта. Молния ударит в громоотвод, искра проскочит через маленький промежуток между шариком и чашечкой, спирт вспыхнет, — вот вам настоящий пожар!

Когда искра проскакивает внутри домика между шариком громоотвода и чашечкой, на верхнем конце громоотвода можно видеть огонь Эльма.

Конечно, этот опыт нужно проводить в темноте и поднять тучу так высоко, чтобы разряд уже не мог произойти.

Если туча будет находиться над громоотводом, изредка на конце его будет появляться ровное пламя, так как расстояние для разряда слишком велико и происходит только слабый, постепенный разряд.

Искрящаяся трубка.Возьмите стеклянную трубку такой длины, чтобы, подвешенная к кондуктору, она не касалась стола (рис. 112). Оклейте концы трубки фольгой, положив под нее кусочки проволоки. Заткните трубку пробками с обоих концов, а в пробки воткните проволочные крючки и соедините их проволоками с оловянными кольцами трубки. Нарежьте фольгу полосками шириной полсантиметра. Из этих полосок нарежьте ромбики длиной примерно полсантиметра или вырежьте кружочки примерно такого же диаметра. Обмакните лучинку в клей, поднимайте ею оловянные ромбики или кружочки и наклеивайте их спирально на трубку, как показано на рисунке. Промежутки между ромбиками должны быть не более полумиллиметра. Первый и последний ромбики должны быть наклеены на оловянные кольца концов трубки.

Рис. 112

Когда вы пустите машину в ход, между ромбиками появятся искорки. Они будут вспыхивать и гаснуть очень красивой змейкой. Понятно, что нижний крючок должен быть соединен в это время со щетками машины.

Светящиеся буквы.Вы можете таким же способом составить на стекле или какой-нибудь другой изолирующей плоскости слова, орнамент, разные красивые фигуры. На рис. 113 показана для примера буква Я с проводами. Нужно только следить за линиями пересечения, чтобы не происходило разряда с ближайшим ромбиком, и облегчить ход электричества маленькими проволочными дугами, как показано в верхней части буквы.

Рис. 113

И не такие простые фигуры можно сделать светящимися.

Светящиеся бокалы.На рис. 114 показано несколько высоких стопок. Они установлены по кругу. Чем больше стопок, тем красивее будет опыт. На нашем рисунке их шесть, но для опыта можно ограничиться и тремя. Конечно, не обязательно брать стопки, их можно заменить простыми стаканами, пробирками или широкими стеклянными трубками.

Можно чередовать трубки со стаканами. Важно только, чтобы все предметы в круге были приблизительно одной высоты.

Рис. 114

Вокруг всех бокалов наклеивается спираль из оловянных ромбиков, так же как на трубку в предыдущем опыте. Ромбики наклеиваются с верхнего конца или от верхнего края до нижнего. Последний ромбик каждой стопки должен быть загнут за край для того, чтобы линия ромбиков соединилась с оловянным кругом, на котором расставляются стопки. На это соединение нужно обратить особое внимание, потому что, если края стопок неровные, соединение может не получиться.

От оловянного круга должен быть проведен провод к подушкам электрической машины.

От кондуктора машины электричество подводится к верхушкам стопок очень просто. В центре круга в хорошо приклеенную пробку или деревяшку вставляется вязальная спица. Высота спицы должна быть в два раза больше высоты стопок. На конец спицы надевается толстая проволока, изогнутая, как показано на рисунке. Для того чтобы проволока не соскакивала со спицы, на ней нужно сделать ямку. К одному концу проволоки приклеивается маленький флаг из оловянной фольги.