Приложение
Оглавление

Author: Албычев П.В.  

Tags: физика  

Year: 1930

Text
                    П.  В.  АЛБЫЧЕВ
 ФИЗИКА
 НА  САМОДЕЛЬНЫХ
ПРИБОРАХ
 ОСУДДРСТВ1НИОГ  И'ЗДДТЕ  Л  Ь  СТО  О  1030


НАЧАТКИ НАУКИ '-а— == П. В. АЛБЫЧЕВ ФИЗИКА Н А САМОДЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ КНИГА Ш ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА * 1930 * ЛЕНИНГРАД
ОТПЕЧАТАНО в 1-й Образцовой типографии Госиздата. Москва, Валовая, 28. Главлит А-48782. А. 40. Гиз 31888. Зак. № 1478. Тираж 5.000 экз. 15% п. л.
ГЛАВА I. ЧУДЕСНЫЙ ЗАМОК. (ЭЛЕКТРОСТАТИКА.) 1. Книжка в желтой обложке. «Это было в один из скучных, осенних вечеров, когда лондонский воздух бывает сплошь пропитан влагой, сернистыми газами и мельчайшей угольной пылью из многочисленных фабричных труб лондонских предме¬ стий. Я сидел около ярко пылавшего камина. Из со¬ седней комнаты ко мне доносился тихий, мелодичный звон стеклянной лабораторной посуды, — это Холмс сидел за какими-то химическими анализами. Я думал о том, как хорошо, вероятно, теперь в стране Восходя¬ щего Солнца, в стране, где нет этих вечных туманов, где под ласковым небом почти круглый год одни цветы сменяют другие и где торжественно справляют празд¬ нества в честь цветущих растений... В передней про¬ дребезжал звонок. «Неужели опять к больному?» — с испугом подумал я и тотчас же представил себе уны¬ лые лондонские улицы, затянутые сеткой дождя. Через минуту в дверях показался Холмс. — Это пришли ко мне, — сказал он. — Если тебе интересно, я буду разговаривать в твоем присутствии. В комнату вошел человек лет^ЗО—32 с необыкно¬ венно бледным лицом. Он на мгновение как будто сме- I» з
шалея при виде двух, но потом, узнав Холмса, оче¬ видно, по портретам, часто появлявшимся в различ¬ ных журналах, направился к нему. — Я извиняюсь, сэр, что так поздно решился бес¬ покоить вас, — начал он. — Это пустяки, — ответил ему мой друг. — Ска¬ жите ваше имя и расскажите, что привело вас ко мне... — Простите, я даже не представился вам — меня зовут Вильямс. — Очень приятно, а это мой друг и биограф, док¬ тор Ватсон, — ответил ему с улыбкой Холмс, кивнув в мою сторону и придвигая ему кресло около меня. — Я приехал из графства Кент, где находится мой замок, — начал Вильямс. — Я недавно женился, тот¬ час же после свадьбы уехал на континент. Но все эти отели, музеи и глупые таскания по магазинам в конец измучили меня и жену, и мы решили осенью ехать до¬ мой, чтобы всю зиму провести вдали от столичной суто¬ локи, театров, визитеров, одним словом отдохнуть ду¬ шой и телом, а с весны заняться хозяйством. Но не тут-то было. Недели через две по приезде в имение у нас началось что-то неладное. Я не знаю уж, говорить ли мне, может быть, вам это покажется странным и нелепым, что интеллигентный человек в конце XIX века будет вас убеждать, что на этом свете существует не¬ чистая сила, — испуганно, не веря самому себе, про¬ говорил Вильямс, и тень смущения скользнула по его лицу. Холмс, сидевший с полузакрытыми глазами, как это он всегда делал, когда внимательно вслушивался в чей-нибудь рассказ, при последних словах открыл глаза, но в них не выражалось ни удивления, ни страха, пп насмешки. 4
— А вы пробовали принимать бром? — спросил он. — Не смейтесь, сэр, — устало махнув рукой, про¬ говорил Вильямс, — то, что творится в нашем доме, вижу не я один, это видят все, кому приходится жить со мной под одной кровлей. — Когда это на'чалось? — Началось это недели две тому назад. Однажды ночью я как-то долго зачитался, лежа в кровати. Ком¬ ната очень скудно освещалась одной свечей, стоявшей на ночном столике. Читал я не очень внимательно и обратил внимание па слабый треск, раздававшийся в комнате. Тогда я оставил книгу и стал прислуши¬ ваться. Не прошло и двадцати секунд, как на противо¬ положной стене вспыхнуло голубоватым блеском изо¬ бражение пятиугольной звезды. — Пентаграммы, — вставил Холмс, — эта фигура с древних времен является знаком тайных обществ. Дальше. — Я разбудил жену, но видение больше не повтори¬ лось. На другой день я думал, что это мне почудилось, и я не предпринял никаких шагов к выяснению этого вопроса. Но ночью повторилось тоже самое, и эту зло¬ вещую пятиугольную звезду видел не только я, но и моя жена. На другой день я тщательно исследовал ком¬ нату, но ничего не нашел. — Вы обратили^ внимание на противоположную стену? — спросил Холмс. — Ах, вы думаете, этот фокус был сделан с помощью проэкционного фонаря? — спросил Вильямс, — да и я в первый момент подумал об этом, но самое тщатель¬ ное исследование этой стены не дало никаких резуль¬ татов. На следующую ночь повторилось то же самое, и мы с женой, чтобы избежать тех волнений, какие свя¬ заны с появлением этой звезды, перенесли спальню в 5
другую маленькую комнату, всего с двумя окнами, но там оказалось еще хуже. В нашей новой спальне, ровно в полночь, лопнуло в окне одно стекло. Его звон привлек наше внимание. Через несколько мгновений в углу одного стекла появилась голубоватая искорка, и осколки от второго стекла повалились па землю. А через несколько мгновений уже ни одного стекла не осталось в наших окнах. Я вам не могу описать того ужаса, который охватил нас с женой, когда холодный осенний ветер, ворвавшись в окна, потушил пашу един¬ ственную свечу, и мы оказались во тьме. Крик жены разбудил прислугу и, когда внесли свет, жена лежала в обмороке. Обследование сада и комнаты вновь не привело ни к каким результатам. — Все? — Нет, не все. До сих пор чудеса происходили так, что они не задевали нас и происходили ночью. Вчера, желая рассеять жену и успокоиться сам, я попро¬ сил ее сыграть на рояле, но едва она прикоснулась к крышке инструмента, как-упала без чувств на пол. Когда она пришла в себя, то на все мои вопросы она отвечала: «Уедем отсюда, я не останусь ни минуты». Я тотчас же отправил ее к соседям, а сам пешком, чтоб не возбуждать ничьих подозрений, ушел на станцию. — Позвольте, а вы прикасались к роялю? — спро¬ сил Холмс. — Я? Да. — И что? — Но я ничего не видел. — И ничего не чувствовали? — Нет. — Ваш инструмент, надеюсь, стоит на стеклянных подставках? — Да. 6
— А чем обиты стены вашей спальни? — Шелковой парчей. — А в ней нет металлических нитей? — Есть, они идут на расстоянии двух, трех милли¬ метров одна от другой. — Так. А вы не заметили каких-нибудь проволо¬ чек, идущих вдоль деревянных переплетов рам? — Нет, не заметил, хотя, я должен сказать, я мало обратил на это внимания — Ах ты, противный мальчишка! — услыхал Петя над своим ухом пронзительный голос матери, — опять сидишь за своими Пинкертонами. Петя хотел было схватить книжку и пуститься наутек, но нападение было произведено слишком не¬ ожиданно: перед его глазами промелькнула яркая обложка, и книжка во мгновение ока очутилась в огне топившейся печки. — Опять из-за этих сыщиков будут жаловаться на тебя учителя, — звенел все тот же голос. Когда Петя сообразил, что произошло, его охва¬ тила такая досада за свою оплошность, за погублен¬ ную книжку, что он затеял такую жестокую полемику с матерью, что Евгений Петрович прибежал на этот шум из своей комнаты. — В чем дело? По какому поводу такая дискуссия? — Опять сыщика отобрала, — с усмешкой отве¬ тила Анна Николаевна. — И совсем не сыщика, а новую книжку о Шер¬ локе Холмсе, — ответил мальчик. — Да брось ты своих Холмсов, — вмешался Евге¬ ний Петрович, — будто уж они так интересны. — Конечно, интересно, — задетый за живое, отве¬ тил Петька. — В замке появляются звезды, окна ло¬ паются, до рояля дотронуться нельзя, а она в печку. 7
— Постой, ничего не понимаю, пойдем ко мне в комнату, растолкуй толком. В комнате у Евгения Петровича Петька рассказал очень толково ту часть рассказа, которую он успел про¬ честь. Евгений Петрович подумал немного и с ласковой улыбкой неожиданно спросил: — Похож я на сыщика? — Вы? — Ни капельки, — ходите с бородой, очки носите, не курите, какой же вы сыщик, да у вас и пи¬ столета нет, — отчеканил мальчик. — Ну хоть я и не похож по-твоему на сыщика, а все эти чудеса замка сэра Вильямса я тебе не только разгадаю, а даже, если захочешь, ты их будешь сам показывать своим приятелям. — Конечно, конечно, хочу. — Ну так завтра достань мне вот какие ма-. териалы. Возьми бумажку и запиши на ней еле-. дующее: 1. Несколько стеклянных пузырьков разных раз¬ меров. 2. Стеклянную трубочку из-под ванили. 3. Пробок. 4. Несколько соломинок. 5. Шелковых ниток. 6. Шелковый лоскуток. 7. Кусок проволоки. 8. Катушки из-под ниток. — Написал? — Написал. — Ну, завтра примемся за чудеса. Через минуту Петя сидел в чулане, на корточках перед ящиком, куда мать сваливала разный хлам, вы¬ шедший из употребления.
2. Туман начинает рассеиваться. На другой день Евгений Петрович, сидя у себя за столом, услышал возню и смущенное покашливание в углу комнаты, — это пробрался к нему Петя и вся¬ чески старался привлечь к себе его внимание; в руках у него были аптечные пузырьки, проволока, пробки и соломинки. — Это я, Евгений Петрович, — проговорил он сму¬ щенно. — Вижу; ну, иди, выкладывай, чего натащил. Отлично. Круглые пузырыш эти годятся. Так. На пер¬ вый раз кажись все. Ну, а теперь смотри в оба. Евгений Петрович вынул свою гуттаперчевую гре¬ бенку *, сургучную палочку и нарвал мелких бума¬ жек. Провел гребенкой по волосам, приблизил ее к бумажкам, те подскочили, прилипли к гребенке и через некоторое время упали на стол. Затем он потер сургучную палочку о свой суконный пиджак и проде¬ лал то же самое. — Это я знаю, — не выдержал Петя. — Вот видишь, сила эта, которая заставляет бумажки подскакивать к гребенке или сургучу, назы¬ вается электричеством, а те предметы, ко¬ торые благодаря трению приобретают способность притягивать к себе другие тела, называются наэлек¬ тризованными или заряженными элек¬ тричеством... Теперь, чтобы еще лучше показать тебе действие этой сипы, пойдем в кухню. В кухне Евгений Петрович открыл самоварный кран и пустил воду не особенно сильной струей; потер гре¬ бенку о волосы, поднес ее к водяной струе, и та, под 1 Гребенки делают из эбонита, который изготовляется из смолы гуттаперчевых или каучуковых деревьев. 9
действием электричества, изменила свое направление (рис. 1). Этот опыт был настолько поразителен, что Петя сначала ничего не мог вымолвить, потом достал свою гребен¬ ку, наэлектризовал ее и у него получи¬ лось то же самое. Затем наши при¬ ятели вернулись в комнату и сооруди¬ ли следующее. Ев¬ гений Петрович об¬ резал катушку из- под ниток, размяг¬ чил на огне сургуч, скатал из него круг¬ лую палочку и вста¬ вил ее в катушку. Затем согнул из проволоки крючок, накалил у него ко¬ нец на огне и вста¬ вил в сургуч. После этого вырезал из пробки 1 перочин¬ ным ножом шарик, вдел шелковинку в иголку, завязал на ней узел, проткнул иглой шарик, продернул иголку до узелка, а затем выдернул иголку. Шарик этот он повесил на крючок (рис. 2). 1 Эти шарики лучше делать пз бузинной сердцевины пли мякоти подсолнечника. Гис. 1. Изменение направления водя¬ ной струи под влиянием электрических зарядов. 10
Затем наэлектризовал гребенку и поднес ее к ша¬ рику, шарик, как и бумажки, притянулся, а затем от¬ скочил; а так как гребенка у Евгения Петровича была хорошо натерта, то сколько он пи старался гребенку приблизить к шарику, это ему не удавалось. Походило на то, что шарик боится гребенки. Пете это понрави¬ лось, и он сам несколько раз проделал то же самое. — Ну, а теперь давай по¬ строим два одинаковых прибора. Делай то же, что буду делать и я. Для этого опи выбрали две одинаковых склянки 12—15 сан¬ тиметров вышиной, подобрали к шш пробки; обрезали два куска проволоки, каждый в 50 санти- .метров длиной, согнули его по¬ полам и вставили их обоими кон¬ цами в подобранные к склянкам пробки, затем свободные концы загнули так, как это показано на рисунке (рис. 3). После этого взяли оба по соломинке по 10 сантиметров длиной, про¬ дернули с помощью иглы через их средины шелковинки с узелками для того, чтоб соломинки не скользили по нитке, а затем привязали оба конца шелковинок к крючкам, как это вы видите на рисунке. Когда оба прибора были готовы, Евгений Петрович наэлектризовал гребенку и коснулся ею одной соло¬ минки. Соломинка сначала подскочила к гребенке, а затем отвернулась от нее. — Посмотри, Петя, соломинка наша наэлектри¬ зовалась, как шарик, — сказал Евгений Петрович, Рис. 2. Гертикальный электрический маят¬ ник. И
стараясь еще раз прикоснуться гребенкой к соломинке, но та упрямо отворачивалась. — Вот видишь, я эту соломинку не подвергал тре¬ нию, я только прикоснулся к ней наэлектризованной гребенкой, а посмотри, какое действие она окажет на твою соломинку, — сказал Ев¬ гений Петрович и, взяв при¬ бор, сделанный мальчиком, приблизил к своему прибору. Соломинки тотчас же повер¬ нулись друг к другу, косну¬ лись и затем отвернулись в разные стороны. — Сердишься, — прогово¬ рил Петька, стараясь прибли¬ зить конец своей соломинки к соломинке Евгения Петро¬ вича, но они упрямо отвора¬ чивались друг от друга. — Почему же она сердит¬ ся? — с улыбкой спросил его Евгений Петрович. Мальчик молчал. — Да очевидно тут та же причина, из-за которой она сердится и на гребенку. Но заметь, гребенку я элек¬ тризую трением, а эти наэлектризованы тем, что я только прикоснулся к одной из соломинок наэлектри¬ зованной гребенкой. Значит, сообщить заряд какому- нибудь телу, помимо трения, можно и прикосно¬ вением наэлектризованного тела. Понял? — Понял, — ответил мальчик, возясь с приборами. — Евгений Петрович, а когда мы прикасаемся гре¬ бенкой к шарику, то значит он от этого электризуется? Г пс. 3. Электрический маятник. 1>
— Ну, конечно, — ответил Евгений Петрович. Петя в это время наэлектризованной гребенкой прикоснулся сначала к одной, а потом к другой соло¬ минке и сблизил их. Они еще упрямее стали избегать друг друга. — А вот посмотри, что будет сейчас, — сказал Евгений Петрович, все время внимательно наблюдавший за мальчиком. И наэлектризовав одну соломинку гребенкой, а другую стеклянной трубкой из-под ва¬ нили, наэлектризованной трением о шелковый лоску¬ ток, он сблизил соломинки. Тс быстро притянулись друг к другу. — Вот видишь, Петя, — заговорил он, повторяя опыт, — если мы зарядим обе соломинки от одного и того же наэлектризованного тела, ну, положим, от гребенки, то соломинки отталкиваются друг от друга, если же мы зарядим одну от гребенки, а другую с по¬ мощью стекла, то они притягиваются. Значит суще¬ ствует как будто бы два рода электричества — одно смоляное, от гребенки, а другое стеклянное — от сте¬ клянной палочки. Одно люди условились называть положительным (стеклянное), а другое отри¬ цательным (смоляное). Из только-что произве¬ денного опыта мы видим, что тела, заряженные одно¬ именным электричеством (например, то и другое положительным или то и другое отрицательным), от¬ талкиваются друг от друга, а тела, заряженные раз¬ ноименным электричеством (одно положитель¬ ным, а другое отрицательным), притягиваются друг к другу. Вот проверь теперь все это сам на опыте. Мальчик повторил опыт, и, действительно, обе со¬ ломинки, заряженные наэлектризованной гребенкой, отталкиваются друг от друга; то же самое происходит, если они обе заряжены стеклянной палочкой. Если же 13
одна соломинка заряжена от гребенки, а другая от палочки, то они обе притягиваются друг к другу. — Теперь я понимаю,— заметил мальчик, — почему у нас бузинные шарики и бумажки отскакивают от гребенки. — Ну, почему? — Да потому что, прикоснувшись к гребенке, они наэлектризовываются тем же элек¬ тричеством, какое имеется на ней. — Совершенно верно, зарядив¬ шись одноименным электричеством с гребенкой, шарики поэтому и отталкиваются от нее. На основании этого свойства наэлектризованных тел — давай-ка построим вот какой прибор, — сказал Евгений Петро¬ вич, и построил точно такую же подставку, какая изображена на втором рисунке. Только вместо крючка он вставил проволоку, оканчивающуюся петелькой. Затем вырезал тоненькую ленточку из папиросной бумаги1 и осторожно наклеил ее па проволоку так, как это показано на рисунке (рис. 4). — Назовем этот прибор электроскопом, — сказал Евгений Петрович, когда прибор был окончен. — Правда, в физических кабинетах его делают иначе. Но для нас и этот хорош, да он, пожалуй, по сво¬ им качествам и ис уступит покупному, — проговорил Евгений Петрович, берясь опять за гребенку. I ис. 4. Простейший электроскоп. 1 Если у вас есть сусальное золото, то эту ленточку лучше вырезать из этого золота. 14
— Если я сообщу этому прибору какой-нибудь электрический заряд, то часть этого заряда получит и подвижной язычек, и, конечно, поэтому он оттолкнется от проволоки. Он отклоняется от проволоки тем дальше, чем больше заряд. Видишь, как он отклоняется и, мало того,"— когда я уберу гребенку, он останется почти в том же положении. — А долго он так продержится? — спросил мальчик. — Нет, не особенно, электричество утечет. Утечет оно через воздух, особенно если воздух сырой, влаж¬ ный, вот поэтому-то опыты по электричеству можно производить только в сухую погоду, в сухой комнате, с хорошо высушенными приборами; в противном слу¬ чае ничего, кроме разочарования, ты не получишь. Ты, вероятно, не обратил внимания, что мы все наши опыты производили на стеклянных и сургучных под¬ ставках. — Нет, Евгений Петрович, я обратил на это вни¬ мание, но я думал, что вы делаете так потому, что это очень удобно, — ответил мальчик. — Нет, тут удобство играет второстепенную роль. Вот давай зарядим электроскоп, а теперь прикоснись к верхней части прибора. Мальчик прикоснулся к проволоке, и листочек мо¬ ментально опустился. Евгений Петрович зарядил при¬ бор снова. — А теперь прикоснись стеклом, прово¬ локой, деревом, шелком, бумагой, сургучом. Если листочек опустится, ты заряди его снова и снова прикоснись следующим материалом. Мальчик проделал ряд заданных упражнений. — Ну как? Что у тебя получилось? — Когда* я прикасался железом, деревом, рукой, то листочек опадал, а когда — шелком, стеклом, 15
сургучом, то это на листочек не оказало никакого дей¬ ствия, — ответил Петька. — Вот поэтому-то материалы и разделяются на две группы, — ответил Евгений Петрович, — когда ты прикасался материалами первой группы, то ты раз¬ ряжал прибор, — уводил через эти предметы электри¬ чество в землю, а когда прикасался материалами вто¬ рой группы, т. е. шелком, стеклом и сургучом, то, оче¬ видно, тебе разрядить аппарата не удалось. Поэтому одни материалы называют проводниками, а другие непроводниками или изолято¬ рами... Вот потому, что стекло и сургуч являются изоляторами, я просил тебя достать стеклянных пу¬ зырьков; если бы мы сделали какие-нибудь деревян¬ ные или железные подставки, то из наших опытов ни¬ чего бы не вышло. Петя молчал, он, видимо, о чем-то мучительно ду¬ мал, потом не выдержал и спросил: — Где, Евгений Петрович, вы научились все это делать? — Видишь ли,—ответил Евгений Петрович, — я рос сиротой, в бедной, бедной семье, игрушки я видел только в витринах больших магазинов, а играть все же хотелось, вот я и мастерил их себе сам, — закончил тихо Евгений Петрович. Помолчал немного и затем так же, как мальчик, нерешительно спросил его. — Скажи, Петя, а твоим товарищам дарят игрушки? — Да, у Дони есть паровоз, волшебный фонарь, а Жоржу недавно дядя подарил настоящий фотогра¬ фический аппарат, — закончил он с восторгом, точно это у него самого был и паровоз, и аппарат, и волшеб¬ ный фонарь. Евгений Петрович нервно теребил бороду и молчал, но потом не выдержал и тихо спросил. 16
— А скажи, Петя, вот этот хлам, который мы сей¬ час настроили с тобой, ты бы променял на те игрушки? Петя перевел глаза свои на стол, потом на Евгения Петровича, потом опять на стол, затем собрал все свои новые электрические игрушки и, выходя из комнаты, уже ь дверях ответил. — Нет, эти игрушки я не променял бы даже на кинематограф. 3. Электрическая машина. Целую неделю после этого вечера Петя, придя из училища, пилил, строгал, клеил и ’т. д. — одним словом развил самую энергичную деятельность. По словам Евгения Петровича стеклянная, сургучная па¬ лочка или гребенка дают слишком ничтожные заряды электричества. Гораздо большие заряды дает так на¬ зываемая электрическая машина, которую мальчик и мастерил под руководством Евгения Петровича. Для этого он прежде всего достал цилиндрическую бутылку из-под виноградного вина, приставил к ее дну большой гвоздь, ударил резко по нему молотком, бутылка от этого не раскололась, только в самом дне образовалась маленькая дырочка неправильной фор¬ мы; добавочными ударами молотка по гвоздю он расши¬ рил эту дыру до 2 — 3 сантиметров в поперечнике. Затем вставил в бутылку круглую палочку, плотно за¬ крепил ее в отверстии с помощью колышков, клея и сур¬ гуча, а со стороны горлышка из дощечки и круглой палочки сделал ручку (рис. 5). Затем взял толстую доску (2—3 сантиметра) и вы¬ пилил из нее лобзиком две стойки (размеры даны на рис. 6, причем выемку в первой стойке он сделал с таким расчетом, чтобы в ней помещалось горлышко бу¬ тылки, а круглое отверстие во второй стойке — по ве- 2. Фшеыи на самодельных приборах. 17
личине оси, на которую насажена бутылка). Далее из такой же доски он сделал подставку для машины около 35 сантиметров длиной и 20 сантиметров шириной. За¬ тем, поставив стойки на подставку и поло¬ жив на них бутылку, наметил карандашом на доске, где должны быть укреплены стой¬ ки и какой величины Гис. 5. Ручка электрической должны быть для них машины. отверстия в подставке. Пропилив лобзиком эти отверстия, он вставил в них без клея стойки и, вло¬ жив в них бутылку, приступил к постройке так назы¬ ваемой подушки машины. Для этого он взял две до¬ ски, одну в 1 сантиметр толщиной, а другую в 2—3 миллиметра. Из толстой он вырезал дощечку 15 сантимет¬ ров длиной и 8 санти¬ метров шириной, а из тонкой — 17 сантимет¬ ров в длину и 10 в ширину. Затем, поло¬ жив толстую на тон¬ кую так, чтобы со всех сторон осталось по сантиметру, прибил ее гвоздиками. Затем на верхнюю часть толстой доски наложил ваты, стриженой бумаги, покрыл все это кожей и прибил маленькими гвоздиками к тол¬ стой доске так-, как это показано на рисунке Гггс. 6. Стойки электрической машины. 18
(рнс. 7). Эту подушку он слегка смазал салом, а на сало натер цинковой 1 амальгамы. .Амальгаму он при¬ готовил так: от цинковой коробки из-под охотничьего пороха натер с помощью напильника опилок и, опу¬ стив их в большую каплю ртути, дал постоять этой смеси некоторое время. Цинк растворился в рту¬ ти и образовал блестящий осадок — это и есть амальгама. Когда таким образом подушка была готова, он под* сунул се под бутылку 2 и карандашом отметил на подставке ее поло¬ жение. Сняв все с подставки, он взял две пробирки из-под проявителя И но Гис. 7. Подушка машины, их величине сделал на подставке два круглых отверстия на расстоянии 10 сантиметров одно от другого, расположив их вдоль длинной стороны подушки, и отступя от последней па 1 сантиметр к краю подставки. Когда и это было сделано, он приступил к сборке, или монтировке, машины. Прежде всего на винты он прикрепил подушку на отмеченном карандашом месте, затем на клей прикрепил стойки к подставке, вставил в них бутылку и на открытую стойку навинтил же¬ стяную пластинку, как показано на рисунке (рис. 8). Затем он вставил без клея пробирки в их круглые 1 Можно свинцовую. а Вышина подушки должна быть такая, чтобы бутылка во всех положениях на оси нлотпо прилегала к амальгамированной коже; если при повороте бутылки вокруг осп замечается, что между ней и подушкой появляется промежуток, нужно увели¬ чить вышину подушки, подложив ваты. а* 19
отверстия. Далее на жести 1 он с помощью шипа на¬ рисовал тот зубчатый контур, который показан у нас Гис. 8. Способ прикрепления бутылки к открытой стойке. на рисунке (рис. 9), а затем вырезал его толстыми ножницами, просверлив предварительно дрелью (можно подставке. Для этого из куска проволоки в 70 сантиметров он согнул букву П (на расстоянии 10 сантиметров одна ножка 1 Для этого можно воспользоваться банкой из-под кофе или консервов. Разрезав банку, нужно ее молотком как следует выправить на чугунной плите. и шилом) дца круглых отверстия на выступах. Рис. 9. Кондуктор для собирания электрических зарядов. Закончив эту часть, носящую название гре¬ бенки, он приступил к прикреплению ее на 20
от другой), затем, отступя на 10 сан¬ тиметров от вер¬ ха, согнул нож¬ ки под прямым углом (рис. 10). Эго проволочное сооружение он с помощью пробок укрепил в про¬ бирках. Затем на шелковинке под¬ весил гребенку над бутылкой так, чтобы гребенка своими остриями чуть - чуть каса¬ лась бутылки (см. чертеж 11, на котором представлена машина в собран¬ ном виде. На чертеже буквами указаны ее главные части: А — бутылка. в — деревянная руч¬ ка для вращения бу¬ тылки. В — открытая стой¬ ка с жестяной планоч¬ кой вверху. Е — стойка с круг¬ лым отверстием. I) — подушка. К — стеклянные пробирки. Гис. 10. Проволочная стойка для гребенки. 21
М — проволочная подставка, на которой с по¬ мощью шелковых нитей висит гребепка. То же самое представлено и на фотографии 1 (рис. 12). С прикреплением гребенки Петя возился уже ночью. Закончив эту работу, он тотчас же торжественно от¬ правился с машиной к Евгению Петровичу. — Чудесно! — по¬ хвалил тот Петину ра¬ боту, внимательно ос¬ мотрев машину. — Все опыты, ко¬ торые мы с тобой дела¬ ли, пользуясь заряда¬ ми от сургуча, стеклян¬ ной палочки и гребен¬ ки, значительно лучше выходят от этой маши¬ ны. А ну-ка посмотрим. Евгений Петрович повернул за ручку песколько раз бутылку и затем быстро приблизил палец к гре¬ бенке. Послышался треск. Затем он погасил свет и начал в темноте вращать бутылку. На каждом острие гребенки вспыхнули ма- 1 Если кто-нибудь на читателей захотел бы ностроить более мощную машину, то ее можно сделать с двумя подуш¬ ками: одну из них укрепить неподвижно на подставке, а .вто¬ рую, верхнюю (рис. 13), прикрепить к доске с двумя выступами на узких краях, которыми она вставляется в щели на высо¬ ких стойках. Для то 14) чтобы верхняя подушка надавливала на бутылку, ее следует четырьмя пружинами или тугими ре¬ зиновыми шнурами притянуть к нижней подставке. Для такой машины делаются две гребенки; они укрепляются в горизон¬ тальном'положении по обеим сторонам бутылки и проволоч¬ ной скобкой соединяются с общим кондуктором. 22
лснькие, как ивановские червячки, голубоватые огоньки и держались все время, пока Евгений Петрович вра¬ щал рукоятку. Мальчик, пораженный, молча смотрел иа свое со¬ оружение. Евгений Петрович зажег свет, сходил в переднюю, надел калоши, вернулся в комнату и, слегка прика¬ саясь рукой к гребенке, заставил мальчика вращать машину. Петя изо всех сил вертел свою бутылку и уж начал было уставать, как услышал команду: «стоп», и мальчик остановился. Евгений Петрович со словами: — Гис. "13. Электрическая машина. вот получай одну из разгадок таинственного замка,— быстро поднес свой палец к носу мальчика. Петя ясно видел, как из пальца выскочила искра и больно уколола его в нос. Он даже вскрикнул от неожидан¬ ности. — Ты помнишь последние вопросы Шерлока Холмса? — спросил Евгений Петрович, с улыбкой глядя па мальчика. — Помнишь, он спросил сэра Вильямса, а не по¬ чувствовала ли что-нибудь его жена, когда она дотрону¬ лась до рояля. И помнишь, он еще перед этим спросил, стоит ли рояль на стеклянных подставках. Нети соображал цовидимому туго и вопроси¬ тельно молчал. 23
