Если вы еще даже ничего не знаете из науки об электричестве, не знакомы даже с первыми буквами ее азбуки, вы и в таком случае можете проделать ряд электрических опытов, любопытных и во всяком случае полезных для вашего будущего знакомства с этой удивительной силой природы.
Лучшее время и место для этих опытов – хорошо натопленная комната в морозную погоду. Опыты такого рода хорошо удаются только в сухом воздухе, а нагретый воздух зимою гораздо суше, чем летом при такой же температуре.
Итак, приступим к опытам. Вам приходилось, конечно, проводить эбонитовым[22] гребнем по сухим (вполне сухим) волосам. Если вы делали это в натопленной комнате и при полной тишине, вы могли слышать легкое потрескивание, издаваемое гребнем при расчесывании. Ваш гребень наэлектризовался от трения о волосы.
Эбонитовый гребень можно наэлектризовать и не только о волосы: если потереть его о сухую шерстяную ткань (или кусок фланели), он также приобретает электрические свойства, даже еще в большей степени. Проявляются же свойства эти весьма разнообразно и прежде всего в притяжении легких тел. Поднесите натертый гребень к обрезкам бумаги, к мякине, к шарику из бузиновой сердцевины и т. п. – все эти мелкие предметы поднимутся и пристанут к гребешку. Сделайте из тонкой бумаги крошечные кораблики и пустите их на воду: помощью наэлектризованного гребня вы сможете управлять движениями вашей бумажной флотилии, как «волшебным» жезлом.
Можно обставить опыт еще интереснее: в бокальчик (рис. 106 вверху) положите яйцо, а на нем уравновесьте горизонтально довольно длинную линейку. Такая линейка при приближении наэлектризованного гребня[23] к одному из ее концов проворно поворачивается. Вы можете заставить ее послушно следовать за гребнем – двигаться в ту или другую сторону, даже вращаться кругом. Своего рода колдовство: двигать вещи, не дотрагиваясь до них!
Таким же «волшебным» свойством можете вы наделить не только эбонитовый гребень, но и другие предметы. Палочка сургуча, потертая о фланель или о рукав вашего платья, если оно шерстяное, обнаруживает те же свойства. Электризуется также стеклянная трубка или палочка, если ее натирать шелком; но опыт со стеклом удается лишь в очень сухом воздухе, если к тому же и шелк и стекло хорошо высушены нагреванием.
Механика учит, что одностороннего притяжения – и вообще одностороннего действия – быть не может: всякое действие есть взаимодействие. Если наэлектризованная палочка притягивает разные предметы, то она и сама должна притягиваться к ним. Чтобы убедиться в этом, нужно только сообщить гребню или палочке подвижность, например, подвесив ее на нитяной петле (лучше, если нить шелковая). Тогда легко обнаружить, что всякий ненаэлектризованный предмет – хотя бы ваша рука – притягивает гребень, заставляет его поворачиваться и т. п. Это, повторяем, общий закон природы. Он проявляется всегда и всюду: всякое действие есть взаимодействие двух тел, действующих друг на друга в противоположном направлении.
Возвратимся к сейчас описанному опыту с подвешенным наэлектризованным гребнем. Мы видели, что он притягивается всяким ненаэлектризованным телом. Интересно испытать, как действует на него другой, тоже наэлектризованный предмет. Опыт убедит вас, что это взаимное действие двух наэлектризованных тел может быть различно. Если к наэлектризованному гребню приблизить наэлектризованную стеклянную палочку, оба предмета будут притягивать друг друга; но если приблизить к гребню наэлектризованную сургучную палочку или другой гребень, то взаимодействие проявится в форме отталкивания.
Физический закон, охватывающий этот род явлений, гласит: электричества разноименные притягиваются, одноименные отталкиваются. Одноименными будут электричества эбонита или сургуча (так называемое «смоляное», или отрицательное); разноименными – электричество смоляное и электричество стекла (положительное). Старинные названия – «смоляное» и «стеклянное» электричества – теперь уже не употребляются; они совершенно вытеснены названиями «отрицательное» и «положительное» электричества.
На отталкивании одноименно наэлектризованных вещей основано устройство простого прибора для обнаруживания электричества – так называемого «электроскопа». Слово «скоп» взято из греческого языка и значит «показывать»; по тому же образцу составлены слова: телескоп, микроскоп и др. Вы сами можете устроить этот несложный прибор. Через середину картонного кружка или пробки, могущих прикрыть отверстие банки, продевают стержень: часть его должна выступать сверху; к концу стержня прикрепляют две полоски фольги или папиросной бумаги. Затем втыкают пробку в горлышко или прикрывают его картонным кружком, залив края сургучом, – и электроскоп готов к употреблению. Если теперь вы дотронетесь наэлектризованной вещью до выступающего конца стержня, то электризация сообщится и обеим полоскам бумаги: они наэлектризуются одновременно и потому разойдутся вследствие взаимного отталкивания. Расхождение листочков и является признаком того, что предмет, которым прикоснулись к стержню электроскопа, был наэлектризован.
