Текст книги "Здравствуй, физика!"

Автор книги: Леонид Гальперштейн

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 14 страниц)

Барон Мюнхаузен вертится

Ты, конечно, читал про удивительные приключения барона Мюнхаузена. Чего только не случалось с этим знаменитым вралем! Но барон всегда находил выход из положения.

Однажды он ворвался во вражескую крепость, но его конь был разрезан пополам опустившимися воротами. Заметив потерю, барон поспешил на поиски задней половины своего скакуна. Оказалось, что она мирно паслась на лужайке. Находчивый барон и тут не растерялся. Он мигом сшил обе половинки и поскакал дальше на совершенно целом коне!

Разумеется, это сказка, как и все истории барона Мюнхаузена. Но сшить коня все-таки можно, хотя и не на самом деле, а на картинке. Для этого мы с тобой сейчас сделаем игрушку. У нее очень ученое название: тауматроп. Но сама игрушка совсем простая. У тауматропа всего три части: картонка и две веревочки. Только тауматроп с легкой картонкой работает плохо. Картонка должна быть как можно толще, тяжелее. Можно даже взять фанерку и оклеить ее с обеих сторон белой бумагой.

Сделать хороший рисунок барона на коне нелегко. Да и отверстия для веревочки нужно проколоть очень точно. Поэтому расчерти обе стороны картонки клеточками.

Сначала начерти их на одной стороне, а потом, продолжив концы линий через края, проведи и на другой. Тогда клеточки с обеих сторон будут совпадать. В отмеченных местах, проколи отверстия, продень в них веревочки и завяжи. Растянув веревочки, покрути их между пальцами взад-вперед. Туаматроп должен хорошо вертеться. Теперь аккуратно перенеси по клеточкам рисунок передней половины коня с бароном, а на другую сторону – рисунок задней половины коня. Сначала нужно только наметить рисунки карандашом и проверить, правильно ли «срастается» конь при вращении картонки. И только хорошо подогнав рисунки, густо зачерни их. Снова закрути тауматроп. Разрезанный конь барона срастается на глазах!

Почему так получается? Наш глаз удерживает впечатление виденного. Голова коня исчезла, но ты продолжаешь «видеть» ее еще одну десятую часть секунды. За это время тауматроп успеет несколько раз показать тебе то хвост коня, то снова голову. Поэтому тебе и кажется, что ты видишь всего коня сразу. Это же свойство глаза использовано в кино и в телевидении. Там тоже показывают каждую секунду больше двадцати неподвижных картинок. Они сливаются в глазу, и мы видим как бы одно движущееся изображение.

С помощью тауматропа можно не только «сшить» коня. Можно посадить птичку в клетку, поставить в вазу букет цветов. Постарайся сам придумать еще какие-нибудь картинки для тауматропов и проверь, хорошо ли они получаются.

Глаз не успевает

В опыте с тауматропом обнаружилось несовершенство человеческого глаза. Он не успевает заметить, как одна картинка тауматропа сменяется другой. На этом же несовершенстве глаза основаны еще два забавных опыта: с вертящейся монетой и с утиной или куриной «вилкой».

Положи на стол пятачок. Подхвати его с двух сторон остриями иголок и подними. Дунь на верхнюю часть монеты, она начнет очень быстро вращаться между иглами, как на оси.

Можно раскрутить монету до такой скорости, что она будет казаться шаром, только немного не сплошным, просвечивающим.

Вилкой называют в быту забавную косточку в верхней части груди птиц. Она представляет собой две ключицы, сросшиеся концами. Когда будешь есть курицу или утку, сохрани эту косточку, хорошо ее очисть ст остатков мяса и хрящей и используй для опыта. Несколько раз оберни «ножки» вилки крепкой ниткой и концы нитки свяжи. Получилось растянутое нитяное кольцо. Вставь в него спичку до половины и закрути точно так, как закручивают веревку, чтобы натянуть полотно лучковой пилы. При этом упругие концы вилки сблизятся.

Теперь подтяни спичку на одну сторону так, чтобы только конец ее остался в нитяной петле, а другой конец лег на середину вилки. Прижми его к этой середине пальцем свободной руки. А ну-ка, отними палец. Щелк! Нитка мгновенно раскрутится, спичка опишет круг и стукнет концом по другой стороне косточки. Собственно, ты этого и ожидал. Но вот что удивительно: кажется, будто произошло совсем другое. Повторяй опыт хоть сто раз, тебе всегда будет казаться, что конец спички не обошел кругом, а прорезал кость, пройдя сквозь середину вилки!