— Рояль на стеклянных подставках, как и я в ка¬ лошах (ведь ни стекло, ни резина не пропускает эле¬ ктричества), были заряжены электричеством; когда жена Вильямса прикоснулась к роялю, заряд через нее убежал в землю, она, почувствовав сотрясение, так перепугалась от неожиданности, что свалилась на пол. Ее муж осматривал потом рояль, следова¬ тельно прикасался к нему, но ничего не почувство¬ вал потому, что в инструменте не было уже за¬ ряда. То же самое и здесь, прикоснись ко мне еще раз и ты уже ни на какие неприятности не нарвешься - - твой нос уж разрядил меня, — закончил он с улыбкой. — А другие чудеса? — спросил маль¬ чик после небольшой паузы. — Ну, брат, не все сразу. Сегодня спать, а завтра может быть разгадаем и остальное. 4. Разгадка чудес. На другой день было воскресенье. Паши герои с утра были дома и сидели уже за работой. Сначала они построили прибор, который Евгений Петрович наз¬ вал лейденской банкой. Для этого он взял цилиндрическую бутылку, заставил Петю оклеить ее свинцовой бу¬ мажкой немного более, чем на две трети высоты. Затем они подобрали пробку, Гис 14 Лей заткнУли ею банку и, просверлив в ней денская'банка. шилом отверстие, вставили до дна банки обрывок проволоки в 25 сантиметров длины и загнули его, как показано на рисунке (рис. 14). Потом взяли испорченное негативное стекло (6x9 см), смыли светочувствительный слой и на- 24
клеили на него синдетиконом полоски свинцовой бу¬ маги в таком порядке, как это показано на рисунке (рис. 15). И когда клей хорошо подсох, Евгений Пет¬ рович очень острым ножом по линейке разрезал свин¬ цовые полоски так, что из разрезов образовалась пяти¬ угольная звезда. Затем из сургуча и проволоки сделали еще один при¬ бор, который Евгений Петрович назвал разрядником (рис. 16). Его устройство так несложно, что мы опускаем его описание. Рис. 15. Электрическая иллюминация. Рис. 16. Гаврядник. Покончив с приборами, Евгений Петрович взял машину, лейденскую банку, пластинку со звездой, раз¬ рядник и листочек бумаги (10 X 15 см), положил все это на теплую печку и оставил там приборы просушиться. Ночью, когда приборы просохли, приступили к опытам. Сначала Евгений Петрович налил в лейденскую банку воды с щепоткой соли и, ополоснув внутрен- 29
ность банки, вылив воду, поставил пробку с крючком на прежнее место. Затем приставил банку к машине и соединил проволокой гребенку машины с крючком, а другой проволокой—подушку с наружной оклейкой банки. Пустили машину в ход. — Видишь ли, Петя, — говорил Евгений Петрович,— теперь, когда ты вертишь машину, наша банка заря¬ жается электричеством. Внутрь банки от гребенки те¬ чет электричество положительное, а на наружную об¬ кладку от подушки отрицательное. Хотя наша банка и не изолирована от стола, однако отрицательный за¬ ряд не течет в землю, потому что он притягивается внутренним положительным зарядом. Помнишь, как это было с соломинками, заряженными разноименным эле¬ ктричеством. Теперь стоп! — сказал Евгений Петрович по прошествии минуты вращения машины. — Возьми одной рукой банку за обкладку, а дру¬ гой прикоснись к крючку. Петя прикоснулся и тотчас же испуганно отдер¬ нул руку; между пальцем и крючком промелькнула искра, и он почувствовал сотрясение в руках. — Наша банка разрядилась, т. е. положительный заряд через твое тело проскочил к отрицательному. Сотрясение, которое ты почувствовал в руке, можно увеличить, если сделать руки еще более проводимыми; для этого их нужно слегка смочить водой. Но это ты сделаешь как-нибудь потом, а теперь нам нужны пока сухие приборы, Ну, давай еще зарядим банку. В этот раз вертел уже сам Евгений Петрович и вертел довольно долго, потом быстро взял листочек бумаги, разрядник, и, прикоснувшись одной его нож¬ кой к наружной обкладке, другую стал приближать к крючку, поместив между ними, предварительно, ку- 26
сочек сухой бумаги. Между ножкой разрядника И крючком банки промелькнула искра. — Вот здесь, Петя, видишь маленькую дырочку,— сказал Евгений Петрович, показывая мальчику бу¬ мажку на свет. — Вижу, — ответил тот. — Бумага, видишь ли, дурной проводник электри-. чества, и вот разноименные заряды, чтобы им добраться друг до друга, просто -на-просто пробили бумаж¬ ку... Так же и в твоем знаменитом замке, где по мыс¬ ли автора к стек¬ лам в окнах были проведены прово¬ локи от лейден¬ ской банки и от разрядника, и раз¬ ряды очень боль-, шой, мощной ма¬ шины сломали Г ис. 17. Г пыт с электрической иллюмина- стекла, столь на- пугавшие чету Вильямс. Наша машина, конечно, слишком слаба истек¬ ла ей не пробить... Теперь давай произведем разряд че¬ рез наш последний прибор. Вот присоединим его прово¬ лочками к лейденской банке и верти машину (рис. 17). Евгений Петрович потушил свет, а мальчик начал вращать машину. По прошествии некоторого времени, на пластинке начали на местах прорезов вспыхивать голубоватым светом искорки, образуя своим располо¬ жением таинственную пентаграмму. 27
— Это явление носит название электриче¬ ской иллюминации. Вот точно таким же образом появлялись звезды и в замке графства Кент.Там, помнить, стены были обиты шелковой парчей с ме¬ таллическими нитями. Очевидно эти нити кем-то, по вымыслу автора, были разрезаны в некоторых местах и затем по ним также пропускались, от скрытой ма¬ шины, электрические разноименные заряды, которые, разряжаясь через воздух, как и у нас, светились, образуя страшные пентаграммы. Если бы твоему сэру Вильямсу господин автор дал хотя бы самое скром¬ ное образование, он, как видишь, разгадал бы вес чудеса, не выезжая в Лондон, на Бэкер-Стрит. Но он, очевидно, не был знаком с самыми простыми электри¬ ческими явлениями. Так говорил Евгений Петрович, а мальчик, увле¬ ченный появлением и исчезновением таинственной звезды, все продолжал вертеть свою машину, пока Евге¬ ний Петрович не зажег свет. — Петя, а мама сожгла чью книжку? — спросил он. — Жоржкину. Я взял се па один вечер. Евгений Петрович достал 20 копеек и, передавая их Пете, сказал. — Завтра же купи книжку и отдай Жоржу. 5. Конец книжки в желтой обложке. ...«На другой день Холмс вместе с доктором Ват¬ соном неслись на курьерском поезде в графство Кент»,— читал мальчик в купленной книжке, забившись в укромный уголок, где его не могло найти недреман¬ ное око матери. Далее он узнал, как Холмс добрался до замка четы Вильямс, как он переодевался, гримировался и во¬ обще пустил в ход все свои излюбленные приемы, 26
чтобы не быть узнанным; как он исследовал замок с помощью лупы и микроскопа; далее рассказывалось, как он в тех комнатах, где происходили чудеса, отыскал чрезвычайно остроумно скрытые провода, по которым пускалось электричество к оконным стеклам, шелко¬ вой парче и к ножкам рояля. Одним словом, в книжке было описано все то же, что говорил Евгений Петрович. Далее говорилось о том, как по проводам он нашел и самую машину большой мощности и, наконец, было подробно описано, как Шерлок выследил и арестовал шайку преступников, желавших выжить Вильямса из этого уединенного замка, очень удобного для осуще¬ ствления фантастически-адских планов... — Глупости, — подумал мальчик зевая. Евгений Петрович снял покровы чудесного с этого рассказа, и его конец пе произвел на мальчика ника¬ кого впечатления. Когда Евгений Петрович встретил своего юного друга, он не преминул его спросить о книжке. — Ну что, не утерпел? Прочитал всю книжку до конца? — Прочитал, — сознался Петька. — Ну и что же, чудеса в твоем замке были те же, что и у нас с тобой? — Да, только, Евгений Петрович, там машина как будто не та, какую мы с вами построили. — А не помнишь как она называется? — Катушкой, — ответил мальчик. — Катушкой Румкорфа? — Да, да! Приятели помолчали. Мальчику хотелось задать вопрос Евгению Петровичу, а тот выжидательно смо¬ трел на него и знал, что у того на уме. Наконец Петя не выдержал. 29
— А как она, Евгений Петрович, построена? — Очень просто,— ответил тот,— но об этом мы с тобой будем разговаривать в другой раз. 6. Заколдованные цветы. Таинственна л сила, с которой мальчик познако¬ мился в чудесном замке из графства Кент, покорила и увлекла его на путь исследований. Г1етя снова сидел в своей «лаборатории», перед ним лежала старинная книга, на столе стояла электрическая машина и целый ряд уже зна¬ комых нам приборов, кроме одного, с которым мальчик производил опыт. Прибор этот представлял собой следующее: на подставке из квадратной фанерной доски (6 см X 6 см) в средине была укреплена ка¬ тушка из-под ниток со встав¬ ленной в нее сургучной палоч¬ кой, в ней был укреплен про¬ волочный стерженек с пробкой наверху. К этой пробке из разноцветной папиросной бу¬ маги были прикреплены узень¬ кие ленточки, которые при электризации расходились в разные стороны, образуя какую-то невиданную волшебную мимозу-недотрогу. При легком прикосновении к проволочной подставке, лепестки цветка опускались, и роскошный цветок пре¬ вращался в кисть беспорядочно наклеенных друг на друга листочков бумаги (рис. 18). Рис. 18. Заряженный элек¬ трический султан. 30
Очарованный этими видениями, мальчик узлек в свой сказочный замок и Евгения Петровича. — В первый раз, когда мы здесь были, мы не видели всего того, о чем говорится в этой книге, — сказал мальчик, указывая на книгу; на корешке ее было на¬ писано одно только слово: «физик а». — Конечно, нет, здесь столько чудес, что нехватит всей жизни, чтобы изучить их. Рис. 19. Прибор для доказательства распространения электри¬ ческих зарядов по поверхности проводника (слева вид прибора, справа тот нее прибор в заряженном состоянии). — Ну что же, тогда посмотрим хоть некоторые. Для этого построены были новые приборы. — Физика говорит, — сказал Евгений Петрович,— что электричество распространяется только по поверх¬ ности проводника. Евгений Петрович проволокой соединил новый при¬ бор с гребенкой машины (рис. 19). 31
Прибор представляет собой бумажную ленту (20 см X 8 см), укрепленную на трех проволочных стерженьках, вставленных в сургучные палочки, ко¬ торые в свою очередь были укреплены в катушках из- под ниток. На бумажной ленточке по обе ее стороны были наклеены тонкие полоски из папиросной бумаги. Мальчик привел машину в движение, и все бумаж¬ ные язычки оттолкнулись от бумажной ленты, к кото¬ рой они были прикреплены. После этого подставки прибора расположили так, что лента согнулась, образовав собою очертание бук¬ вы 8. Опять зарядили прибор электричеством—язычки снова отклонились, но не все; те, которые были внутри изгибов, остались в спокойном состоянии, но те, которые были на выпуклых местах, сильно откло¬ нились (рис. 19). Далее ленту расположили таким образом, что из ленты образовался почти полный круг. Зарядив прибор, наши исследователи увидели, что отклонились только наружные бумажки, те же, которые были прикреплены на внутренней поверхности ленты,— остались в спокойном положении. Опыт достаточно убедил, что электрический заряд растекается только по наружной стороне поверхности проводника. — Но этого мало, — сказал Евгений Петрович, придвигая к себе новый прибор, — помимо этого, ученые еще говорят, что плотность заряда во всех частях проводника неодинакова: в выступающих ча¬ стях заряд значительно плотнее, а если эти части за¬ острить, то заряд даже будет стекать с них. Вот этот прибор нас должен убедить в этом. Новый прибор был построен так: сначала была сде¬ лана подставка из фанеры, катушки из-под ниток сургучной палочки и проволоки, заостренной сверху 32
(описание этой подставки вам уже известно, поэтому мы ее опускаем). Затем из тонкой жести было вырезано колеско с шестью остриями, направленными в одну сторону (рис. 20). В центре его острым гвоздем было пробито (не насквозь) углубление, которым колеско надевалось на острие проволочки. Чтоб колеско устойчивей дер¬ жалось на острие, его лучи с остриями были слегка отогнуты вниз. Когда петельку под¬ ставки соединили с гре¬ бенкой машины, а пос¬ леднюю привели в дви¬ жение, колеско качну¬ лось и стало медленно . вращаться в сторону, противоположную ост¬ риям. — Как Сегнерово ко¬ лесо, — заметил маль¬ чик. — Совершенно вер¬ но,—электричество, сте¬ кая с острий, оказы¬ вает давление в про¬ тивоположную сторону на колеско, и оно движется. При больших зарядах это течение электричества с острий бывает настолько значительно, что на них появляется колеблющееся го¬ лубоватое пламя. Ты уже вероятно слыхал, что по¬ верхность земли по тем или иным причинам всегда заряжена электричеством, но случается так, что этот заряд истекает в воздух через остроконечные башенные шпицы, через верхушки мачт и т. д. Эти разряды также Рис. 20. Электрическая мельница, или франклиново колесо. 3. Физика ва < амолелъяых приборах. 88
сопровождаются свечением, — это явление давно уже было замечено и получило название огней св. Эльма. Облака также заряжаются электричеством, обычно раз¬ ноименным с землей; понятно, оба заряда и стремятся друг к другу во время грозы. Эти разряды мы наблю¬ даем в виде молнии. Теперь мы уже знаем, что молния есть не что иное, как электрический разряд, происходящий или между разными слоями облаков, заряженных разноименными зарядами, или между облаками и землей, а было время, когда люди совершенно иначе объясняли это явление. Но уже в начале XVIII века подозревали, что это есть явление электрического свойства, доказать же это уда¬ лось только Франклину, который своим знаменитым опытом в июне 1752 года обессмертил свое имя как выдающийся исследователь электрических явлений. Вениамин Франклин, сын мелкого фабриканта мыла, прошел тяжелую трудовую школу. В детстве он был уче¬ ником на свечном заводе, долгое время работал в типо¬ графском деле, был в типографии управляющим и на¬ конец сделался владельцем собственной типографии. Франклин принимал деятельное участие в политиче¬ ской жизни нынешних Соединенных штатов Сев. Аме¬ рики, бывших в то время английской колонией, и много содействовал ее освобождению от английского владычества. Немало он способствовал и распростра¬ нению образования. Все это, как видишь, не поме¬ шало ему сделать величайшие открытия по электри¬ честву. Во время опытов с мощными зарядами лейден¬ ских банок Франклина поразило сходство их разрядов с молнией, и он сначала письменно изложил свои со¬ ображения по этому поводу и предложил кому-нибудь проделать опыт с заостренной металлической мачтой, 34
по которой атмосферный заряд мог бы быть низведен на землю. Предложение это было встречено насмешками и недоверием. Только Бюффон, французский ученый, бывший в переписке с Франклином, решился произвести этот опыт. Для этого он поставил в своем замке Монбар длинный остроконечный железный стержень, изоли¬ рованный у основания помощью смолы. Такой же прибор был затем построен другим фран¬ цузом Далибаром в Марли. Как-то раз в отсутствии Далибара случилась сильная гроза. Молодой человек, которому Далибар поручил свой прибор и наблюдение за ним во время грозы, приблизил к железному стержню металлическую палочку на стеклянной рукоятке, — между прутом и палочкой показались искры. Куаффье — так звали этого молодого человека—тотчас же позвал своих соседей, чтобы они посмотрели интересное явление. Спустя не¬ сколько времени Далибар прочел Парижской академии наук доклад об этом открытии, возбудивший всеобщий интерес. После этого и Бюффону удалось извлечь не¬ сколько искр из своего прибора. Но сам Франклин не был удовлетворен этим опытом, так как мачта в том и другом случае не достигала об¬ лаков, и электричество в ней по его мнению могло обра¬ зоваться каким-нибудь другим путем. Тогда «он при¬ думал такой опыт, которому вряд ли найдется другой подобный по необычайной смелости, красоте и убеди¬ тельности. Он сделал змей из шелковой материи, а к нему при¬ крепил металлическое острие. Дождавшись грозовой тучи, он с помощью своего сына запустил змеек. Когда последний поднялся в грозовую тучу, Франклин при¬ 35
вязал к шнуру шелковую ленту и за эту ленту держал змеек, спокойно ожидая появления искр из железного ключа, привязанного к шнуру. «Никто, — пишет об этом современник Франклина,—не решился бы так спо¬ койно сделать свою жизнь залогом уверенности в своей правоте». Он был уверен, что заостренный провод низ¬ ведет по пеньковому шнурку не разрушительную мол¬ нию, но спокойный и тихий разряд. Первоначально не обнаружилось никаких явлений, но когда начавшийся дождь смочил шнур, то послед¬ ний начал щетиниться, и из железного ключа посыпался сноп искр. Этими искрами была заряжена лейденская банка и с нею были затем проделаны все обычные опыты. Таким образом было установлено тождество между трескучей искрой электрической машины в наших ка¬ бинетах и гремящей молнией в великой лаборатории природы. Опираясь на опыты Франклина, в настоящее время в наших городах строят громоотводы. Для этого делают на крыше остроконечие, покрывают его золотом, или платиной, чтобы предохранить от ржавчины, соединяют его проволокой с землей или, еще лучше, с водой, для чего другой конец проволоки опускают в колодец. Про¬ волоку от здания тщательно изолируют. Тогда разряды атмосферного электричества проходят по этой прово¬ локе, не причиняя вреда самому зданию. Но если проволока будет недостаточно изолирована или где- нибудь будет порвана и тем самым нарушится связь остроконечия с землей, тогда громоотвод из спасителя может превратиться во врага и может наделать массу неприятностей. Когда это явление еще не было достаточно изучено, вот что произошло у нас в Петербурге в 1753 году, 36
т. е. на другой год после опыта Франклина. Был в это время в нашей Академии наук профессор физики Вильгельм Рихман. Этот профессор сильно заинтере¬ совался опытами Франклина и приступил к изучению атмосферного электричества. Для этой цели он воздвиг на крыше своего дома железный стержень, от которого провел провод к измерительному прибору, установлен¬ ному в физическом кабинете, и ежедневно измерял ко¬ личество зарядов атмосферного электричества. Во время одного из таких опытов 6 августа 1753 года во время сильнейшей грозы Рихман находился на довольно зна¬ чительном расстоянии от прибора, чтобы избежать больших искр, и ожидал момента, когда их можно будет измерить. Неожиданно вошел его помощник, и Рихман, сделав несколько шагов к нему навстречу, слишком приблизился к электрическому проводнику. Шар голубоватого огня, величиною с кулак, ударил его в лоб, и ученый упал мертвым. Эта необыкновенная смерть произвела сильное впе¬ чатление на современников. «Рихман умер прекрасною смертью, память о нем никогда не умрет» — сказал про своего сотрудника Ломоносов. — Почему же это случилось? — спросил мальчик, взволнованный повествованием. — Проводник от острия не был соединен с землей,— ответил Евгений Петрович, — стержень в лаборатории профессора упирался в изолированную скамейку, по¬ этому разряд произошел через тело Рихмана, что и послужило причиною его смерти. — Видишь, природа даром не открывает своих секретов, она требует, во-первых, труда, а иногда берет еще и жертвы. Ну, вот мы с тобой и закончили наши занятия с этим родом электричества, которое у физи¬ ков получило название статического. В заклю¬ 37
чение можно добавить, что все эти опыты и все наше знание дали возможность двигаться дальше по пути исследования электрических явлений. — Евгений Петрович, а ведь у нас есть еще один прибор. — Еще? Ну, давай его сюда. Прибор, изображенный на следующем рисунке (рис. 21), был построен таким образом: из проволоки, катушки из-под ниток, сургучной палочки и фанерной пластинки была сделана подставка при¬ бора. Затем наверху был прикреплен картонный кружок 6 см диаметром, оклеенный серебряной бумагой, а к про¬ волоке с одной стороны была прикре¬ плена узенькая полоска в 5 см длиной из сусального золота (для этого можно употребить тончайшую папиросную бу¬ магу). На верхний картонный кружок была положена (свободно без клея) стеклян¬ ная пластинка (можно взять от нега¬ тива) (4,5 смх6 см), а на нее новый картонный кружок такой же величины, к которому была приделана ручка из сургучной палочки. этот есть не что иное, как уже знакомый нам электроскоп, — сказал Евгений Петрович и, взяв сургучную палочку, потер ее сукном, прикоснулся ею к верхнему кружку — листочек отклонился, но как только Евгений Петрович убрал сургуч, листочек тотчас же принял отвесное положение. — Как видишь, заряда нет,— сказал он, — да его и быть не может, так как верхний кружок отделен от нижнего стеклянной пластинкой, по которой электри- Рис. 21. Прибор для опытов с электростатиче¬ ской индукцией. 38
честно, как тебе известно, не распространяется. А те¬ перь сделаем вот что. Евгений Петрович опять натер сукном палочку и, проводя ею по верхнему кружку, в то же время кос¬ нулся пальцем нижнего кружка и отнял руки от при¬ бора, — листочек совершенно спокойно относился к происходящему. — А теперь смотри! Евгений Петрович взял верхний кружок за сургуч- ную ручку и снял его со стеклянной пластинки, тот¬ час же листочек золота, как на пружине, отклонился от подставки. — Объясняется это так: когда я заряжал электри¬ чеством верхний кружок сургуча, т. е. отрицательным электричеством, в нижней части прибора образовались два небольших заряда, один положительный, а другой отрицательный. Положительный заряд притянулся, так как разноименные заряды притягиваются к верхней части прибора, т. е. к стеклянной пластинке, а отрица¬ тельный, как одноименный, стремился уйти подальше. Чтобы помочь ему в этом, я коснулся рукой нижней части прибора и увел его в землю, на подставке остался один положительный заряд, но он был притянут к верхнему кругу, где имеется заряд отрицательный. Но хотя они и притягиваются друг к другу, разряда произойти не может, так как их разделяет стекло. Когда я убрал верхний кружок, освобожденный положитель¬ ный заряд распределился тогда по всей поверхности прибора и отклонил сусальную ленточку. Проделай теперь сам этот опыт. Мальчик повиновался и исполнил все в той же по¬ следовательности, — результаты получились те же. — Теперь ты видишь, что на нижней части прибора несомненный заряд, хотя к этой части мы с тобой 39
ничем наэлектризованным не прикасались. А ты знаешь, что электризовать можно двумя путями — или трением, или прикосновением наэлектризованного тела. Теперь, ты видишь, можно получить или как говорят воз¬ будить заряд еще третьим путем, этот путь в фи¬ зике носит название индукции. Ну, а теперь ка¬ жется все. — А дальше как? — спросил мальчик. И Евгений Петрович рассказал устройство новых приборов-игрушек, а мальчик выполнил их в натуре. 7. Электрический паук. Из пробки вырезают два шарика, один побольше — он будет брюшком паука, другой поменьше—для голо¬ вогруди. Их склеивают синдетиконом' и для большей прочности соединяют булавкой. Снизу в брюшке де¬ лают углубление, которым насаживают паука на под¬ ставку, подобную подставке электрического султана. Трехчленные ножки (8 шт.) делают из бузиновой сердцевины. Если ее нет, можно сделать из папиросной бумаги. Для этого бумага навивается на спичку, склеи¬ вается синдетиконом, и полученная трубочка режется на отрезки-членики любой величины. Членики как из бузины, так и из бумаги соединяются тонкой бу¬ мажной ниткой и такой же ниткой каждая ленточка приклеивается к головогруди. Паук готов. Остается его раскрасить. Насадите паука на подставку и, соединив послед¬ нюю с машиной, приведите ее в движение — и вот паук оживает, и бессильно висевшие ножки начинают то¬ порщиться в разные стороны. Поднесите палец, и паук начнет хватать его, тянуться к нему, производя впе¬ чатление большого хищного паука. Вот он схватил па¬ 40
лец, ножка вдруг спустилась: паук испугался; но вот ножка опять тянется к пальцу, и паук жадно стремится к нему. Вырезают из пробки тело осьминога (рис. 22) и из папиросной бумаги 8 ног приблизительно такой же формы, как на рисунке. Их венцом приклеивают (синде¬ тиконом) к головной части туловища. Два больших глаза делают из канифоли. Для этого разогревают ку¬ сок ее на свечке и капают на промасленную бумагу. Выбирают наиболее правильные капли,^снимают (за¬ стывшие конечно) с ление для поме¬ щения осьминога на подставке. Ноги для придания большей естественности про¬ таскивают между пальцем и ногтем; при нажиме с разной силой получают своеобразные изгибы. Насадите немного на подставку и соедините с ма¬ шиной, и щупальцы на манер цветка вполне естественно разойдутся в разные стороны. Приблизьте палец, все щу¬ пальцы вытянутся, устремятся схватить палец: вот один дотронулся и моментально сократился—он почувствовал какой-то неизвестный предмет, опять протягивается ит.д. Для большей естественности следует осминога рас¬ красить. 8. Электрический осьминог. бумаги и с плоской стороны закрашива¬ ют тушью. Когда тушь засохнет, при¬ клеивают к тулови¬ щу, как указано на рисунке. В туло¬ вище делают углуб- Рис. 22. Заколдованные цветы, паук и осьминог. 41
9. Чудо индийских факиров. Говорят, факиры на глазах у зрителей выращивают растения из зерна. Возможно. Но много легче заста¬ вить расцвести цветок на глазах зрителей. Для этого из золотой бумаги делают кольцо (рис. 22) и на него на¬ кладывают 6—8 лепестков, форма которых приблизи¬ тельно указана на рисунке. Надо только озаботиться, чтобы они были легкодвижные. Обрезок вязальной про¬ волоки оклеивают золотой бумагой и на кончик ее сажают капельку сургуча. Это будет пестик цветка. На его основание навивают столько золотой бумаги, чтобы на него могло плотно надеться кольцо с ле¬ пестками. Перед тем как надеть это кольцо на пестик, наклеи¬ вают штук 6 тычинок, т. е. ниток с маленькими капель¬ ками сургуча на конце; Когда цветок собран, его насаживают на изогну¬ тую (вязальную) проволоку, обвитую зеленой бумагой (рис. 22), и прикрепляют в подставке. Соедините подставку с машиной и вы увидите, как уныло висевшие лепестки разойдутся, расправятся ты¬ чинки, и на глазах у зрителей «расцветет» цветок, .очень напоминающий лилию. Если цветок «расцветает» плохо, следует проверить подвижность лепестков, не сцепились ли они друг с другом и пр. и нет ли острия. 42
ГЛАВ А II. ни-ти-чи. (МАгаитизм.) 1. Чудеса в тарелве. На больших круглых часах только что пробило во¬ семь. Солнце зимой поднимается лениво, и поэтому в широких коридорах школы еще царит сизый полу¬ мрак, в котором маячат одинокие фигуры учеников. В одном из классов около окна столпилась небольшая кучка школьников. В центре этой компании стоит Жорж. Перед ним на подоконнике эмалированная та¬ релка с водой, а в ней совершается чудо-чудное, диво- дивное — плавают маленькие жестяные рыбки. В ру¬ ках у Жоржа пеболыная палочка. — Вот, ребята, смотрите, рыбы-то у меня ученые,— говорит он, указывая на рыб, которые в ужасе шара¬ хаются во все стороны от его палочки. Жорж гоняется с палочкой за рыбами, но они упрямо поворачиваются к ней хвостами; тогда фокусник лезет в карман и вы¬ таскивает кусочек хлеба, взятый на завтрак; Жорж ломает хлеб, один кусок отправляет себе в рот, а дру¬ гой, поменьше, насаживает на конец палочки и пред¬ лагает рыбам, и чудо — все рыбки, боявшиеся до этого момента палочки, моментально поворачивается к ней головами и с жадностью набрасываются на хлеб. 43
— Покажи хлеб, — не выдерживает вихрастый Петя. — Пожалуйста. Хлеб оказался самым обыкновенным хлебом, ни¬ чего подозрительного в нем не было обнаружено; и чтобы окончательно убедиться в том, что с этой сторо¬ ны не кроется обмана, Петя, подобно Жоржу, от¬ правил в рот и тот кусочек хлеба, который только что предлагали рыбам... — Ну, а мой хлеб будут они есть? — спросил один из мальчиков. — Давай попробуем. Прикрепили хлеб, и рыбки так же, как и в первый раз,. с жадностью набросились на лакомый кусочек. — Что эа притча? — удивлялись ребята, угощая рыб своими завтраками. Рыбки подплывали к предла¬ гаемому угощению, но, конечно, не раскрывали своих жестяных ртов. В конце коридора продребезжал звонок. Жорж выудил рыбок из аквариума, положил их в карман и с победоносным видом отправился в класс. Целый день он сохранял гордое молчание, а ребята, как ни ломали головы, в чем тут штука, ни к какому решению не пришли. Возвращаясь из школы, Петя всю дорогу обду¬ мывал необычайное происшествие. Жестяные рыбки, как живые, плавали перед ним, лукаво поблескивая своими выпуклыми немигающими глазами. Дома за обедом, когда он рассказывал своей матери о чудесных рыбках, в комнату вошел Евгений Петрович. — Ну, здравствуй, мальчик, что новенького? — Да новостей у нас хоть отбавляй, — с усмешкой сказала Анна Николаевна, — каких-то рыб насмо¬ трелся, никак успокоиться не может. 44