Если вам не дается искусство мастерить, вы можете устроить себе электроскоп проще: он будет не так удобен и не так чувствителен, но все же пригоден к употреблению. Подвесьте к деревянной палочке на ниточках два шарика из пробки или – еще лучше – из бузиновой сердцевины так, чтобы, свешиваясь, они соприкасались. Вот и электроскоп: прикоснувшись к одному шарику испытуемым предметом, вы заметите, что другой шарик отклонится в сторону, если предмет был наэлектризован.
Есть еще один тип упрощенного электроскопа: на булавку, воткнутую в пробку, навешена согнутая посередине полоска фольги. Дотрагиваясь наэлектризованным предметом до булавки, вы вызовете расхождение обеих половин полоски.
Величайший из электротехников, знаменитый американский изобретатель Эдисон, начал проделывать электрические опыты, еще будучи мальчиком. Между прочим, он пытался делать опыты с электричеством, добытым из… чего бы вы думали? Из кошки!
Но разве из кошки можно добыть электричество? Представьте, можно, и сейчас я объясню вам, как это делается. Превратить в «электрическую машину» можно только смирного, добродушного кота, содержащего свою шубку в чистоте. Лучшее время для таких опытов – сухой морозный день. Место опыта – хорошо натопленная комната. Когда ваш кот согреется у печки и шерсть его станет вполне сухой, возьмите его на левую руку так, чтобы ваша ладонь подпирала его грудку. Коту такое положение не причиняет беспокойства: любители кошек именно так и советуют брать этих животных. Держа кота левой рукой, проводите быстро правой сухой ладонью по шерсти животного от головы к хвосту. Вы почувствуете покалывание в той руке, которая гладит, и в той, которая поддерживает кота. Покалывание сопровождается легким треском под гладящей рукой.
А в полной темноте, когда глаза ваши привыкнут к мраку, вы сможете заметить, как шерсть вслед за ладонью словно вспыхивает крошечными искорками.
Все это – настоящие электрические явления. Шерсть кошки от натирания сухой ладонью «электризуется». Электричество при этом образуется двух разных родов: одного рода – на кошачьей шерсти, другого – на гладящей руке. С шерсти электричество перетекает на подпирающую руку. Обе руки ваши оказываются заряженными различными электричествами, которые соединяются через ваше тело и через тело кота, вызывая при этом довольно ощутительный «электрический удар».
В этом причина того покалывания, которое вы чувствуете, гладя кошку, того треска, который вы слышите, и тех искорок, которые вы видите.
Я проделывал эти опыты много раз с моим котом и не заметил, чтобы они ему были очень неприятны. По-видимому, они не причиняют ему особенного беспокойства. Но все же кошка[24] – не совсем удобная для опытов электрическая машина: у нее чересчур проворные лапки.
Гораздо более разнообразные опыты, чем с «кошачьим» электричеством, можно проделывать с электричеством «газетным», извлекаемым из газетного листа. В детстве меня забавлял ими старший брат; я поделюсь с читателем этими воспоминаниями.
– Решено! – объявил мне старший брат, похлопывая рукой по изразцам натопленной печи. – Решено: вечером мы проделываем с тобой электрические опыты.
– Опыты? Новые опыты! – восторженно подхватил я. – Когда? Сейчас? Я хотел бы сейчас!
– На всякое хотение нужно терпение. Опыты будут вечером. Сейчас я должен уйти.
– За машиной?
– Какой машиной?
– Электрической. Ведь для опытов нужна машина.
– Машина, что нам нужна, уже имеется, лежит в портфеле… Не вздумай, пожалуйста, рыться без меня, – угадал брат мою мысль. – Ничего не найдешь, только беспорядок устроишь, – добавил он, надевая пальто.
– Но машина там?
– Там, не беспокойся.
И брат вышел из дому, беспечно оставив портфель с машиной на маленьком столике в передней.
Если бы железо могло чувствовать, оно ощущало бывблизи магнита то же самое, что испытываля, оставшись один с портфелем брата. Портфель тянул меня к себе, привлекал все мои чувства и мысли. Невозможно было думать ни о чем другом, бесполезно было стараться смотреть по сторонам… Странно, что электрическая машина может поместиться в портфеле; я представлял себе ее вовсе не такой плоской. Портфель не заперт на замочек, и если осторожно заглянуть внутрь… Что-то завернуто в газету. Ящичек? Нет, книги. Книги да книги, ничего другого в портфеле нет. Ну, как я сразу не догадался, что брат шутил: электрическую машину разве запрячешь в портфель?