Ведь рывок спички по круговому пути настолько стремителен, что глаз совершенно не успевает его заметить.

Еще один предок кинематографа

Тауматроп – один из «предков» кинематографа. А вот и более близкий предок: стробоскоп. В нем тоже происходит очень быстрая подмена картинок. Только в стробоскопе картинок больше, и они изображают разные моменты движения.

Вот, например, четыре изображения девочки, подбрасывающей мяч. Момент первый – мяч внизу, в руках у девочки. Момент второй – мяч на половине дороги вверх. Момент третий – мяч в верхней точке. Момент четвертый– мяч снова на половине дороги. Правда, уже не вверх, а вниз, но картинка все равно будет точно такая же, как и вторая. Переведи эти картинки по клеткам на четыре одинаковых листка чертежной бумаги. При этом увеличь их вдвое, то есть клетки сделай не по 5, а по 10 мм.

Прежде чем склеивать, подбери для стробоскопа ось (вязальную спицу) и подшипники – две стеклянные или фарфоровые бусины, которые должны надеваться на эту спицу совершенно свободно. Пусть даже болтаются на ней немножко! Теперь сверни из бумаги трубочку, равную по высоте картинкам стробоскопа, и склей ее, вложив внутрь (тоже с клеем), обе бусины. Во время склеивания в бусины должна быть продета спица, иначе отверстия могут встать косо! Нижняя бусина должна выглядывать из трубочки до половины, верхняя может быть утоплена внутрь.

Согни картинки с девочкой пополам, только без резкого перегиба (на круглом карандаше), и склей их крестом, «спина к спине». Нижние кромки не склеивай, а внутрь вдвинь трубочку, да не медли с этим, пока клей не засох. Из картона вырежь круг диаметром 10 см. В середине – отверстие, чтобы трубочка проходила. Посади крестовину с картинками на круг и приклей кромки картинок. Нижняя бусина должна выглядывать.

Ну, а теперь надень на спицу еще одну бусину, под нижней, и возьми спицу в левую руку, а правой погоняй картонный круг. Карусель с картинками завертится – быстрее, быстрее! И мячик в руках у девочки запрыгает: вверх – вниз, вверх – вниз!

Можешь сделать для стробоскопа и другие картинки. Скажем, собаку, проскакивающую сквозь обруч, или человечка, поднимающего и опускающего руки, или чертика, выскакивающего из коробочки.

Вот какой занятный был предок у кинематографа!

Глава двадцать вторая. ЛОВИМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Где живет электричество?

Ты, конечно, знаешь, где оно живет: в проводах, подвешенных на высоких мачтах, в комнатной электропроводке и еще в батарейке карманного фонаря. Но все это электричество домашнее, ручное. Человек его изловил и заставил работать. Оно потрескивает в никелированном теле электроутюга. Сияет в лампочке. Гудит в электродвигателях. Весело распевает в радиоприемниках. Да мало ли что еще может делать электричество.

Ну, а есть ли на свете электричество дикое, неприрученное? Такое, которое живет само но себе?

Да, есть. Оно вспыхивает ослепительным зигзагом в грозовых тучах. Оно светится на мачтах кораблей в душные тропические ночи. Но оно есть не только в облаках, и не только под тропиками. Тихое, незаметное, оно живет всюду. Даже у тебя в комнате. Ты часто держишь его в руках и сам об этом не знаешь. Но его можно обнаружить.

Зимой, в хорошо натопленной комнате возьми пластмассовый гребень и несколько раз проведи им по волосам.

Ты услышишь слабое потрескивание. Волосы встанут дыбом. Особенно хорошо это заметно, если ты только вчера мыл голову. Причесываясь в темноте, можно даже увидеть крошечные электрические искорки. Электричество у тебя в волосах!

Оторви несколько маленьких клочков папиросной бумаги и поднеси к ним гребень. Клочки лежат спокойно.

Но проведи гребнем по волосам – и бумажки станут к нему притягиваться.

Что изменилось? Только одно: гребень наэлектризовался. Значит, притяжение вызвано электричеством. Бумажки зашевелятся, запрыгают, словно живые. Еще сильнее будет их «беспокойство», если провести гребнем не по волосам, а потереть его о просушенную у печки шерстяную ткань или фланель. Гребень притягивает также сухую мякину, легкие шарики из сердцевины бузины. Вместо гребня можешь потереть о фланель или шерстяную ткань палочку сургуча, а еще лучше кусок плексигласа (прозрачной пластмассы, которую называют также органическим стеклом, или сокращенно оргстеклом).

