Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2002 № 01
Но танец таких кусочков фольги не вечен. Подумайте сами, почему он прекращается?
Не думайте, что этот опыт относится лишь к чистой науке. Действие электрических сил можно наблюдать и в повседневной жизни. Сотрите сухой тряпкой пыль с экрана телевизора или с полированной мебели. Пыль очень быстро вновь осядет на поверхности. Причина — все та же электризация поверхности при трении и притяжение легких пылинок. Вот если уборка производится влажной тряпкой, образующиеся при этом разноименные заряды через влагу, как по проводу, устремляются навстречу друг другу и взаимно нейтрализуются. Электризации не происходит, и уборка идет без проблем. Только не касайтесь влажной тряпкой экрана включенного телевизора. Это опасно!
Теперь сделаем первый демонстрационный прибор — электрический султан. Возьмите какой-нибудь колпачок из мягкой пластмассы — проткните его шилом и вставьте туда корпус от ручки.
Закрепите на нем елочный дождь, нитки мулине, кусочек старой магнитной ленты, и султанчик готов (рис. 1.).
Рис. 1
Поднесите к султанчику наэлектризованную палочку, и вся его «шевелюра» послушно за ней потянется. Здесь мы наблюдаем электризацию на расстоянии.
А теперь из покрытой металлическим слоем цветочной фольги и легкой папиросной бумаги сделайте гильзочки. Вырежьте небольшую полоску 3,5x4 см. Оберните ее вокруг круглого карандаша. Кончик скрутите наподобие фантика от конфетки. Привяжите к кончику нитку длиной 30–40 см. К другому концу нитки прикрепите ковровое колечко или скрепку. Можете сделать еще пару «гирек» из пенопласта. Прикрепите к ним нитки булавками.
Гильзочки и «гирьки» должны быть предельно легкими. Для проведения опытов потребуется стойка (рис. 2).
Подвесьте к ней гильзочку из фольги и поднесите наэлектризованную палочку. Сперва она полетит ей навстречу, коснется палочки и резко отскочит в сторону. После чего всякая попытка прикоснуться к гильзочке наэлектризованной палочкой кончится неудачей — она уходит в сторону.
После прикосновения к заряженной палочке гильзочка зарядилась электричеством того же знака. Одноименно заряженные тела отталкиваются, в чем мы и убеждаемся на этом опыте.
Чтобы снять заряд с гильзы, достаточно до нее дотронуться рукой. Человек — хороший проводник электричества. Дотрагиваясь рукой до гильзы, мы ее заряд передаем земному шару, заземляем.
Гильзочки могут заряжаться и друг от друга. Подвесьте две гильзочки рядом. Зарядите одну из них, а другую начинайте приближать, двигая кольца. В первый момент они притянутся друг к другу, прикоснутся и резко разлетятся в стороны.
Но каков знак их заряда? Поместите наэлектризованную палочку между гильзочками. Они разойдутся сильнее и будут сопровождать палочку в каждом ее движении. Здесь мы имеем три тела, отталкивающихся друг от друга. Это значит, все они заряжены одноименно.
Красивы опыты с воздушными шариками. Электризовать их можно трением о волосы. Приподнимите наэлектризованный шарик над головой, и волосы под ним встанут дыбом (рис. 3).
Рис. 3
Чем не султанчик!
Наэлектризованные шарики можно надолго «прилепить» к вертикальной стенке или к потолку (рис. 4).
Рис. 4
Они будут резво откатываться на столе друг от друга. С шариками можно повторить те же опыты, что и с гильзами (рис. 5).
Пока мы имеем дело со сравнительно сильными зарядами. Для определения слабых зарядов служит электроскоп. Его изготовим из стеклянной банки. В ее пластмассовую крышку вставьте толстую проволоку. Кончик загните и закрепите на нем сложенную пополам полоску фольги или легкой папиросной бумаги (рис. 6).
Рис. 6
Можно изготовить миниатюрный электроскоп из крохотного аптечного пузырька, подвесив на конце проволоки две булавочки. Для увеличения емкости электроскопа другой конец проволоки сверните в виде «улитки» (рис. 7).
Рис. 7
Вот опыты, для которых нужен электроскоп. Поднесите к электроскопу, не касаясь его, заряженную палочку. Листочки разойдутся. Значит, они оказались одинаково заряженными! Уберите палочку — они снова сойдутся. Происходит электризация листочков на расстоянии (электризация через влияние). Заряд телу на расстоянии не передается.