Мальчик не заставил себя долго ждать и опять по¬ вторил свое повествование. ■— Тут дело, повидимому, не обошлось без Ни-ти- чи,—-промолвил Евгений Петрович. — А что это за штука? — Слово это от китайских мудрецов; с незапамят¬ ных времен у них слывет под этим словом одна удиви¬ тельная вещь. Дело становилось еще более загадочным и интерес¬ ным. В мозгу мальчика закопошились мысли, одна фантастичнее другой. Какая может быть связь между рыбками и Ни-ти-чи, Жоржем и китайскими мудрецами? — А вы знаете, вы видали это Ни-ти-чи? — спро¬ сил он. — Случалось... Вот что, ты ешь свой суп, а после обеда попроси у Анны Николаевны иголок или сталь¬ ных булавок штук шесть, вязальную спицу, да достань свой магнит, помнишь тот самый, который ты мне как- то показывал. Мальчик сорвался с места и исчез в своей комнате; через минуту он был уже в столовой, — в руках у него был средних размеров подковообразный магнит. — Вот, вот этот самый, — сказал Евгений Петро¬ вич. 2. Ни-ти-чи. После обеда наши приятели сидели в комнате Евге¬ ния Петровича. — Ну расскажи мне, что ты знаешь о магните? Маленький физик рассказал Евгению Петровичу, что магниты бывают естественные и искусственные; он припомнил, что первые встречаются в большом коли¬ честве на Урале, где из магнитного железняка сложены целые горы—Благодать, Магнитная и в Швеции гора 45
Кируна, упомянул также и о том, что магнит был из¬ вестен древним, и в заключение рассказал легенду о том, как в давно прошедшие времена пастух Магнес, отыскивая однажды на горе Иде потерянную из с^ада овцу, почувствовал, что обувь его, подкованная-жел е- зом, и железный наконечник палки сильно притяги¬ ваются к черноватому камню, на котором он остано¬ вился отдохнуть. Камень этот оказался магнитным же¬ лезняком и впоследствии получил свое наименование в честь открывшего его пастуха. — Где ты читал об этом пастухе? — спросил Евге¬ ний Петрович по окончании рассказа. — В- одной книжке. — Такая легенда существует, это верно, — про¬ молвил Евгений Петрович, — только вряд ли слово магнит произошло от скаэочного пастуха, скорее всего этот камень получил свое название от Магнезии— города, лежащего в Малой Азии, где естественные месторождения магнита были известны еще в глубо¬ кой древности. Китайцы также давно знают о свойствах магнита, они-то вот и назвали его Ни-ти-чи, т. е. лю¬ бящий камень. С этими- словами Евгений Петрович стал осторожно подносить магнит к тонкой иголке, лежавшей на столе. Иголка подскочила и прилипла к подкове. — Видишь, притяжение между магнитом и иглой можно обнаружить и на расстоянии их друг от друга. Вот теперь давай воспользуемся этим свойством и по¬ строим прибор, который затмит славу Шоржиных ры¬ бок,— и Евгений Петрович рассказал мальчику идею нового прибора. Целый вечер Петя сидел в своей лаборатории за работой, и когда Анна Николаевна позвала его ужи¬ нать, прибор был готов, а на другой день его то¬ 46
варищи были свидетелями еще большего чуда, чем накануне. На том же окне Петя поставил прибор, состоящий из подставки (12x7x1,5) *, в которой были укреплены две стойки (20x1x0,3). К этим стойкам вверху с обеих сторон были прикреплены два куска (10x5,5) кар¬ тона, оклеенные черной бумагой. Щель, образовав- Рнс. 23. Опыт с иглой, висящей кверху. шаяся внизу между стенками этой узкой коробки, была заклеена снизу бумагой (но не картоном), а между стойками с натянутыми кверху нитями висела иголка (рис. 23). 1 Размеры все показаны в сантиметрах. 47
Между иглой и коробкой находился свободный про¬ межуток, в который ребята, чтобы удостовериться, что здесь нет обмана, просовывали листочки бумаги, картон и даже стекло, — иголка, не считаясь с зако¬ нами тяжести, висела, довольно сильно натягивая кверху шелковые нити, к которым была прикреплена, и вздрагивала при каждом неосторожном прикосно¬ вении к прибору. Рыбы были посрамлены, и Жорж, жадными глазами впившийся в прибор, допрашивал Петьку, как устрое¬ на эта игрушка. Но мальчик молчал, ревниво оберегая свою тайну, и только на обратном пути из школы после уроков на вопрос Жоржа: «Петя, а нет ли у тебя в коробке магнита?» — ответйл утвердительно. И действительно, подковообразный магнит был скрыт за картонными стенками. Для того чтобы магнит был по возможности ближе к иголке, он был опущен до самого дна, т. е. до бумаги, закрывающей нижнюю щель коробки г. 3. Природа привлечена в ответу. Вечером наши приятели снова сидели в кабинете. — Ну, давай попробуем задать твоему магниту еще несколько вопросов, он несомненно ответит, а мы, может быть, сумеем разгадать их. Вообще нужно ска¬ зать, что секрет исследования природы состоит в умении задавать ей вопросы; напрасно древние думали, что природа упрямо хранит свои тайны и жестоко на- 1 Коробку лучше сделать с крышкой и не прикреплять к ней магнит наглухо, чтобы иметь возможность вынимать его из коробки для других опытов. Если кто-нибудь из читателей бу¬ дет строить подобный прибор, то он должен изменить все раз¬ меры в зависимости от размеров имеющегося у него магнита. 48
называет каждого, кто дерзко пытается сорвать по¬ кровы с мировых загадок. Ничего подобного на самом деле нет: природа равнодушна к тому, будешь ли ты знать ее законы или нет, все дело в тебе: сумеешь за¬ дать дельные вопросы, ты получишь ответы, и если это новые вопросы, то имя твое не умрет в потомстве; не сумеешь — природа не будет тебе мстить за попытку разгадать ее. Производя эти опыты, мы с тобой не за¬ даем новых вопросов и, следовательно, не производим новых открытий. Эти вопросы уже разрешены, но, за¬ нимаясь этим, мы изучаем искусство допрашивать при¬ роду; кроме того приобретаем навыки в постройке при¬ боров, постановке опытов; ведь нужно сказать, что все важнейшие открытия в области физики были сделаны теми учеными, которые в совершенстве знали опыт и умели при самых ничтожных средствах и материалах создавать гениальнейшие приборы; недаром один ве¬ ликий физик говорил, что хороший экспериментатор, т. е. человек, ставящий опыт, должен уметь рубить пи¬ лой и сверлить топором. С этими словами Евгений Петрович вынул магнит из коробки прйбора, опустил его в стоявшую на столе ма¬ ленькую коробку и затем осторожно поднял его с при¬ цепившимися друг к другу в виде цепочки кнопками. Мальчик, хотя и с интересом наблюдавший за Евге¬ нием Петровичем, все же спокойно отнесся к этому опыту, — он ему был известен давно, он сам не раз про¬ делывал его с мелкими железными предметами — гвоз¬ диками, перьями, иголками и т. п. — Как ты думаешь, — спросил Евгений Петрович,— что мы можем заключить из этого опыта? — То, что магнит притягивает железо. — Верно, но этого мало. Разве ты не замечаешь, что нижние кнопки пристали не к магниту, а к другим 4, Физика на самодельных приборах. 49
кнопкам. Не можем ли мы заключить из этого, что кнопки, прикасаясь й магниту, сами становятся магни¬ тами и получают способность притягивать железо? С этими словами Евгений Петрович тряхнул маг¬ нитом, и цепочка кнопок рассыпалась по столу. — Попробуй теперь, притягиваются ли они друг к другу? — Нет, из кнопок ничего не выйдет, — уверенно от¬ ветил мальчик, проделавший самостоятельно уже много опытов с магнитом, — вот если бы перышки, так они бы стали притягиваться. — Верно. Ну, что же можно сказать по этому по¬ воду? Мальчик молчал. — А то, что кнопки после соприкосновения с маг¬ нитом не сохраняют своих магнитных свойств, а пе¬ рышки сохраняют, кнопки железные, а перышки сталь¬ ные. Перышки, хотя и хуже намагничиваются, но зато дольше сохраняют в себе магнитные свойства, по- этому-то искусственные магниты всегда делаются из стали. — Евгений Петрович помолчал немного и за¬ тем прибавил. — А ты сам приготовлял когда-нибудь магниты? — Это намагнитить перышко или иголку? — во¬ просом ответил мальчик,—конечно, да, и несколько раз. — А как ты это делал? — Просто тер перышко или иголку о магнит, и после они притягивались к железу. — Правильно. Теперь для дальнейших опытов нам будут нужны шесть намагниченных иголок, одна вя¬ зальная спица и одна игла или обломок вязальной спицы в 7—10 см, укрепленный на штативе. Намагничивать посредством трения Евгений Петро¬ вич посоветовал таким образом: один конец иголки, 60
начиная от середины к концу, натереть одним концом подковообразного магнита, а другую половину иголки — другим концом, что в точности и было исполнено маль¬ чиком. Сильно намагниченный обломок вязальной спицы' мальчик при помощи очень тонкой шелковинки повесил в горизонтальном положении на штатив, сде¬ ланный из фанерного кружка в 7 см в диаметре, или фанерного квадратика, как на рисунке, катушки .из- под ниток с обрезанной головкой, деревянной круглой .палочки в 5 см вышиной и медной проволоки, согну¬ той в виде крючка (рис. 24). Когда это было готово, мальчик принес все к Евге¬ нию Петровичу и разложил перед ним на столе. 4' 51
— Прежде всего возьми свой новый магнит (вя¬ зальную спицу) и исследуй, всеми ли своими частями она притягивает железо. Мальчик взял намагниченную вязальную спицу и при помощи кнопок стал ее исследовать. — Середина совсем не притягивает, — заявил он через минуту, — а концы лучше всего. — Верно, концы, где магнитные свойства прояв¬ ляются в сильнейшей степени, в физике называются полюсами магнита, а средняя линия, где притя¬ жения не обнаруживается, называется поясом безразличия, или нейтральной линией. Теперь посмотри на свой магнит на штативе и запомни, в каком положении находится наша игла. Теперь вы¬ ведем ее из этого положения, — и с этими словами Евгений Петрович слегка дотронулся до иглы. Она отклонилась от удара и начала колебаться из стороны в сторону; через некоторое время колебания стали за¬ медляться, и наконец она установилась в том же поло¬ жении, какое имела до прикосновения к ней. Когда мальчик вывел ее из состояния покоя, она сделала несколько оборотов, скрутив нить, раскрутилась и че¬ рез некоторое время снова упрямо заняла прежнее по¬ ложение. — Компас, — не вытерпел Петька, восхищенный действием своего прибора. — Совершенно верно: как видишь, подвешенный магнит стремится расположиться одним концом на север, другим на юг, притом всегда один и тот же конец обращается к северу, а другой к югу. Первый назы¬ вается северным полюсом, его всегда обозначают латинской буквой N—Могс1, а второй южным, — этот обозначают буквой 5—8ш1. Сделай напильником ма¬ ленькую пометку на северном конце стрелки. 52
Мальчик сбегал за напильником и пропилил не¬ большую черту на северном конце стрелки. — Как видишь, немудреный снаряд мы с тобой соорудили, а если бы ты знал, какую революцию он со¬ вершил в мореходстве, когда был изобретен. — А кто его изобрел? — спросил мальчик. — Неизвестно. Итальянцы говорят, что их сооте¬ чественник Флавиа Джойя, живший в XIII веке, они ему даже памятник соорудили, англичане говорят, что они, а вернее ни те, ни другие, а скорее всего китай¬ ские мудрецы, от которых магнит был заимствован ара¬ бами и ими был занесен в XII веке в Европу. Но здесь он долго не получал распространения — темнота и суе¬ верия мешали этому. С этими, словами Евгений Петрович подошел к книжному шкафу, достал одну книжку и, раскрыв ее, подал мальчику. — Вот, прочитай это место. В книжке значилось следующее: «Повидимому компас не вошел еще в употребление в XIII веке. В 1258 году знаменитый Брунетто Латини, впоследствии учитель Данте, посетил Роджера Бэкона и при описа¬ нии этого посещения в письме к своему другу Гвидо Кавальканти говорит между прочим о компасе следую¬ щее: «Бэкон показал мне между другими вещами некрасивый черный камень, называемый магнитом, который имеет удивительное свойство притягивать же¬ лезо. Если потереть об этот камень иголку и потом при¬ крепить ее к соломинке, так чтобы она плавала по воде, то иголка будет постоянно обращена намагниченным концом к северу, как мы ни будем поворачивать сосуд с водой, где плавает иголка. Поэтому как бы ни была темна ночь, хотя бы не было видно ни луны, ни звезд, моряк может при помощи этой иголки правильно вести 53
евой корабль. Это открытие,—пишет Брунетто Латини,— столь полезное для путешествующих по морю, должно оставаться до поры до времени скрытым, потому что ни один хозяин корабля не посмеет пользоваться им из боязни, чтобы его не обвинили в колдовстве, да и матросы не решатся плыть под командой хозяина, ко¬ торый возьмет с собой инструмент, который по .всей ви¬ димости может считаться сработанным по наущению какого-нибудь злого духа. Придет время, когда подоб¬ ные предрассудки, составляющие столь великие препят¬ ствия для исследования тайн природы, будут побежде¬ ны, тогда человечество пожнет плоды трудов таких уче¬ ных, как монах Роджер Бэкон, и воздаст справедли¬ вость прилежанию и разумности, за которые они и дру¬ гие теперь не получают иной награды, кроме руга¬ тельств и упреков». Такое время действительно наступило очень скоро; уже в конце XIII века компас вошел в общее употре¬ бление, и с его помощью можно было наблюдать за на¬ правлениями корабля как в дурную, так и в хорошую погоду. — Но почему же стрелка компаса располагается с севера на юг, — спросил Евгений Петрович, когда мальчик кончил чтение. — Что она разумное существо, что ли? В XIII веке, вероятно, так и сказали бы, но мы рассуждать подобным образом не можем, мы уже не верим в чертей, в колдовство и черную магию, не при¬ даем никакого значения сверхъестественной силе, для нас существуют только два рода явлений: к первому роду мы относим те, которые понятны нам, которые мы умеем объяснить, а ко второму — те явления, которые до сих пор остаются загадочными и до сих пор не объ¬ яснены наукой. Разъяснить эти явления придется уже нашим потомкам, тебе и твоим сверстникам... Обе¬ 54
щаешь это? — с улыбкой спросил Евгений Петрович. — Обещаю, — смущенно ответил мальчик. — Ну, смотри же, не забудь этого, когда выра- стешь большой, а пока попытаемся решить вопрос, почему стрелка компаса показывает нам на север. Для этого найди у этого магнита, где северный и где южный полюсы. — С этими словами Евгений Петрович подал мальчику намагниченную вязальную спицу. Мальчик привязал к ее середине шелковинку, по¬ весил и, когда стрелка заняла положение с севера на юг, снял ее с шелковинки и подобно первой стрелке на северном конце ее пропилил небольшую черточку. — Отлично, теперь посмотри, как будет вести себя стрелка компаса, если к ней приблизить твою намаг¬ ниченную спицу. Мальчик проделал это и после нескольких опытов заявил: — Один конец стрелки притягивается, а другой от¬ талкивается. — Заметь эти концы. — Северный притягивается, а южный отталки¬ вается. — А какой конец магнита ты приближал к компас¬ ной стрелке? — Южный. — Перемени полюс... Так... Ну, как теперь ведет себя стрелка? — Теперь южный притягивается, а северный от¬ талкивается. — Какое же мы можем вывестй заключение? — То, что к северному полюсу магнита притяги¬ вается южный конец стрелки и отталкивается северный, а южный полюс притягивает северный и отталкивает южный. 56
— Правильно. Другими словами, одноименные по¬ люсы отталкиваются, а разноименные притягиваются. Теперь положи твою спицу под компасную стрелку и заметь расположение полюсов... Так (рис. 24). — Видишь, наша стрелка расположилась теперь под влиянием магнита параллельно ему, но таким обра¬ зом, что разноименные полюсы лежат друг под другом, т. е. северный под южным, и южный под северным. Те¬ перь, если стрелка компаса без магнита сама и везде располагается с севера на юг, то что же нам остается допустить? — То, что земля боль¬ шой магнит, — ответил мальчик. — Мало того, что она магнит, но что магнит¬ ные полюсы повидимо¬ му совпадают с геогра¬ фическими. Так и думал Джильберт, объяснив¬ ший впервые действие магнитной стрелки, но впоследствии оказалось, что они не совсем совпадают (рис. 25). Последних слов мальчик, повидимому, не слышал,— он о чем-то думал, и по его лицу блуждала лукавая улыбка. Евгений Петрович заметил это и замолчал, наблюдая за ним. — Теперь я понимаю, — точно про себя проговорил мальчик. — Что понимаешь? — Какие рыбы были у Жоржа. — Ну, какие же? Рис. 25. Положе-чте компасной стрелки на вемном шаре. 56
— Да внутри их были магниты и в руке у него, в деревянной палочке, был также, повидимому, магнит и подплывали они вовсе не к хлебу, а к разноименному полюсу. — Браво! Ты делаешься заправским физиком, — заметил Евгений Петрович и затем добавил: — А ты не обратил внимания, как располагаются рыбки в вашем аквариуме? — Нет. — Давай твои намагниченные иголки. — Вот они. — У них полюсы расположены в одну сторону? — Да, острия я натирал всегда одним концом маг¬ нита. — Отлично, принеси пробок и миску с водой. Когда пробки были принесены, Евгений Петрович нарезал из них шесть одинаковых кружков, продел сквозь них иголки и три таких снаряда опустил на воду; они расползлись в разные стороны. Тогда он взял вязальную спицу и одним концом приблизил ее к воде. Иголки встрепенулись и стали медленно подплывать к магниту и, не доплыв до него, расположились на равном расстоянии друг от друга, образовав равносторонний треугольник, в центре него оказался магнит, который держал Евгений Петрович. — Ну, — не вытерпел мальчик, ожидая объясне¬ ния этому явлению. — Видишь ли, ты, значит, или плохо наблюдал за рыбками или очень сильный магнит был в Жоржиной палочке. У нас же получилось следующее: иголкам хочется, если так можно говорить про иголки, притя¬ гиваться к магниту, но они мешают друг другу, так как они одноименными полюсами расположены в одну сторону, другими словами, они отталкиваются одна от 57
другой и нижними и верхними концами, но расползтись в разные стороны они не могут, так как их не пускает наш магнит, вот они и расположились таким образом. Вот если мы прибавим к ним еще одного пловца, по¬ смотрим, что произойдет из этого. А произошло следующее: новый пловец так же, как и первые, стал подплывать к магнитной спице, но пла¬ вающие иголки также пришли в движение, две из них раздвинулись, уступив место новому товарищу, и на¬ конец четыре иголки уста- 11 новились, образовав ква- ® И драт. Эти опыты наши ис- (р (р следователи продолжали и I | дальше; из пяти иголок у ! I них образовался правиль- (|) ф ный пятиугольник; из ^вк.. шести, — шестиугольник (рис. 26). | | — Но у Жоржа рыбки I ^ подплывали к самому маг- ^ ниту, — сказал мальчик. „ — Значит, в палочке у Рис. 26. Плавающий магнит и „т, - - г. фигуры, получающиеся на воде. Жоржа был более сильный магнит и он преодолевал то сопротивление, которое существовало между рыб¬ ками, только и всего, — закончил Евгений Пет¬ рович. А хочешь поразить свой класс еще одним опытом? — Конечно, хочу. — Тогда добудь где-нибудь небольшой компас со стрелкой, насаженной на острие, и под стеклом; на¬ верное, найдется у твоих товарищей, попроси ненадолго. — Ладно. — А теперь спать! 58
4. Последняя загадка Нн-тн-чи. — Вот, ребята, смотрите, — сказал Петя, выта¬ скивая из кармана небольшую плоскую коробку. — Оцять фокусы? — послышались возгласы. — Фокусы, — ответил коротко Петька и открыл крышку. В картонной коробке (3x5x11) оказались че- ко робка крышка Рис. 27. Устройство коробки с магнитными цифрами. тыре плоских картонных пластинки, оклеенных бума¬ гой, на каждой пластинке было написано по одной цифре: 1, 2, 3, 4. Устройство коробки настолько про¬ сто, что вы сможете разобраться в нем без описания, при помощи одних чертежей (рис. 27). — Я уйду, а вы составьте из этих четырех цифр какое угодно число, положите пластинки в коробку 59
закройте крышкой и позовите меня,— сказал мальчик и вышел из класса. Через некоторое время ему крикнули. — Готово. Мальчик вошел в класс, подошел к коробке, вынул из кармана небольшую трубочку, оклеенную белой бу¬ магой, и сквозь нее внимательно исследовал крышку коробки. — 3421, — сказал он и с этими словами снял крыш¬ ку с коробки, где лежали пластинки, дразня любопыт¬ ство учеников своими четкими цифрами, составляв¬ шими число 3421. Ребята молчали, — опыт произвел ошеломляющее впечатление. — Покажи трубочку. — Изволь. Трубочка оказалась заделанной с одной стороны и открытой с другой. Ребята посмотрели сквозь трубочку на коробку, но, конечно, ничего, кроме белого дна ее, не увидели. — Ему Жорж подсказал, — догадался кто-то из мальчиков. — Ничего я не говорил, — запротестовал Жорж. — Уходите оба. Мы составим без вас новое число. Приятели на минутку вышли из класса. — Ну что, готово? — Готово. — 1342. — Что за чертовщина?! — Сквозь картон видит. — Я сквозь землю на аршин вижу, — с усмешкой заметил Петя. — Ну, это, брат, врешь. Опять потребовали трубочку, повертели ее в руках и снова ничего подозрительного не обнаружили. 60
И как ребята ни допрашивали мальчика, в чем тут дело, как он читает числа сквозь картон, он хранил глубокое молчание. Таинственная коробка за все че¬ тыре перемены вместе с знаменитым экс¬ периментатором перебывала во всех клас¬ сах школы, и везде успех был одинаков. Вся школа ломала головы, но разга¬ дать Петькиной загадки не могла. И только на другой день, измучив вко¬ нец своих товарищей, Петя открыл свою тайну, т. е. устройство своей волшебной трубочки, склеенной из картона в 7 см вышины и 2 см диаметром. В картоне, ближе к нижней части, было вырезано отверстие (рис. 28) и затем вся коробка была оклеена белой бумагой. Свет прони¬ кал сквозь бумагу в отверстие и освещал внутреннюю поверхность коробки и не¬ большой компас, лежавший на дне короб¬ ки. Этот компас Петя каждый раз незаметно вытаскивал, когда у него требовали трубочку для исследования.’ Пластинки с цифрами он сделал из двух слоев кар¬ тона, между которыми было заключено по одной силь¬ но намагниченной иголке. Полюсы иго¬ лок-магнитов он рас¬ положил следующим образом (рис. 29). Наставляя свою трубку с компасом, он по положению магнитной стрелки узнавал, в каком порядке лежали пластинки в закрытой коробке. Так закончились приключения Пети с Ни-ти-чи. Рис. 28. Трубка с [маленьким ' компасом [для чтения чисел. N N Рис. 29. Расположение магнитов в кар¬ тонках с цифрами. 61
Вечером он сидел дома, в своей лаборатории, перед ним стояла миска с водой, а в ней плавали иголки, с прикрепленными соломинками. Петя повторял зна¬ менитый опыт Роджера Бэкона. В комнату вошел Евгений Петрович. Мальчик смотрел на плавающие иголки и о чем-то усиленно думал. — О чем ты думаешь? — Так, ни о чем. — Ну говори, не скрывай! Ведь вижу, что у тебя что-то есть на душе. И мальчик, боясь огорчить близкого ему человека, робко спросил. — Я, Евгений Петрович, слушал вас внимательно и все понял, что вы мне говорили о магните, но не понял все-таки одного, почему он притягивает железо. Евгений Петрович, помолчал немного, потом мед¬ ленно произнес только два слова: -— Не знаю. 62
ГЛАВА III. ТАИНСТВЕННЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ. (ТРАНСФОРМАЦИЯ 9НИГГИИ И ЗАКОНЫ ТОКА.) 1. Новые вопросы. Был свободный день, и Петя отправился в гости к приятелю, с которым он когда-то учился вместе и с тех пор поддерживал дружбу. — Ну, как дела? — встретил его приятель. — Да ничего. — Чем занимаешься? — Электричеством. — А сыщиков читать бросил? — Нет, из-за сыщиков-то я и электричеством стал заниматься. — Как так? Мальчик рассказал, как было дело. — Приезжай ко мне, я тебе все это покажу. — Ладно. — А ты что делаешь? Все марки собираешь? — Собираю! Вот посмотри. И мальчики углубились в изучение большого аль¬ бома марок. — Вот это редкая марка с острова Таити. Затем хозяин показал ему свой гербарий и коллек¬ цию камней. Этот человек был положительно врожден- 63
ным коллекционером и собирал, кажется, все: перышки, марки, картинки, камни, растения, бабочки. Его ком¬ ната была сплошь завалена этим мусором, и он с лю¬ бовью все это разворачивал перед своим приятелем. Но все эти сокровища, мелькавшие перед глазами Пети, как-то не задевали его, проскальзывая мимо созна¬ ния, — какая-то мысль, — он не мог выразить ее сло¬ вами, — беспокоила его, отвлекая от окружающего. Поздно вечером, когда уже зажглись фонари на ули¬ цах, мальчик отправился домой. «Ведь вот в фонарях горит электричество, — ду¬ мал мальчик, сидя в трамвае, — и электричество же везет меня домой. Воображаю, какие это большие бу¬ тылки, чтобы осветить город, да еще таскать по нему трамвай». И он представил себе огромные трубы элек¬ трической станции с клубами черного дыма. «Значит, там эти бутылки вертятся от паровых машин» — решил мальчик и ощутил в своей душе ра¬ достное удовлетворение, которое посещает нас после самостоятельного решения трудной задачи. По приезде домой мальчик первым делом отправился к Евгению Петровичу. — А я знаю! — Что ты знаешь? — Отчего ездит трамвай. — Да не ездит, а движется. — Ну, движется. — Ну, отчего? — От электричества. — Вот Америку-то открыл! — Нет, что они движутся электричеством, это я давно знаю. — Так в чем же дело? 64
— Я теперь знаю, откуда берется это элект¬ ричество. — Откуда же? — От бутылок. — От бутылок? — удивился Евгений Петрович. — Ну да. Там на станции за рекой стоят большие бутылки, их крутят паровые машины, а от них горят и фонари и ездят трамваи. — Ну, здорово. — Это я сам додумался. — Как же ты думаешь, сколько там бутылок и ка¬ кой они величины? -— Большие, а сколько их там, я этого не знаю. — Так. — Вижу, что так, потому что до этого еще никто не додумался. Вот какой я! — Да, вот какой ты! — Здорово! — Да уж что говорить! Помолчали. — Я теперь думаю, как бы мне попасть на станцию. Хотя бы туда экскурсию, что ли, сделали. После завтра мы пойдем на механический завод, конечно, это интересно, но электрическая станция интереснее. ■— Так ты на заводе увидишь и электрическую станцию. — Там тоже есть? — Есть. — Вот это хорошо. 2. Экскурсия на хехаиический завод. Переминаясь с ноги на ногу перед маленькой ка¬ литкой большого механического завода стояла боль¬ шая толпа школьников. Руководитель экскурсии, пре¬ “■ Фвэика ва ошодовдых првбарах. «5
подаватель Иван Яковлевич, ушел в контору для пере¬ говоров с администрацией. Лица у ребят были сосре¬ доточенно возбужденные. Их разбирало любопытство. Сколько раз они самостоятельно пытались проникнуть на территорию завода, но это ни разу не удавалось, их всегда оттуда беспощадно изгоняли. Наконец вернулся Иван Яковлевич в сопровож¬ дении человека, одетого в черную тужурку и высокие, сапоги. — Ну, идем. Только предупреждаю, что дотраги¬ ваться ни до чего па заводе не разрешается и нельзя подходить близко к механизмам, — сказал человек в тужурке, и таинственная" калитка распахнулась перед экскурсией. — Вот в этих сараях лежит наше сырье. Железо листовое, тавровое и полосовое, вот из этих стальных и чугунных болванок мы отливаем все, что нам тре¬ буется. Как производится отливка, вы это увидите. — Все эти товары мы получаем с Урала, где из железной руды готовятся эти полуфабрикаты. Ребята, а вы знаете разницу между железом, чугуном и сталью? — Знаем, знаем,—-хором ответили ребята. — Чугун — это соединение железа с углем, с угле¬ родом. При этом обыкновенно в чугуне углерода со¬ держится больше 2%, в стали до 1%, а то, что мы назы¬ ваем железом, это есть тоже сплав с углем, но в желез¬ ных изделиях уголь содержится в незначительном коли¬ честве. Химически чистого железа в природе нет и его можно получить только в лаборатории. Значит, все наши материалы — это есть сплав железа с углеро¬ дом, по пропорции пх в каждом сорте товара различны.
