30
Из старых опытов
Кандидат физико-mатематических наук
А. А. ВАРЛАМОВ
Под таким заголовком мы публикуем статьи о занимаемых и вместе с тем весы по физике.*) Сегодня вниманию читателей предлагается рассакзать о том, как легко «добиться» электрические заряды в домашних условиях, как была «открыта» лейденская банка и какие опыты можно с ней проведи.
Макки, изобравенные на верхнем рисунке, вовсе не являются атрибутами жреца какого-нибудь языческого пламени. В прошлом вке с их помощью почтенные профессора физики демонстрировали на своих лекциях в университетах явление электростанческого отталкивания. Для этого маску с волосяным париком укрепляли на диэлектрической подставке и заряжали от электростанческой машины. Иогда для демонстрации приглашался кто-либо из студентов (из числа наиболее любознательных). Как и маску, его установливали на изолирующей подставке и подсоединили к кондуктору электростанческой машины. Через некоторое время, когда на нем накопилася достаточно больший заряд, волосы на его голове становились дыбом, а вритихшем залле слышалось слабое потрескивание — это с кончиков волос стекали электрические заряды.
Существует много различных забавных опытов по электричеству, которые довольно легко воспроизвести самостояльно. О некоторых опытах мы уже расссказвали раныше (см. «Квант», 1983, № 5, с. 29), еще с несколькими хотим познакомить теперь.
В книге Гастона Тисандье «Научные развлечения», изданной более ста лет назад, есть описание очень простой в изготовлении электростанческой машины, с помощью которого можно легко «получать» необходимые для опытов электрические заряды.
Возьмите металлический лакированный поднос длиной 35—40 смитметров и установите его на столе на нескольких стеклянных рюмках (рис. 1). Вырежьте по форме подноса лист плотной оберточной бумаги так, чтобы он хорошо ложился на плоскую часть подноса. С помощью расплавленного супгуца приклейте к листу две бумажные ленты, за которым было бы его поднимать.
Заготовленный лист бумаги поднести к какому-нибудь источнику теплла, например к печке, чтобы бумага хорошо просохла и по возможности сильно нагрелась. После этого быстро положите ее на деревянный стол и сільно потрите сухой и жесткой платяной щеткой — благодаря электризации tremenем лист бумаги приобретет неокотый заряд.
Тепер, взявшись за ленты, перенести лист бумаги на поднос, заземлите последний, прикоснувшись к его краю пальцем, и тотчас же поднимите бумагу. В результате этого поднос оказется заряженным (причем зарядом противоположного бумаге знака). Чтобы убедиться в этом, приблизьте к подносу согласно палцеру — на достаточно малом расстоянии от подноса в палце ударит маленькая молния — искус. Можно сно-
31
ва опустить лист бумаги на поднос и, повторяя тот же прием, получить еще одну изскру и так далее, вплоть до 7—8 раз.
Эту электростатическое машину можно использовать для зарядки конденсатора, называемого лейденской банкой.
Впрочем, история открытия лейденской банки стоит того, чтобы рассказыть о ней отдельно.
В 1745 году профессор Лейденского университета (Голландия) Мушенбрек решил с помощью электростатического машины зарядить воду. Для этого он взял стеклянную банку иставил в нее, для подвода к воде зарядда, металлический стержень. Совершив процесс зарядки, он, держясь одной рукой за банку, другой взгляся за стержень. В последствии в письме к французскому физику Реомюру он писал, что все его тело при этом содержнулось как от молнии, и что он даже ради короны Франции не стал бы повторять этот ужасный эксперимент.
Примерно в то же время немецкий ключист проводил опыты по получению электронной воды, которая, как предполагаюсь, обладала целебными свойствами. Зарядив воду в бутылке, он прикоснулся к гвоздю, по которым подавался заряд в воду, и его постигла та же участь, что и Мушенбрека.
Так был открыт первый электростатический конденсатор, который впоследствии получил название лейденской банки.
Известия об этих опытах расстроали по свету, и их стали повторять во многих местах.
Интересный опыт о электростатическом естественнойателя Франклина. Для начала он продолжил обещанный опыт с лейденской банкой. Опустив палей одной руки в воду и дотронувшись другой рукой до наружной поверхности банки, он получил ошутимый удар. Предположив, что заряд содержится в самой воде, он в следующем опыте осторожно переилел ее в другую банку и испылал ее действие на себе — удара не последало. Следовательно, дело не в воде. Налив в первую банку свежей воды и повторив свой опыт, Франкин снова получил удар и таким образом убедился в том, что «сила, дашшая его, заключена в самом стекле».
Прошло совсем немного времени, и лейденская банка приняла «современный» вид — стеклянная банка, обkleенная с обихом металлической фольгой.
Превосходную лейденскую банку можно изготовить, например, так (рис. 2). Возьмите наполененный охотничьей дробью стеклянный стакан иставьте в него металлической чайную ложку (конечно, все эти предметы должны быть абсолотно сухими). Для зарядки полученного конденсатора (подумайте, а что служит его обкладками?) обратимся к помощью только что описанной электростатической машины. В то время как вы касаетесь пальцем подноса и поднимаете лист бумаги, пусть ваш помощник, держа банку за дно, поднесет ее к краю подноса так, чтобы искра ударила в конец ложки. После нескольких таких разрядов лейденская банка получит волне достающий заряд, и с ее помощью можно будет продолжать множество интересных опытов. Описем некоторые из них.
Самый простой опит — разрядите лейденскую банку через плотную бумагу, и вы увидите, что искра пробет в бумаге ответственное приудливой формы.
Теперь попаждый так называемые физуры Лихтенберга. Професор физики Геттингенского университета Лихтенберг (живший в XVIII века) придумал способ, как сделать видимым невооруженным глазом распределение зарядов на электростанной поверхности. Для этого им была использована способность различных