Электрический театр

Можешь устроить театр, в котором будут плясать наэлектризованные бумажные танцоры. Только гребень для этого театра слишком слаб. Возьми кусок оконного стекла длиной 40 см и шириной 25 см. Хорошенько просуши это стекло у печки или батареи отопления. Оно должно быть совершенно сухим. Просушенное стекло положи между страницами двух толстых книг. Пусть лежит над столом на высоте примерно 3 см.

Из тонкой папиросной бумаги вырежь фигурки танцоров высотой 1,5–2,0 см. В ногу каждого танцора воткни булавку, чтобы он не «взлетел» и не приклеился к стеклу. Положи эти фигурки на стол под стекло.

Для того чтобы наэлектризовать стекло, натирай его покрепче шерстяной или лучше шелковой тряпкой. Она должна быть тоже совершенно сухая. Вскоре фигурки, притянутые электричеством, начнут привставать и подпрыгивать.

Если опыт не удастся сразу, просуши еще раз стекло и тряпку. Всякий даже малейший след сырости – враг этого опыта.

Зато с органическим стеклом опыт получится замечательно. Лист плексигласа прекрасно электризуется, если потереть его комком бумаги или даже просто сухой ладонью. Он притягивает танцоров так сильно, что можно делать их не из папиросной бумаги, а из обычной. Можно вырезать фигурки разных цветов, разных видов. Одинаково бойко запляшут клоуны и лягушки, изящные балерины и слоны!

Кстати, «электрический танцевальный зал» можешь использовать и для другого забавного опыта. Сделай из бузинной мякоти или из пенопласта игральные кубики и положи их под стекло вместо танцоров. Три стекло – кубики будут прыгать, поворачиваться и показывать каждый раз другое число очков!

«Огни святого Эльма»

Не может быть, чтобы ты не читал об этом интересном явлении природы. Иногда в тропическую ночь на мачтах и реях кораблей появляются кисточки холодного пламени. Эти огни известны очень давно. Их видели Колумб и Магеллан, о них писал даже Юлий Цезарь, который однажды видел такое свечение на копьях своих солдат во время ночного похода через горы.

Ты тоже можешь получить подобие этих огней. Погаси в комнате свет, хорошенько натри сухой тряпкой лист оргстекла и приблизь к нему полураскрытые ножницы остриями вперед. До листа будет еще довольно далеко, а на остриях ножниц уже появятся дрожащие пучки нитей, светящиеся лиловатым пламенем. Прислушавшись, ты можешь услышать легкое шипение или жужжание.

«Огни святого Эльма» холодные. Если вместо ножниц поднести к листу оргстекла спичку, огонь будет плясать прямо на ее головке, но головка не вспыхнет.

Ну, а при чем здесь святой Эльм? В старые времена люди были очень суеверны. Все непонятные явления они объясняли вмешательством святых либо кознями дьявола. Огням «повезло»: их считали хорошей приметой. Они часто появлялись на шпиле церкви святого Эльма в одном из городов Франции. А на самом деле эти огни получаются примерно так же, как в нашем опыте. Только вместо натертого листа оргстекла над кораблем или над церковью проходит наэлектризованное облако.

Электрический кот

Ты, наверное, слышал, что существуют на свете электрический угорь и электрический скат. Охотясь, они поражают свои жертвы электрическим разрядом. Ну, а электрический кот? Где водится это загадочное животное?

Оказывается, «электротехнические способности» есть у каждого самого обычного кота. Но не каждый годится для опытов. Кот нужен смирный, добродушный и чистый. Кот-неряха не подойдет: его шерсть плохо электризуется. Кстати сказать, и юные физики тоже не все годятся для этих опытов. Если ты не любишь кошек и кошки не любят тебя, кот не станет смирно сидеть у тебя на руках.

В сухой морозный день дай коту погреться у печки или батареи отопления, чтобы его шубка стала вполне сухой. Вымой руки, вытри их досуха и возьми кота левой рукой под грудку, как показано на рисунке.

Правой рукой быстро гладь кота «по шерсти»: от головы к хвосту. Скоро ты почувствуешь в руках легкое покалывание и услышишь тихий треск. Если делать этот опыт в темноте, то, когда глаза привыкнут, ты увидишь, как шерсть кота вспыхивает маленькими искорками. Кота этот опыт не особенно беспокоит. Но все же его терпение может лопнуть в самый ответственный момент. И тогда вместо электрических искр в твою руку вонзятся острые когти!