Кроме угля в этих материалах содержатся и другие примеси, например в стали... Но Петя, обыкновенно с интересом относящийся ко всяким техническим подробностям, слушал рассеянно и думал об электрической станции. Как во сне промелькнуло перед ним литейное от¬ деление... — Отлитые части отсюда поступают в обделочное отделение, — говорил руководитель, — на строгатель- ные, токарные и сверлильные станки. И экскурсия перешла в следующий огромный кор¬ пус со стеклянной крышей. Ребята притихли, — они были подавлены раскрывавшимися перед ними тайнами производства. В новом здании они были еще более ошеломлены развернувшейся перед ними картиной и оглушены непривычным лязгом огромных механизмов, мягким шелестом приводных ремней и свистом обраба¬ тываемого металла. Некоторые из станков вращались с важной медли¬ тельностью и с глухим гулом выбрасывали па пол огромные чугунные и стальные стружки, другие вра¬ щались с огромной быстротой, с резким пронзительным визгом пряли спиральные нити блестящего металла. Люди бесшумно скользили между станками, со¬ средоточенные и спокойные. Легким поворотом руки они останавливали эти чудовища и снова пускали их в ход. Они замедляли их ход, изменяли направление движения. Чувствовалось, что они действительные хо¬ зяева и творцы этого оглушительного мира и что мир этот всецело находится в их власти. Все это было так ново и увлекательно, что участ¬ ники экскурсии совершенно не слушали объяснений руководителя, всецело отдавшись во власть необычных ощущений. 5» 67
Но вот пройдены все цехи завода—и слесарный, и кузнечный, и монтажный. В последнем ребята видели, как из отдельных час¬ тей, приготовленных в предыдущих отделениях, со¬ бирались нарядные блестящие машины, еще не запач¬ канные маслом и свободные от ржавчины. — Ну, а теперь пожалуйте в сердце нашего заво¬ да, — к источнику энергии, благодаря которой дви¬ жутся все эти машины, — сказал руководитель. — Это к бутылкам, — сказал Петя. — К каким бутылкам? — спросил его Жорж. — К бутылкам, которые дают электричество. Из котельного отделения экскурсия попала в на¬ рядный, чистый зал машинного отделения. Перед взорами мальчиков предстали огромные па¬ ровые машины, с мягким гулом вращавшие какие-то другие небольшие машины. — Это динамо-машины, — сказал кто-то из маль¬ чиков. Никаких бутылок, кроме одной, стоявшей на окне, Петя не нашел в этом зале. — Вот эти три динамо-машины и четвертая запас¬ ная, — сказал руководитель, — дают всю необходи¬ мую нам силу. Электрическая энергия, которую они развивают, распределяется вот этими щитами по всему заводу, — и при этом он указал на большие полирован¬ ные мраморные плиты, стоявшие у одной стены залы. На щитах были прикреплены какие-то циферблаты с качающимися стрелками и небольшие рычаги, сплошь покрывавшие все поле распределительных щитов. Внимание было утомлено, и мальчик не слышал ни¬ чего из того, что говорил руководитель. Мягкий ше¬ лест ремней, мерное цоканье распределительных кла¬ панов, отсекавших пар в золотниковых коробках па¬ ев
ровых машин, гудение воздуха в быстро вращающихся динамо-машинах сладко баюкали усталую голову, и хотелось спать. 3. Загадочна» анергия. — Ну, как ваша экскурсия, — спросил мальчика Евгений Петрович, вернувшийся вечером из своей редакции. Мальчик только развел руками и ничего не сказал. — Ну, а бутылки-то видел? — Никаких там бутылок нет, — угрюмо ответил мальчик. — Постой, да ты как будто чем-то недоволен? — Да я ничего пе понимаю. — Да разве вам не объясняли? — Объясняли, да я ничего не понял, кроме того, что много надо знать. — Надо учиться. — И все-таки всего не узнаешь. — Всего не узнаешь, — эхом ответил Евгений Петрович, — но самое главное постигнуть можно. — А вы знаете, что самое главное? — спросил маль¬ чик. Евгений Петрович, широко разрыв глаза от уди¬ вления, медленно ответил: — Этого я не знаю.. — Так как же? — Начни тогда с ближайшего. Например, что боль¬ ше всего тебя озадачило на заводе. — Электричество. Паровые машины вращают ди- . памо-машины, а от вращения там образуется электриче¬ ский ток, который уже приводит весь завод в движение. — Ну, значит в этом и нужно разобраться в пер¬ вую очередь. во
— И уже пробовал, опять сидел за физикой и ни¬ чего, ну, решительно ничего не понял. — Давай попробуем вместе. — Я уже хотел просить вас об этом. — Помнишь, мы с тобой как-то уже беседовали об энергии. Так вот электричество есть пе что иное как вид энергии. Электричество за последнее время сделало огромные завоевания и, видимо, будущее принадле¬ жит ему. Теперь мы электричеством освещаем города, электричеством приводим в движение фабрики и трамваи, электричеством пользуемся как источником теплоты, согреваем дома, плавим и очищаем металлы, покрываем никелем самовары, записываем человече¬ скую речь и передаем ее на огромные расстояния. — Да, мы широко пользуемся электричеством. Ты мог заметить, что электрическую энергию лег¬ ко перевести в механическую, тепловую, световую, химическую. Этим и объясняется его необыкновенное распространение. Переход энергии из одного вида в другой ученые называют трансформацией энергии. И ни один вид энергии не допускает такой ши¬ рокой трансформации, как электричество. Вот этим вопросом мы с тобой и займемся. Не смущайся, если тебе не все понятно из моих слов, на опыте ты убедишь¬ ся в сказанном, и тебе многое станет понятным. Одного только не жди, чтобы не разочароваться в этих опытах ■с электричеством, ты его не увидишь — ты увидишь только его проявления. Это до некоторой степени по¬ хоже на то, как мы видим в облачный день дневной свет, не видя солнца, скрытого облаками: мы знаем, откуда - этот свет, а источника его не видим, вся разница толь¬ ко в том, что облака рассеиваются, и мы можем непо¬ средственно видеть солнце, здесь же туман, окутываю¬ 70
щий электричество, пока еще не рассеялся и никто и никогда не видел этой энергии. Но мы о нем многое знаем,. а главным образом нам известны его таинствен¬ ные превращения, т. е. трансформация. Для того что¬ бы познакомиться с этим, тебе придется построить много новых приборов. — Я согласен. — Но хватит ли у тебя терпения? —Хватит. — Посмотрим. Ну, а теперь, как всегда, запасись сначала необходимыми материалами.У меня есть карман¬ ный фонарь с батарейкой, следовательно этого покупать не нужно. Но нам потребуется фанера — это у тебя есть. Затем нужно будет достать изолированной проволоки такой, какой обвивают катушки в электрических звон¬ ках, затем тонкие длинные иглы и жесть. Это ты мо¬ жешь взять от консервных коробок. Мальчик записал это и пустился в поиски за необ¬ ходимым материалом. 4. Химическая энергия переходит в электрическую. Тонкую проволоку мальчик нашел у одного това¬ рища. Остальное у него имелось. Когда он заявил Евгению Петровичу, что материалы готовы, они приступили к постройке приборов и опы¬ тов с ними. — Помнишь, при заряде нашей машины на концах острий всегда появлялись мелкие голубоватые искорки, более крупные мы с тобой извлекали из лейденской банки. Там мы электрический заряд возбуждали тре¬ нием, по этого можно добиться и другими путями. — В данном случае, — при этом Евгений Петрович указал па маленькую батарейку из карманного фона¬ 71
ря, — электричество появляется благодаря химической реакции, происходящей внутри батареи. А чтобы убе¬ диться, что здесь действительно есть электрический заряд, посмотри, что я делаю. С этими словами Евгений Петрович прикоснулся тонкой проволочкой к обеим медным пружинкам бата¬ рейки — эти пружинки называются полюсами батареи. Между одним полюсом и проволочкой проскользнула еле заметная голубоватая искорка. — Видишь, значит, там есть электричество. Его можно обнаружить в этой батарейке еще и так. — Евге¬ ний Петрович сблизил пружинки, не касаясь ими друг друга, и прикоснулся к ним одновременно языком. На языке осталось впечатление, как будто бы покалываю¬ щей солоноватой теплоты. Другими словами нельзя охарактеризовать это ощущение, хотя соленой теплоты мы не знаем.— Но здесь, хотя заряд и очень слабый, мы все же его можем обнаружить при помощи осязания. Но как, по-твоему, нет ли в этих ощущениях какой- нибудь разницы, помимо силы разряда. — Не знаю, — нерешительно протянул мальчик. — Будь понаблюдательней. Помнишь, при разряде лейденской банки ты чувствовал мгновенное сотрясение, и затем нужно было снова заряжать банку, а здесь, пока мы держим пружинки батарейки на языке, мы все время ощущаем этот заряд. Ведь так? — Да, это продолжается все время, — подтвердил мальчик, задержав пружинки на своем языке. — Значит, здесь заряд накопляется беспрерывно и восстанавливается быстро, несмотря на то, что через твой язык проскакивают разряды. — А почему не происходит здесь разряд через руку? — спросил мальчик. 72
— Вот и это отличает батарею от лейденской банки, — ответил Евгений Петрович. — Заряд лейден¬ ской банки в несколько десятков тысяч раз сильнее заряда батареи, и для него такие, тела, как наша кожа, дерево и материя не представляют препятствия, а для этого слабого заряда, образующегося в нашей батарейке, эти материалы представляют собой непре¬ одолимое препятствие и являются изолятором. — Значит, эти заряды изолировать проще? — спро¬ сил мальчик. — Гораздо проще. — Значит, батарейка вечно изготовляет электриче¬ ство? — спросил мальчик. — Не вечно, а до тех пор пока, там, внутри ее, про¬ исходит химическая реакция, до тех пор по проводнику совершаются разряды, т. с. движение электричества. Ото движение электричества по проволоке называют электрическим или гальваническим током. Ты когда-нибудь разбирал такую батарейку? — Да. — Значит, ты знаешь, что она состоит из трех цинко¬ вых цилиндриков, внутри которых находится по одной угольной палочке. — Да, я это видел. — Каждый цилиндрик представляет собой электри¬ ческий элемент. Два элемента дают ток в два раза более сильный, чем один, а три — в три раза и т. д. — Для того чтобы сравнивать между собою силу тока различных источников электрического тока, пользо¬ ваться языком крайне неудобно, кроме того положиться на него совсем нельзя — мы можем ошибиться в своих ощущениях. Поэтому ученые придумали особые при¬ боры, которые получили название гальваномет¬ ров, т, е. измерителей гальванического тока. Для 73
этого они воспользовались компасом, т. е. магнитной стрелкой. Ученые уже давно подозревали, что суще¬ ствует связь между магнитизмом и электричеством, но обнаружить эту связь не удавалось до 1816 года. В этом году датскому ученому Гансу Христиану Эрстедту во время лекции пришла в голову случайная Рис. 30. Опыт профессора Эрстедта. мысль соединить провода электрической батареи над магнитною стрелкой. Проволока, по которой предпола¬ галось пропустить ток, была расположена параллельно стрелке. Как только был вкдючен ток, стрелка повер¬ нулась и стала перпендикулярно к проволоке. Как только ток выключили, стрелка опять установилась в плоскости магнитного меридиана. Таким образом связь между магнитизмом и электричеством была доказана. 74
— Евгений Петрович, а нам можно сделать этот опыт? — Конечно, можно, тащи свой компас. Мальчик принес свой самодельный компас, и Евге¬ ний Петрович, когда стрелка успокоилась, протянул под ней проволоку и соединил ее с батареей (рис. 30). Стрелка моментально повернулась вокруг своей оси и установилась перпендикулярно проволоке. Таким об¬ разом знаменитый опыт Эрстедта был повторен спустя сто лет в нашей ла¬ боратории. — Но это не все. При этом положении полюсов ты видишь, что северный конец стрелки отклоняется влево. Попробуем переменить полюсы. Вот так. Что же про¬ изошло? — Теперь север¬ ный конец стрелки от¬ клонился вправо,— ответил мальчик. — Значит, если мы переменим расположение по¬ люсов батареи, происходит изменение направления от¬ клонения стрелки? -Да. — - Ученые объясняют это так: во-первых, каждый полюс батареи или элемента всегда наэлектризовы¬ вается одним и тем же электричеством, т. е. или поло¬ жительным или отрицательным. Во-вторых, условились считать, что при своем движении в проводнике ток на¬ правляется от положительного полюса к отрицатель¬ И Рис. 31. Положение магнитной стрелки под влиянием электрического тока по- Амперу. 75
ному и, в-третьих, если расположить правую руку ладонью к стрелке по направлению тока, то северный конец ее отклоняется по направлению большого пальца (рис. 31) *. Этим свойством магнитной стрелки и правилом Ампера пользуются в том случае, когда хотят определить направление тока, а следовательно, распо¬ ложение полюсов источника тока. — Теперь сделай из проволоки разомкнутое кольцо и, расположив стрелку внутри его, пропусти по нему ток и постарайся объяснить те явления, которые у I ♦ тебя произойдут. Мальчик исполнил задание (рис. 32). — Стрелка отклоняется сильнее, — сказал он, — она становится почти по¬ перек кольца. — Почему это? — Не знаю. — Да потому, — ответил Евгений Петрович, — что в данном случае на стрелку оказывает влияние не только верхняя часть кольца, но и нижняя; при этом та и другая стороны стре¬ мятся повернуть стрелку в одном и том же направлении. И теперь, если вместо одного оборота проволоки мы их возьмем 2, 3... 1000, то действие при одной и той же силе тока будет вдвое, втрое... в тысячу раз сильнее, и мы таким образом получим прибор, который отклонением стрелки обна¬ ружит самый слабый ток. Вот на основании этого мм с тобой и построим наш гальваноскоп. Сооружение это было исполнено нашими прияте¬ лями таким образом. 1 Параллельными толстыми и тонкими линиями па черте¬ жах условпо обозначаются батареи. Рис. 32. Маг¬ нитная стрелка внутри метал¬ лического коль¬ ца, обтекаемого током. 70
Из дощечки в 1 см мальчик выпилил фигуры А и И (рис. 33), затем из фанеры выпилил два экзем¬ пляра фигуры В и один кружок С. Затем дощечки В он наклеил на кру¬ жок А так, как это показано на фигуре Е. Когда это было готово, он тонкую изоли¬ рованную шелком проволоку намо¬ тал в два-три слоя на образо¬ вавшийся жело¬ бок между плас¬ тинками В. Вста¬ вил это сооружение с клеем в подставку и концы про¬ волоки прикрепил к винтам по бокам прибора (рис. 34). Затем кружок С вставил в кружок прибо¬ ра, а сверху на¬ клеил бумажный кружок сравными делениями по ок¬ ружности. После этого взял тонкую длинную иголку, намагнитил ее и привесил на шел- вид свео7У ковинке над дис- Рис. 84. Галшвооко*. КОМ с делениями. Ряс. 33. Детали гальваноскопа. 77
— Ну, давай попробуем твой прибор. Убери ком¬ пас, он нам больше не нужен. Включи гальваноскоп в цепь. Цепью в электричестве называются все приборы' и проводники, по которым течет ток от одного источ¬ ника. Мальчик присоединил при помощи проволочек по¬ люсы батареи с винтами-клеммами гальваноскопа. В цепи тотчас же возник ток, так как стрелка быстро отклонилась и встала перпендикулярно плоскости кольца. Рис. 35. Детали переключателя. — Прибор работает хорошо. Нам он очень приго-- дится. Мальчик переменил полюсы, и стрелка моментально переменила свое положение. — Переменять таким образом направление тока не¬ удобно, — сказал Евгений Петрович, — вот поэтому мы с тобой построим вот этот прибор, который называется коммутатором. Прибор этот мальчик по чертежам Евгения Петро¬ вича (рис. 35) построил так: из дощечки, толщиною в 0,5 см, он выпилил фигуры А, В к С, затем дугу В наклеил на диск А так, как это представлено на фи¬ гуре Д. Далее из жести он вырезал пластинку и дугу н бинтами прикрепил на фигуру С. Затем сделал из этой же жести четыре пружинки и прикрепил их к дуге 7а
В так, чтобы первая скользила по металлической дуге, вторая- скользила по пластинке, не прикасаясь к дуге, в центре он большим винтом прикрепил фигуру С к подставке так, чтобы она могла вращаться вокруг винта, как вокруг оси. Третью и четвертую пружинки оп прикрепил так, чтобы при одном положении третья касалась пластинки, а четвертая дуги, а при другом третья пружинка касалась дуги, а четвертая пластинки. При помощи этого нехитрого прибора легко простым по¬ воротом рукоятки менять направление тока в цепи, не де¬ лая переключений (рис. 36) 1. Когда мальчик включил коммута¬ тор в цепь, как это показано на рисунке, стрелка гальваноскопа ме¬ няла свое положе¬ ние при каждом повороте рычага коммутатора. — Ну, на сегодня довольно, мы построили два прибора: гальваноскоп и коммутатор, сделали ряд опы¬ тов и целую кучу рассуждений. И из всей этой работы мы приобрели в сущности только одно знание, что электрический ток оказывает .влияние на магнитную стрелку, т. е,- что между магнитизмом и электричеством 1 На рисунке показано условное обозначение стрелки в кружке гальваноскопа. Рнс. 36. Схема, показывающая, как переключатель меняет направление тока в цепи. 79
существует связь. Что же касается остального, то оно представляет, — запомни раз навсегда, — только наши предположения. Мы условно говорим о положительном и отрицательном полюсах, условно говорим о направле¬ нии тока. Но раз мы условились, то это надо твердо запомнить. Знаешь, старики говорят, что уговор дороже денег, и поэтому никогда не забывай, что мы заключили с тобой договор считать, что ток течет от положитель¬ ного полюса к отрицательному, а при этом условии магнитная стрелка отклоняется всегда в сторону боль¬ шого пальца, если правую руку расположить по на¬ правлению тока. — Для дальнейшего нам потребуется серная кислота, ну хоть бы */« стакана, затем несколько кристаллов медного купороса и, наконец, пара пробирок, а осталь¬ ное у тебя, кажется, есть. — У тебя есть серная кислота? — спустя несколько дней спросил Евгений Петрович мальчика. — Да. — Откуда ты ее взял? — Я ее вылил из стаканчика, стоявшего между окнами. — А если мать увидит? — Не увидит, я воды напил. —■ Не знаю, хорошо ты поступил или плохо. — - Конечно, хорошо, — убеждённо сказал мальчик и затем добавил, — ведь это для науки. — Ну, что ж, согласен. Сегодня мы с тобой поближе познакомимся с химическими или электрохимическими явлениями. В предыдущий раз мы с тобой мимоходом говорили о том, что в электрической батарее происхо¬ дят химические явления, результатом которых является 80
электрическая энергия — другими словами, химиче¬ ская энергия переходит в электрическую. Присмотримся теперь несколько поближе к этому явлению. Евгений Петрович взял маленький стаканчик с опу¬ щенными в него цинковой и медной пластинками. Эти пластинки были прикреплены к деревянной крышке так, как это показано на рисунке 37. Евгений Петрович налил в стаканчик разбавленной серной кислоты и опустил крышку с пластинками. Около пластинок, особенно около цинковой, появились пузырьки, • указывающие, что в стакане А^ началась химическая реакция. п»* — Этот элемент был изобретен Вольтой еще в начале XIX века. Здесь, как ви¬ дишь, происходит химическая реакция. Заключается она в следующем: цинк соеди¬ няется с серной кислотой. А тебе извест¬ но, из чего состоит серная кислота? Рис. 37. Галь- I аттический — Из водорода, серы и кислорода,— элемент, ответил мальчик. — Правильно. Так вот при этой реакции происхо¬ дит замещение водорода серной кислоты — цинком, водород в виде пузырьков отделяется около цинка, а цинк и остаток серной кислоты образуют так назы¬ ваемый цинковый купорос. Короче, происходит следую¬ щее: цинк+серная кислота=цинковый купорос+водо- род. Медная же пластинка остается почти без изменения. — Таким образом здесь происходит как бы сгорание цинка, на это тратится энергия, но энергия не про¬ падает, она родит новую энергию — электрическую. Со¬ едини полюсы элемента с гольванометром, и стрелка тебе укажет на присутствие электрического тока. Мальчик присоединил гальванометр и заметил: — Ток идет по направлению от меди к цинку. о. Физик» в» саводельных прибора*. 81
Рис. 38. Последовательное'со¬ единение трех элементов. — Это мне нравится, что ты обратил на это вннг мание. Совершенно верно, в этом элементе медь заря* жается положительно, а цинк отрицательно. Эту пару в элементах называют электродами. — Евгений Петрович, а если налить не серной ки¬ слоты, а какой-нибудь другой, то появится электри¬ ческий ток? .— Появится, потому что и цинк и медь охотно вступают в химическое соединение. Вообще там, где происходит химическая реакция, обязательно по¬ является и электрический ток. Вопрос только в том, как его обнаружить. — Теперь набери раз¬ ных материалов: железа, меди, углей из старых ба¬ тарей, составляй из них нары и опускай их в самые разнообразные жидкости, например, в соляную кислоту, в уксус, просто в соле¬ ную воду, и исследуй эти пары при помощи гальвано¬ метра, и если ты не всегда обнаружишь электрический ток, то только потому, что твой гальванометр недоста¬ точно чувствителен. Но чтобы усилить ток, ты можешь из слабых элементов составить батареи, соединяя их по¬ следовательно, т. е. если ты батареи будешь составлять из элементов Вольты, то соединяй цинк с медью, и крайние концы с гальванометром (рис. 38). Мальчик в этот же день засел в своей лаборатории за исследование этих явлений. Гальванометр оказался довольно чувствительным и обнаруживал ток там, где на-глаз не видно было никакой химической реакции. Он изготовил целую коллекцию элементов с различ¬ ными электродами и жидкостями. »2
5. Электрическая энергия переходит в химическую. — Ну, сделал, что я тебе заказал? — спросил маль¬ чика Евгений Петрович. — Да. — А кристаллы медного купороса достал? — Достал. — Где? — У нас в школе производится ремонт и штукатуры медным купоросом моют стены, я у них и выпросил. — Так. Ну, давай твой новый прибор. Мальчик принес прибор, и наши приятели снова приступили к опытам. — В предыдущий раз мы с тобой убедились, что химическая энергия переходит в электрическую, те¬ перь мы сделаем обратное и заставим электрическую энергию перейти в химическую. Вот этот прибор назы¬ вается вольтаметром и служит для разложения воды на ее составные части. — На водород и кислород? — спросил мальчик. -Да. Прибор этот был построен так. В небольшой кон¬ сервной банке были просверлены два круглых отвер¬ стия на расстоянии трех сантиметров между центром и в них туго вставлены пробки. Затем вся банка по¬ крыта была масляной краской (это не обязательно). Банка была прикреплена винтами к подставке со стой¬ кой. Сквозь пробки были пропущены две медных изо¬ лированных проволочки, к верхним концам их были припаяны маленькие медные пластинки (0,5 см х X 1,5 см), а нижние концы прикреплены к подставке клеммами и винтами. Далее из дощечки в 0,5 см была выпилена пластинка (12см х 3 см) ив ней пропилены на расстоянии трех сантиметров между центрами два в* 83
круглых отверстия диаметром в 2,5 см, в них вклеены пробки; затем, когда клей высох, они были обрезаны вровень с дощечкой и в них пропилены отверстия диаметром, немного меньшим, чем диаметр пробирок из- под ванили, которые и были туго вставлены в эти пробки (рис. 39). Евгений Петрович налил в банку слегка подкислен¬ ной, серной кислотой воды и такую же воду налил в пробирку, затем, заткнув пальцем их отверстия, он пе¬ ревернул и погрузил в ван¬ ну таким образом, чтобы пластинкиг, напаянные на проволоку, попали по одной —В разрез по А В Рве. 39. Мостик для вольтаметра. Рис. 40. Вольтаметр из коп- сервной банки. в пробирку (рис. 40). Когда это было готово, он включил вольтаметр в цепь. Этот мостик с пробирками можно расположить и в стакане, введя в них при по¬ мощи пинцета пластинки, припаянные к концам спи¬ рально загнутых проволок, присоединенных к батарее (рис. 41). Тотчас же поверхности пластинок покрылись слоем пузырьков, и они постепенно начали отрываться от них и подниматься кверху. • Вместо металлических пластинок в этом приборе лучше употреблять угольные палочки из карманных батареек. 64
От правой пластинки отделение происходило силь¬ нее, чем от левой. — Мы из предыдущих опытов знаем, где в нашей батарее положительный электрод, где отрицательный, поэтому мы здесь без гальванометра можем сказать, в каком направлении течет ток. Он идет сначала в ле¬ вую пластинку, из нее по воде в правую, а из правой возвра¬ щается в батарею. Благодаря этому течению вода разла¬ гается на свои составные ча¬ сти, и газы собираются в про¬ бирках, — в левой кислород, в правой водород, последнего, как ты видишь, в два раза больше чем первого. Так оно и должно быть, так как в воде водорода в два раза больше, чем кислорода. — Расщепить воду на ее составные части, т. е. отделить водород от кислорода, мы можем только химическим пу¬ тем, здесь же мы разлагаем ее электрическим током, следо- рИс. 41. Вольтаметр в стакане, вательно в данном слу¬ чае электрическая энергия переходит в хими¬ ческую. — Теперь нам следует убедиться, что именно водород у нас образовался в правой пробирке и кислород в левой. Как это сделать? — При помощи горящей лучинки, — ответил мальчик. — Ну, что же, убеждайся. 8»
Мальчик проделал опыт, сняв со всеми предосто¬ рожностями пробирки, почти уже освободившиеся от воды и наполненные газами. При выходе из правой пробирки газ загорелся бес¬ цветным пламенем, но зато лучинка, опущенная в ле¬ вую пробирку, на мгновение вспыхнула с ослепитель¬ ным блеском. Сомнений не было: в пробирках вода' была разложена на водород и кислород. — Вероятно тебе известно, какое прочное соедине¬ ние представляет собой вода, по электрический ток, как видишь, разлагает ее с большим успехом, следо¬ вательно, какое же это могучее оружие для разло¬ жения вообще. Ведь, если можно разложить воду, следовательно, можно разложить и другие соеди¬ нения. • — Явление это, т. е. разложение химических соеди¬ нений при помощи электрического тока, имеет название электролиза. Им часто пользуются в химии, чаще всего в технике, когда хотят осадить какой-ни¬ будь металл электрическим путем. — Явление электролиза открыто сравнительно не¬ давно и недавно объяснено, но, повидимому, оно было из¬ вестно древним. Глиняные кубки, деревянные наконеч¬ ники копий, найденные при раскопках в Фивах и Мемфисе, покрыты слоем металла, не обнаруживаю¬ щего никаких признаков плавки или ручной обработки. Равномерное строение этого металлического слоя на¬ столько похоже на произведения, сделанные при по¬ мощи электролиза, что некоторые ученые допускают возможность знакомства древних египтян с этим ис¬ кусством. — На Кипре имеются такие источники, в которых достаточно пополоскать некоторое время железный предмет, чтобы он покрылся медью. Все это могло на¬ 86
вести египтян на осаждение меди при помощи электри¬ ческого тока. — Но это искусство было основательно забыто и вновь изобретено русским физиком Якоби. Это произошло так. Якоби, рассматривая элемент Даниеля, заметил на медном листе, опущенном в раствор серно-кислой -меди и образующем отрицательный полюс элемента, тонкий слой меди. Он снял его и увидел, что внутрен¬ няя поверхность в точности воспроизводила малейшие неровности на наружной поверхности листа. Это про¬ стое наблюдение послужило исходною точкою для зна¬ менитого изобретателя. Этот способ получения ме¬ таллических копий с рельефных, выпуклых пред¬ метов получил впоследствии название гальвано¬ пластики. — Другой, весьма важный в истории гальванопла¬ стики факт, был открыт Якоби также случайно.. Он нашел, что любое вещество, даже не проводящее тока, может служить формою для гальванопластических от¬ тисков. Обозначив карандашом из графита несколько пористых сосудов, которые затем пошли на устройство элементов Даниеля, Якоби заметил, что после действия этих элементов, карандашные отметки покрылись слоем меди. Таким образом оказалось, что всякую форму можно было сделать проводником, покрывая ее просто слоем графита. — Вот и мы с тобой попробуем получить гальвано- иластический оттиск с какого-нибудь рельефного пред¬ мета. Ну хотя бы вот с этого пятака. Но мы -не будем пользоваться графитом, а возьмем лучше ста¬ ниоль, знаешь, оловянную бумагу, в которую заверты¬ вают шоколад. Есть у тебя хоть небольшой клочок? — Есть. — Давай! 87