Брат вернулся с пустыми руками и сразу угадал причину моего унылого вида.
– Мы, кажется, изволили заглянуть в портфель? – спросил он.
– Где же машина? – ответил я вопросом.
– В портфеле. Не видел?
– Там одни книги.
– И машина. Плохо глядел. Чем ты смотрел?
– Чем смотрел! Глазами.
– То-то и есть, что только глазами. А надо всей головой смотреть. Мало просто глядеть, нужно понимать, что видишь. Машина в портфеле; лежит, где лежала. Ты не заметил, потому что не умел смотреть. – Брат вынул из портфеля пакет с книгами, осторожно развернул его, освободил большой газетный лист и подал мне.
– Вот наша электрическая машина.
Я с недоумением смотрел на газету.
– Думаешь, просто бумага, ничего больше? – продолжал брат. – А кто умеет смотреть, тот признает в газете физический прибор.
– Физический прибор? Чтобы делать опыты?
– Да, для опытов. И мы сейчас станем их делать.
Брат взял в одну руку платяную щетку, другой рукой приложил газетный лист к натопленной печке и принялся растирать его щеткой, как обойщик, расправляющий на стене обои.
– Гляди! – сказал брат и убрал обе руки от газеты.
Я ожидал, что бумага соскользнет на пол. Однако этого ее случилось: газета странным образом держалась на гладких изразцах, словно приклеенная.
– Как держится? – спросил я. – Ведь она не намазана клеем.
– Газета держится электричеством. Она наэлектризована и притягивается к печке.
– Почему ты не сказал мне, что газета в портфеле была наэлектризованная?
– Она и не была наэлектризована. Я наэлектризовал ее только сейчас, при тебе, натирая щеткой. От трения и наэлектризовалась.
– Значит, это уже настоящий электрический опыт?
– Да. Но мы только начинаем. Загаси-ка свет.
В темноте смутно рисовалась черная фигура брата и сероватое пятно на месте белой печки.
– Теперь следи за моей рукой.
Я больше угадывал, чем видел то, что делал брат. Он отслоил газету от печки и, держа одной рукой на весу, приблизил к ней растопыренные пальцы другой руки.
И тогда – я едва верил своим глазам – из пальцев вылетели искры, длинные голубовато-белые искры!
– Эти искры были электрические, – объяснил брат. – Хочешь попробовать сам?
Я проворно спрятал руки за спину. Ни за что!
Брат снова приложил газету к печке, натер щеткой и опять извлек из своих пальцев снопы длинных искр. Я успел заметить, что он вовсе не прикасался пальцами к газете, а держал их сантиметрах в десяти от нее.
– Попробуй, не трусь, нисколько не больно. Дай руку!
Он овладел моей рукой и привлек меня к печке.
– Расставь пальцы. Так! Что, больно?
Я не успел опомниться, как из моих пальцев выскочили кисти голубоватых искр. При их свете я увидел, что брат только наполовину отлепил газету от печки, нижняя же часть бумажного листка по-прежнему оставалась словно приклеенной. Одновременно с искрами я почувствовал и легкий укол, но боль пустячная. Бояться в самом деле было нечего.
– Еще! – теперь упрашивал уже я.
Брат приложил газету к печке и стал растирать прямо ладонями рук.
– Что ты делаешь? Забыл щетку!
– Все равно. Ну, готовься!
– Ничего не выйдет: ты тер без щетки.
– И без щетки можно, если руки сухие. Лишь бы тереть.
Действительно, из моих пальцев и на этот раз посыпались искры, такие же, как раньше. Когда я насмотрелся искр досыта, брат объявил мне:
– Ну, достаточно. Теперь покажу тебе истечение электричества, то самое, которое некогда мореплаватели Колумб и Магеллан видели на верхушках мачт. Дай-ка ножницы.
Брат приблизил в темноте острия разомкнутых ножниц к газете, полуотделенной от печи. Я ожидал искр, но увидел нечто новое: острия ножниц увенчались светящимися пучками коротких сине-красных нитей, хотя от ножниц до бумаги было еще довольно далеко. Одновременно раздавалось легкое протяжное шипение.
– Вот такие же огненные кисточки, только гораздо большие, морякам случается часто видеть на концах мачт и рей. Они называются Эльмовыми огнями.
– Откуда они там берутся?
