Từ kinh nghiệm cũ

30

Từ kinh nghiệm cũ

Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
A. A. VARLAMOV

Dưới tiêu đề này, chúng tôi xuất bản các bài báo về các chủ đề, đồng thời, về các thang đo trong vật lý.*) Hôm nay, độc giả được mời nói về việc “thu được” điện tích ở nhà dễ dàng như thế nào, bình Leyden đã được “phát hiện” như thế nào và những thí nghiệm nào có thể được thực hiện với nó.

Makki được mô tả ở phía trên hình hoàn toàn không phải là thuộc tính của một linh mục của ngọn lửa ngoại giáo nào đó. Trong thế kỷ qua, với sự giúp đỡ của họ, các giáo sư vật lý đáng kính đã chứng minh hiện tượng lực đẩy điện trong các bài giảng của họ tại các trường đại học. Để làm được điều này, một chiếc mặt nạ với bộ tóc giả được gắn trên giá điện môi và được sạc từ nhà máy điện. Đôi khi một trong những học sinh (trong số những học sinh tò mò nhất) được mời trình diễn. Giống như mặt nạ, nó được lắp đặt trên một giá đỡ cách điện và nối với dây dẫn của máy phát điện. Một thời gian sau, khi một lượng điện tích đủ lớn tích tụ trên người anh ta, tóc trên đầu anh ta dựng đứng lên, trong đại sảnh yên tĩnh có thể nghe thấy một tiếng tanh tách nhỏ - đây là điện tích chạy từ đuôi tóc của anh ta.

Có rất nhiều thí nghiệm thú vị khác nhau với điện mà bạn có thể tự mình thực hiện khá dễ dàng. Chúng tôi đã nói về một số thí nghiệm trước đó (xem «Kvant», 1983, số 5, trang 29), và bây giờ chúng tôi muốn giới thiệu thêm một số thí nghiệm nữa.

Trong cuốn sách “Giải trí khoa học” của Gaston Tisandier, xuất bản hơn một trăm năm trước, có mô tả về một cỗ máy nhà máy điện rất dễ chế tạo, với sự trợ giúp của nó, bạn có thể dễ dàng “nhận” điện tích cần thiết cho các thí nghiệm.

Lấy một khay kim loại sơn mài dài 35-40 cm và đặt nó lên bàn trên một vài chiếc ly thủy tinh (hình 1). Cắt một tờ giấy gói dày theo hình dạng của khay sao cho vừa khít với phần phẳng của khay. Dùng súp đun chảy dán hai dải giấy vào tờ giấy để nhấc nó lên.

Mang tờ giấy đã chuẩn bị sẵn đến một nguồn nhiệt nào đó, chẳng hạn như bếp lò, để giấy khô tốt và càng nóng càng tốt. Sau đó, nhanh chóng đặt nó lên bàn gỗ và chà mạnh bằng bàn chải quần áo khô và cứng - nhờ quá trình điện khí hóa bề mặt, tờ giấy sẽ thu được một điện tích nhất định.

Bây giờ, hãy giữ các dải ruy băng, chuyển tờ giấy vào khay, tiếp đất cho tờ giấy sau bằng cách dùng ngón tay chạm vào mép của nó và ngay lập tức nhấc tờ giấy lên. Do đó, khay sẽ được sạc (và có điện tích ngược dấu với tờ giấy). Để kiểm chứng điều này, hãy đưa nó lại gần khay theo ngón tay của bạn - ở một khoảng cách vừa đủ nhỏ so với khay, một tia sét nhỏ sẽ đánh vào ngón tay của bạn - nghệ thuật. Bạn có hiểu được không?

31

Đặt một tờ giấy lên khay và lặp lại kỹ thuật tương tự, lấy một tia lửa khác, v.v., tối đa 7-8 lần.

Máy tĩnh điện này có thể được sử dụng để sạc một tụ điện gọi là bình Leyden.

Tuy nhiên, câu chuyện về việc phát hiện ra chiếc lọ Leyden đáng được kể riêng.

