Опыты, которые объяснят многие электрические явления -природы

Теперь, когда у нас имеется электрическая машина и лей­денские банки, можно проделать интересные опыты, которые объяснят многие электрические явления -природы. Для уст­ройства опытов придется сделать еще несколько простейших приборов.
Для первого ознакомления с действием электричества нам потребуется электроскоп. Обычно электроскоп состоит из бутылки с широким горлом, заткнутым пробкой, через кото­рую пропущен металлический стержень с приклеенными к нему двумя полосками бумаги. Но можно сделать и наоборот, то-есть прикрепить бумажные полоски не внутри бутылки, а на конце стержня, который находится наружи, согнув его в виде полукруглого кронштейна с крючочком на конце. Можно вместо бумажек повесить на крючок маленький проб­ковый шарик на шелковой ниточке (см. рис. 11 а, б, в).
Такой простейший прибор объяснит вам, что существует два рода электрических зарядов и что одноименные электри­ческие заряды всегда отталкиваются друг от друга, а разно­именные, наоборот, всегда стараются соединиться друг с другом.
Зарядите лейденскую банку, для чего внутреннюю обклад­ку ее надо соединить медным проводником с кондуктором машины и несколько раз быстро повернуть бутылку. Под­несите приемник банки к электроскопу и прикоснитесь пет­лей к проволочному стержню. Мгновенно зарядившись от лейденской банки, листочки разойдутся в разные стороны (см. рис. 11 г).
 

Электроскоп и его действие

 
Рис. 11. Электроскоп и его действие. а, б и в—различные конструкции электроскопа, г—действие электроскопа при заряде.
Отчего это происходит? Когда вы вращали машину, то наэлектризированная бутылка, в результате трения о кожу, через кондуктор передала свой электрический заряд на внут­реннюю обкладку лейденской банки, которая зарядилась положительным электричеством. Когда же вы прикоснулись стержнем лейденской банки к стержню электроскопа, то ли­сточки его, получив положительный заряд, оттолкнулись друг от друга. Значит, частицы, заряженные одноименным электричеством, отталкиваются друг от друга.
Теперь возьмите два электроскопа с пробковыми шари­ками и поставьте их на разных концах стола. Затем, заря­див лейденскую банку, зарядите один электроскоп положи­тельным электричеством, прикоснувшись к нему стержнем банки, а второй—отрицательным электричеством, прикоснув­шись к его стержню внешней обкладкой заряженной банки. Если теперь вы будете осторожно сдвигать электроскопы, то уже на расстоянии в полметра шарики на электроскопах наклонятся друг к другу и по мере их приближения все сильнее будут тянуться друг к другу. Этот простой опыт подтверждает, что разноименные заряды всегда стремятся соединиться друг с другом.
Вы, конечно, знаете, что есть такое интересное расте­ние—стыдливая мимоза. Называется оно так потому, что при малейшем прикосновении мелкие листочки растения складываются друг с другом. Можно сделать интересное подобие этого растения, принцип действия которого будет основан на известном уже нам свойстве электрических заря­дов. Для этого на верхней части стержня электроскопа надо прикрепить бумажный султан. Султан изготовляется из мелко нарезанных бумажных ленточек, перевязанных посредине и прикрепленных к стержню. Желательно ленточки покрасить в равные цвета.
Приготовленный таким образом „цветок\» будет выгля­деть завядшим, так как все лепестки его будут безжизненно свисать. Для оживления такого „цветка\» достаточно прикос­нуться к стержню заряженной лейденской банкой. При этом лепестки сразу все разойдутся в разные стороны, и мы уви­дим большой шар с разноцветными вытянутыми лепестками, напоминающий цветок гвоздики. Стоит только прикоснуться к одному из этих упруго натянутых лепестков, как все они мгновенно опадут и „безжизненно\» повиснут. Это произой­дет потому, что вначале заряженные одноименным положи­тельным электричеством, лепестки, отталкиваясь друг от друга, разошлись в разные стороны, образовав красивый шар вроде цветка гвоздики. Когда же вы прикоснулись к лепестку, весь заряд „цветка\» перешел в ваше тело и раз­ряженные листочки опали под действием собственной тяжести (см. рис. 12 а, б к в).
 
 

Действие электрического заряда на электроскоп

Рис. 12. Действие электрического заряда на электроскоп, в—электроскоп разряжен, б~электроскоп заряжен лейденской банкой, в- заряд ушел в руку.
 
При помощи батареи лейденских банок можно продемон­стрировать небольшую искусственную молнию. Для этого батарея хорошо заряжается электрической машиной. Прило­жив один шарик разрядника к внешней обкладке одной из банок и приближая второй шарик к стержню банки на рас-
стоянии 4—5 см, мы увидим, как между разрядником и стержнем с треском проскочит искра. Если затем устано­вить в таком положении разрядник и начать вращать машину, то мы увидим, по мере заряжения батареи, проскакиваю­щие электрические искры. Отодвигая затем разрядник и увеличивая расстояние между стержнем разрядника и лей­денской банкой, мы заметим, что искра будет становиться всё тоньше и, главное, она не будет уже такой прямой, как короткая. По мере удлинения, искра будет все изломаннее и во всем напомнит нам молнию во время грозы.
Электрическая искра, получаемая нашей машиной, обла­дает относительно большой силой. Если на пути такой искры поставить листок толстой бумаги или тонкого картона, он будет пробит искрой. Посмотрев в увеличительное стекло на то место, где через бумагу проскочила искра, мы заме­тим очень маленькую дырочку. Легко воспламеняющиеся материалы и жидкости могут загореться от искры. Для этого достаточно на конец разрядника насадить кусочек ваты, смоченной в бензине или спирте, а затем поднести к заря­женной батарее. Проскочившая между ними искра зажжет вату.
Интересное явление электрического ветра можно наблю­дать, если между разрядником и стержнем лейденской банки поставить зажженную свечу. При этом к стержню лейден­ской банки надо прикрепить кусочек заостренной проволоки, направленной в сторону разрядника.
 
Рис. 13. Опыты с электричеством.
а—невидимый поток электронов отклоняет пламя свечи, б—станиолевая решетка
электроиллюминации.

Опыты с электричеством

Заставьте теперь товарища вращать машину, а сами по­степенно приближайте конец разрядника к металлической игле на лейденской банке. Еще между ними не будет проска­кивать искра, а с иглы уже потекут с громадной скоростью электроны и, создавая невидимый поток, отклонят пламя свечи в сторону разрядника.
Получится впечатление, словно на свечу дует ветер из иглы лейденской банки (см. рис. 13 а).
Наконец, с помощью электрической машины можно устро­ить интересные опыты по электроиллюминации. Для этого на стекле надо наклеить решетку из станиоля, как указано на рис. 13 б. Решетка должна представлять собой беспре­рывную зигзагообразную полосу. Когда клей хорошо подсох­нет, на станиоле лезвием перочинного ножа можно вырезать контуры любого предмета или надпись. Если теперь вы со­едините станиоль с работающей электрической машиной, то рисунок на станиоле будет сиять голубым свечением. Этот опыт следует проделывать в темноте.
Электрическая машина—незаменимый прибор при изуче­нии явлений электричества. Под руководством учителя фи­зики вы сможете проделать с ией еще много интересных опытов, которые помогут вам лучше разобраться в явлениях, природы и законах электричества.