– То есть, кто держит над мачтами наэлектризованную газету, хочешь ты спросить? Конечно, газеты там нет, зато есть низко нависшее наэлектризованное облако; оно и заменяет газету. Не думай, впрочем, что такое электрическое свечение остроконечий бывает только на море. Наблюдают его и на суше, особенно в горах. Еще Юлий Цезарь около двух тысяч лет назад описал, как однажды ночью в облачную погоду острия копий его солдат светились такими огоньками. Моряки и солдаты не боятся электрических огоньков, – напротив: считают их доброй приметой, хотя и без всякого разумного основания. В горах случается, что электрическое свечение появляется даже на людях – на их волосах, шапках, ушах. При этом слышится иной раз жужжание, вроде того, какое исходило из наших ножниц.
– Этот огонь сильно жжет?
– Совсем не жжет. Ведь это не огонь, а свечение, холодное свечение. Настолько холодное и безвредное, что от него не зажигается даже спичка. Вот смотри: вместо ножниц беру спичку, и – видишь – головка окружена электрическим свечением, однако не загорается.
– А по-моему, горит: пламя прямо из головки идет.
– Дай свет, рассмотрим спичку при лампе.
Я убедился, что спичка не только не обуглилась, но даже головка ее не обгорела. Она, значит, была окружена действительно холодным светом, а вовсе не огнем.
– Не гаси лампы, следующий опыт сделаем при свете.
Брат выдвинул стул на середину комнаты и положил поперек его спинки палку. После немногих проб ему удалось добиться того, что палка, подпертая в одной точке, лежала на спинке стула, не опрокидываясь.
– Я не знал, что палка так может держаться, – сказал я. – Ведь она длинная!
– Оттого и держится, что длинная. Коротенькая не держалась бы – карандашик, например.
– Карандашик ни за что так не положить, – подтвердил я.
– Теперь к делу. Можешь ты, не дотрагиваясь до палки, заставить ее повернуться к тебе?
Я задумался.
– Если накинуть на один конец веревочную петлю… – начал я.
– Без всяких веревок, ничем не дотрагиваясь. Можешь?
– Ага, знаю! – Я приблизил лицо к палке и начал втягивать воздух ртом, чтобы притянуть палку к себе, но она не двигалась.
– Ну что?
– Не выходит. Невозможно!
– Невозможно? Посмотрим.
И, сняв с печки газету, которая тем временем держалась на изразцах, словно приклеенная, брат стал медленно приближать ее к палке. На расстоянии чуть не половины метра палка почувствовала притяжение наэлектризованной газеты и послушно повернулась в ее сторону. Двигая газетный лист, брат вел за ним палку, заставляя ее кружиться на спинке стула сначала в одну сторону, потом в другую.
– Наэлектризованная газета, ты видишь, притягивает палку так сильно, что она идет и будет идти за бумагой, пока все электричество не стечет с газеты в воздух. Можно тот же опыт проделывать различным образом. Устроим, например, так. Вон там, на буфете, яйцо в бокале. Положим на яйцо осторожно линейку, чтобы держалась, и будем вертеть нашим газетным листом. Хочешь сам попробовать?
Я взял газету, которую брат натер снова на печке, и был сам удивлен, что опыт удался мне с первого же раза: линейка кружилась вслед за газетой, пока не соскользнула с яйца.
Мы разнообразили этот опыт на всевозможные лады клали на спинку стула железную палку, уравновесили половую щетку и т. п. С тяжелыми палками опыт удавался ничуть не хуже, пожалуй даже лучше, чем с легкой.
– Жаль, что этих опытов нельзя делать летом: печка холодна.
– Печка нужна здесь для того, чтобы высушить бумагу – эти опыты удаются лишь с совершенно сухой газетой. А ты заметил, вероятно, что газетная бумага вбирает влагу из воздуха и потому всегда немного сыровата; ее и приходится сушить. Не думай, что летом совсем нельзя делать наших опытов. Можно, они только удаются не так хорошо, как зимой. Зимой воздух в натопленной комнате суше, чем летом, – вот причина. Сухость для таких опытов очень важна. Газету сушат летом на кухонной плите, когда она после обеда остынет настолько, что бумага на ней не будет загораться. Хорошенько обсушив на плите газетный лист, переносят его на сухой стол и здесь крепко натирают щеткой. Он электризуется однако не так сильно, как на изразцовой печке. Ну, достаточно на сегодня. Завтра проделаем новые опыты.
– Тоже электрические?
– Да, и все с той же нашей электрической машиной – с газетой. А тем временем я дам тебе прочесть интересное описание Эльмовых огней на горах, составленное знаменитым французским естествоиспытателем Соссюром. В 1867 г. Соссюр с несколькими спутниками находился в Альпах, на вершине горы Сарлэ, более трех километров высоты. И вот что они там испытали.
