Бруно Донат - Физика в играх
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.
Флаг должен быть такой длины, чтобы при вращении проволоки он задевал за концы змеек, наклеенных на бокалы.
На противоположном конце проволоки прикрепляется груз — пробка или картонный кружок, чтобы вращающаяся проволока была уравновешена. Спицу соедините с кондуктором и можете пускать машину. Толкните проволоку на спице, и флажок по очереди будет заставлять светиться все стопки.
Если вы заставите проволоку быстро вращаться, стопки будут блестеть почти все одновременно.
Это очень красивая игрушка; конечно, опыты с ней нужно производить в темной комнате.
Светящийся ландшафт. Конечно, очень скучно вырезывать и наклеивать фигурки из фольги. Большой светящийся рисунок можно сделать и более простым способом.
Нарежьте фольгу длинными узенькими полосками шириной по 1–2 миллиметра, наклейте их параллельно на стекло с промежутками 1 сантиметр, а потом коротенькими кусочками таких же полосок соедините между собой левые концы первой и второй полосок, правые концы второй и третьей, затем опять левые концы третьей и четвертой — и так до конца, чтобы на стекле получилась непрерывная зигзагообразная линия. На этом стекле острым мелом нарисуйте контуры каких-нибудь предметов — дома, памятника, цветка — и прорежьте все полоски острым перочинным ножом по линиям мелового рисунка (рис. 115).
Рис. 115
Теперь вы, наверное, сами догадаетесь, что получится дальше. Если вы соедините начало и конец зигзагообразной линии с электрической машиной так же, как и в опытах со светящимися линиями, тогда во время работы электрической машины ваш рисунок будет великолепно светиться.
Электрическая пушка. Достаньте обрезок медной трубки диаметром примерно 1,5 сантиметра и длиной сантиметров двадцать. Из этой трубки мы сделаем пушку.
Просверлите трубку насквозь посредине так, чтобы в отверстие можно было вставить с обеих сторон две маленькие стеклянные трубочки (рис. 116), и приклейте их сургучом. Только предварительно в эти трубочки вставьте маленькие кусочки медной проволоки с напаянными металлическими шариками. Здесь нужны небольшие шарики, можно просто взять дробинки. Трубочки вставьте так, чтобы между шариками внутри пушки остался промежуток 2 миллиметра. Между ними будет проскакивать искра.
Рис. 116
В один конец трубки вклейте попрочнее деревянную пробку. Маленький лафет пушки можно соорудить из обрезков фанеры. Стеклянные трубочки поддерживают пушку на лафете. Следите только за тем, чтобы металлический ствол пушки не прикасался к лафету.
Пушка заряжается гремучим газом. Этот газ — соединение водорода и кислорода. О том, как добыть его, вы прочтете в конце книги. Для нашей пушки нет надобности добывать чистый гремучий газ. Опыты с ним очень опасны. Нам достаточно только наклонить пушку жерлом над трубкой, выводящей водород из банки, в которой он добывается, а потом заткнуть пушку пробкой. Водород войдет в пушку, смешается там с кислородом воздуха, и хотя количества кислорода для составления гремучего газа будет недостаточно, но для нашего опыта больше не нужно. Теперь можно стрелять. Зарядите лейденскую банку и соедините ее наружную обкладку с проволокой в одной из трубок пушки. Разрядником соедините внутреннюю обкладку банки с проволокой другой трубочки. Только при этом покрепче держите пушку. Раздастся сильный выстрел, и пробка улетит довольно далеко. Когда вы соединяете разрядником шарик банки и пушки, внутри ее проскакивает искра, которая воспламеняет гремучий газ.
Можно зарядить пушку простым светильным газом; результат получится почти такой же. Подержите немного пушку над газовым рожком и, не перевертывая жерлом кверху, заткните пробкой. Когда немного напрактикуетесь и привыкнете заряжать ее так, как нужно, вы увидите, что, если газа набрали мало, выстрел получается слабый; много газа — пушку очень сильно бросает. Лучше всего работает смесь из 1 части светильного газа и 5–7 частей воздуха.