Năm 1745, giáo sư Muschenbrek tại Đại học Leiden (Hà Lan) quyết định sạc nước bằng máy tĩnh điện. Để làm điều này, ông lấy một lọ thủy tinh và đặt một thanh kim loại vào đó để cung cấp điện tích cho nước. Sau khi hoàn tất quá trình sạc, anh ta cầm lon bằng một tay và tay kia nhìn vào thanh. Sau đó, trong một bức thư gửi nhà vật lý người Pháp Reaumur, ông viết rằng toàn bộ cơ thể của ông như bị sét đánh, và ngay cả vì vương miện của nước Pháp, ông sẽ không lặp lại thí nghiệm khủng khiếp này.

Cùng lúc đó, một nhà keyist người Đức đang tiến hành các thí nghiệm để thu được nước điện tử, được cho là có đặc tính chữa bệnh. Sau khi nạp nước vào chai, anh ta chạm vào chiếc đinh mà qua đó điện tích được cung cấp cho nước, và anh ta chịu chung số phận như Muschenbreck.

Đây là cách mà tụ điện tĩnh điện đầu tiên được phát hiện, sau này được gọi là bình Leyden.

Tin tức về những thí nghiệm này làm thế giới chấn động và chúng bắt đầu được lặp lại ở nhiều nơi.

Một thí nghiệm thú vị về nhà tự nhiên học tĩnh điện Franklin. Để bắt đầu, anh ấy tiếp tục thí nghiệm đã hứa với chiếc lọ Leyden. Sau khi nhúng cây gậy bằng một tay xuống nước và dùng tay kia chạm vào mặt ngoài của lọ thì anh ta bị một đòn nặng. Giả sử rằng điện tích được chứa trong nước, trong thí nghiệm tiếp theo, anh cẩn thận đổ nó vào một chiếc bình khác và tự kiểm tra tác dụng của nó - không có hiện tượng sốc. Vì vậy, vấn đề không phải là nước. Sau khi đổ nước ngọt vào chiếc bình đầu tiên và lặp lại thí nghiệm của mình, Frankin lại nhận một cú đánh và do đó tin chắc rằng “lực tạo ra nó được chứa trong chính chiếc ly”.

Một thời gian trôi qua khá lâu, chiếc lọ Leyden đã có vẻ ngoài “hiện đại” - một chiếc lọ thủy tinh được bọc bằng lá kim loại.

Ví dụ, một chiếc lọ Leyden tuyệt vời có thể được tạo ra như thế này (hình 2). Lấy một chiếc ly thủy tinh đựng đầy đạn săn và đặt một thìa cà phê kim loại vào đó (tất nhiên, tất cả những vật dụng này phải khô hoàn toàn). Để sạc tụ điện thu được (hãy nghĩ xem, cái gì đóng vai trò là tấm của nó?) Chúng ta hãy sử dụng máy tĩnh điện vừa được mô tả. Trong khi bạn dùng ngón tay chạm vào khay và nhấc tờ giấy lên, hãy nhờ người trợ giúp của bạn giữ chiếc lọ ở phía dưới, đưa nó đến mép khay sao cho tia lửa chạm vào đầu thìa. Sau vài lần phóng điện như vậy, bình Leyden sẽ nhận đủ điện tích cho sóng và với sự trợ giúp của nó, bạn có thể tiếp tục nhiều thí nghiệm thú vị. Hãy mô tả một số trong số họ.

Thí nghiệm đơn giản nhất là cho bình Leyden phóng qua tờ giấy dày, bạn sẽ thấy tia lửa xuyên qua tờ giấy có hình thù kỳ lạ.

Bây giờ đây là cái gọi là vết nứt Lichtenberg. Lichtenberg, giáo sư vật lý tại Đại học Göttingen (sống ở thế kỷ 18), đã nghĩ ra cách làm cho sự phân bố điện tích trên bề mặt máy điện có thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Để làm điều này, anh ta đã sử dụng khả năng của nhiều loại