Брат снял с полки книгу Фламмариона «Атмосфера», перелистал ее и дал мне прочесть следующее место:
«Люди, совершившие подъем, только что приставили к скале свои обитые железом палки, располагаясь пообедать, когда Соссюр ощутил на плечах и в спине боль, как будто от иголки, медленно втыкавшейся в тело. «Предполагая, – говорит Соссюр, – что в мою полотняную накидку попали булавки, я сбросил ее, но, не получив облегчения, почувствовал, напротив, что боль усиливается, захватывая всю спину от одного плеча до другого; она сопровождалась щекотанием и болезненным колотьем, словно по коже ходит оса и покрывает ее уколами. Поспешно сбросив второе пальто, я не нашел ничего такого, что могло бы произвести эти поранения. Боль продолжалась и стала походить на ожог. Мне почудилось, что загорелась моя шерстяная фуфайка. Я готов был уже раздеться, как внимание мое привлек шум, похожий на жужжание. Шум исходил из наших палок, прислоненных к скале; он походил на шум подогреваемой воды, готовой закипеть. Все это продолжалось минут пять.
«Я понял тогда, что болезненные ощущения обусловлены электрическим истечением, исходившим от горы.
Однако при свете дня я не видел никакого сияния на палках. Палки издавали одинаково резкий звук, держали ли их в руках вертикально, направляя желейный наконечник вверх, вниз, или же горизонтально. Из почвы никакого звука не исходило.
«Через несколько минут я почувствовал, что волосы у меня на голове и бороде поднимаются; казалось, будто проводят сухой бритвой по жесткой отросшей бороде. Мой молодой спутник крикнул, что поднимаются волоски его усов, а из верхушек углей исходят сильные токи. Подняв руки, я почувствовал, как токи исходят из пальцев. Электричество выделялось, словом, из палок, одежды, ушей, волос, всех выдающихся частей тела.
«Поспешно оставив вершину горы, мы спустились метров на сто. По мере того как мы спускались, наши палки звучали все слабее, наконец звук стал так тих, что его можно было слышать, лишь приблизив палки к уху».
Так кончается рассказ Соссюра. В той же книге я прочел описание и других случаев появления Эльмовых огней.
«Выделение электричества выступающими скалами часто наблюдается, когда небо покрыто низкими облаками, проходящими в небольшом расстоянии над вершинами.
«10 июля 1863 г. Ватсон и еще несколько туристов поднялись в проход Юнгфрау (в Швейцарских горах). Утро было прекрасное, но, приближаясь к проходу, путники испытали сильный ветер с градом. Раздался страшный удар грома, и вскоре Ватсон услышал свистящий звук, исходящий из палки; звук походил на шум закипающей грелки. Путники остановились и заметили, что их жезлы и топоры издают такой же звук; они не переставали звучать и тогда, когда были воткнуты одним концом в землю. Один из проводников, снявши шляпу, закричал, что голова его горит.
Действительно, волосы его были подняты, словно наэлектризованные. Все испытывали ощущение щекотки на лице и других частях тела. Волосы Ватсона совершенно выпрямились. На концах пальцев, когда ими шевелили в воздухе, слышался электрический свист».
На другой день, когда стемнело, брат вновь начал опыты. Первым делом «прилепил» к печке газету. Затем попросил у меня бумагу поплотнее газетной – писчую – и стал вырезывать из нее смешные фигурки: человечков в разных позах.
– Эти бумажные паяцы у нас сейчас запляшут. Принеси-ка булавок.
Скоро через ногу каждого паяца была проткнута булавка.
– Это, чтобы паяцы не разлетались и не уносились газетой прочь, – объяснил брат, раскладывая фигурки на самоварном подносе. – Представление начинается!
Он отлепил от печки газету и, держа ее горизонтально двумя руками, приблизил сверху к подносу с фигурками.
– Встаньте! – скомандовал брат.
И представьте: фигурки послушались – встали! Встали и торчали вверх, пока брат не отодвинул газеты подальше – тогда они опять легли. Но он не давал им долго отдыхать: приближая и отдаляя газету, он заставлял паяцев то вставать, то вновь ложиться.
– Если бы я не отягчил их булавками, они подскочили бы к газете вплотную и прилипли бы к ней. Вот видишь, – брат вынул булавки из нескольких фигурок, – они притянулись к газете совсем и уже не отпадают. Это электрическое притяжение. А теперь проделаем опыт и с отталкиванием. Где ножницы?
Я подал ножницы, и брат, «прилепив» газету к печке, стал отрезать от ее края, снизу вверх, длинную тонкую полоску. Не дойдя до самого верха, он таким же образом надрезал вторую полосу, потом третью и т. д. Шестую или седьмую полоску он отрезал совсем. Получилась бумажная «борода», которая однако не соскользнула с печки, как я ожидал, а осталась на ней. Придерживая верхнюю часть рукой, брат провел по полоскам несколько раз щеткой и затем снял всю «бороду» с печки, держа ее вверху в вытянутой вперед руке.