Когда станиоль был принесен, Евгений Петрович тщательно расправил его ногтем на бумаге, затем обер¬ нул им монету и зубной щеткой тщательно притер его к рельефу монеты. Станиоль вытянулся и в точности передал все детали монеты. Затем Евгений Петрович покрыл ее слоем расплавленного воска, и в воск вставил крючок из проволоки, тщательно соеди¬ нив проволоку со станиолем. Когда это было готово, он вынул монету и обрезал станиоль с краев (рис. 42). — Это -сооружение, — сказал Ев¬ гений Петрович, указывая на оттиск с монеты, — называется матрицей. Но если мы в таком виде опустим на¬ шу матрицу в ванну, на ней мы не получим прочного осадка, ойа слиш¬ ком грязна. Для очистки мы сделаем следующее.— С этими словами Евге¬ ний Петрович вынул из ночного сто¬ лика коробку с содой, сделал из пос¬ ледней жидкую кашицу с водой и Рис. 42. Оттиск покрыл ею станиоль на матрице. с монеты, приго- Часа через два матрицу наши топленной для га- льванопластики. приятели тщательно прополоскали в воде, не прикасаясь пальцами к ста¬ ниолю. Когда матрица была приготовлена, Евгений Петрович приготовил ванну таким образом. В чистый стакан он до а/3 налил воды (лучше сне¬ говой) и растворил в ней кристаллы медного купороса до насыщения и затем прибавил туда же 5—6 капель серной кислоты. На края стакана он положил два железных стер¬ женька, на один привесил медный (медный, а не латун¬ ный) лист (10 смхЗ см), а на другой — матрицу,- релье- 88
фон в сторону медного листа, и сблизил их между собою так, что бы они только не касались друг друга. Затем отрицательный полюс батареи соединил со стержнем, на котором висела матрица, а положитель¬ ный с медным листом (рис. 43). — Ну, с нашей стороны кажется сделано все, — сказал Евгений Петрович, — теперь дело за электри¬ ческим током. Сегодня мы с тобой, кажется, достаточно поработали и заслужили отдых. Через четыре часа матрицу вынули из ванны и отплавили от нее воск. Тонкий листок станиоля ока¬ зался покрытым довольно тол¬ стым, блестящим слоем хими¬ чески чистой меди. Наблюдатели над этим явлени¬ ем установили, что металл, осаж¬ дающийся на матрице, отлагается из раствора и точно такое же ко¬ личество растворяется его па мед¬ ной пластинке. Таким образом пластинка постепенно утончает¬ ся, а слой на матрице можно на¬ ращивать до какой угодно толщины; что же касается металла в растворе, то он всегда остается одинаковым. Таким же образом производится осаждение никеля, серебра и золота — при никелировании, серебрении и золочении. 6. Электрическая энергия переходит в тепловую и световую энергию. —■ Сегодня мы с тобой познакомимся с тепловыми дей¬ ствиями тока, — сказал Евгений Петрович, придвигая к себе приборы, только что приготовленные мальчиком. Рис. 43. Осаждение меди электрическим током. 89
Для этих опытов мальчик прежде всего изготовил штатив для электрической лампочки. Это было выпол¬ нено так: из толстой медной проволоки по цоколю ма¬ ленькой лампочки он согнул пружину и прикрепил ее винтами к деревянной подставке; внутри нее к доске он прикрепил винт с проволокой. Пружинку соеди¬ нил с одной клеммой, а винт с другой. В пружину ввинчивалась лампочка до среднего винта, клеммы он соединил с электродами, таким образом лампочка была включена в цепь (рис. 44). При свете этой лампочки Евгений Петрович рассказал следующее: — Давно уже было замечено < что при прохождении тока по проводнику, последний нагревает¬ ся, при этом нагревание тем выше, чем сильнее источник тока и чем Рис. 44. Штатиз для тоньше проволоки. электрической лам- Сильный источник тока может почки от карманного тт фонаря. накалить проволоку до свечения. Но если эта проволока будет сделана из неблагородных металлов, то металл мгновенно сгорит и свечение прекратится, из золота и серебра — распла¬ вится, и только одна тугоплавкая, благородная платина противостоит и высокой температуре и окислению. — Но платина слишком дорога, чтобы применять ее для таких целей, поэтому мысль изобретателей была направлена на отыскание таких условий, при которых можно было бы использовать это свойство тонких про¬ водников. — В 1870 году попытки в этом направлении удались нашему, молодому еще в то время ученому А. Н. Ло¬ дыгину. Ему пришла в голову гениальная мысль — за¬ ключить угольный цилиндрик в стеклянный колпак, 90
из которого затем был выкачай воздух. Конечно, если бы по этому стерженьку был пропущен ток, то уголек мо¬ ментально бы сгорел, в безвоздушном же пространстве он перегореть не может, так как там нет кислорода, необходимого для горения. Расчет оправдался, — когда такая лампочка была включена в цепь, уголек в ней накалился, испуская яркий свет. — Таким образом первая лампочка накаливания была изобретена (рис. 45). Но она нуждалась еще во многих усовершенствованиях. За это взялось много изобретателей, в том числе и знаменитый американский изобретатель Эдиссон. В своей первой лампе Эдиссон употреблял платину и сплавы с дру¬ гими редчайшими благородными ме¬ таллами, но после многочисленных опытов пришел к заключению, что лучшим материалом для электричес¬ кого освещения является обугленное волокно бамбука. Посредством особой Рис. 45. Первая машины, бамбук разрезается на тон- ^а^одь^гина04 чайшие волокна около одного милли¬ метра в диаметре и до двенадцати сантиметров дли¬ ною. Волокнам этим, также при помощи особой ма¬ шины, придается форма буквы $ и затем они обугли¬ ваются в печах особого устройства. — Полученный таким образом угольный волосок со¬ единяется с платиновыми проволоками от проводника и запаивается в стеклянном сосуде, из которого выкачи¬ вается воздух. Впервые Эдиссон осветил своими лам¬ пами с угольным волоском пароход «Колумбия» в 1879 г. С 1881 года эти лампы получили широкое распростра¬ нение в Европе, стоя первое время около 10 рублей золотом за штуку. 91
— В настоящее время опять вернулись к лампочкам с металлической нитью, так как они гораздо эконо^ мичнее (рис. 46). Но на этом лучшем не остана¬ вливается мысль изобретателей, они беспрерывно стремятся создать еще более лучшее, и за последнее время появилось чрезвычайно много разнообразных способов электрического освещения, основанных на тепловых действи¬ ях тока на твердый или газообразный провод¬ ник. За последнее вре¬ мя американцем же Му- Рис. 46. Электри¬ ческая лампочка с металлическими нитями. Рис. 47. Вольтова дуга. ром изобретен холодный электрический свет, где на¬ каливание совсем не имеет места. Но это свет буду¬ щего. Что еще создаст человечество на этом пути, ска¬ зать трудно, фантазия изобретателей не имеет пре¬ делов. — Но задолго еще до изобретения электрической лампочки был открыт самый мощный источник света с высокой температурой — это я говорю о вольтовой 93
дуге. В 1803 году профессор Петров, занимаясь исследо¬ ваниями по электричеству, открыл световую дугу, обра¬ зующуюся между двумя углями, по которым проходит ток, находящимися друг от друга на некотором рас¬ стоянии (рис. 47). Профессор 'Петров описал свое открытие на русском языке, вот почему за границей об этом никто не знал. Спустя пять лет, в 1808 году английский химик Гумфри Деви, замкнув цепь батареи в 2000 элементов дву¬ мя заостренными ка¬ рандашами, заметил, что если сначала при¬ вести карандаши в со¬ прикосновение, а потом несколько раздвинуть их, то между ними по¬ лучается ослепительно яркая световая дуга, которую он в честь ве¬ ликого физика Вольты назвал «вольтовой ду¬ гой». Известие об этом открытии облетело весь мир и самое открытие осталось за Деви (рис. 48). — Теплота, развиваемая вольтовой дугой, настолько значительная, что под ее действием плавятся все метал¬ лы. Сэр Вильям Сименс, производивший ряд опытов над электрическим плавлением различных металлов,устроил для этого особый тигель, в котором ему удавалось рас¬ плавлять массу железа в 9 фунтов в продолжение 20 минут, массу платины в 7 фунтов в полчаса и т. п. Рис. 48. Гельголландский мапк с вольтовой дугой. 08
— Известный французский химик Муассон значи¬ тельно усовершенствовал электрическую печь, в кото¬ рой температура поднимается до 3500° С. 7. Тепловая анергия переходит в электрическую. — А вот это что за прибор? — спросил мальчик, подвигая новое сооружение к Евгению Петровичу. — Этот прибор как раз обратный электрической лампочке. Лампочку мы накаливаем электрическим то¬ ком, а здесь накаливанием получается электрический ток, т. е. в первом случае электричество переходит в тепло, а здесь теплота переходит в электричество. — История этого прибора такова: Берлинский про¬ фессор Томас Зеебек в 1821 году заметил, что если сво¬ бодные концы двух спаянных пластинок — сурмяной и висмутовой — соединить проволокой и нагреть спай на спиртовой лампе, то в проволоке образуется ток, идущий от сурьмы к висмуту. Прибор этот Зеебек на¬ звал термоэлементом. То же самое было за¬ мечено и с некоторыми другими металлами. Две, спаян¬ ные концами, разнородные металлические пластинки, например, сурьмяная и висмутовая, свинцовая и железная составляют термоэлектрическую пару, которую можно уподобить гальванической паре, при этом здесь химическое действие заменяется тепловой энергией и последняя непосредственно пере¬ ходит в электрическую энергию. Зеебек долго занимался этим вопросом и нашел, что термоэлементы могут быть изготовлены попарно из следующих тел: никель, свинец, олово, медь, серебро, цинк, железо. Это не полный список так называемого ряда Зеебека и нужно заметить, что этот ряд составлен так, что ток- 94
идет по проволоке от предыдущего к последующему. При этом замечено, что чем дальше какая-либо пара тел отстоит друг от друга в этом ряду, тем сильнее развиваемый ею термоэлектрический ток (так никель и железо в нашем списке дадут наибольшую силу тока). — Значит, нам сейчас потребуется гальванометр?— спросил мальчик. — Да, да, тащи его и спиртовую лампочку. Термобатарея была уст¬ роена так. Для нее наши конструкторы взяли желез¬ ные гвозди и медную про¬ волоку. В дубовую стойку (25 см х 4 см X 1 см), укре¬ пленную на квадратной дос¬ ке (8 см X 8 см), мальчик вколотил шесть (можно и больше, тогда термобатарея будет сильнее) проволочных гвоздей и затем медной про¬ волокой соединил последо¬ вательно шляпку нижнего гвоздя с основанием вто- Рис. 49. Термобатарея нз жс- рого, шляпку второго с лезпых ГВО;Глок„МеДНОЙ пр0' основанием третьего и т.д. Основание нижнего гвоздя и шляпку верхнего соеди¬ нили проволокой с клеммами гальванометра. Вот и псе (рис. 49). — Вот, Евгений Петрович, и гальванометр к лампа. Евгений Петрович включил батарею в одну цепь с гальванометром, зажег лампочку и поднес ее к сво¬ бодному концу батареи. Стрелка гальванометра дрог- 95
нула и медленно, но мере нагревания спаев, стала от¬ клоняться от магнитного меридиана. — Значит, и этот прибор получился удачный, — сказал Евгений Петрович. — Евгений Петрович, а для чего эти батареи? — То есть как для чего? — Ну, практическое значение они имеют? — Громадное. В соединении с хорошими гальвано¬ метрами, более тонкими, чем наш, они являются самыми лучшими, самыми чувствительными термометрами. Были изготовлены настолько чувствительные термобата¬ реи, что при помощи их можно было обнаружить теп¬ лоту от зажженной спички на расстоянии нескольких метров и даже удавалось обнаружить теплоту, излучае¬ мую звездами. 8. Электрическая энергия переходит в магнитную. Для следующих опытов мальчик, под руководством Евгения Петровича, построил следующие приборы. Прежде всего им был построен плавучий элемент и кольцо к нему из изолированной проволоки. Первый прибор был построен таким образом: в обык¬ новенную пробку (2,5 см х 2,5 см) были вставлены две пластинки — одна медная (10 см X 1 см) и цин¬ ковая (10 см X 1 см) и к ним сверху прииаяно кольцо из медной проволоки диаметром в 8,5 см (рис. 50 А). Для второго прибора из дощечки в 0,5 см толщиною выпилены были фигуры Б и С, затем из фанеры кольцо 1). Эти части были склеены так, как это видно из чер¬ тежа (рис. 50 Е). Затем среднее кольцо по образо¬ вавшемуся желобу между частями С и В обмотано в два слоя тонкой изолированной проволокой и концы ее приклеены к клеммам К л К. Так как проволока на 96
это кольцо намотана спиралью, то и назовем этот при¬ бор спиралью. Затем был построен подковообразный электро¬ магнит, который сделали так: взяли железную про- ^ С О Е г Рис. 50. Детали приборов для опытов Ампера.] волоку, отожгли ее в печке. Там она покрылась ока¬ линой — буроватым порошком; этот порошок они тща¬ тельно очистили и разрезали проволоку на куски до 10 см длиной. Количество прутков должно быть таково, сиди ч ✓ /1 ^ Л > I1 в 100 .1Г1 п С 3» с 0 с. С:.-— с. ;> с р 41 С Рис. 51. Детали самодельного электромагнита. чтобы, сложив их в пучок, на него можно было надеть катушку из-под ниток. Куски покрыли тонким слоем лака (это не обязательно), сложили в пучок и затем со¬ гнули его в дугу в виде буквы П; затем надели на каж¬ 7. Физика яа самодельных приборах. 97
дую сторону по одной катушке из-под ниток, обмотали его изолированной проволокой в таком порядке как. это показано, на фигуре (рис. 51). Когда. это было сде¬ лано, из дощечки в 1 см толщиной они вырезали, под¬ ставку (5 см х 8 см), в середине ее выпилили отверстие, в которое с клеем вставили самую дугу электромагнита, до катушек, а концы проволок прикрепили к клеммам (рис. 52). — Мы с тобой при постройке гальванометра уста¬ новили связь между электричеством и магнитизмом, те¬ перь давай несколько подробнее разберем этот вопрос. Евгений Петрович взял стакан, налил в него 10°/о~шлй раствор серной кислоты и опустил в него плавучий элемент. Затем в спираль через ком¬ мутатор 1 включил ток из _ карманной батарейки и при- Рис. 52. Законченный еле- „ ктромагнит в подставке. - двинул ее к стакану. Плаву¬ чий элемент дрогнул и, по¬ вернувшись, расположился так, что плоскость кольца совпала с плоскостью спирали (рис. 53). — Разберись, как идет ток в спирали и кольце. Мальчик на бумаге набросал расположение прибо¬ ров и, отметив полюсы батареи знаками плюс и минус, стрелками показал направление тока. — Л как идет ток в кольце? — От меди к цинку. — Отметь направление тока в кольце. Мальчик отметил (рис. 53 А). — Измени направление тока в спирали. 1 На чертеже буква К обозначает коммунатор. 98
Мальчик повернул рукоятку коммутатора, и кольцо плавучего элемента медленно повернулось вокруг оси на 180°, стало другой стороной снова в плоскости спирали. — Начерти новую схему и отметь снова направле¬ ние тока в кольце и спирали. Мальчик так и сделал (рис. 53 В). — Какие же заключения мы можем вывести из этого опыта? — спросил Евгений Петрович. Опыт был настолько ясен, что выводы напрашивались сами собой, но у мальчика еще не было слов, не было той опытности к заключениям, ко¬ торой обладал его старший друг. Петя повернул ручку ком¬ мутатора, и плавучий элемент снова медленно повернулся вокруг самого себя, заняв первоначальное положение. — В данном случае мы с тобой имеем две независи- Ри<, 53. Опыт Ампера: пла- мых друг от друга электри- вающий элемент и соленоид, ческих цепи — кольцо и спи¬ раль, — пришел на помощь Евгений Петрович. — Да. — Одна из этих цепей неподвижна — это спираль, а другая? — Элемент — подвижен. — Так. Теперь скажи мне, как, по-твоему, оказы¬ вают ли они друг на друга влияние? »• 99
— Конечно, оказывают, — уверенно ответил маль¬ чик, — раз подвижное кольцо меняет свое положение, из-за того, что мы переменяем направление тока в спирали. -— Вот, нот это-то мне и нужно. Следовательно, два протекающих и независимых друг от друга тока ока¬ зывают влияние друг на друга. Это — во-первых. Но это мало. Посмотри на схемы А и В и скажи, какое влияние они оказывают друг на друга? — Токи, идущие в одном на¬ правлении, — ответил мальчик, — повидимому, притягиваются. — Верно, верно. — А идущие в разные стороны отталкиваются, — уже уверенно ответил мальчик. — Правильно. А теперь посмот¬ ри, что у нас получится, — сказал Евгений Петрович и с этими сло¬ вами, отодвинув спираль, поднес к кольцу магнит, сделанный в виде стержня. Кольцо повернулось и установилось перпендикулярно маг¬ ниту (рис. 54). — Значит, и магнит оказывает влияние на проводник, по которо¬ му идет ток, — сделал самостоя¬ тельное заключение мальчик. — Совершенно верно. В гальванометре мы что видели? — Ток оказывает влияние на магнит, — ответил мальчик. — А здесь магнит оказывает влияние на проводник. Следовательно, они оказывают взаимное влияние друг Рис. 54. Опыт Ампера: плавающий элемент и магнит. 100
на друга. Но и этого мало. Ты видел, что ток оказывает влияние на ток, при этом так, что' два тока, идущие в одну и ту же сторону, притягиваются, а в разные стороны отталкиваются. — Теперь давай начертим новую схему: в провод¬ нике у нас ток течет против часовой стрелки; справа кружком, несколько увеличенном для ясности чертежа, изобразим магнит, который так же, как и спираль, оказывает такое же влияние на кольцо и, чтобы объяс¬ нить себе это влияние, мы можем допустить, что в пра¬ вом кружке, что? — Тоже течет ток, — неуверенно ответил маль¬ чик. — Правильно. А раз мы допустили это, то должны допустить и то, что он течет против часовой стрелки. Согласен? — Согласен. — Теперь посмотри, какой у нас полюс магнита? — Южный. — Теперь посмотри с другой стороны. — Евгений Петрович перевернул магнит северным полюсом к маль¬ чику, вместе с ним перевернулось и кольцо. — Начерти схему и направление токов. Мальчик начертил новую схему, в которой ток в кольце был направлен по часовой стрелке, а в маг¬ ните следовательно пришлось изобразить ток против часовой стрелки (рис. 54 В). — Это какой у нас полюс? — спросил Евгений Петрович. — Северный. — Ну, теперь оставь приборы. Они нам сказали все, чтомогли сказать,вероятно так же когда-то сказал Ампер, который сто лет тому назад занимался этими вопросами. Он так же, как и мы с тобой, пришел к заключению, 101
что если магнит и ток оказывают влияние друг на друга» очевидно в магните существует также ток. Эти токи впоследствии получили название а м п е- р о вы х токов. Эти токи очевидно имеют на* правление по часовой стрелке, если с'м отреть со стороны южного полю¬ са, и против часовой стрелки — со стороны северного. — Ну, а теперь дальше, нам некогда останавли¬ ваться здесь, — сказал Евгений Петрович, увлекая мальчика по пути новых исследований. — Вслед за открытием Эрстедта французский астро¬ ном Араго сделал открытие огромной важности, именно: он нашел, что обыкновенный железный брусок мо¬ жет быть превращен в магнит действием электриче¬ ского тока. Для этого нужно только обмотать брусок несколькими оборотами проволоки и пропустить через них ток. Впоследствии дальнейшие исследования усо¬ вершенствовали форму магнита. Так Брюстер придал ему обычную теперь форму подковы, т. е. ту форму, которую мы с тобой воспроизвели в этом приборе (рис. 52). Стержень, т. е. пучок железной проволоки, в этом приборе носит название сердечника, а изо¬ лированная проволока — обмотки. — Теперь пропусти ток по электромагниту и иссле¬ дуй, достаточно ли он силен. Мальчик включил ток в электромагнит и приблизил к его полюсам толстый железный стержень. — Этот стержень, который притягивается к электро¬ магнитам, называется якорем, — сказал Евгений Петрович. Якорь сильно притянулся к электромагниту, и когда мальчик поднял электромагнит, вместе с ним поднялся и якорь. 102
Мальчик взял со стола большой ключ и ножницы и надел их на концы стержня. Якорь крепко держался на полюсах электромагнита. Чтоб оторвать его от по¬ люсов, пришлось прибавить груз. — Ну, как видишь, электромагнит пожалуй по¬ сильнее магнита. А теперь сделай вот что: убери якорь, заметь направление тока и при помощи компаса опре¬ дели полюсы электромагнита. Мальчик исполнил задание и начертил следующую схему (рис. 55). — Так. А теперь перемени направление тока и снова определи полюсы. Мальчик сделал и это, и у него оказалось, что с пе¬ ременой направления тока изменились и полюсы. — Следовательно, когда ток идвг по направлению *“■ * часовой стрелки, в этом конце образуется южный полюс, а там, где ток идет против часовой стрелки, — образуется северный полюс. Значит и этим опытом подтверждается предположение Ампера. — Теперь мы сделаем вот что. — Евгений Петрович поднял электромагнит, поднес к нему якорь, который моментально притянулся к полюсам. — Выключи ток, — скомандовал он. Мальчик прервал ток. Якорь со стуком упал на пол. — Ну, выведи заключение. — Электромагнит только тогда электромагнит, когда по нему течет ток. Евгений Петрович рассмеялся. — Электромагнит всегда электромагнит. Лучше сказать так: железный сердечник электромагнита яа- 108
магничивается только в момент прохождения тока по обмотке и моментально размагничивается, как только из обмотки выключен ток. А теперь возьми вязальную спицу, обмотай ее изолированной про¬ волокой и несколько раз пропусти по ней ток, а затем сними обмотку и исследуй ее с помощью компаса. Мальчик так и сделал и к своему удивлению заме¬ тил, что спица сохранила свои магнитные свойства и после того, как из обмотки был выключен ток и даже снята самая обмотка. — Значит как и магнитом, так и электричеством стальную спицу можно превратить в магнит? — спро¬ сил мальчик. —■ Совершенно верно. При изготовлении магнитов теперь и пользуются только этим способом. Делают обмотку на стальном стержне и через нее с перерывами несколько раз пропускают ток, после чего он стано¬ вится магнитом. — Евгений Петрович, а электромагнит где-нибудь применяется? — Он получил огромное приложение в технике, даже больше: благодаря изобретению электромагнита электротехники сделали огромные завоевания. Как на пример применения электромагнита можно указать на электрические краны, в которых электромагниты схватывают железные предметы и таким образом про¬ изводятся погрузка и разгрузка вагонов и пароходов, груженых железом (рис. 56). После этого прошло несколько дней. —■ Ну, теперь ты убедился* что с электрическим то¬ ком происходит целый ряд таинственных превраще¬ ний?—спросил мальчика Евгений Петрович. — Да. 104
— Помнишь, в нашей бутылке мы механическую энергию превращали в электрическую и обратно: элек¬ трическую энергию можно превратить в механическую, как это ты видел на 8аводе. Далее из химической энергии в элементе родится электрическая энергия, эта электрическая энергия в вольтаметре и гальвано- пластической ванне превращается снова в химическую энергию. — Электрический ток накаливает волосок в электри¬ ческой лампе, а в печи Муассона поднимает темпера¬ туру до 3 500° С, а в термобатарее теплота не¬ посредственно переходит в электрический т.ок, ко¬ торый обнаруживается гальванометром. Далее в электромагните электри¬ чество проявляет магнит¬ ные свойства, и, наобо¬ рот, воспользовавшись магнитом, можно при по- мощи его получить элск- №|1№чд<|Шп, трический ток, да и деи- емный вран. ствия самого магнита, можно думать, в конце концов сводятся к молекуляр¬ ным токам в веществе. — И это все? —■ Да разве тебе мало этого? Неужели тебе не на¬ доело? — Конечно нет. — Видишь ли, правда, остался у нас с тобой еще один вопрос, но уж очень он скучный. —■ Как же вы говорите, что скучных _ вопро¬ сов нет? 105
— Так это же говорю я, а тебе, может быть, это покажется п скучным. — Ну, мы это увидим. — А если так, то построй мне следующие приборы. И Евгений Петрович придвинул к себе бумагу и начал на ней набрасывать схемы новых приборов. 9. Скучные вопросы. — Значит сегодня мд с тобою займемся скучными вопросами? — спросил Евгений Петрович мальчика, входящего к нему с новыми приборами. -Да. — Ты уже знаешь, что не все тела одинаково прово¬ дят электричество; очень хорошо электричество течет по металлам, углю, плохо по дереву и материи и почти не течет по стеклу, смолам и каучуку. Для гальвани¬ ческого тока и дерево оказывает такое препятствие, что он по нему не течет. Но и металлы, как показали опыты, не в одинаковой степени проводят ток или, как говорят физики, оказывают не одинаковое сопроти¬ вление электрическому току — одни больше, другие меньше. Чтобы проверить это, необходимо иметь в своем распоряжении большое количество разнообраз¬ ных проводников и очень чувствительные измеритель¬ ные приборы. Их мы не имеем. Поэтому сравним хотя бы такие проводники, как металл и уголь, а послед¬ ним воспользуемся в виде карандаша, графит которого есть не что иное как видоизмененный уголь. Приборы, которые Евгений Петрович включил в цепь, были следующие: во-первых, батарейка от кар¬ манного фонарика, лампа1 и новый прибор (рис. 57), представлявший собой следующее: на дощечке 1 Лампа обозначена на чертеже 58 буквой <Л». 106
(29 см х 11 см х 0,5 см) были укреплены карандаш и точно такой же длины медная проволока (ас). Для укрепления карандаша были сделаны два медных крючка, в которые при помощи тиноля были впаяны два обломка вязальной спицы (см. рис. 58, А). Крючки винтами были прикреплены к доске, а в иголки был вставлен карандаш так, что графитом своим он упи¬ рался в обломки (Ьй) вязальных спиц. Далее внизу доски был укреплен переключатель, представлявший со¬ бой медную пластинку, передви¬ гавшуюся между двумя неподвижно укрепленными пластинками, к кото¬ рым были припаяны спицы. С обрат¬ ной стороны дощечки все эти части прибора были соединены проволокой таким образом: концы проволоки и карандаша (а и Ь) были соединены • с правой клеммой, а левая клемма бы¬ ла соединена с винтом переключателя. Из чертежа ясно, что если рычаг рИс. 57. Прибор, переключателя будет касаться плас- показывающий г _ 0 _ равность сопротив- тинки С, то ток из клеммы К через ления у медного рычаг переключателя пройдет по угольном провод- проволоке (ас) и по проволоке (аЪ) через клемму К вернется в батарею. Если же рычаг коммутатора будет касаться пластинки (й), то ток из клеммы К попадет в карандаш и по проволоке через клемму К вернется в батарею (рис. 57). Таким образом простым поворотом переключателя можем включить в цепь проволоку и включить ка¬ рандаш или наоборот. 107
Евгений Петрович включил в цепь батареи лампоч¬ ку и прибор таким образом, как это показано на чер¬ теже (см. рис. 58). Сначала была в цепь включена про¬ волока, лампочка ярко вспыхнула, освещая своим беловатым светом расположенные на столе приборы. — Переключи1 Мальчик повернул рычаг. Лампочка на мгновение погасла, но как только рычаг коснулся пластинки (Л), она осветилась слабым красноватым колеблю¬ щимся светом. — Ну, что это по- твоему? — Через карандаш ток течет слабо, — от¬ ветил мальчик. — И очень хорошо че¬ рез металл, — добавил Евгений Петрович, — но и металлы проводят элек¬ тричество неодинаково—г одни лучше, другие ху¬ же. Лучше всего серебро, почти так же хорошо медь, значительно хуже железо и совсем плохо из металлов проводит электричество ртуть. Этими вопросами много занимался Ом. — Этот же ученый открыл простой закон сопротивле¬ ний проводников. Первая часть его выводов форму¬ лируется так: сопротивление проводни¬ ков Прямо пропорционально длине, т. е. чем длиннее проводник, тем сильнее сопротивление и Наоборот. Для проверки этого наши исследователи построили такой прибор. Сначала они расщепили карандаш по Рис. 58. Включение предыдущего прибора в цепь. 108
склею так, что обнажили графит по всей длине каран¬ даша. Это нужно делать очень осторожно, чтоб не поло¬ мать графита. Лучше всего это удастся тогда, если несколько дней карандаш подержать во влажной тряпочке, чтобы раз¬ мягчить клей. Затем они приготовили дощечку (22 смх7 смхО,Ъ см) и укрепили на ней карандаш при помощи деревянных подставок и медных (можно и жестяных) тон¬ ких пластинок (см. увеличенный чертеж А на рис. 59). Но прежде чем укреплять карандаш, на него надели скользящий контакт, такого же устройства, как и под¬ ставка под карандашом, только более тонкий, чтобы его можно было передвигать по карандашу, не задевая дощечки (рис. 59, В). Одну сторону карандаша сое¬ динили с одной клеммой, а сколь¬ зящий контакт при помощи длин¬ ной мягкой проволоки соединили с другой клеммой. Скользящий контакт придви¬ нули К самому концу карандаша, который был соединен с клеммой, и включили его цепь через лампочку. Лампочка ярко вспыхнула. Затем начали медленно передвигать скользя¬ щий контакт по карандашу к противоположному концу, и по мере удаления контакта, т. е. по мере удлинения в цепи графита, лампочка стала меркнуть, и когда кон¬ такт сдвинули до самого конца, лампочка светилась слабым красноватым светом, еле накаливая волосок. А В Рис. 59. Прибор, по¬ казывающий измене¬ ние сопротивления с изменением длины проводника. 109