Смесь газа с воздухом часто используется в технике. Есть газовые моторы, в которых пробка-поршень двигается в цилиндре взад и вперед и с помощью шатуна и кривошипа вращает маховое колесо. Конечно, в моторе все действия происходят автоматически, шток с пробкой-поршнем всасывает воздух и газ в такой пропорции, чтобы получился сильный заряд для «выстрела». Затем обратным движением поршня этот газ сдавливается и зажигается крошечной искрой. Поршень толкается расширившимися газами и приводит в движение маховое колесо. Затем маховое колесо, вращаясь по инерции, снова возвращает поршень в первоначальное положение, опять всасывается воздух, и двигатель непрерывно работает.
О магнетизме
Искусственные магниты. Лет полтораста назад трудно было достать хороший стальной магнит. В руководствах физики того времени приводилось много разных таинственных рецептов для изготовления магнитов.
Теперь мы можем получить отличный магнит очень легко с помощью электрического тока. Но не всякая сталь хороша для изготовления магнита. Очень мягкая теряет магнитные свойства через несколько дней, чересчур твердая легко ломается при неосторожном обращении.
Если вам удастся достать прутик хорошей стали толщиной примерно с мизинец, вы сможете сделать из нее очень хороший магнит. Но его нужно предварительно закалить. Нагрейте прут на угольях до темно-красного цвета и бросьте в холодную воду. Прут станет тогда очень твердым, но хрупким. Теперь нужно еще, как говорят техники, «отпустить» сталь. Очистите закаленный прут шкуркой, а затем возьмите щипцами и подержите над хорошо раздутыми углями. По мере нагревания цвет стали будет изменяться. За этим надо внимательно следить. Сначала она делается соломенного цвета, потом темно-желтого, бурого и наконец синеет. Когда она начнет становиться бурой, бросьте ее сновав холодную воду. Теперь сталь потеряла хрупкость, но сохранила твердость.
Если у вас есть хороший фабричный магнит, вы можете передать его магнитные свойства любому числу стальных прутьев.
Но сначала заметьте, что оба конца магнита имеют различные свойства. Один конец, или полюс, магнита условно называется северным, другой — южным.
Чтобы с помощью фабричного магнита намагнитить какой-нибудь прут, например вязальную спицу, положите ее на стол, ведите от середины северным полюсом к одному концу спицы, а потом южным — тоже от середины к другому концу. Не важно, если вы не знаете, какой из полюсов фабричного магнита северный и какой — южный: все равно одним концом ведите от середины в одну сторону, а другим — в другую. Через некоторое время спица намагнитится до предела, и дальнейшее натирание ее магнитом будет бесполезно.
Во время намагничивания хорошо время от времени ударять по спице маленькой деревянной палочкой. Если кто-нибудь будет следить за вашей работой, он подумает, что вы проделываете какие-то таинственные, непонятные действия: трете каким-то бруском, стучите деревянной палочкой, а по виду ничего не изменяется. На самом деле таким простым способом вы изготовили себе хороший магнит и можете проделать несколько интересных опытов. Попробуйте выяснить, какие вещества магнит притягивает. Вы скоро обнаружите, что магнит притягивает только железо и сталь, а другие вещества — дерево, стекло, бумагу — не притягивает.
На стеклянной подставке, вроде тех, которыми мы пользовались для первых опытов с электричеством, подвесьте привязанную за середину намагниченную спицу. На рис. 117 показано, как стальной прутик, продетый сквозь пробку, подвешивается с помощью проволочного крючка к подставке. Когда вы опустите магнит, он повернется несколько раз, потом опишет взад и вперед несколько дуг, как будто хочет остановиться в каком-то определенном положении, и наконец остановится. Теперь, как бы мы ни выводили магнит из этого положения, он постоянно возвращается к нему. Вы легко обнаружите, что концы прямого магнита всегда направлены на север и на юг.
Рис. 117
Повесьте два магнита на большом расстоянии друг от друга. Оба они покажут на север и на юг. Заметьте концы магнитов, обращенные к северу. Можно просто навесить на эти концы узенькие полоски бумаги. Теперь попробуйте осторожно сближать магниты, сдвигая подставки. Вы увидите, как магниты изменят положение и повернутся друг к другу один северным, а другой южным полюсом (рис. 117, справа). И сколько бы раз вы ни повторяли этот опыт, всегда северный полюс одного магнита притянется к южному полюсу другого.