Знаменитый американский изобретатель Эдисон, тот самый, что изобрел фонограф, сделал много важных изобретений и в области электротехники. Он изобрел лампочку накаливания, патрон к ней, выключатель и создал первую систему электрического освещения. Так вот, еще мальчишкой Томми Эдисон делал опыты с электричеством, добытым из кошки. Можно сказать, что это симпатичное животное мурлыкало у колыбели электротехники!

Электричество притягивает

Конечно, притягивает. Иначе не стали бы танцевать бумажные танцоры в нашем театре. Можешь сделать еще несколько опытов с электрическим притяжением.

Источник электричества для этих опытов – палочка из сургуча, эбонита, а лучше всего из плексигласа, натертая сухой шерстяной тряпкой. Кстати сказать, из прозрачного плексигласа (белого или окрашенного в массе) часто делают линейки, угольники, портсигары, ручки (не самопишущие, а простые), даже чернильные приборы. Все эти вещи хорошо подходят для наших опытов.

Опыт первый. Поставь яйцо в рюмку и уравновесь на нем линейку. Подноси к концу линейки натертую палочку. Линейка будет поворачиваться за палочкой, словно стрелка компаса!

Опыт второй. Уравновесь на спинке стула трость или просто палку, только сухую и достаточно длинную, чтобы не сваливалась. Поднеси к ее концу все ту же натертую палочку – и трость повернется!

Опыт третий. Листок папиросной бумаги нарежь полосками, только не до конца, а как гребенку и оберни целой стороной вокруг авторучки. Получится как бы кисточка. Вставь ручку другим концом в какую-нибудь подставку – кисточка обвиснет. Поднеси натертую палочку – полоски папиросной бумаги зашевелятся и потянутся к ней.

Опыт четвертый. Пусти из крана тоненькую струйку воды. Поднеси к ней наэлектризованную палочку.

Струйка отклонится в сторону палочки! Это будет тем заметнее, чем дальше от тела ты держишь палочку. С хорошим куском оргстекла можно даже заставить воду течь мимо раковины!

Электрический спрут

Как видишь, наш электрический зверинец продолжает пополняться. Но я не предлагаю тебе ловить живого спрута и пытаться наэлектризовать его при помощи трения. Спрут будет искусственный, из газеты. Отрежь от края газетного листа полосу шириной 8 см и нарежь из нее восемь «щупалец». Только не до конца режь, иначе получится не спрут, а лапша!

Настоящий спрут без воды гибнет. А наш бумажный спрут совершенно не терпит даже малейшей сырости. Хорошенько просуши его: зимой у печки, а летом на солнцепеке. Разложи расправленного сухого спрута на сухом столе и наэлектризуй его, проводя платяной щеткой по ходу щупалец. Разумеется, и щетка должна быть совершенно сухая.

Наэлектризованного спрута подними левой рукой, свернув неразрезанную сторону листа в колечко. Щупальца будут висеть книзу…

Постой-ка, что это с ними? Смотри, они растопырились колоколом, словно готовясь захватить добычу!

А ну-ка, смелее! Засунь правую руку снизу внутрь этого колокола! Конечно же, щупальца спрута немедленно ее схватят, облепят. Хорошо еще, что у бумажного чудища нет присосок!

Этот веселый опыт заставляет кое о чем задуматься. Наэлектризованные щупальца схватили руку? Правильно, они к ней притянулись: ведь электричество притягивает. Но вот почему они с самого начала колоколом растопырились? Они же ведь должны бы были один к другому притянуться, слипнуться?

Электротрусишка

В магазине электротоваров тебе предложат электроутюг, электрочайник, электрополотер. Электротрусишку придется изготовить самому. Вылепи из пластилина голову с самой испуганной рожицей, какую только сумеешь, и насади эту голову на авторучку (разумеется, закрытую). Ручку укрепи в какой-нибудь подставке.

Из станиолевой обертки от плавленого сырка, чая, шоколада сделай трусишке шапочку и приклей ее к пластилиновой голове. «Волосы» нарежь из папиросной бумаги полосками по 2–3 мм шириной и сантиметров по 10 длиной и приклей к шапочке. Эти бумажные космы будут свисать в беспорядке.

А теперь хорошенько наэлектризуй палочку и поднеси ее к трусишке. Он страшно боится электричества; волосы на голове у него зашевелились, Коснись палочкой станиолевой шапочки. Даже проведи боком палочки по свободному участку станиоля. Ужас электротрусишки дойдет до предела: волосы его поднимутся дыбом!