— Видишь, чем больше мы вводим, в цепь графит, тем слабев горит лампочка, следовательно тем сла¬ бее ток и тем больше сопротивление, — сказал Евгений Петрович, — значит Ом прав, когда он говорит, что сопротивление прямо пропорционально длине провод¬ ника. Ну, а теперь давай следующий прибор. В новом приборе было четыре карандаша; укреплены они были так же, как в первом приборе, т. е. при помощи медных крючков с вязальными спицами, причем один карандаш был укреплен отдель¬ но, а другие три карандаша — на двух общих широких крюч¬ ках. На доске был поставлен та¬ кой же переключатель и клем¬ мы, а соединение на задней сто¬ роне доски всех этих частей при¬ бора было такое же, как и в первом приборе (т. е. такое же, как и па рис. 59), т. е. можно было включать в цепь или один карандаш или три карандаша одно¬ временно. Прибор включили через лам¬ почку и батарею (рис. 60). — Вторая часть выводов Ома формулируется так: сопро¬ тивление проводника обратно про¬ порционально площади его. попе¬ речного сечения, т. е. чем тоньше прово¬ дник, тем больше сопротивление и наоборот. И в самом деле, смотри, как тускло горит наша лампочка, когда у нас включен только один карандаш, и вот, — Рис. 60. Прибор, пока¬ зывающий изменения сопротивления в за¬ висимости от сечения проводника. 110
он повернул переключатель, включив сразу три карандаша, — видишь, лампочка горит значительно ярче, когда мы площадь поперечного сечения провод¬ ника увеличили в три раза. Значит Ом прав. — Но проверить точно законы Ома при помощи лам- почйи невозможно, это гораздо лучше сделать при по¬ мощи гальванометра. По углу отклонения, который можно точно измерить, по измерению длины провод¬ ника во втором приборе, и если включать проводники по два, по три, по четыре в третьем, можно математиче¬ ски точно проверить выводы Ома. Прошло несколько дней после этой беседы. Как-то Евгений Петрович, зайдя в Петину лабораторию, за¬ стал мальчика за опытами. Последний прибор у него был включен в цепь через гальванометр, перед ним лежала бумага, на которой он, эная пропорции, делал какие-то вычисления. —- Да неужели тебе не надоело?—удивился Евгений Петрович. — Как же это может надоесть? — в свою очередь удивился мальчик, — когда это так интересно. Я ду¬ маю, что нет науки более интересной, чем физика. — Нет, ты ошибаешься. Физика не интереснее ка¬ кой-нибудь другой науки. Все науки интересны в рав¬ ной степени. Так же, как физика, интересны и геогра¬ фия, и статистика, и геометрия, и арифметика. — Ну, значит она у вас получается такой интересной. — И это неверно,—не соглашался Евгений Петро¬ вич, — она интересна тебе потому, что ты своими ру¬ ками делаешь' опыты и своими глазами производишь наблюдения. А если бы ты только читал эту книжку, то она показалась бы тебе такой же скучной, как и другие книги. 111
10. Междоусобие. На Садовой улице во, дворе дома № 23 летом вспых¬ нуло междоусобие. Все население, начиная с семи лет¬ него возраста до 14 лет, было поставлено под ружье. Когда мобилизация была закончена, представители двух враждующих групп в последний раз сошлись на нейтральной почве, чтобы выработать условия борьбы. На этом совещании было постановлено не доводить борьбы до рукопашных схваток и побежденной сторо¬ ной считать ту, которая со всех сторон будет окружена неприятельской армией. Южная армия заняла сад, расположенный позади трех огромных домов, а север¬ ная из соседних дворов повела наступление. Первое время в саду было довольно спокойно, и маленькому Леньке Бырдикову и большому не по летам Фоме Свистунову пришлось залечь в секрет в кусты сирени перед самым опасным пунктом — главными са¬ довыми воротами. -т- Ленька, а Ленька, ползи ко мне. Здесь так густо, что, клянусь тебе бородой пророка, нас никто не увидит. Бырдиков прополз между ветвями сирени и лег около товарища. — По-моему мы напрасно с тобой залезли в эту трущобу, — шептал для большей таинственности Лень¬ ка, они (т. е. неприятель) никогда не поведут наступле¬ ния через эти ворота. В это время из глубины сада послышались заглушен¬ ные голоса и какая-то возня. Через несколько мгно- ний показались главные силы южной армии. — Ленька, а ведь это наши отступают, — прошеп¬ тал Фома. Сзади за деревьями виднелись отдельные группы неприятельской армии. Ясно было, что их главные силы 112
зашли в тыл. Фома и Ленька присоединились к своим и вместе с ними выскочили за ворота. Там южане нат¬ кнулись на небольшой отряд противника, который благодаря неожиданному нападению тотчас же был взят в плен и водворен за лестницей большого дома. Неприятель, заметив, что его планы раскрыты, а за¬ сада погибла, приостановил наступление. Роли пере¬ менились. Теперь южане, располагая хорошими под¬ ступами, повели наступление, но скоро вынуждены были отступить, так как наткнулись на упорное со¬ противленце. День кончался, а победа не склонялась ни на ту, ни на другую сторону. На другой день рано утром, когда Фома еще сидел за чаем, к нему влетел Витя, шустрый малый лет 12. — Фома! Примите меня, — начал он, — в свою армию, мне там Мишка не нравится: он все хочет, чтобы ему повиновались все без рассуждений. — А ты думаешь, у нас слаще? — возразил ему рассудительный Фома, — у нас то же самое. — А за¬ тем, подумав,’ добавил: — а впрочем мне то что, вали к нам! Таким образом перебежчик Витька водворился в южной армии, которая вновь с самого утра заняла сад. На военном совете штаба армии решено было пе¬ ред главными воротами производить побольше шума, возни и как можно больше передвигаться на виду у неприятеля, чтобы привлечь его внимание, а главные силы направить в обход, через боковую калитку сзади большого дома. Фоме и Леньке снова пришлось от¬ правиться в секрет против калитки. — Ленька, постой, а где же Витька? — вдруг не¬ ожиданно спросил Фома. Витька должен был стоять у калитки и следить в щель за поведением неприятеля. 8. Фяанка на самодельных приборах. 118
— Куда же он девался? — спросил Ленька и вылез из секрета. Но, оглядевшись по сторонам и не найдя Витьки, лег обратно на землю. Лежать все в одном и том же положении надоело, Ленька лег на спину и повернул свое веснущатое лицо к небу. Сквозь .кружево березы, под которой он лежал, тихо плыли жемчужные облака. Вдруг между ветвями одной березы что-то мельк¬ нуло. Это привлекло его внимание. —■ Фома, посмотри-ка на березу! — Ленька, — чуть не заорал пораженный неожи¬ данным открытием Свистунов, — да ведь это Витька! Он шпионит! И Ленька уже хотел было пуститься бежать к своим, чтобы сообщить им о предательстве, но его во-время схватил Фома. — Постой, посмотрим, что он будет делать. Витька, не слыхавший разговора своих приятелей, покачивался чуть ли не на самой верхушке березы и посматривал по сторонам. Через несколько мгновений, когда. из гущи сада началось наступление южан, Витька завозился на дереве и в его руках засверкало маленькое круглое зеркальцо. Было ясно, что он зер¬ кальным зайчиком давал знать своим о поведении южной армии. Фома во мгновение ока сорвался с места и, крикнув: «Ленька, не выпускай Витьку»1 — кинулся к своим. Наступление было остановлено. С помощью подо¬ шедших ребят шпион был снят с дерева и под конвоем отправлен в штаб армии. Петя, сильно занятый последнее время своей лабо¬ раторией, не принимал никакого участия в играх ре¬ бят и даже как будто отдалился от них. Зрелище взъеро¬ шенного и упиравшегося Витьки, которого конвойные 114
волокли в штаб армии, пробудило в нем прежнего озорника и сорванца-мальчишку, который еще так не¬ давно не только принимал деятельное участие во всех ребячьих предприятиях, но часто оказывался их коно¬ водом. — Куда вы его? Ребята рассказали. В штабе, куда пришел и Петя, заинтересовавшийся происходящим, Витька сознался в шпионаже в пользу северной армии и между прочим сообщил следующее: — Когда у нас вчера на военном совете выяснилось, что нам вас не обойти, мы решили пуститься на хитрость. Я читал, что раньше, да и теперь еще применяется сигнализация зеркалами — это называется гелиогра¬ фия, — я и решил перекинуться к вам и, высмотрев ваше расположение, зайцами от зеркала предупредить своих о наступлении... Зеркало у него отобрали, а его самого отвели в ла¬ герь военнопленных. 11. Инженеры нз нарвоната связи. За вечерним чаем Петя рассказал Евгению Петро¬ вичу о последних событиях, происходивших на их дворе. — Молодец, — не выдержал тот, слушая рассказ о шпионе. — Так, говоришь, зеркальным зайцем шпионил? — Зайцем. . — Великолепно, — расхохотался Евгений Петро¬ вич и стал размешивать чай ложечкой. — Петя, а почему.ты не примешь участия в этой войне? — спросил он неожиданно. Мальчик удивленно посмотрел на Евгения Петро¬ вича и не сразу ответил: 116
— Да ведь я очень занят с электричеством. — Это не мешает одно другому: запомни раз на¬ всегда, что занятия только тогда достигают цели, когда они чередуются с отдыхом, а кроме того ты можешь при¬ нять участие в игре ребят, не прерывая своих занятий по электричеству. — Каким же образом? — Очень просто: ты можешь вступить в южную армию не какой-нибудь мелкой сошкой и на брюхе пол¬ зать под сиренью' тебе не придется, так как благодаря своему техническому превосходству ты один сможешь представлять целый инженерный корпус. — Как же это сделать? — Очень просто: ты настолько опытный электро¬ техник, что тебе ничего не стоит построить настоящий телеграф, по которому ты сможешь непосредственно из нашей квартиры сообщать в сад, нэ территорию южной армии, о военных приготовлениях неприятеля. — Вот это ловко, — сорвалось у мальчика, обра¬ довавшегося не столько возможности насолить северя¬ не
нам или выручить из беды южан, которые ему были без¬ различны, сколько возможности совместной работы с Евгением Петровичем. Чтобы не терять дорогого времени, ой в тот же день под руководством Евгения Петровича приступил к работе. Прежде всего он сделал электромаг¬ нит, такой же, какой показан на рисунках 51 и 52. Затем из тон¬ кой деревянной до¬ щечки мальчик выпи¬ лил лобзиком, во-пер¬ вых, рычаг (рис. 61), во-вторых, два кружка диаметром в 1,75 сан¬ тиметра (рис. 61, С), в-третьих, два круж¬ ка диаметром в 1 см (рис. 61, П) с круг¬ лым отверстием та¬ кой величины, чтобы в него входил якорь, и, в-четвертых, круг¬ лую лопаточку диамет¬ ром в 1,5 с.м (рис. 61, В). Эту лопаточку он вставил, в рычаг, а кружки наклеил на него же таким образом, как это показано на рисунке (рис. 61, Е). Когда клей хорошо подсох, он в один конец рычага вставил якорь, укрепил его с по¬ мощью клея и тонких лучинок, которые затем, ко¬ гда клей подсох, он осторожно обрезал. А в другом конце рычага, т. е. в лопаточке, он просверлил ши¬ Рис. 62. Детали стойки катушки с бумажной лентой. 117
лом наклонное отверстие и вставил в него акварель¬ ную кисточку 1. Далее из той же дощечки он выпилил стойку (рис. 62, А), на верхний конец которой прикрепил вин¬ том колесо от ленты пишущей машины, но прикрепил слабо, так что колесо легко вращалось на винте. После этого мальчик из той же тонкой дощеч¬ ки выпилил новую стойку для ведущей части аппа¬ рата (рис. 63, А), а из более толстой (около 1 см. толщины) выпилил три кружка, диаметром в три сантиметра. И, на¬ конец, вырезав из жести треугольник с закруглен¬ ными углами, он собрал винтами все эти части так, как это показано на рисунке (рис. А и В). При этом нужно заме¬ тить, что все эти колеса он прикрепил так слабо, что они вращались на винтах от легкого прикосно¬ вения руки. Покончив таким образом с отдельными частями, он приступил к сборке аппарата. Для этого на толстой доске (размером 10 сантиметров на 22 сантиметра), он по величине электромагнита вырезал продолгова¬ тое отверстие, вставил в него с клеем электромагнит 1 Вместо кисточки можно взять маленький карандаш из записной книжки. Рис. 63. Детали ведущего аппарата. 118
(рис. 64, А), а свободные концы проволоки от обмотки выпустил наружу и прикрепил их винтами- (В). Затем, положив горизонтально рычаг с якорем на электромагнит, он сзади рычага, против среднего утол¬ щения, поставил стойку с колесом и, придерживая ее руками, отметил то место, на котором она должна быть прикреплена к доске. А затем, вырезав отверстие по - Рас. 64. Аппарат Морэе. намеченным карадашом линиям, он укрепил с помощью клея эту стойку, а к этой стойке винтом прикрепил рычаг таким образом, чтобы в горизонтальном положе¬ нии его якорь отстоял от электромагнита приблизи¬ тельно на четверть сантиметра. При этом нужно сказать, что мальчик прикрепил его так слабо, что выведенный из своего положения более тяжелый конец с якорем, под влиянием собственного веса снова опускался на 119
электромагнит. А для того чтобы якорь не лежал на электромагните, мальчик с помощью пружины, сде¬ ланной из тонкой медной проволоки (рис. 64, Р), от¬ тянул рычаг от электромагнита так, чтобы ои лежал горизонтально. Далее мальчик укрепил на доске последнюю стойку таким образом, чтобы в момент касания якорем элек¬ тромагнита кисточка касалась правого нижнего ко¬ леса (рис. 64, Е). Затем, вырезав длинную полоску бумаги (можно взять серпантин), мальчик намотал ее на катушку, пропустил конец между колесами ведущего прибора, и, закончив таким образом приемный аппарат, он приступил к устройству подающего аппарата. Для этого он вырезал из жести полосу (5 см на 1 см) и на толстой доске (8 см на 5 си<) прикре¬ пил вместе с кусочком чистой, не изолированной про¬ волоки одним винтом, а над свободным концом привин¬ тил с другим кусочком проволоки второй винтик и же¬ стяную пластиночку и загнул так, как это показано на рисунке (рис. 65, А). Свободные концы проволоки он привинтил двумя винтами к краю. Таким образом у него был построен подающий аппарат, или теле¬ графный ключ. Когда аппараты были готовы, мальчик и Евгений Петрович приступили к их испытанию. Для этого они соединили подающий аппарат (А) через элементы от электрического звонка (В) с приемником (С) так, как это показано на рисунке. Когда соединение было готово, Евгений Петрович нажал ключ и этим самым дал возможность электрическому току проскочить че¬ рез электромагнит приемника. Сердечник мгновенно намагнитился и притянул к себе якорь, а противопо¬ ложный конец рычага поднялся и кисточкой прикос¬ 120
нулся к бу¬ мажной ленте. А как только Евгений Пет¬ рович опустил пружинку, ры¬ чаг тотчас же принял прежнее положение. — Вот видишь, если мы будем теперь тянуть ленту, то кисточка, смоченная краской, будет оставлять черту, если якорь некоторое время будет лежать на электро¬ магните, но если я только на мгновение замкну ток, рычаг тоже только на мгнове¬ ние выйдет из своего положения и на ленте останется след в виде точки. Так действует и настоящий аппарат. Вся разница между нашим и настоящим аппаратом состоит лишь в том, что в настоящем аппарате ленту подает особый часовой механизм. Мальчик придвинул аппараты к себе и с большим увлечением начал посылать те¬ леграммы из правой руки в левую. —- А как же все-таки передать слово, 1Д Евгений Петрович?—спросил он, убе- /О У дившись в действии своих аппаратов. — А вот комбинацией черточек и точек и передается каждая буква. Например буква «а» изображается рис 65 Включение точкой и черточкой, буква «б»—чер- станции ошравле- точкой и тремя точками и т. д. ния и станции по- . г лучения в цепь, (рис. 66). — А что получится, если я ключ унесу в другую комнату? — спросил мальчик. 121
— Да то же самое. Попробуй. Мальчик унес ключ в другую комнату. Приемник, оставленный в комнате Евгения Петровича, наши, ин¬ женеры соединили со станцией отправления двумя длинными проволоками в том же порядке, как это у них было и в первом случае. Когда все было устано¬ влено, мальчик, надавив ключ, услышал, как в другой комнате якорь стукнул, подскочив к электромагниту. Аппарат действовал наславу. 122
— Видишь ли, Петя, нужно тебе сказать, что на самом деле проводка проволоки делается несколько иначе, — заговорил Евгений Петрович, когда мальчик вернулся в комнату. — На самом деле от ключа идет в другой город только одна проволока, а роль другого провода исполняет земля; при этом аппараты соеди¬ няются вот каким образом, — говорил Евгений Петро¬ вич, рисуя при этом следующий рисунок (рис. 67). — При этом устройстве ток из очень сильного эле¬ мента и даже не одного, а из нескольких элементов (рис. 67, А), идет через ключ (В) в проволоку, из про¬ волоки он попадает в электромагнит (С), из него в землю с помощью медной пластинки (Е), затем бежит по земле к такой же медной пластинке (Р) на станцию от¬ правления, а из нее возвращается в элемент (А). Вот и все. — А кто изобрел этот аппарат? — спросил мальчик. —■ Аппараты эти впервые построил американец Морзе. Если хочешь, я тебе дам его биографию. — Конечно хочу. 123
Евгений Петрович, порывшись в своем книжном шкафу, вытянул оттуда маленькую книжку и подал ее мальчику... 12. Самуил Морзе. Из этой книжки Петя узнал следующее. Самуил,Морзе родился 27 апреля 1791 года в обра¬ зованной семье. Уже в раннем детстве маленький Са¬ муил обнаружил большую страсть и способность к рисованию. Окончив начальную школу, Морзе посту¬ пил в Иэльскую коллегию в Массачузетсе, где и заро¬ дилась у него первая мысль о телеграфе. По окончании коллегии Морзе отправился в Европу для изучения живописи к знаменитому в то время художнику Вениамину Весту. В Англии молодому художнику пришлось испытать страшную нужду, так как небогатый отец не мог при¬ сылать сыну достаточно денег. «Пью я одну воду, целый год ношу одно платье, оно совсем обтрепалось, сапоги в дырах, чулки требуют пересмотра матери, и моя шляпа сделалась рыжей... приходится отказывать себе в необходимом, потому что иначе нехватит денег на модели, посещение галереи и музеев», писал в то время Морзе своим родителям. 24 лет он кончил свое художественное образование и до 42 лет занимался исключительно живописью. Но несмотря на это, мысли о телеграфе не покидали его. Осенью 1832 года, возвращаясь из Гавра в Нью- Йорк на корабле «Зи11у», Морзе впервые услышал от одного пассажира об удивительном открытии электро¬ магнита и об опытах с ним. Мысль о применении этого прибора в своем телеграфе, как молния, блеснула в мозгу Морзе. Он вышел из каюты и всю ночь проходил 124
по палубе, обдумывая свое изобретение. К утру, в его записной книжке была уже написана вся телеграфная азбука, которая с немногими изменениями применяется и теперь. Прощаясь с капитаном судна по прибытии в Нью-Яорк, Морзе между прочим сказал ему: — Ну, капитан, если вы когда-нибудь услышите о телеграфе, то вспомните, что изобретение было сделано на борту корабля «5и11у». С этого момента Морзе занимается живописью толь¬ ко как средством для существования, а все остальное время посвящает своему изобретению. Больше 10 лет, борясь с нуждой, чуть не умирая иногда с голоду, перенося насмешки, унижения и не¬ доверие, Морзе тратит последние гроши на свою работу. В 1843 году он уехал в Вашингтон просить прави¬ тельство о выдаче ему 30 ООО долларов на испытание аппарата. Когда его просьба была назначена к слушанию в сенате, Морзе пришел туда узнать о своей участи, но к нему подошел знакомый сенатор и предупредил, что нет никакой надежды, чтобы просьба была уважена. Выслушав этот приговор, Морзе пошел в свою бед¬ ную каморку и решил наконец покориться судьбе и отказаться навсегда от своей мечты. Утром, когда Морзе сидел за завтраком, к нему вбежала дочь первого уполномоченного в бюро для выдачи привилегий. — Я пришла вас поздравить, — сказала она. — С чем? — Ваша просьба удовлетворена сенатом. Вы полу¬ чите 30 ООО долларов и можете продолжать ваше дело. Трудно представить себе счастье и восторг Морзе. 125
С кипучей энергией он принимается за устройство пробной телеграфной линии между Балгиморой и Ва¬ шингтоном и почти через год оканчивает ее. С. Морзе прожил долгую жизнь, и ему удалось уви¬ деть плоды своего изобретения. При нем же вся Америка и Европа покрылись густой сетью телеграфных про¬ волок; при нем же был проложен после целого ряда неудач телеграфный кабель по дну Атлантического океана, связавший Старый и Новый свет. Последние годы своей жизни Морзе провел~в спо¬ койствии и довольстве среди своей семьи, окруженный всеобщим почетом. В его виллу, на берегу Гудзонова залива, в окно библиотеки были проведены телеграф¬ ные провода, которыми он был связан со всем миром. Морзе умер в Нью-Йорке 22 апреля 1372 года на 82-м году жизни. 18. Переиирие. На другой день между южной и северной армиями было заключено перемирие, во время которого южане тайно от северян из комнаты Евгения Петровича протя¬ нули провода в сад к спрятанному в кустах сирени приемному аппарату. Сила одного элемента оказалась слабой, пришлось на помощь ему поставить еще один элемент, который взяли из Жоржиной квартиры. При испытании аппараты оказались великолепно дей¬ ствующими. Были выработаны условные значки для передачи сведений о передвижениях неприятельских армий. Все было готово, а перемирие приняло затяжной характер и наконец превратилось в длительный проч¬ ный мир, во время которого южане-не вытерпели и- по¬ знакомили своих бывших противников со своим техни¬ ческим превосходством в области передачи военных тайн. 126
Удивлению и восторгам не было конца. И долго после этой междоусобицы юные граждане дома № 23 по Садовой, улице были заняты мирными исследо¬ ваниями в области таинственных электрических яв¬ лений. 14. Новое кеасдоусобие. — Петя, ты все-таки ухитрился испортить звонок,— так начался конфликт между мальчиком и Анной Ни¬ колаевной. — Да ничего я не портил, я только элемент брал на время с Евгением Петровичем и опять поставил на место. —■ Я уж не знаю, что вы там брали, я знаю только то, что звонок не действует. —■ Да я-то при чем? — А кто же при чем? Извольте его исправить, или я позову монтера за ваш счет! — Ну, что же, зови. Хотя это столкновение кончилось как будто ни¬ чем, однако в голове мальчика засела мысль: отчего действительно перестал работать звонок? Он не вытер¬ пел и пошел исследовать явление. —■ Я, мамочка, исправлю звонок, —■ заявил он. Мальчик снял звонок и элемент и унес их в свою лабораторию, достал физику и принялся за исследова¬ ние. Из физики он узнал, что существенной частью звонка является электромагнит (А) (см. рис. 68), вбли¬ зи его на пружинке укрепляется железный брусок, якорь (В), от конца якоря идет проволока с шариком к колокольчику; с правой стороны к якорю припаяна пружинка, в которую упирается винтик (С). Соединение элемента со звонком производится через клеммы (1Г, К). От одной клеммы провод идет к винту (С); из него через 127
пружину наступает в якорь (В), из него в электромаг¬ нит и из последнего через вторую клемму возвра¬ щается в элемент. В момент прохождения тока электро-. магнит притягивает якорь, между его пружинкой и винтом (С) происходит разрыв тока, электромагнит в этот момент теряет притягательную силу и якорь отклоняется в прежнее положение, его пружинка опять касается винта, и снова происходит замыкание тока, якорь снова при¬ тягивается к электромагниту и уда¬ ряет в этот момент по колоколь¬ чику. А так как электрический ток распространяется почти мгновенно, то удары следуют очень быстро один за другим, и колокольчик звонит. Ознакомившись с этим, мальчик соединил проволоками электроды элемента с клеммами звонка, и по¬ следний начал звонить, правда, очень слабо. Звонок звонит, значит не в нем и не в элементе дело, — подумал мальчик, а в чем-то другом: уж не произошло ли разрыва в проводах? Но прежде чем исследовать провода, он начертил схему проводки. В квартире было три кнопки: одна на лестнице и две в комнатах. При помощи этой схемы он проверил во всей квартире соединения и нашел их в полном порядке. Снова поставил элемент и звонок на место (рис. 69) 1. 1 На схемах короткой жирной и более длинной чертами всегда обозначается элемент. Пересечение провода при помощи полукруга указывает, что данные провода в этом месте между собою не соединяются. Рис. 68. Электри¬ ческий8В0Н0К. 128
— Мама, послушай, будет звонить или нет, — сказал мальчик и позвонил из столовой. —^ Не 8вонит? — Нет. — Что за оказия! — Евгений Петрович, к вам можно? — Можно. В чем дело? Мальчик изложил со всеми подробностями и кон¬ фликт и его попытки прекратить его при помощи ремонта. —• Если у тебя с этой стороны все в порядке, — сказал Евгений Петрович, вы- слз'шав рассказ маль- <ё> ® © чика, — и раз зонок п г.п „ ~ .. Рис.^69. Схема включения электрп- звонил у тебя в лабо- ческого звонка. ратории, то очевид¬ но дело вот в чем. Возможно, что кнопки зар¬ жавели, загрязнились и контакта не происходит, т. е. через грязь ток не идет в цепи. Следовательно, нужно осмотреть все соединения и кнопки и вычистить их. Но скорее всего, что дело не в контактах, а в самом элементе. Он уже давно в работе, — его или следует сменить или вычистить и насыпать свежего нашатырю, силенка у него поистратилась и ее еще хватает, чтобы непосредственно привести в действие звонок, а преодо¬ леть сопротивление длинной цепи через всю квартиру он не может, поэтому не только следовало бы его при¬ вести в порядок, но приобрести ему нового товарища. Мальчик исполнил совет Евгения Петровича в точности, —■ он, во-первых, обревизовал снова все кон¬ такты, вычистил их и затем снова снял элемент, вылил V. Фшшм иа сацодеаишх приборах. 129
из него жидкость, промыл электроды, поставил их на прежнее место, насыпал свежего нашатыря, валил во* дой и снова включил в цепь. Звонок стал работать от всех кнопок, но звон его стал значительно слабее, чем вначале, когда он был поставлен. — Так и есть! — сказал Евгений Петрович, при¬ сутствовавший при испытаниях звонка, —■ нужен еще один элемент. — Я так и скажу маме, что мы не при чем, — за¬ явил мальчик. —■ Положим, мы-то «при чем», — ответил Евгений Петрович, —• при своих опытах мы, вспомни, много пользовались элементом, и он израсходовался, поэтому следующий элемент уже куплю я. Так и сделали. Евгений Петрович купил еще один элемент, Петя включил его в цепь вместе со вторым элементом и звонок энергично заработал. — Ну, что, видала, — торжествовал Петя. 15. Наш герой продолжает электрификацию СССР. Через несколько дней после описанных событий к мальчику пришел Жорж. —- Ну, что поделываешь? —■ спросил он. — Электрический звонок поправили, — важно от¬ вечал Петя. — У меня где-то валяется сломанный звонок, может быть тебе пригодится? — Конечно пригодится, тащи его сюда! И Жорж принес звонок. — Евгений Петрович, я думаю этот звонок поправить можно? — спросил мальчик своего при¬ ятеля, показывая ему жалкие остатки звонка. —■ Зачем тебе звонок? —• спросил тот. 1.40
— Ну, какой же физйческий кабинет не имеет звонка. — И очень даже часто. Звонок очень распростра¬ ненный прибор и строить его поэтому не стоит. Всегда наконец можно получить в целом виде. А вот, если тебе так хочется строить, то, воспользовавшись этим электромагнитом, можно сделать хороший двигатель, это будет поинтереснее звонка. —- А как это сделать? Евгений Петрович объяснил мальчику идею нового прибора, и вместе с мальчиком принялся за его по¬ стройку. Рис. 70. Электромотор Якоби. Для этого они приготовили дощечку для подставки (12 сих5 см х 0,5 см), в середине ее двумя винтами при¬ крепили электромагнит, затем из фанеры мальчик вы¬ пилил два кружка в 4 см в диаметре и по окруж¬ ности, отступая по 3 мм от края, пропилили по 6 круглых отверстий, по диаметру шести проволочных гвоздей, подобранных в качестве якорей двигателя; из гвоздей мальчик подпилком нарезал стерженьков по 7 см длиной, вычистил их шкуркой и с клеем вставил в деревянные кружки (рис. 70). Затем взял сталь¬ ную вязальную спицу, сделал из нее отрезок в 10,5 см длиной и надел на нее барабан с якорями. После этого 131
