Физика в играх - Бруно Донат

На основании этих опытов мы можем вывести три важных заключения:

1. Ненаэлектризованный шарик притягивается стеклянной, сургучной и гуттаперчевой палочками. Это значит, что предметы, заряженные каким угодно электричеством, притягивают ненаэлектризованные предметы.

2. Шарик, заряженный электричеством стеклянной палочки, не только не подходит к ней близко, но даже отталкивается от нее. Значит, тела, заряженные однородным электричеством, отталкиваются друг от друга.

3. Шарики, заряженные один — электричеством стеклянной палочки, а другой — электричеством сургучной, притягиваются друг к другу, а заряженные оба то одним, то другим электричеством отталкиваются. Значит, тела, заряженные разнородным электричеством, притягиваются друг к другу.

Вы, вероятно, сами догадались, почему мы подвешиваем шарики на подставках из стекла. Стекло не проводит электричество в землю, и опыты с шариками можно производить спокойно. Сухой воздух не проводит электричество, а влажный проводит довольно хорошо. Поэтому опыты с электричеством трудно производить во влажном воздухе. Перед опытами подставки нужно вытирать суконкой или немного прогревать их. Можно покрыть стекло спиртовым лаком. Он тоже плохой проводник электричества и хуже стекла принимает влагу.

Произведя опыты с бузинными шариками, вы убедитесь, что в предметах действительно есть электричество, потому что увидите проявление его.

Прибор, с помощью которого вы убедитесь в существовании электричества, называется электроскопом. Еще более простой электроскоп можно устроить из обрезков папиросной бумаги.

Вырежьте полоску папиросной бумаги 20 сантиметров длиной и 1–2 сантиметра шириной, согните ее пополам, проденьте в петлю из тонкой медной проволоки, а середину проволочной петли привяжите шелковой ниткой к стеклянному штативу так, чтобы концы бумаги висели вниз (рис. 99, В). Если вы дотронетесь до проволочной петли наэлектризованной сургучной или стеклянной палочкой, концы бумажки сейчас же разойдутся в разные стороны. Электричество с сургуча или стеклянной палочки переходит в бумагу, и концы ее, точно предметы, висящие рядом и наэлектризованные одним и тем же электричеством, отталкиваются друг от друга.

Чтобы предохранить такой электроскоп от ветра или сырости, надо поместить его в стеклянную бутылку или под стеклянный колпак.

Еще чувствительнее будет этот аппарат, если бумагу заменить сусальным золотом. Две полоски сусального золота 4–5 сантиметров длиной и 2–3 миллиметра шириной приклеиваются яичным белком к заостренному нижнему концу медной проволоки (рис. 99, Г). Сусальное золото обычно продается в специальных книжечках, и разрезать его нужно вместе с бумагой, между которой оно там лежит. Разрезать можно и перочинным ножом на чем-нибудь твердом: главное — не касаться его пальцами, оно пристает к коже и скручивается.

Рис. 99

Приклеивается золото так: чуть-чуть смазывается белком конец проволоки и прикладывается к одной золотой полоске. Когда клей высохнет, также приклеивается золотая полоска с другой стороны. С сусальным золотом надо обращаться очень осторожно: даже от дыхания оно может улететь или свернуться. До приклеивания проволока тщательно вычищается мелкой стеклянной бумагой и второй конец ее закругляется.

Чтобы лучше предохранить прибор от сообщения с землей, вклейте проволоку с листочками в стеклянную трубку. Вклеить ее можно расплавленным сургучом.

Стеклянную трубку с проволокой внутри вставьте в пробку (рис. 99, Г) и для предохранения от влияния ветра и влаги поместите этот прибор в тонкостенную стеклянную колбу. Колбу хорошенько высушите в теплом месте, а для усиления действия электроскопа на нижнюю часть ее наклейте полоску оловянной фольги (рис. 99, Д).

Полоска должна пройти через центр дна колбы и прийтись напротив полосок золота как раз так, чтобы золотые полоски при раздвигании получались точно против оловянных.

Этот электроскоп так чувствителен, что до него даже нельзя дотрагиваться натертой сургучной или стеклянной палочкой, так как листочки слишком сильно оттолкнутся друг от друга и могут совсем оторваться.