Электричество отталкивает

Опыты со спрутом и трусишкой показали, что электричество может не только притягивать. Иногда оно отталкивает. Отталкиваются одно от другого щупальца спрута. И волосы трусишки встали дыбом потому, что они тоже отталкиваются.

Почему же электричество ведет себя так странно, так непоследовательно? Оказалось, что существует не один, а два вида электричества. Один вид тот, с которым мы делали большинство наших опытов. Он получается, если потереть шерстью пластмассу, эбонит, сургуч. А есть и другой вид электричества. Чтобы его получить, надо натереть шелковой тканью стеклянную палочку или пластинку. Только из настоящего стекла, не из органического!

Этот опыт в домашних условиях получается плохо. Нужно, чтобы и стеклянная палочка и шелковая ткань были очень чистыми и очень сухими. Если ты этого добьешься, то увидишь, что «стеклянное» электричество (его назвали положительным) действует так же, как отрицательное, с которым ты уже знаком. Оно притягивает клочки бумаги, поворачивает за собой линейку на яйце, поднимает дыбом волосы трусишки.

Вспомни, что электротеатр получается и с обычным стеклом, хоть и не так хорошо, как с органическим.

В чем же разница между положительным и отрицательным электричеством? Легче всего это понять, если сделать двух «электротрусишек». Поставь их на столе недалеко друг от друга и заряди одного, скажем, от сургучной палочки. Он «испугается», но волосы зашевелятся и у другого, которого ты не заряжал. Они будут тянуться к волосам первого трусишки.

Если ты еще раз потрешь палочку и зарядишь также и второго трусишку, он тоже «испугается». Сближай двух одинаково заряженных трусишек. Их волосы отталкиваются!

Точно то же самое получается и со стеклянной палочкой. Но вот если одного трусишку зарядить от сургучной палочки, а другого – от стеклянной, их волосы будут притягиваться.

Молния на столе

Три стакана хорошо просуши над огнем или возле печки и поставь их на стол. Сверху на них положи металлический поднос или просто лист металла, тоже хорошо просушенный. Кусок плексигласа побольше (угольник, линейку) наэлектризуй сухой тряпкой и положи на поднос. Возьми чайную ложку и потянись ею к краю подноса. Щелк! Что такое? Ложечка ведь и коснуться подноса еще не успела.

Погаси свет и, когда глаза привыкнут к темноте, повтори этот опыт. Теперь ты увидишь «молнию» – яркую, беловато-синюю искру в полспички длиной!

Значит, треск, который ты слышишь, это «гром»? Так и есть. Во время грозы он обычно приходит с запозданием. Только если молния вспыхивает близко, над самой головой, гром гремит почти сразу. Дело в том, что свет от молнии распространяется очень быстро, почти мгновенно. А звук идет медленнее, примерно один километр за три секунды. Потому он и отстает. А в нашем опыте, конечно, свет и звук доходят оба в тот же миг.

Если протянуть к подносу не чайную ложечку, а просто руку, «молния» ударит в нее. Это безопасно, но чувствительно. Укол в палец заставит тебя отдернуть руку.

Электрическая ложка

Поставь на стол две чистые и сухие бутылки. Лучше молочные: у них горлышки пошире. А тебе ведь нужно будет положить на эти горлышки линейку. К линейке подвесь на шелковой ниточке авторучку так, чтобы ее нижний конец был на высоте 1 см от стола. Под ручкой положи на стол мелкие клочки бумаги.

Натри шерстью палочку из сургуча или оргстекла и коснись ею верхнего конца ручки. Смотри внимательно: что будет с бумажками? Нет, ничего не происходит. Они лежат спокойно. Видимо, опыт не удался? Но он и во второй раз не удается, и в третий.

А вот если ты на место ручки подвесишь металлическую чайную ложечку, тогда другое дело. Бумажки придут в сильное беспокойство, как только ты коснешься ложки натертой палочкой. Гляди, гляди, как они запрыгали у нижнего конца! А ты ведь касался палочкой верхнего конца ложки.

Почему такая разница? Да потому, что ложка металлическая, а металлы хорошо проводят электричество. Заряд, попавший с палочки, распространился по всей ложке. А пластмассовая ручка электричества не проводит. Вот заряд и остался на ее верхнем конце, на нижний не попал. Теперь ты понимаешь, почему все провода делают металлическими: медными, алюминиевыми, стальными? По металлу электрический ток идет хорошо. А чтобы он не ушел, куда не следует, провода одевают в оболочку из резины или из пластмассы. Эти материалы электричества не проводят.