из фанеры выпилил две стойки, вверху каждой из них просверлил отверстия немного большего диаметра спицы — оси прибора — и затем эти отверстия закрыл двумя латунными кружками с отверстиями по диаметру спиц и привернул их к стойкам двумя винтиками. Когда это было сделано, укрепил стойки на доске таким образом, чтобы между проходящими над полюсами электромагнита якорями был минимальный просвет. Далее из латуни выпилил зубчатое (о шести зубцах) колесо, надел его туго на ось и против него на доске прикрепил латунную пружинку, касающуюся очень слабо зубцов колеса. Затем на доске укрепил две клеммы от звонка и одну из них соединил с электро¬ магнитом, другой провод электромагнита присоединил к оси (к дисковому подшипнику, в котором поме¬ щается ось) и наконец пружинку, опирающуюся на зубчатку, соединил с другой клеммой. Когда эт<7 было готово, в прибор через клеммы пус¬ тили ток от двух элементов и приступили к его регу¬ лировке, т. е. к установке зубчатого колеса; это колесо Евгений Петрович назвал коллектором. Задача регулировки состояла в том, чтобы ток проходил по электромагниту в тот момент, когда ни один якорь не находится против полюсов электромагнита. Тогда электромагнит намагничивается и притягивает к себе ближайший якорь; как только этот якорь подойдет к электромагниту, ток должен быть прерван, т. е. пру¬ жинка в этот момент не должна касаться зубцов кол¬ лектора. Барабан в силу инерции продолжает еще не¬ которое время вращаться, якорь проходит мимо элек¬ тромагнита, повертывает вместе с собой и коллектор, и следующий зубец касается на момент пружинки, ток снова включается в цепь, и электромагнит притягивает следующий якорь и т. д. 132
Это наивысоднейшео положение коллектора на оси было найдено, и наши инженеры притянули его наглухо к спице. Нужно сказать, что эту регулировку распределения тока в двигателе можно сделать и так: сразу наглухо припаивается коллектор к оси и регулируется высота пружинок, т. е. тот выступ, которым пружина касается Коллектора, опускается или поднимается. Этот способ значительно проще предыдущего х. Когда это было выполнено, Петя включил ток, и двигатель пришел в быстрое вращение. — Евгений Петрович, а в трамвае такие же мото¬ ры? —• спросил мальчик. — Нет, настоящие большие моторы имеют другое устройство. —■ А откуда же в трамваях берется ток? —■ допыты¬ вался мальчик. — Ток для движения трамваев вырабатывается на станции и затем течет по воздушным проводам дороги, в эти провода упирается дуга трамвая, как инженеры говорят, —■ скользящий контакт. Из дуги ток Попадает в двигатель трамвая, а из двигателя в колеса и по рельсам возвращается на станцию. — Значит по рельсам течет ток? — Да. — А как же мы его не чувствуем?.. —■ А разве ты забыл наши разговоры о том, что ток всегда идет по кратчайшей дороге. Другое дело, если бы ты прикоснулся рукой к верхнему проводу, а ногами касался рельс, то в этом случае ток пошел бы по твоему телу. 1 Если у читателей будет в распоряжении электромагнит других размеров, соответственно ему придется изменить размеры и остальных частей прибора. 133
— А это опасно? — Да, это сильный ток, и он легко убивает человека. — А как получают такой сильный ток? — Для этого инженерами придуманы особые ма¬ шины, об этих механизмах мы с тобой поговорим как- нибудь в следующий раз. 184
ГЛАВА IV. ПО ПУТИ МИХАИЛА ФАРАДЕЯ. ивдгвщия. 1. Подарок. — Что это вы, Анна Николаевна, какую стряпню развели? —* спросил Евгений Петрович. — Как же иначе, ведь завтра у нас праздник. — Какой же? До Первого мая еще далеко, а завтра простая пятница. — Кому простая, а для меня не простая, — отве¬ тила Анна Николаевна, вытирая руки о передник. Затем добавила так многозначительно, точно вве¬ ряла большую тайну: — Завтра рождение моего сорванца. —■ Ах, вот оно что. Что же вы и подарок ему при¬ готовили? — Да, уж целую неделю ходим около комода да никак ключи не найдем, — ответила Анна Николаевна, камская на мальчика. — Как, Петя, такой серьезный мальчик, не может вытерпеть недели? — удивился Евгений Петрович. —■ Это он-то серьезный? Да ой еще совсем ре¬ бенок. —’ Да, для вас, матерей, мы на всю жизнь остаемся ребятами. 186
— Это правда, — согласилась Анна Николаевна. —- А что вы ему купили? — Значит и вы не можете потерпеть до завтра? — Невозможно, Анна Николаевна, —■ спокойно ответил Евгений Петрович. — Потерпите. — Мама, — послышался голос из соседней комна¬ ты, — куда ты ключи задевала от комода? — А тебе зачем? — Да я там забыл свой карандаш. —- Слыхали? Вот уже неделю стремится проникнуть в комод и ничего не выходит. — Ну, что же ключи? — спросил мальчик, входя в кухню. — Потеряла, сама уже целую неделю ищу их и никак не найду. — Да не беспокойся, я рыться там не буду, возьму свой карандаш и уйду. — Ну, и не везет же нам, Петр Николаевич, —■ с усмешкой заметил Евгений Петрович. — С чего это вы взяли! Что мне не везет? — сму¬ тился мальчик. — Да уж так, не везет нам здесь обоим. Пойдем, я тебе дам карандаш. — Так вот ему и нужен ваш карандаш! — засмея¬ лась Анна Николаевна, — нам нужен именно тот ка¬ рандаш, который лежит в комоде. —• Действительно! — ответил мальчик и, надув губы, вышел из комнаты. — Видали? — А я и не знал, что он так любопытен. — Очень любопытен, но нужно отдать ему спра¬ ведливость, он и любознателен. 136
— Да, он очень любознателен, — согласился Евге¬ ний Петрович и затем как бы про себя добавил,— что бы ему такое подарить? — Не нужно, Евгений Петрович, — запротесто¬ вала Анна Николаевна,—'вы и так его балуете. — Нет нельзя, мы с ним такие друзья, что сделать ему что-нибудь приятное—-для меня удовольствие,—■ ответил Евгений Петрович и, повернувшись к дверям, добавил — пойду, подумаю. На другой день мальчик, волновавшийся накануне п долго ворочавшийся в своей кровати, проспал. Когда он вошел в столовую, Евгения Петровича уже не было. На столе стоял остывший самовар, он почему-то по¬ трогал холодный металл, машинально смахнул крошки с салфетки и пошел умываться. Холодная вода осве¬ жила его голову, и она снова упорно заработала в том же направлении, куда направились его мысли с того момента, как Анна Николаевна, придя из мага¬ зина, что-то таинственно спрятала в комод. — А, ты встал наконец, —- услышал мальчик го¬ лос, который по нежности не может сравниться со всеми голосами в мире. —■ Ну поздравляю, мой хороший, желаю тебе сча¬ стья, успехов, здоровья, —■ говорила Анна Николаевна, целуя сына. Мальчик машинально отвечал на ласки матери, а одним глазом наблюдал за тем, что мать пря¬ тала за спиной. —• Ну, уж возьми, возьми, — сказала Анна Нико¬ лаевна, заметив маневры сына, и в руках мальчика очу¬ тился тяжелый сверток. Пока он возился со шнурками и бумагой, Анна Николаевна, заинтересованная не менее сына, какое впечатление произведет подарок, трунила над ним. 137
—■ А еще сыщик, а ие мог открыть таких пустяков. Целую неделю пуская в ход такие приемы, которые ничего тебе не дали. В руках мальчика оказался письменный прибор. Настоящий прибор, как у Евгения Петровича, с двумя хрустальными чернильницами на мраморной подставке. Падавшие лучи солнца переливались всеми цветами радуги в чистом хрустале, а золоченая бронза так приятно сверкала, что трудно было оторвать взгляд от подарка. Видно было, что подарок вполне удовлетворил мальчика. Мать попрежнему стояла рядом, наблюдая ва сыном. Евгений Петрович вошел в комнату в тот момент, когда мальчик с разбегу бросился на мать и повис у нее на шее. — Да пусти, глупый, ты меня задушишь, — отби¬ валась Анна Николаевна и, переходя с места на место, опрокидывая мебель, они оба повалились на диван. — Фу, глупый, посмотри: растрепал все волосы, — хохотала Анна Николаевна, — посмотри, к тебе еще визитер пришел, а ты ведешь себя, как маленький. Мальчик оглянулся и увидел Евгения Петровича. — Поздравляю, Петр Николаевич, с высокотор¬ жественным днем вашего рождения, желаю вам всего хорошего и прошу принять от меня сей скромный дар,— сказал Евгений Петрович и протянул мальчику сверток. Мальчик, не распаковывая нового свертка, кинулся таким же манером на Евгения Петровича, но тот, под¬ няв его на руки, поцеловал и спокойно положил на диван. Когда сверток был развернут, в нем оказалась дей¬ ствующая модель динамомашины. — Вот это здорово,—не утерпел мальчик,—■ я и не знаю теперь, что лучше? 188
— Ну, а все-таки, — поддразнивала Анна Нико¬ лаевна. Мальчик взглянул на того и на другого и ви¬ димо боясь обидеть кого-нибудь из близких ему людей, ответил: — Оба лучше. — Ах ты, дипломат, — засмеялась Анна Нико¬ лаевна. — Это что такое? Это человек, который никогда не говорит прав¬ ды, —- ответил Евгений Петрович. — Я никогда не говорю неправды,—тоном обиды ответил мальчик. —> А вот и врешь, — перебила его Анна Нико¬ лаевна, — вчера ты просил ключи, чтобы достать ка¬ рандаш, а на самом деле... —■ Что на самом деле? — А на самом деле тебе карандаш был и не нужен. — Нет, нужен. — Ну вот и врешь, и врешь, и врешь. Ну, да будет об этом, пойдем пить чай. Вечером к мальчику пришли гости. В его комнате, представлявшей собой самую заправскую лаборато¬ рию, по стенам были устроены полки, на них блестели стеклом и металлическими частями физические при¬ боры. На столе красовались новый письменный прибор и динамомашина, гости усердно крутили ее, превра¬ щая свою мускульную силу в электрическую энергию, которая накаливала небольшую лампочку, прикреплен¬ ную к подставке машины. — Ну ты, физик, — обратился к мальчику Жорж,— объясни нам, как действует эта штуковина. — Да, действительно объясни нам ее действие,—■ подхватили другие. 180
— Видите ли, — начал нерешительно мальчик, — электрическая энергия есть такая энергия, которая образуется при затрате другой энергии, например химической, тепловой, механической, — вот вы затра¬ чиваете механическую энергию, а она преобразуется в электрическую, вот от этого лампочка и горит. — Вот так объяснил. Это мы и без тебя знали, что если крутить это колесо, так эта лампочка загорится. А почему, если крутить швейную машину, так там ни¬ чего не загорит? — Вот чудак-то, да ведь там устройство другое. —• Да и без тебя знаю, что другое, вот ты мне и объясни это устройство. — Да что же объяснять-то, ведь все части на виду. —■ Ну да, ты видно сам не знаешь. Мальчика это задело, но он промолчал с таким ви¬ дом — дескать, может быть, и знаю, да не скажу, а может и действительно не знаю, да не такой дурак, чтобы сознаться в этом. — Евгений Петрович, что же это такое подарили вы мне машину, а как она действует и не рассказали,— делал выговор мальчик своему приятелю, когда от него ушли гости. —■ Да потому, что ты не спросил. — Ну, вот я теперь и спрашиваю. — А теперь уж поздно — это не так просто объяс¬ нить. Если ты хоть немножко хочешь осмыслить это великое изобретение, то это займет не только много времени, но и труда. Иди и ложись спать, а завтра мы с тобой приступим к допросу природы, пусть она по¬ делится с нами хоть частью своих секретов. 140
2, Новые опыты е Ни-тн-чи —• Дш исследования тех вопросов, которые нам предстоит разрешить, тебе придется построить еще один измерительный прибор. Он несколько походит на по¬ строенной тобой гальванометр. Новый прибор в отличие от первого назовем м у л ь- типликатором. В первом приборе при повора¬ чивании магнитной стрелки электрическому току при¬ ходилось преодолевать два сопротивления: во-первых, земной магнетизм, который стремится удержать стрелку в плоскости магнитного меридиана, а, во-вторых, упру¬ гость нити. нити, она обязательно сна¬ чала будет крутиться, а затем, когда раскручивание прекратится, попробуй, оберни груз хоть на полобо- рота, он обязательно вернется в прежнее положение. Конечно эта упругость ничтожна, но для наших малых сил, которые мы с тобой исследуем, и она даст себя знать. Новый же прибор мы сконструируем так, что оставим только упругость нити и уничтожим влияние земного магнетизма. — Как же это можно сделать? — спросил мальчик. —■ Довольно просто. Вот представь себе такой ком¬ пас, — сказал Евгений Петрович и набросал на бумаге следующий рисунок (рис. 71). — Вот, видишь, здесь две компасных стрелки, обе они наглухо прикреплены к стерженьку: одна к верх¬ нему концу', другая к нижнему, при этом так, что се¬ — Ну конечно. Попро буй, привесь какой-нибудь груз на конец подвешенной — Упругость нити? ■— уди вился мальчик. Рис. 71. Астатическая стрелка. 141
верный полюс верхней стрелки вправо, а нижней — влево. Затем на тонкой шелковинке они подвешены. Как ты думаешь, — хороший ли это будет компас? —- Конечно нет, — ответил мальчик, — ведь это бас¬ ня... лебедь, щука, рак... —- Почти что так, — согласился Евгений Петрович. — Да так и есть,—не унимался мальчик,— верхняя стрелка будет тянуть в одну сторону, а нижняя в дру¬ гую. —■ Следовательно влияние земного магнетизма на такую систему будет парализовано и в определенном положении она будет удерживаться толь¬ ко упругостью нити. Такая система двух намагниченных стрелок, скрепленных разно¬ именными полюсами в одну сторону, называется аста¬ тической системой. — Все-таки я не пони¬ маю. — Чего? — Если эту стрелку или систему не может повер¬ нуть земной магнетизм, то как же ее поворотит наш сла¬ бенький электрический ток? Он тоже се будет тащить в разные стороны. — А мы его перехитрим и вот как... И действительно они его перехитрили. А добились они этого вот каким путем. Сначала мальчик построил из фанеры ящик. Раз¬ меры его таковы: верхняя и нижняя стороны по 6 с.их6 см, при высоте в 2 см, причем две боковых сто¬ роны, имевшие по шипу для прикрепления к под- Рис. 72. Коробка для ка¬ тушка мультипликатора. 142
ставке, выдавались за стороны ящика на 2 мм (см. рис. 72, В). Прежде чем соединить эти шесть частей, в верхней дощечке было пропилено узкое отверстие. Дальше эт& призма была обмотана тонкой изолирован¬ ной прово.Ькой в два слоя, причем так, что прорез оставался свободным, затем этот ящичек с намоткой был прикреплен шипами к подставке (11 &их8 см), а концы проволоки были подведены к двум клеммам. Далее к доске была прикреплена подставка из толстой фанеры в виде буквы Г, а к ней привязана топкая шелковая нить с астатической стрелкой, причем нижняя стрелка была опущена в прорез верхней доски и вращалась внутри ящичка с намоткой, а верхняя находилась на ней, служа для двух целей —■ во-первых, она уничто¬ жала влияние земного магнетизма на нижнюю стрелку, а, во-вторых, служила указателем (рис. 73). Что же касается самого устройства астатической системы, то оно до крайности просто, — для нее наши приятели Рис. 73. Мультипликатор. 148
взяли две толстых иглы, намагнитили их эяеКтриче- ским током и при помощи тонкой медной ^роволоки скрепили между собой одноименными полюсами в разные стороны (способ скрепления иголок см. на рис. 72, А). Этот прибор оказался довольно чувствительным — астатическая система отмечала термото^ от одного термоэлемента, состоящего из медной и железной про¬ волок. Все элементы, построенные мальчиком из различных материалов и с самыми разнообразными жид¬ костями, оказались слишком сильными для мульти¬ пликатора и устанавливали астатическую стрелку перпендикулярно оборотам проволоки. Евгений Петрович, войдя к мальчику, застал его как раз за испытанием своего нового прибора. —■ Ну что, действует? — спросил он. — Отлично. — Что же, попробуем; может быть, при помощи его добьемся каких-нибудь результатов при опытах с индукцией. ■—■ Наверное добьемся,—уверенно ответил мальчик. —■ А ты достал магнит? — Да. —• Отлично. Когда мы с тобой занимались Ни-ти-чи, мы пропустили с тобой один вопрос, займемся им те¬ перь. — Дело в следующем. Опыты показали, что кусок железа, расположенный вблизи магнита, не только притягивается последним, но и сам временно становится магнитом, если даже он и не прикасается к послед¬ нему. Это можно проверить целым рядом опытов. Сделаем некоторые из них. Евгений Петрович взял отожженную в печи жесть (консервную банку), отрезал от нее две пластинки 144
(4 слсХ1 см) просверлил по две дырочки на каждой й, связав их нитками, подвесил на проволоку параллельно друг другу * затем снизу поднес к ним подковообразный магнит; пластинки оттолкнулись друг от друга (рис. 74). -Ну, сделали мы с тобой опыт? —■ спросил он. — Да. —• Сделай вывод! —■ Не умею. — Ну, хорошо, я тебе помогу. Когда к нашим пластинкам мы с тобой поднес¬ ли магнит, они намагнитились, причем так, что одноименные полюсы пластинок под влиянием магнита оказались распо¬ ложенными в одну сторону, т. е. с одной стороны северные, с другой — южные. — Теперь понятно, почему они оттолк¬ нулись друг от друга, —■ заключил маль¬ чик. — Конечно. Следовательно? рис. 74. Опыт —• Следовательно они при приближе- 0 магнитной г индукцией, нии магнита сами сделались магнитами. — Верно. Вот это явление — возбуждения магне¬ тизма в железе на расстоянии — носит название м а г- нитной -индукции. Сделаем еще один опыт. Есть у тебя железные опилки? — Да, после того, как вы меня просили об этом, я их собирал. — Давай их сюда. Евгений Петрович насыпал опилок на бумагу, вырезал пластинку (7 смх 2 см) (из того же железа) и, расположив один конец ее под кучкой опилок на рас¬ стоянии 3—4 мм, стал к другому концу, не касаясь его, приближать магнит. Опилки дрогяз'ли и притя¬ нулись кисточкой к железной пластинке. Когда Евге¬ 10. Фплпм аа санпдельаих приборах; 145
ний Петрович отодвинуй магнит, опилки упали обратно на бумагу (рис. 75). — Значит и здесь пластинка сделалась магнитом? — Да, вследствие индукции. —■ Но если магнит оказывает действий на расстоя¬ нии, что мы с тобой видели и раньше, следовательно от него исходят какие-то силы. Видеть их мы не можем, но обнаруживаем их действие и даже можем опреде¬ лить их направление. А сделаем это так. Евгений Петрович взял магнит, покрыл его бумагой и на последнюю стал с высоты в 2—-3 ем сыпать железные опилки. Последние, упав на бумагу, образо¬ вали ту самую картину, которую вы видите на ри¬ сунке 76. А чтобы опилки лучше расположились под влиянием магнитных сил, он слегка еще постукивал пальцем по бумаге. — Этот рисунок, который нам нарисовал магнит при помощи железных опилок, мы называем магнит¬ ным спектром, а то пространство, в котором от нашего магнита проявляются его силы, — назы¬ вается магнитным полем. — А теперь я должен тебе сказать вот что: больше ста лет тому назад в 1791 году вблизи Лондона в семье бедного кузнеца Фарадея родился сын, которого на¬ звали Михаилом. Рис. 75. Намагничивание магнитной индукции. 3. Сын английского кузнеца 146
Петя привык уже ко всяким неожиданностям со стороны своего друга. Не удивился он и на этот раз, Рис. 76. Магнитный спектр. когда тот, прервав научные исследования, вдруг круто уклонился в сторону. 10* 147
— Этот мальчик не получил в свое время никакого образования, он даже был лишен такой низшей школы, которую теперь проходит каждый. Двенадцатилетним мальчиком, едва научившись грамоте, он пристрас¬ тился к чтению. Но где же было достать книг в семье бедного кузнеца? И вот маленький Фарадей поступил к переплет¬ чику и книгопродавцу. Не случайно он выбрал эту профессию. Страстно полюбив чтение, он надеялся, что работа у переплетчика позволит ему продолжать свое самообразование. Надежда мальчика Фарадея оправдалась: у пе¬ реплетчика было немало заказчиков из числа врачей и ученых, и маленький переплетчик зачитывался есте¬ ственно-историческими книгами, в особенности по фи¬ зике и химии. Владелец переплетной мастерской, фран¬ цузский эмигрант Рибо, не препятствовал своему под¬ мастерью знакомиться с содержанием переплетаемых книг и даже поощрял его интерес к серьезному чтению. В это время в Англии было распространено так на¬ зываемое внешкольное образование: для рабочих и широкой публики лучшие профессора Англии читали лекции, производили опыты. В 1812 году Фарадею уда¬ лось прослушать курс химии Гумфри Деви, помнишь, того самого, который после нашего соотечественника Петрова открыл вольтову дугу. На эти лекции Фарадей попал также благодаря случаю. Среди заказчиков Рибо был некто Дено, который заинтересовался, от¬ чего отдаваемые им в переплет книги держатся так долго. Узнав, что подмастерье Рибо не только их пере¬ плетает, но и читает, Дене подарил Фарадею билет для входа на лекции Деви. 148
Посещение этих лекций окончательно определило судьбу скромного подмастерья. Прослушав лекции, Фарадей решил по более не менее как стать лаборантом Деви и обратился к нему с просьбой о должности, представив письменный отчет о прослушанных им лекциях. Знаменитый химик одна¬ ко далеко не сразу согласился исполнить просьбу не¬ ведомого ему переплетчика, и прошло около года в пе¬ реписке и переговорах, прежде чем Фарадею удалось стать помощником знаменитого химика. По наконец его хлопоты увенчались успехом — Фарадею было предложено место лаборанта в Королевском обществе с жалованьем в 50 рублей и квартирой в две комнаты. Вскоре после этого события Деви отправился на конти¬ нент, захватив с собой и Фарадея. В этом путешествии, продолжавшемся два года, Фарадею пришлось испол¬ нять не только обязанности лаборанта, но и роль слу¬ ги как самого Деви, так и его жены. Путешествие это принесло Фарадею огромную поль¬ зу, расширило его кругозор, увеличило знания и дало возможность завести личные знакомства со многими учеными Европы. Вернувшись с континента к себе на родину, Фарадей продолжал так успешно свои научные занятия, что вскоре был поднят вопрос о выборе его в члены Королевского общества. Говорят, что Деви, недовольный быстрыми научными успехами своего бывшего лакея, был против его назначения, но боль¬ шинство голосов признало молодого лаборанта достой¬ ным занять это положение. В 1825 году мы застаем Фа¬ радея уже заведующим химической лабораторией. В это время он занимался главным образом химией и электрохимией. Занятия электрохимией, неразрывно связанные с учением об электричестве, направили гений Фарадея 149
в эту, в тс времена еще не исследованную область есте¬ ствознания. Говорят, что после открытия Эрстеда (в 1821 году) влияния электрического тока на магнит, он по¬ ставил себе обратную задачу: найти способ получения тока действием магнита. Чтобы постоянно думать и никогда не забывать о решении этой задачи, он будто бы всегда носил в жи¬ летном кармане маленький магнит. Но чтобы превратить магнитную энергию в электрическую, ему понадобилось почти девять лет. Зато решение этой задачи создало совершенно новую эпоху в области электротехники и дало человечеству могучий источник энергии'—динамомашину, истинным изобретателем которой является несомненно Фарадей, указавший путь получения тока движением проводни¬ ков в магнитном поле. С 1831 года имя Фарадея делается известным среди ученых всех стран, и постепенно он становится почетным членом свыше 70 академий и ученых об¬ ществ. Но нечеловеческое напряжение мозга, нспре- кращающисся занятия и материальные затруднения, на которые впрочем он сам мало обращал внимания, наконец подточили его могучий организм, и в 1840 году Фарадея постигло несчастис — удел многих тружеников мысли — он так переутомился, что врачи запретили ему всякий умственный труд. Почти пять лет тянулся этот тяжелый период вынужденного бездействия, после которого он выступил с новым трудом по электриче¬ ству, награжденным сразу двумя медалями. Но это была последняя вспышка гения. Еще через пять лет (в 1851 году) он дает свод исследований над магнитным полем, а затем начинается медленное умирание орга¬ 150
низма. С 1860 года ему приходится навсегда оставить работу. Переутомление мозга вызывает полную по¬ терю памяти, и в таком состоянии Фарадей проводит еще семь лет, пока смерть не избавляет его от страда¬ ний. Умер он в 1867 году, 76 лет от роду. За долгую жизнь, полную борьбы, труда, твор¬ ческой радости и славы, Фарадей, усиленно работая свыше 40 лет, сделал столько открытий и поставил так много новых вопросов, что его современникам не под силу было справиться с этими задачами, и только по¬ следующие поколения ученых дали ответы на постав¬ ленные Фарадеем вопросы. —Вот тебе пример человека, который, беспомощным ребенком выпущенный в жизнь, достиг всего, о чем только может мечтать истинный ученый. Всеми своими знаниями он был обязан только себе, своему огромному таланту, исключительной настойчивости в достижении цели и главным образом величайшему трудолюбию. Все наши последующие опыты будут не что иное, как повторение главным образом знаменитых опытов Михаила Фарадея. 4. Опыты Михаила Фарадеа. Сначала наши исследователи произвели опыты с прибором, который они назвали индуктором. Прибор этот был построен таким образом: Из бума¬ ги была склеена цилиндрическая трубка 8 см вышиной и 3 см диаметром. Трубка эта была прикреплена к под¬ ставке (9 см х 6 см X 1 см), для чего в середине под¬ ставки было выпилено круглое отверстие в 3,3 см диа¬ метром. На верхний край было приклеено деревянное кольцо из толстой фанеры с наружным диаметром 4,5 см и внутренним 3,3 см. Цилиндр этот был обмотан 161
в несколько рядов проволокой, изолированной шей* ком, и концы ее прикреплены к клеммам в подставке. Рве- 77 Две катушки для опытов Фарадея. ®—1 Затем мальчик сделал деревянный цилиндрический стержень 8 см вышиной и 0,8 см диаметром, на один конец было надвинуто с клеем кольцо из фанеры 3 см диаметром, а на другой —• 4,5 см. Этот стержень тоже обмо¬ тали той же проволокой так, что об¬ разовался цилиндр в 3 см толщи¬ ной. Концы проволоки были вы¬ ведены на широкое кольцо и здесь прикреплены к клеммам (рис. 77). Этот стержень с намоткой должен свободно вдвигаться в первый ци¬ линдр. Верхние клеммы выдвижной спирали соединили длинными мяг¬ кими проводниками с клеммами мультипликатора, а нижние —■ с полюсами двух батарей от кар¬ манного фонаря, соединенных (рис. 78). Рис. 78. Опыт электри¬ ческой индукции с двумя катушками. последовательно
Когда это было сделано, Евгений Петрович резким движением вынул верхнюю спираль из нижней. Стрелка мультипликатора дрогнула. Тогда Евгений Петрович быстро вставил выдвижную спираль обратно на преж¬ нее место. Стрелка легким, еле заметным движением, отметила и этот маневр экспериментатора. — Видишь, электрический ток обтекает нижнюю спираль, а в верхней спирали появляется ток только в тот момент, когда мы вдвигаем или выдвигаем ее из нижней спирали. Этот ток индуктированный, а ток в нижней спирали от батарей—и ндуктирую- щ и й. При этом, пользуясь правилом Ленца, можно установить, что при удалении проводни¬ ков друг от друга индуктируется прямой ток с индуктирующим, а при приближении—обратный. Это ты можешь проверить и непременно это сделай, повторив все эти опыты. Но индуктировать ток можно не только уда¬ лением или сближением двух проводников, а простыл! замыканием или размыканием цепи индуктирующего тока. — С этими словами Евгений Петрович выключил проволоку из нижней клеммы и кончиком проволоки стал слегка прикасаться к этим клеммам. Стрелка легким дрожанием, именно дрожанием, а не отклонением, отметила эти замыкания и размыкания. — При размыкании индуктирую¬ щего тока индуктируемый ток имеет прямое направление, а при замыкании — обратное. — Но это далеко не все, — сказал Евгений Петро¬ вич и, выключив мультипликатор из индуктора, вклю¬ чил его в электромагниты, употреблявшиеся при опы¬ тах по электромагнетизму х. Когда стрелка мульти- 1 См. Гл. III «Таинственные превращения». 153
пликатора установилась, он взял подковообразный маг¬ нит и быстро приложил его к полюсам электромагнита (рис. 79). Стрелка мультипликатора отклонилась на довольно значительный угол, и затем отклонилась еще на больший угол в противоположную сторону, когда Евгений Петрович резким движением оторвал магнит от электромагнита. — В этом опыте, как ви¬ дишь, осуществилась мечта Фарадея. Если в опытах после Эрстеда в электромагните был осуществлен переход электри¬ ческой энергии в магнитную, то в этом опыте мультипли¬ катор нас убеждает в том, что магнитная энергия маг¬ нита переходит в электричес¬ кую в электромагните. Моя часть работы в этом опыте этим заканчивается, а тебе предстоит вот что: опытом ус¬ тановлено, что в электро¬ магните возбуждается электрический ток только во время дви¬ жения магнита. При- этом при приближении магнита к проводнику в нем возбуждаются токи обратные с а м перовыми тока¬ ми магнита, а при удалении — пря¬ мые. Установи в твоем магните направление ампе- ровых токов; при помощи мультипликатора—направ¬ ление индуктированных токов и разберись в этом явлении. 164 I—. /Т) - Рис. 79. Получение индук¬ тивных токов при помощи магнита.
