Мыльные пузыри - Бойс Чарльз Вернон - Страница 25

Это явление с успехом может быть показано большому количеству людей сразу, если пользоваться электрическим дуговым светом. Но прибегать к этому свету нет необходимости, если показывать эволюцию капли каждому зрителю отдельно. Тогда нужно только поместить бьющий фонтан на ярком фоне, таком, например, как небо, разбить струю на капли при помощи камертона или другим музыкальным звуком, как было описано, и затем смотреть на него через картонный диск, разделенный на равных расстояниях у его края на участки в 5–8 сантиметров ширины, с отверстиями между каждой парой участков диаметром в одну треть сантиметра. Вполне подходящим является картонный круг в 12 сантиметров диаметром с шестью равноотстоящими отверстиями, удаленными на 1,5 сантиметра от края. Диск приводится тем или иным способом во вполне правильное вращательное движение с такой скоростью, что камертон или натянутая струна, если пользуются ею, кажутся во время колебаний неподвижными или почти неподвижными, если на них смотреть через отверстие. Тогда можно будет видеть отдельные капли и вообще все, что описано на предыдущих страницах, но, кроме того, станет ясным еще и многое другое.

Это один из самых интересных опытов, и стоит потрудиться, чтобы добиться успеха. Картонный диск удобнее всего приводить во вращение при помощи маленького электродвигателя, питающегося током от нескольких аккумуляторов.

Скорость хода регулируется таким образом, чтобы она немного превышала необходимую; тогда желательную скорость легко получить слабым давлением пальца на конец оси.

Для этих опытов нужно сделать очень маленькое отверстие, в одну треть миллиметра диаметром. Для получения его Белль держал конец стеклянной трубки диаметром с гусиное перо в пламени паяльной трубки и все время вращал его, пока он почти совершенно не заплавился. Затем он внезапно и с силой дунул в трубку[17]. Из нескольких изготовленных таким образом трубок, наверное, хоть одна окажется пригодной. Рэлей обыкновенно приготовлял трубочки, прикрепляя к концу стеклянной или металлической трубки кусочек тонкого листка металла, в котором проделано отверстие требуемой величины, например кусочек свинца с отверстием, сделанным сломанной иголкой. Для получения надлежащего давления воды резервуар поднимают на высоту около четырех с половиной метров. Вода должна быть совершенно чиста и свободна от пыли и пузырьков воздуха. Этого можно достичь, пропуская ее через трубку, набитую фланелью, ватой или каким-либо иным фильтровальным материалом. Между фильтром и выводной трубкой должна находиться хорошая черная каучуковая трубка с внутренним диаметром около одной трети сантиметра и длиной около одного метра. Лучше брать воду не прямо от водопровода, а из резервуара, расположенного на высоте четырех с половиной метров. Если нет подходящей цистерны, можно просто воспользоваться ведром, поставленным вверху лестницы, с трубкой, доходящей донизу. Это имеет то преимущество, что высоту резервуара над выходным отверстием в случае надобности легко регулировать.

Устройство остальных частей аппарата очень просто. Нужно только натянуть и привязать вокруг конца трубки, около полутора сантиметров диаметром, кусок тонкой резиновой перепонки. Трубка, стеклянная или металлическая, может быть или укреплена на тяжелой подставке, тогда к ней может быть присоединена боковая трубка, или же она может быть открыта с обоих концов и удерживаться зажимом. Полезно приставить к открытому концу картонный рупор (рис. 46), если необходимо усилить звук, чтобы его могли одновременно слышать много людей. Сам же экспериментатор, чтобы улавливать слабые звуки, может провести от открытого конца к своему уху гладкую резиновую трубку в один или полтора сантиметра диаметром. При этом такие звуки, как тиканье часов, могут достигать оглушительной силы.

