Загадки электричества: читать начало книги онлайн

Таким образом, силы притяжения между шариком А и наэлектризованным телом будут значительно меньше, чем у шарика В. Не надо забывать, что из формулы Кулона следует, что сила взаимодействия двух зарядов зависит не только от квадрата расстояния между ними, но и от величины самих зарядов. На шарике А количество индуцированного электричества будет значительно меньше, чем на В, так как точки его поверхности отстоят дальше. Следовательно, сила притяжения будет по сравнению с шариком В очень малая, благодаря чему сила отталкивания может взять перевес и шарик оттолкнется. Совершенно так же разъяснится и вопрос о притяжении бумажек, ниточек и т. д.

Надо заметить еще, что разбираемое явление усугубляется в случае применения бумажек и ниток тем, что их поверхность покрыта волосками. Волоски не дают нитке коснуться поверхности заряженного тела. Действительно, чем более гладкой поверхностью и лучшей проводимостью будут обладать тела, притягивающиеся к наэлектризованному изолятору, тем легче вызвать отталкивание. Например, маленькие кусочки сусального золота, алюминиевой фольги и проч. почти всегда отталкиваются от наэлектризованного изолятора. Чем более сильный заряд имеется на нем, тем больше шансов на отталкивание. Это происходит потому, что между зарядом изолятора и индуцированным зарядом в теле получается столь сильное притяжение, что они взаимно нейтрализуются, вызывая искорку. Наконец если у нас наэлектризованным телом будет проводник, то можно ручаться (при условии, что и притягивающееся тело хороший проводник), что явления притяжения будут всегда сопровождаться отталкиванием. Это понятно, так как достаточно, чтобы притягивающееся тело коснулось заряженного хотя бы одной точкой, и весь заряд проводника уже может перейти в него. Может быть, вы пожелаете ответить на вопрос: с чистой или загрязненной поверхностью наэлектризованного тела легче показать силы отталкивания?

Разрешение нашей старой загадки (зад. № 7) еще больше ободрило нас, и мы поняли, что наши беседы идут правильным путем.

Разрешив все свои сомнения, мы были награждены председателем, предложившим нам

Задачу № 15

О новом способе заряжения электроскопа

На столе перед нами обыкновенный электроскоп с бумажными листочками и кусок амальгамированной кожи. Как, ничем не пользуясь, кроме этой кожи, зарядить электроскоп?

Рис. 5. Наш самодельный электроскоп

Электроскоп мы устраивали очень просто. Тщательно промывали и потом просушивали стеклянную бутылку. В ее горлышко вставляли небольшой отрезок стеариновой свечки, из которого предварительно был удален фитиль (см. рис. 5). В канал, образовавшийся в свечке, мы вставляли металлическую проволоку (например, шпильку для волос), верхний конец которой был согнут в виде петли, а к нижнему приклеивались, как показано на рис. 5, две узеньких полоски папиросной бумаги.

Мы наэлектризовали трением о кожу стенки стеклянной бутылки с двух сторон (против листочков) электроскопа. В стержне электроскопа индуцировалось электричество. Положительное мы увели в землю, коснувшись петельки электроскопа, и тогда на стержне и на листочках остался один отрицательный заряд.

– Я с вашим решением не согласен, – сказал один из наших товарищей, также решавший эту задачу с другим электроскопом. – Зарядить электроскоп можно проще.

Задача № 16

Еще об одном способе заряжения электроскопа

– Я беру свой маленький электроскоп и натираю его кожей так же, как натирали и вы. Смотрите, без всякого касания пальца к стержню электроскопа его листочки разошлись.

– Но ты его не зарядил, – сказал наш председатель.

Мы были крайне удивлены парадоксальным утверждением председателя. Признаком заряженного электроскопа является именно расхождение листочков.

– Я вас удивлю еще больше, – сказал председатель. – Решите-ка мою

Задачу № 17

О необычайном поведении листочков электроскопа

– Я беру, товарищи, тот же маленький электроскоп и электризую его тем же способом, каким только что наэлектризовал его наш товарищ (см. зад. № 16). Его листочки разошлись, и вы говорите: электроскоп зарядился. Я хочу его разрядить и касаюсь пальцем его стержня. Листочки даже не шелохнулись от моего прикосновения. Заряд электроскопа не желает через мое тело перейти в землю. Что вы на это скажете, товарищи?

Мы были ошеломлены этим опытом.

Два дня понадобилось нам для того, чтобы разобраться во всех этих вопросах.

При небольшом расстоянии между стенками электроскопа и листочками или при очень сильной электризации стенок указанное в задаче № 16 явление наблюдается почти всегда. Наэлектризованные стенки бутылки находятся на таком небольшом расстоянии от листочков (или так сильно наэлектризованы), что сила притяжения их достаточна для того, чтобы притянуть к себе листочки. Таким образом, листочки расходятся не потому, что они отталкиваются друг от друга, а потому, что они притягиваются наэлектризованными стенками бутылки. Конечно, мы не можем назвать такой электроскоп заряженным, так как в его листочках и стержне находятся оба рода индуцированного электричества, еще вдобавок и полностью нейтрализуют друг друга.

Заранее, до опыта, никогда нельзя знать, какое явление вызовет электризация стенок бутылки. Однако чаще всего при нормальной величине электроскопа (диаметр 15 см) будет иметь место явление, указанное в задаче № 15, а при малых размерах электроскопа (диаметр 10 см) – явления, указанные в задаче № 16.

Листочки электроскопа не опускались от прикосновения пальцем к стержню (зад. № 17) потому, что стенки бутылки притягивают их к себе. Коснувшись пальцем стержня электроскопа, мы отвели из листочков положительное электричество. В данном случае электроскоп может быть назван заряженным.

Подобного рода опыты весьма разнообразны. В нашем кружке их было поставлено с электроскопом не меньше 20, но было бы неразумным утомлять читателя перечислением их. Если только читатель почувствует хоть некоторый интерес к вопросу, он невольно поставит сам себе или своим товарищам ряд новых вопросов и задач. Задача, предложенная самому себе и в конце концов решенная самим автором, стоит сотни задач, предлагаемых другими.

– Довольно опытов с электроскопом, – сказал председатель, – один наш товарищ уже давно просил меня дать ему возможность рассказать об одном его замечательном наблюдении.

– В одном из старых номеров журнала «Электричество», – начал наш товарищ, – я прочитал, что где-то в горах Америки открыто удивительное растение, названное Phytolacca Electrica, которое вырабатывает такие большие количества электричества, что, если коснуться его, ощущается даже легкий электрический удар, сопровождающийся искрой. Заинтересовавшись этим вопросом, я решил, что, может быть, и многие другие растения, а может быть, и все обладают способностью самостоятельной электризации, но только в более слабой степени. Мне казалось, что подметить эту электризацию удобнее всего по притяжению листьев к руке.

Как сейчас помню этот радостный для меня день, когда мне удалось, наконец, обнаружить электризацию дерева. Собиралась гроза. Я бродил по вершине высокого холма. Поднеся руку к ветке, я вдруг обнаружил отталкивание листочков от моей руки.

Однако меня изумили два наблюдения, о которых я вам сообщу в

Задаче № 18

Загадка листьев дерева

1. Как же могло случиться, что листья отталкивались от моей руки? Ведь какого бы знака ни был заряд в листьях, они должны были бы притянуться к моей руке и лишь после касания оттолкнуться. А этого-то и не было!