Поэтому для опытов с таким чувствительным электроскопом употребляется еще особый «посредник» (рис. 99, Е). В небольшую стеклянную трубку вклеивается на сургуче кусочек медной проволоки. Этой палочкой, ее проволочным концом дотрагиваются до того предмета, в котором хотят обнаружить электричество. Затем этим же концом прикасаются к концу проволоки электроскопа. Если только в испытуемом теле есть электричество, золотые полоски сейчас же разойдутся в разные стороны.

Чтобы разрядить прибор для нового испытания, достаточно дотронуться пальцем до проволоки электроскопа.

Положительное и отрицательное электричество. Если вы будете переносить палочкой посредника электричество со стеклянной палочки на электроскоп, то от каждого нового заряда золотые полоски будут раздвигаться все шире и шире. Разрядив аппарат пальцем, начнем также заряжать его электричеством от сургучной палочки. Вы увидите, что получается то же самое. Значит, последовательная зарядка однородным электричеством увеличивает количество его в электризуемом теле.

Но если к электроскопу, заряженному электричеством стеклянной палочки, вы приложите предмет, заряженный электричеством сургучной палочки, вы увидите, что золотые полоски начнут сближаться и, может быть, совсем повиснут. Электроскоп разрядится. Оказывается, что одно электричество уничтожается другим.

Одно электричество, получаемое от стеклянной палочки, условно названо положительным. Обозначают его знаком плюс (+). Другое электричество, получаемое от сургучной палочки, принято называть отрицательным электричеством. Обозначают его знаком минус (—). Эти знаки всегда употребляют и в статьях об электричестве и при изображении электрических аппаратов на рисунках и чертежах.

Многочисленными опытами было установлено, что существует только два этих вида электричества, какими бы способами мы его ни добывали.

Электрофор. Электричества, которое мы получаем, натирая стеклянную или другие палочки, очень немного. Чтобы получить значительное количество электричества, пользуются специальным прибором, называемым электрофором, или всевозможными машинами, дающими электричество.

Электрофор нетрудно соорудить самому.

Сделайте из жести круглый таз (рис. 100) диаметром 20 сантиметров и высотой 3 сантиметра. В этот таз положите столько толченой канифоли, чтобы, когда она растопится, уровень ее был примерно на 1 сантиметр ниже края тазика. Канифоль легко воспламеняется, поэтому ее надо растапливать на не очень горячем месте плиты. Можно расплавить канифоль в глубокой закрытой кастрюле, а затем вылить в таз. Таз с расплавленной канифолью поставьте горизонтально, чтобы также горизонтально застыла канифоль.

Рис. 100

Когда канифоль застывает, следите за ней и, если на поверхности будут появляться пузырьки, прокалывайте их иглой — тогда канифоль застынет совершенно гладко. Так как чистая канифоль легко дает трещины при остывании, к ней надо прибавить немного воска.

Когда таз с канифолью будет готов, приготовьте металлический круг немного меньшего диаметра, чем таз. В середине этого круга припаяйте жестяной цилиндр с изолирующей ручкой. Ручку лучше всего сделать из стеклянной трубки и вклеить ее в цилиндр сургучом или какой-нибудь смолой. Металл для круга выберите потолще и по линии окружности хорошенько закруглите его напильником и наждачной бумагой, чтобы нигде не было острых краев.

Можно сделать электрофор и еще проще. Нужно налить канифоль в какую-нибудь подходящую жестяную тарелку, а вместо металлического круга взять кружок из толстого картона или тонкой фанеры, оклеив его аккуратно оловянной фольгой с обеих сторон. Не забудьте также оклеить и края кружка. Вместо стеклянной ручки можно взять палочку сургуча. Конечно, результаты с таким упрощенным электрофором будут немного хуже.

Натрите хорошенько поверхность канифоли сухой шелковой материей или, еще лучше, сильно поколотите ее кусочком лисьего или кошачьего меха, — канифоль уже заряжена. Конечно, это заряд отрицательного электричества, как мы условились его называть. Наложите на поверхность канифоли металлический круг, дотроньтесь до него пальцем, затем отнимите палец, а потом поднимите круг за ручку. Теперь и круг зарядился электричеством. Попробуйте легонько поднести к этому кругу палец. Когда палец будет близко от круга, произойдет разряд. Электричество круга соединится с отрицательным электричеством земли через палец — проводник, и вы увидите молнию в миниатюре.