Вместо того чтобы свободно свешиваться вниз, полоски растопырились колоколом, заметно отталкиваясь одна от другой.
– Они отталкиваются потому, – объяснил брат, – что все одинаково наэлектризованы. К вещам же, совсем не наэлектризованным, они притягиваются. Засунь руку снизу внутрь колокола – полоски притянутся к ней.
Я присел и ввел руку в пространство между полосками, т. е. я хотел ввести туда руку, но не мог сделать этого, потому что бумажные ленты обвились вокруг руки, как змеи.
– Тебя эти змеи не пугают? – спросил брат.
– Зачем? Бумажные.
– А мне страшно. Посмотри, как страшно.
Брат поднял газетный лист над своей головой, и я увидел, как волосы его буквально стояли дыбом.
– Это опыт? Скажи: это тоже опыт?
– Тот самый опыт, который мы сейчас делали, но на другой лад. Газета наэлектризовала мои волосы, и они, притягиваясь к ней, в то же время друг от друга отталкиваются, как полоски нашей бумажной «бороды». Возьми зеркало, и я покажу тебе, как твои собственные волосы встанут таким же манером.
– Не больно?
– Нисколько. – В самом деле, я не почувствовал ни малейшей боли, даже щекотки, а ясно видел в зеркале, как волосы мои под газетным листом торчком стояли вверх.
В следующий вечер брат начал опыты с очень странных приготовлений. Взял три стакана, погрел их возле печки, затем поставил на стол и накрыл сверху самоварным подносом, который тоже сначала погрел немного у печки.
– Что это будет? – любопытствовал я. – Ведь надо стаканы на поднос, а не поднос на стаканы!
– Погоди! Будет опыт с маленькой молнией.
Брат пустил в дело нашу «электрическую машину»,
т. е., попросту говоря, стал растирать на печке газету. Натерев, он сложил газетный лист вдвое и снова начал растирать. Затем, отлепив его от печки, проворно положил на поднос.
– Потрогай-ка поднос, не очень холоден?
Не подозревая подвоха, я беспечно протянул к подносу руку – и отдернул назад: что-то щелкнуло и больно кольнуло мне палец. Брат рассмеялся.
– Ну, каково? Тебя ударила молния. А треск слышал? Это ведь был маленький гром.
– Я чувствовал сильный укол, но никакой молнии не видел.
– Увидишь ее сейчас, когда повторим опыт в темноте.
– Но я не согласен больше трогать подноса, – решительно заявил я.
– Этого и не надо. Можешь извлекать искры хотя бы дверным ключом или чайной ложкой: ничего не почувствуешь, а искры будут такие же длинные. Первые искры, впрочем, я извлеку сам, пока твои глаза привыкнут к темноте.
Брат загасил свет.
– Теперь молчание и внимание! Смотри в оба, – раздался в темноте его голос.
Треск – и одновременно яркая беловато-синяя искра в полспички длиною проскочила между краем подноса и ключом.
– Видел молнию? Слышал гром? – спросил меня старший брат.
– Но они были одновременно. Настоящий гром всегда позже молнии.
– Это правда. Мы слышим гром всегда позже, чем видим молнию. И все-таки они происходят в одно время, как треск и искра в нашем опыте.
– Почему же гром слышен позже?
– Видишь ли, молния – это свет; а лучи света бегут так быстро, что через земные расстояния проносятся почти мгновенно. Гром – это взрыв, а звук распространяется в воздухе не так быстро; он заметно отстает от лучей света и доходит до нас позже их. Оттого мы и видим молнию раньше, чем слышим порожденный ею гром.
Брат передал мне ключ и, сняв газету, предложил извлечь «молнию» из подноса.
– Без газеты разве будет искра?
– Попробуй.
Не успел я донести ключ до края подноса, как увидел искру, яркую, широкую.
Вторично положил брат газету на поднос, и я снова извлек искру, на этот раз уже послабее.
Десятки раз клал он на поднос и поднимал с подноса газету (не натирая ее вновь на печке), и всякий раз я извлекал искру, все более и более слабую.
– Искры длились бы дольше, если бы я брал газету не прямо руками, а за шелковые нити или ленточки. Тогда у нас получился бы настоящий физический прибор – «электрофор». Когда будешь учить физику, ты поймешь, что сейчас здесь у нас происходило.
– Это самый интересный опыт!
– Как для кого. Мне больше правится тот, который я сейчас покажу тебе. Там, в ящике стола, лежит электрическая лампочка[25]. Принеси!
– Испорченная, не горит. Волосок разорван.
– Нам и такая хороша. Выло бы цело стекло. Главное, чтобы внутрь не проник воздух. Ведь электрические лампочки пустые, из них выкачан почти весь воздух.