Эти опыты также нужно производить с большой осторожностью, потому что эфир, подобно сероуглероду, легко воспламеняется. Бутылку с эфиром никогда не следует подносить близко к огню. Если пролить большое количество эфира, то тяжелые пары могут потечь по полу и достичь огня даже на другом конце комнаты. Наполнить сосуд парами эфира можно, наливая его на кусок пропускной бумаги, лежащий на уровне края сосуда. Для сосуда в четыре- пять литров требуется очень небольшое количество эфира, примерно половина винного стакана. При неспокойном воздухе пары рассеиваются очень быстро. Пустить пузырь плавать на поверхности тяжелого пара нетрудно. Через пять или десять секунд его можно удалить при помощи маленького легкого кольца с рукояткой, причем кольцо должно быть предварительно смочено мыльным раствором, но на нем не должно быть мыльной пленки. Если поднести такой пузырь к пламени, поставленному на близком расстоянии, он сразу вспыхнет. Если пламя свечи находится достаточно высоко над сосудом с эфиром, то без особого риска свечу можно ставить и не далеко от сосуда. Чтобы показать горение пара эфира, можно воспользоваться той же широкой трубкой или ворсинкой, которая применялась для задувания свечи мыльным пузырем. Грушевидная форма отягченного парами эфира пузыря после десяти- или пятнадцатисекундного пребывания его в эфире хорошо видна по удалении пузыря с поверхности пара эфира, но, чтобы заметить вытекающий из него пар, нужно при помощи сильного источника света отбросить тень его на экран.

При этих опытах наряду с хорошим раствором важнейшее значение имеет трубка. Обыкновенная трубка для этой цели не пригодна. В качестве мундштука подходящей будет стеклянная трубка около 8 миллиметров диаметром. Если пользоваться только такой трубкой, согнутой близ конца под прямым углом, то накопляющаяся влага будет время от времени стекать на пузырь, который, конечно, будет лопаться. Сам я изготовил для себя трубку, изображенную на рис. 71 в половину своей величины, и я не думаю, чтобы ее можно было еще усовершенствовать.

Рис 71.

Кто не умеет выдувать из стекла необходимые приборы, тот может сделать себе подобную трубку с помощью пробок, как показано на рис. 72.

Рис. 72.

Она тоже хороша, но не так красива и удобна.

При сталкивании двух пузырей, чтобы показать, что между ними нет действительного касания, надо избегать соприкосновения одного пузыря с кольцом, или висящей каплей жидкости, или вообще с какой-нибудь выступающей частью другого, что может разрушить оба пузыря. Сила удара имеет предел, который укажет нам собственный опыт.

При продавливании пузыря сквозь кольцо, меньшее чем он сам, с помощью натянутой на другое кольцо мыльной пленки важно, чтобы пузырь был не слишком велик, хотя величина его все же может превысить наши ожидания. Заставить пузырь перейти вверх уже труднее из-за висящей внизу его капельки жидкости, которую не так легко удалить совершенно.

Чтобы выдуть один пузырь внутри другого, сначала нужно выдуть на нижней стороне горизонтального кольца пузырь величиной с апельсин. Затем к этому пузырю надо подвесить легкое проволочное кольцо, чтобы слегка изменить его форму. Для этой цели алюминиевые кольца слишком легки, поэтому нужно или взять кольцо из более тяжелого металла, или к рукоятке кольца прикрепить маленький груз. Кольцо должно быть настолько тяжелым, чтобы стороны пузыря составляли тридцать или сорок градусов с вертикальной линией, где они встречают кольцо, как показано на рис. 54. Смоченный конец трубки вводится внутрь через вершину пузыря, пока он не проникнет приблизительно на полтора сантиметра. Теперь внутри можно выдуть другой пузырь любого желаемого размера. При вынимании трубки медленное движение может испортить все дело, потому что оно будет приподнимать внутренний пузырь, пока он не встретится с наружным пузырем в одном и том же месте трубки. Это приведет пузыри в действительное соприкосновение. С другой стороны, резкое движение почти наверное вызовет слишком сильное нарушение равновесия. Быстрое и короткое движение — вот и все, что требуется. Рекомендуется, прежде чем пропускать трубку через нижнее кольцо, чтобы коснуться внутреннего пузыря и убрать с него тяжелую каплю, придержать кольцо другой рукой. Излишняя жидкость стекает тогда с обоих пузырей одновременно. При этом надо позаботиться, чтобы внутренний пузырь не касался кольца, а кроме того, чтобы трубка не проходила через ту область пузырей, где они очень близко подходят друг к другу. Чтобы удалить нижнее кольцо, нужно несколько оттянуть его, а затем слегка наклонить. Тогда оно начнет отделяться более легко, но в этот момент надо приподнять кольцо, чтобы его отделение не произошло слишком быстро, иначе последний толчок, когда пузырь покидает нижнее кольцо, может оказаться слишком сильным и пузыри не в состоянии будут ему противостоять.