Поставьте на крышку электроскопа перевернутую металлическую консервную банку (рис. 8), и он никак не отреагирует даже на сильно заряженную палочку. Это означает, что металлическая банка защищает от воздействия электрического поля.
Этим пользуются для защиты чувствительных приборов от электрических полей и радиосигналов. Их помещают в металлические корпуса.
Потерев пластмассовую палочку лоскутком, дотроньтесь им до стержня электроскопа. Листочки разойдутся на небольшой угол. Теперь прикоснитесь наэлектризованной палочкой. Листочки тут же опустятся. Это означает, что палочка и лоскуток имели заряды противоположного знака.
А теперь от слабых эффектов перейдем к демонстрации более сильных. Чтобы показать, сколь значительна электрическая сила, возьмите кусок бумаги размером с тетрадный лист и, аккуратно поднеся к нему расческу, поставьте его на ребро (рис. 9).
Или вот еще один эффектный опыт — «Карусель». Поставьте перегоревшую лампочку в стеклянную банку из-под майонеза (рис. 10), а на нее положите линейку. Поднесите наэлектризованную палочку к деревянной линейке. Линейка притянется к палочке. С ее помощью можно заставить линейку вращаться.
Рис. 10
Опыты с линейками из разных материалов обнаруживают разницу в их поведении. Линейки из сухого дерева или металлические следуют за палочкой хорошо. Но пластмассовые одни хуже, другие лучше, третьи и вовсе своеобразно — не следуют за палочкой, а отталкиваются. Так ведут себя чаще всего прозрачные линейки из полистирола. Объясняется это тем, что в них существуют «вмороженные» заряды. В процессе производства, когда материал был жидким, на него подействовало случайное электрическое поле, которое вызвало к его поверхности заряды. А когда материал застыл, они потеряли свою подвижность и остались в нем навсегда. Материалы с таким свойством называются электретами.
Карусель можно сделать более чувствительной. В горлышко бутылки вставьте корковую пробку с иголкой в центре и оденьте на иголку стеклянный стакан. Положите на стакан раскрытые ножницы. Поднеся к ним наэлектризованную палочку, вы заставите вращаться даже такую солидную массу, как стакан вместе с ножницами.
Проведите наэлектризованной палочкой над листом бумаги, металлической скрепкой, ножницами — вы услышите легкий треск. То же самое происходит, когда вы снимаете с себя синтетическую одежду. За целый день носки она терлась о ваше тело — электризовалась. Тело зарядилось зарядом одного знака, одежда — другого. При разъединении вы слышите характерный треск и ощущаете неприятное покалывание. В темноте можно увидеть даже маленькие молнии. В быту они достаточно безобидны. Но на некоторых производствах, где в воздухе есть пары огнеопасных веществ, такая искра может вызвать пожар или взрыв. Там одежду из синтетических тканей носить запрещено. Применяется только одежда из хлопка и натуральных волокон. Здесь уместно рассказать про один очень печальный случай. Некто решил детали от автомашины протереть бензином. Плеснул бензина в ведро, опустил в него тряпку из синтетической ткани и стал вынимать. Но в результате трения синтетики о бензин возникла искра, произошел пожар.
Иногда электростатика приводит к курьезным случаям.
Однажды молодой лаборант, работавший с чувствительным стрелочным прибором, обнаружил, что тот ведет себя странно. Словно бы слушается его воли. Пополз слух, что в институте появился медиум. Собрался ученый совет, и правда: стоило лаборанту «дать прибору указание» энергичным движением руки, как стрелка послушно отклонялась в нужную сторону. Но все объяснилось просто. Стояла сухая морозная погода, а юноша был одет в костюм из синтетической ткани.
Как видите, электростатика штука любопытная. А чтобы ее изучать, достаточно фольги, фантиков от конфет и острого ума.
Г. и Н. ТУРКИНЫ
Рисунки Ирины ТУРКИНОЙ
АНОНС
ТАМ, ЗА ГОРИЗОНТОМ…
Передавать информацию без проводов можно не только при помощи радиоволн. Годится и свет. Его амплитуду моделируют, например, человеческим голосом, а принимают с помощью фотоэлемента, включенного на входе УНЧ.