– В лампочках совсем нет воздуха?
– Да. Ты не знал?
– Как же тогда может гореть в них нить? Без воздуха ничто не горит.
– Не горит, но может накаляться. В лампочке металлическая или угольная нить не горит, а накаляется.
Для того и выкачивают из лампочки воздух, чтобы не могло быть горения, а было бы одно накаливание.
– А если бы нить горела, что тогда?
– Она перегорела бы в первую же секунду, и лампа больше не годилась бы. Понимаешь теперь, зачем нужно, чтобы лампочки были без воздуха?
– Мне непонятна одна вещь, – сказал я: – зачем выкачивать воздух из лампочки, если хотят, чтобы волосок не сгорел? Ведь можно только заменить воздух таким газом, который не поддерживает горения. Я читал, что в азоте, например, горение невозможно.
– Ты совершенно прав. Так и делают при изготовлении некоторых сортов лампочек. Ты видел, например, выставленные в магазинах очень яркие «полуваттные» лампочки? Вот эти не пустые, а наполнены азотом или другим газом, не поддерживающим горения. Их так и называют: «газополные». С такою лампочкою опыт не удался бы…
Брат – все еще в полутьме – наполовину отделил газету от печки и поднес лампочку цоколем к бумаге. Легкий треск, искра – и на мгновение вся лампочка наполнилась нежным зеленоватым сиянием.
– Вот мой любимый опыт, – сказал брат, приближая лампочку к разным местам наэлектризованной газеты и продолжая извлекать искры со свечением. – Можно тот же опыт проделать и с искрой от подноса: свечение будет еще ярче.
Он положил газету на поднос, и действительно – лампочка засветилась теперь от искры еще ярче. Но когда он извлекал лампой искры из непокрытого подноса, зеленого свечения не замечалось.
– Когда-нибудь тебе станут понятны эти интересные явления. Ты узнаешь также, какое применение находят они себе в производстве. Когда изготовляют на заводе пустотные электролампочки, то о годности их судят по цвету такого свечения. Лампочку натирают снаружи, и если она при этом не светится или дает только отдельные вспышки зеленого цвета, то это признак, что лампочка хорошо откачана, т. е. воздух выкачан в достаточной мере. Хуже изготовлена лампочка, если при натирании она светится вся зеленовато-синим светом. И совсем не годится лампочка, если свет розовый, ярко-красный или белый: это брак; такую лампочку в продажу не пускают – в ней слишком много воздуха. Но будем продолжать опыты. Я припас угольную лампочку; интересно и в нее пустить такую искру. Что будет?
Он поднес цоколь угольной лампочки к подносу. Проскочила искра, сверкнула в лампочке зеленоватая вспышка. И одновременно послышался тонкий, едва уловимый звон, словно от нежного стеклянного колокольчика.
– Что за звон? – спросил я.
– Ага, услышал! Это дрожит гибкий угольный волосок в лампочке и ударяется о стенки. Сейчас покажу тебе при свете, как он трясется.
Вывернув из патрона экономическую лампочку и заменив ее угольной, брат дал свет и поднес к лампе наэлектризованную газету. Он не дошел еще до лампы, как раскаленный волосок в стеклянной груше беспокойно затрепетал. Приближая и удаляя газету, брат поддерживал это дрожание.
– С экономической лампочкой проделать такого опыта нельзя, потому что нити в ней не свободны, а натянуты. Теперь еще опыт: с водяной струей. Его проделаем в кухне, у водопроводного крана. Газета пусть остается на печке.
Мы пустили из крана тонкую водную струйку, гулко ударявшую о дно раковины.
– Сейчас я заставлю эту струю, не прикасаясь к ней, течь иначе. Куда хочешь, чтобы она отклонилась: вправо, влево, вперед?
– Влево, – ответил я.
– Хорошо! Не поворачивай крана, я принесу газету.
Брат явился с газетой, стараясь держать ее в вытянутых руках подальше от туловища, чтобы она меньше теряла электричества. Он приблизил газету к струе с левой стороны, и я ясно увидел, как водяная нить изогнулась влево. Перенеся газету по другую сторону, брат заставил струю отклониться вправо. Наконец он притянул ее вперед так далеко, что вода полилась через край раковины.
Рис. 98. Водяная струя отклоняется при приближении наэлектризованного гребня
– Видишь, как сильно сказывается здесь притягивающее действие электричества? Этот опыт, между прочим, легко проделать и без печки или плиты, если взять вместо наэлектризованной газеты эбонитовый гребень, вот такой. – Брат вынул гребень из бокового кармана и провел им по своим густым волосам. – Таким образом я его электризую.
– Но ведь твои волосы не электрические?
– Конечно! Обыкновенные волосы, как у тебя и у всякого. Но, если тереть каучук о волосы, он электризуется, как газета от волос платяной щетки. Гляди!
Поднесенный к струе гребень заметно отклонил ее в сторону.
Известный ленинградский инженер-электрик И.Б. Мандельштам рассказал мне про следующий забавный и поучительный случай из своей практики.
Когда он был еще молодым инженером и служил в электрическом обществе, снабжавшем Ленинград (тогда еще Петербург)[26] током, ему дано было службой необычное поручение. Одни из абонентов заявил, что в квартире происходит странная вещь: из предметов комнатной обстановки выскакивают искры. Надо было проверить исправность проводки, так как искры приписывались утечке электричества.
Прибыв на место, инженер был приглашен в кабинет – просторную, хорошо обставленную комнату, устланную шелковым ковром, – и вскоре убедился, что заявление абонента совершенно правильно. Стоило приблизить палец, например, к батарее водяного отопления, чтобы почувствовать легкий укол и услышать характерный треск, который сопровождает электрические искры.
– Поверите ли, – жаловался абонент, – бывают дни, когда я не могу выдвинуть ящика письменного стола без искры. Берусь за ручку ящика, а она награждает меня искрой!
Инженер попросил принести стремянку, чтобы осмотреть массивную люстру, свисавшую с потолка. Но едва он протянул к ней руку, как в пальцы ударила искра.
Всего удивительнее было то, что, как вскоре выяснилось с полной очевидностью, городской ток был в этих явлениях неповинен. Когда инженер отключил квартиру от сети, и, следовательно, лишил кабинет тока, искры продолжали появляться так же исправно, как и прежде. Дело становилось совсем загадочным: тока нет, а искр сколько угодно.
Правда, по словам абонента, искры не всегда были одинаково обильны и сильны. Бывали дни, даже ряд дней, когда они переставали выскакивать. Но затем вновь появлялись с прежнею, порою даже с большею силою.
В чем же дело? Ясно, что электрический ток здесь не при чем, раз явление продолжается, несмотря на отключение проводки от городской сети.
Разгадка оказалась крайне простой, источником электричества были сами обитатели квартиры. Виновником всего переполоха явился шелковый ковер, покрывавший пол комнаты. Ходя по нему, люди электризовались от трения подошв о шелк ковра. Они-то и были носителями электрических зарядов. Не вещи в комнате, а сами люди были наэлектризованы, искры вылетали из рук наэлектризованных людей. Точнее говоря, искры проскакивали между людьми и заземленными предметами. Дело происходило в зимнюю пору; морозы стояли сильные, воздух был сух, – а это, мы знаем, как раз благоприятные условия для электризации: возникающие электрические заряды долго держатся на предметах, отделенных от земли непроводником (шелковым ковром).
Наше тело, в сущности говоря, электризуется во всякую погоду и при всякой обстановке от каждого вашего движения, если оно сопровождается трением. Но возникающий электрический заряд в большинстве случаев тотчас же уходит в землю и ничем не проявляет себя: мы не можем его заметить. И только тогда, когда тело ваше «изолировано», т. е. отделено от земли непроводником электричества (шелк – непроводник), заряд остается в теле и обнаруживает свое присутствие искрами.
В немецком научном журнале я прочел воспоминания другого очевидца о совершенно подобных же явлениях:
«Дело происходило в Нью-Йорке в 1872 г. Стояли сильные сухие морозы. И вот достаточно было сделать по ковру несколько скользящих шагов, чтобы наэлектризовать свое тело. При дотрагивании до предметов или до других людей с треском вылетали искры. Особенно неприятное ощущение испытывали люди, когда наэлектризованный человек приближал палец к их носу. Яркие и длинные искры выскакивали при нечаянном приближении руки к батарее водяного отопления. В то время всюду применялось еще газовое осветление, и в эту памятную зиму мы нередко зажигали пламя простым приближением пальца к открытому газовому рожку, сделав предварительно несколько шаркающих шагов по ковру».
Без сомнения, такого рода шалости электричества наблюдались и раньше, в эпоху, когда правильного объяснения этих явлений никто дать не мог. Легко представить себе, сколько суеверных басен должны были порождать тогда подобные электрические происшествия.
Эбонит – твердый материал, получающийся, если подвергать каучук вместе с серой продолжительному и сильному нагреванию.
В наше время гребни и расчески делаются из пластмассы, но результаты опытов от этого не менее эффектны.
Такой же эффект, как кошачья шерсть, производят волосы на вашей голове, – если они хорошо вымыты и высушены.
Читатель может установить из сказанного, что весь рассказ – не автобиографический: когда автор был ребенком, электрических лампочек еще не было в обиходе.
Сейчас – Санкт-Петербург.