Чтобы не забыть, мальчик записал и эту задачу. — Можно получить индуктированный ток также при помощи двух электромагнитов х, если их рас¬ положить таким образом (рис. 80), т. е. положить друг на друга полюсами, затем верхний соединить с мультипликатором, а нижний с батареей, и затем удалять и сближать полюсы электромагнитов или пре¬ рывать и включать индуктирующий ток. Вот попро¬ буй, сделай этот опыт. Мальчик проделал то и другое, стрелка мультипли¬ катора, хотя и очень слабо и неуверенно, но все же отве¬ тила на опыт мальчика. —■ Значит в данном слу¬ чае, включая ток, мы намаг¬ ничиваем или размагничиваем наши электромагниты. А как ты думаешь, что произойдет, если мы будем менять полюсы индуктирующего электромаг¬ нита? — В верхнем электромаг¬ ните тоже появится ток. ■— Проверим, — и с этими словами Евгений Петрович включил в цепь индуктирующего электромагнита ком¬ мутатор (рис. 81). И когда стали при помощи коммутатора переклю¬ чать ток в индуктирующей цепи, стрелка мультипли¬ катора очень энергично отвечала на эти переключения. 1 Этот опыт нужно по возможности производить с силь¬ ными электромагнитами, т. е. для них нужно взять по возмож¬ ности большее число оборотов проволоки. <3> Рис. 80. Получение индук- тиьных токов движением электромагнита. 155
— Но ведь в верхнем электромагните можно менять полюсы и без коммутатора,— сказал Евгений Петрович. — Как же? — А если мы на иолоборота перевернем нижний магнит, то южный полюс станет на место северного; а северный — на место южного. Пользоваться для этой цели электромагнитом неудобно, но если мы возьмем простой маг¬ нит и будем его вращать около полюсов индуктирующего элек¬ тромагнита, расположив его так, как это показано на рис. 79, тогда в индуктируемой цепи попеременно будут возникать токи противоположного направ¬ ления с каждым изменением по¬ ложения полюсов. Но как нам с тобой построить этот в сущ¬ ности нехитрый прибор, я не знаю. Чтобы добиться каких- нибудь результатов, нужно очень быстро крутить магнит, а вот этого-то мы с тобой не можем. На этом пока кончим, а ты, если хочешь, проверь еще раз на опытах то, о чем мы с тобой говорили. Рис. 81. Получение индук¬ тивных токов при помо¬ щи изменения направле¬ ния тока. б. Наш герой пытается магнитную энергию перевести на электрическую. —- Евгений Петрович, у меня ничего не выходит, — послышался голос мальчика из комнаты Анны Нико¬ лаевны, которая повидимому была там же, так как оттуда слышался шум от работавшей швейной машины. 156
Евгений Петрович^ вошел в комнату Анны Нико¬ лаевны: се там не было, мальчик сидел ап ножной швейной машиной и усиленно крутил ногами привод¬ ное колесо. — Батюшки, да ты никак шьешь? — Ничего не шью, индуктивные токи делаю. К колесу машины перпендикулярно его плоскости проволокой был прикреплен подковообразный магнит, так что его полюсы быстро вращались, к ним мальчик приближал во время вращения полюсы электромагнита, соединенные длинным проводом с мультипликатором. Нот градом катился с нашего исследователя, а стрелка стояла, как мертвая, не обнаруживая никакого тока. —■ В чем же дело? —• спросил он. — Не выходит? — Нет. — Так оно и должно быть. Помнишь, я тебе гово¬ рил, что при этих условиях индуктированные токи бу¬ дут меняться, и это будет происходить два раза в тече¬ ние каждого полного оборота магнита. А при быстром вращении они у тебя меняются так часто, что стрелка не успевает поворачиваться влево, как ей уже нужно поворачиваться вправо,— вот она и не знает, как себя вести, и в полной растерянности стоит на месте. Успо¬ койся, ток у тебя есть, такой ток называется пере¬ менным током, но обнаружить его при помощи твоего мультипликатора нельзя, тут нужен другой при¬ бор. Примерно так же, как и ты, этот вопрос решили в 30-х годах прошлого столетия итальянец Дальнегро и француз Пикси, но у них вращался не магнит, а кату¬ шки, т. е. электромагнит, но ведь вопрос от этого не ме¬ няется. Теперь посмотри свою динамомашину,—чем же она отличается от этого твоего прибора? Видишь, в нем также имеется магнит, между полюсами которого вра¬ щается электромагнит, называемый якорем; он отли- 167
чается от обыкновенного электромагнита тем, что имеет несколько другую форму. При вращении его в магнит- ном поле, в нем возникают переменные токи, но в 1833 году Кларк на оси якоря для выпрямления тока сделал особое приспособление, которое под именем, коллектора сохраняется во всех современных машинах. Этот коллектор имеется и в твоей машине, в него упираются две пружинки, носящие название щеток. Над усовершенствованием машины работали сотни лиц, но главная заслуга приходится на долю Грамма и Сименса. Первый заменил в машине постоянный Рис. 82. Магннто-электротескаа машина. магнит электромагнитом, и вот эта-то машина в настоя¬ щее время называется динамо, в то время как машины без электромагнитов косят название магнито-электри- ческих машин (рис. 82). — Значит моя машина не динамо? — Нет, это магнито-электрическая машина. Эти приборы обладают обратимостью, т. е., введя их в ток, их можно превратить в двигатель. Это явление при¬ надлежит к числу выдающихся явлений и, подобно многим открытиям и изобретениям, было замечено случайно. — В парижских мастерских общества Грамма нахо¬ дились две динамомашины, питавшие осветительную 158
сеть. Одна из этих машин работала постоянно, другая же считалась запасной. Проходя однажды мимо машин, один из рабочих заметил на полу два провода. Полагая, что эти провода принадлежат запасной машине, он присоединил их к клеммам последней. Но каково было удивление рабочего, когда машина, после присоеди¬ нения к ней проводников, стала вращаться. Тотчас же было произведено исследование, и оказалось, что провода, которые были присоединены к запасной ма¬ шине, ответвлялись от рабочей динамо. Таким образом оказалось возможным преобразовывать механическую работу паровой машины в электрическую энергию, развиваемую динамомашиной, и обратно: электричес¬ кую энергию — в механическую работу. В 1873 году на Всемирной выставке в Вене было впервые объявлено об этом замечательном явлении. —■ А моя машина тоже обратима? — спросил маль¬ чик. — Безусловно. Включи в нее батарею. Мальчик так и сделал, но якорь остался непо¬ движным. —• Что же это? — Мало одной батарейки,—включи другую. Как только была включена другая батарейка, якорь пришел в движение, сопровождаемое тем характерным мягким журчанием, которое свойственно этим плавным двигателям. — Глядя на эту движущуюся игрушку, которая по желанию может давать, или вернее преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот, невольно приходят на ум мысли о том, что если XIX век был веком паровых машин и каменного угля, то XX век будет веком электричества и белого угля. — Белого? — удивился мальчик. 159
— Именно белого. Благодаря току и этим двига¬ телям не нужно будет сжигать уголь на месте потре¬ бления энергии, а превращать его в электрическую энергию там, где он добывается, и оттуда по проводам отправлять его уже на место потребления энергии. Но угля становится все меньше и меньше, выработка его с каждым годом удорожается, поэтому внимание инже¬ неров все больше и больше приковывают к себе большие водопады, эти огромные неизрасходованные еще за¬ пасы механической энергии. В 1891 году механическая сила турбин, приво¬ димых в движение Неккарским водопадом в Лау- фене, была превращена в электричество и передана по проводам на электротехническую выставку во Франк¬ фурте-на-Майне за 117 миль; Рим освещается маши¬ нами, приводимыми в действие водопадом Тиволи в 16 милях от города. Использование сил Ниагарского водопада представляет собою торжество человеческой предприимчивости и соперничает с самыми смелыми полетами фантазии Ж. Верна. Вот этот же белый уголь лежит во главе грандиозного проекта электрификации СССР, значительная часть которого згже осуществлена. 6. Сказки советской действительности. «...В огромном котловане (яме), вырытом на дне могучей реки, защищенном временными стенками от бурлящих масс воды, нападающих на это человече¬ ское сооружение с энергией в несколько десятков тысяч лошадиных сил, кишит настоящий муравейник. Грунт состоит из твердого известняка. Беспрерывно раздается грохот взрывов, отламывающих огромные глыбы плит¬ няка. Механические лопаты экскаваторов 1 загребают целые тонны каменных масс и шумно высыпают их на 1 Механическая лопата. 160
платформы; целые составы поездов движутся ввррх и вниз по проложенным наспех рельсам временных же¬ лезных Путей; копошатся тысячи рабочих; по всем на¬ правлениям катятся тачки. В воздухе проносятся ваго¬ нетки канатной дороги; шипит пар, раздаются оглу¬ шительные свистки паровозов, ревет могу чая река, вековой покой которой так грубо нарушен. Особенно фантастический вид получает вся картина ночью, когда район работ заливается морем электрического света. Бесчисленные искусственные солнца отражаются в реке, и этот колеблющийся свет еще более увеличивает своеобразие и грандиозность картины. Эта лихорадоч¬ ная деятельность сначала лризводит какое-то пода¬ вляющее, даже жуткое впечатление. Кажется, что вся эта огромная масса копошащихся здесь людей охвачена какой-то безумной жаждой разрешения. Будто толпа врагов грабит завоеванный после долгого сопротивле¬ ния город; будто каждый норовит набрать побольше добычи, куда-нибудь отвести ее, чтобы поскорей вер¬ нуться за новой долей, но это только кажется. При¬ смотревшись внимательнее, скоро однако убежда¬ ешься, что рядом с разрушением уже закладываются основы для какого-то грандиозного строительства. Тут и там возвышаются какие-то колонны, башни, арки; с разных сторон подаются строительные материалы; проникаешься убеждением, что каждый из этих людей исполняет только маленькую часть какого-то грандиоз¬ ного, до мельчайших подробностей разработанного плана; появляется уверенность, что кажущееся раз- рушение ведет к созданию великого сооружения, ко¬ торое своей красотой и пользой вознаградит затрачен¬ ный здесь труд людей. «Случались однако и неудачи, которые иногда на¬ долго задерживали производство работ. В конце де¬ 11. Фиалка па гаипделышх приоирч*. 161
кабря, 1923 года возле железнодорожного моста неожи¬ данно образовался затор льда. Горизонт воды в реке быстро поднялся метров на шесть. Перемычки, отде¬ ляющие котлован от реки, еще не были доведены до треб емой высоты, и все работы пришлось затопить. В конце февраля 1924 года, когда перемычки были го¬ товы и котлованы снова осушены, работы в них опять начались; но во время сильного ледохода этой весны произошли новые заторы льда. Уровень воды поднялся почти до 13 м, часть перемычек была повреждена и все котлованы опять были затоплены. «После прохода высоких вод пришлось в третий раз начинать эту работу, так как, когда выкачали воду, котлованы пришлось очищать от огромных количеств мусора,скопившегося здесь вовремя затопления.Грунт поднимали при помощи кранов и отвозили на барках вниз по реке. «Докопавшись до нужной глубины, в различных ме¬ стах начали воздвигать опорные столбы и быки из бетона, которые потом соединялись при помощи арок, сводов, стен; медленно, но прочно, воздвигались раз¬ личные части колоссального здания, пока не вырос мощный, величественный электрический дворец. «И теперь, подъезжая к станции, за один километр до реки можно слышать шум падающей покоренной воды, а затем перед вами открывается чудесная картина, производящая незабываемое впечатление. Могучая река, более 200 м в ширину, плавно скатывается с одиннадцатиметровой высоты и превращается внизу в сплошную пену, а прямо из нее выступает во всей красоте величественный дворец, поражающий своей не¬ обыкновенной мощью и строгостью линий. О колос¬ сальном сооружении его можно судить по следующим его размерам: вышина его от основания до верхушки 162
крыши 50 г1ам (высота 14-этажного дома), длина- 171 м, а ширина — 39 м. Название этого дворца — «Волховская гидроэлектрическая станция имени Ле¬ нина» (рис. 83). Мальчик отодвинул книгу и задумался. Прочитан¬ ное не укладывалось в сознании. Грандиозность задач, размах их выполнения, подавляющие цифры, незна¬ комые слова, труд, сопряженный с ежесекундной опас¬ ностью, отвага технической фантазии подавили его и Рис. 83. Волховская станция ночью. он, закрыв глаза, старался представить себе в красках, звуках и линиях то, что обыкновенными черными буквами было изображено на бумаге. Далее мальчик узнал, что на этой станции затем установили 8 водяных турбин по 10 тысяч лошадиных сил каждая. С устройством турбин он уже был хорошо знаком, так как когда-то построил водяную турбину, правда, далеко не такую мощную, но во всяком случае по устройству сходную с этими богатырями. Эти дви¬ гатели приводят в действие большие динамомашины, и* 163
называемые генераторами, которые при 75 оборотах в минуту развивают напряжение в 11 тысяч вольт (рис. 84). Но, несмотря на это высокое на¬ пряжение, передавать такой ток в Ленинград невы¬ годно, так как потеря энергии в пути будет слишком велика. Инженеры высчитали, что гораздо экономнее отправлять ток на такое большое расстояние, если еще повысить его напряжение. Поэтому ток с генераторов Рис. 84. Вид зала с генераторами. поступает в первичную обмотку громадных трансфор¬ маторов где он повышается до 120 тысяч.вольт, и с таким напряжением он легко, без больших потерь в пути, преодолевает расстояние 126 километров до Ле¬ нинграда. Эти трансформаторы устроены, как катушки Рум- корфа, и так как в них нет движущихся частей, они не требуют за собою присмотра. Поэтому в баш- 1 Об этих трансформаторах см. ниже. 164
них где помещаются трансформаторы и выключатели (рис. 85), по которым пробегают эти мощные токи, спо¬ собные в одну секунду убить человека, господствует какое-то жуткое безмолвие. Не видно людей, не гудят машины, но по толстым проводам мчатся незримые токи колоссальной мощности, несущие в Ленинград преоб- Гис. 85. Группа масляных выключателей северной башни. разованную двигательную силу покоренного Волхова. Хотя провода все достаточно удалены от пола, люди, иногда заходящие в эти отделения, для предосторож¬ ности надевают резиновые перчатки на руки и галоши на ноги. Эта мера хорошо гарантирует от возможности притти в соприкосновение со смертоносными токами. Из башен станции ток поступает в воздушные про¬ вода, соединяющие станцию с Ленинградом. Голые 165
провода висят высоко над землей, опираясь па большие металлические башни, которые вверху снабжены шестью рядами тарелочных изоляторов (рис. 86). На каждую опору треб> ется 96 изоляторов, а на всю передачу их пришлось употре¬ бите 44 тысячи "" штук. Они под¬ держивают про¬ вод в 920 тонн _ весом. В Ленинграде это колоссальное напряжение по¬ ступает на пони¬ жающую станцию, где поставлены трансформаторы, подобные волхов¬ ским. Но ток по¬ ступает во вто- ■, ричную обмотку, а из первичной распределяется по подстанциям Ле¬ нинграда и из подстанций уже Рнс. 86. Мачта с изоляторами. идет к потреби¬ телям. При этом путешествии напряжение тока понижается, но зато его сила увеличивается в несколько сот раз. И эта энергия покрывает почти половину всей потребности огромного двз'хмиллионного города. Вот что узнал Петя из этой книжки. Конечно мно¬ гое ему осталось непонятным, многое оп не сумел охва¬ 166
тить, целый ряд вопросов возник у него в голове, за разрешением которых он побежал к Евгению Петро¬ вичу. Он долго и беспорядочно рассказывал ему о героической борьбе с бешеной порожистой рекой; свою речь он пересыпал уцелевшими в памяти выражениями, не совсем понятными для него словами — кессон, бьеф, аванкамера, экскаватор, понтон и т. п., жонгли¬ ровал астрономическими цифрами, упоминал имена лю¬ дей, которых* он никогда не видал и наконец закончил свою речь такой неожиданной фразой: — Я этому не верю. Евгений Петрович улыбнулся, но ничего не ответил. — Т. е. я хотел сказать не то, что не верю, а не верится. — И даже не то, — поправил его Евгений Петро¬ вич, — а просто ты не можешь себе всего этого пред¬ ставить, — и помолчав добавил, — и это действительно трудно. Когда я был маленьким, я очень увлекался сказками, и больше всего меня поражали всякие тех¬ нические выдумки, которыми часто изобилуют сказки. Меня поражал, я помню, колобок, который умел гово¬ рить, ковер-самолет, способность героев передавать сообщения на далекие расстояния или оживлять кар¬ тины прошлого. Но как бедны эти фантастические вы¬ мыслы перед действительностью. Все, о чем я только мечтал в детстве, все это осуществилось впоследствии, и при этом, нужно сказать, действительность оказалась ярче и богаче сказки. Ты живешь в другое время, ты больше не слушаешь нянькиных сказок, а ты просто читаешь то, что происходит сегодня или то, что проек¬ тирует человек сделать завтра. Но результат один и тот же. Как я не мог представить себе колобка, пока не увидел настоящий граммофон или совершенно не верил в возможность полета на ковре, пока собствсн- 167
ными глазами не увидал парящий в воздухе аэроплан, так и тебе сказки нашей действительности предста¬ вляются чудовищным фантастическим вымыслом, пока ты их не увидишь. — Неужели увижу? — Ты увидишь больше, в тысячу раз больше, чем видел я. Ты прочел о Волховстрое, только об одном Рис. 87. Вид сооружения Днепровской централи по проекту ин¬ женера Александрова. Волховстрое, на котором поставлено восемь турбин мощностью всего только в 80 тысяч лошадиных сил, а сейчас осу ществляется грандиозный проект Днепро- строя, который даст республике Советов 650 тысяч лошадиных сил (рис. 87). Для получения этой энергии в настоящее время строится плотина длиною почти 800 м, она поднимет воду в Днепре на целых 37 м. На станции будет установлено 13 турбо¬ генераторов, т. е. турбин, соединенных с большими динамомашинами; таким образом мощность каждой 168
турбины рассчитана на 50 тысяч лошадиных сил. О ве¬ личине этих грандиозных двигателей можно судить по трубе из литой стали, которая будет подводить воду к каждой турбине,—диаметр этой трубы предположено сделать в 6 м,—это высота 2-этажного дома (рис. 88).
— Когда это грандиозное соору жение будет закон¬ чено, оно оживит огромный район и даст очень дешевую энергию для целого ряда фабрик и заводов с колоссаль¬ ной выработкой аллюминия, железа, меди, электро¬ стали и других материалов. Пароходство, в настоящее время валертое порогами на Днепре и возможное только на верхнем и среднем плесе, получит выход к морю, и морские суда непосредственно из Черного моря будут подниматься вверх по Днепру. В настоящее время работы идут полным ходом, и к 1932 году первая очередь работ будет закончена. — Как ты уже видел, велика мощность Волховской станции, во много раз будет больше значение Днепров¬ ской станции. Но в общем они составляют все-таки лишь небольшую часть того грандиозного плана элек¬ трификации, который теперь осуществляется в преде¬ лах Союза. Во всех уголках нашего Союза ведется энергичная работа по электрифицированию страны, и это дает уже ощутительные результаты. Заканчиваются заложенные раньше станции, закладываются новые, разрабатываются проекты будущих сооружений. — 27 июня 1927 года было торжественно отпраздно¬ вано открытие Земо-авчальской станции на Куре, а на другой день в том же Закавказьи на Рионе близ Ку¬ таиси была произведена закладка более мощной гидро¬ станции. — Строятся станции на реке Буге, огромная станция на реке Свири около Ленинграда, которая по своей мощности значительно превзойдет знаменитый Волхов- строй. Не отстают в этом строительстве и другие районы и республики, входящие в состав Союза. В настоящее время спроектировано до 40 различных станций для использования падающей воды, низкосортных видов топлива, как угольная пыль, штыб, торф, выходы 170
нефти и пр. И когда будет осуществлен этот грандиоз¬ ный замысел, ты вероятно доживешь до этого, ты уви¬ дишь Страну советов преображенной. Электрическая энергия разнесет по медным проводам в самые темные, глухие углы свет электрический и свет культурный. 7. Телефонное сообщение нежду кухней н лабораторией. Через несколько дней у Пети с Евгением Петро¬ вичем происходил следующий разговор. —■ Что же, вся индчкция и кончилась? —■ Кончилась. —■ Больше ничего нет? —■ Ничего нет. Мальчик вышел, заперся в своей комнате и, достав старую, растрепанную физику, раскрыл ее на главе «Электрическая индукция». Перевернув несколько стра¬ ниц и быстро пробежав несколько строк, он вдруг сорвался с места и ураганом влетел в комнату Евгения Петровича. — А вот это видели? — спросил он, тыча при этом в раскрытую книгу, где был отпечатан какой-то ри¬ сунок. —■ Ну, видел. — А вы говорите, что по индукции мы все прошли! — Все, — спокойно ответил Евгений Петрович, под¬ нимая глаза на мальчика. —• Как же все, а ведь этот прибор: вот тут написано, что он действует благодаря индуктивным токам. — Верно. Но это дела не меняет, Как действует этот прибор, мы уже знаем. Он действует приближением и удалением магнита от проводника, мы это уж делали, когда повторяли опыты Фарадея. 171
—« А телефон мы не делали, — не сдавался мальчик. — Чудак ты человек, — в свою очередь удивился Евгений Петрович, — телефон ничего тебе нового не даст: он только лишнее подтверждение законов, от¬ крытых Фарадеем. Его можно сравнить — ну — с иллю¬ страцией в книге, что ли: вырви картинки из книги, книга от этого ничего не потеряет. — Ас картинками веселее, — сказал мальчик. — А если веселее, то строй телефон, что, я тебе мешаю, что ли? Ты меня спросил, кончили ли мы с то¬ бой индукцию, я говорю — кончили. А если тебе еще нужны иллюстрации, пожалуйста, ничего не имею про¬ тив. Ведь и динамомашина — картинка. — А как его построить? — Прочитай. — Скучно. — Это меня не касается. Мальчик ушел в свою комнату и засел за книгу. Но из этого ничего не вышло. Ведь вот бывают же такие несчастные дни, точно все сговорятся делать тебе одни неприятности. Вечером, когда все обитатели квартиры -со¬ шлись за чайным столом, добрые отношения возоб¬ новились. — Евгений Петрович, там опять электромагнит, да еще с магнитом. — Где? — В телефоне-то. — Ах, в телефоне? Да, да. Но можно обойтись и без магнита. — Как? 17-2
—■ После чая я сделаю тебе наброски, а ты, что тебе понравится, то и построишь. Евгений Петрович набросал два проекта телефона: первый с постоянным магнитом, второй с элекгромаг- нитом 1. Первый сооружается таким образом: нужно взять подковообразный магнит; затем из прочной фанеры выпиливают два круга диаметром около 6,5 см, в се¬ редине которых вырезаются два отверстия размером в 6—7 мм на расстоянии 1 см. Из мягкого железа приготовляют два цилиндрика высотою в 2 см, диа¬ метром основания в 6—7 мм. Их можно свернуть из полоски жести, ширина которой равна высоте цилин¬ дриков. Отступя от концов этих цилиндриков на толщину фанеры, приклеивают два картонных кружка, между которыми наматывается правильными рядами тонкая изолированная шелком проволока. Эти цилиндрики с намотанной на них проволокой вставляются между двумя деревянными кружками — в вырезанные для них отверстия. Один конец каждой из обмоток соединяется с ввин¬ ченными в один из кругов клеммами, два остальных со¬ единяются между собою. Соединения надо произвести таким образом, чтобы ток, входя через одну клемму, проходил в обмотке одного цилиндрика по часовой стрелке, затем переходил в обмотку другого, где бы шел против часовой стрелки и выходил через вторую клемму. К нижнему основанию, куда ввинчены клеммы, прикрепляется подковообразный магнит при помощи медной пластинки и винта. Необходимо, чтобы магнит плотно прижимался к пропущенным через круг кон¬ 1 Рекомендовано П. С—ким. См. «Электричество и жизнь» М» 7—8, 1916 г. 178
цам цилиндриков. Тогда магнетизм будет индукти¬ роваться в цилиндриках. Теперь остается прикрепить мембрану. Мембрана телефона представляет собою кр>жок из тонкой жести (диам. 5,5 см). Прикрепляется она следующим образом: по краям второго верхнего кружка приклеивается разрезанное пополам кольцо из картона толщиною в 1 мм. Это делается для того, чтобы мембрана не касалась цилиндриков и находи¬ лась от них на расстоянии 1 мм. Мембрана, наложен¬ ная на это кольцо, должна притягиваться магнитом. Когда все это сделано, выпи¬ ливается из фанеры кольцо с внешним диаметром в 6,5 см и внутренним—в 5 см. Это кольцо накладывается на мембрану и затем мелкими шестью винтиками привин¬ чивается к верхнему кружку (рис. 89). Второй проект телефона без магнита состоял в сле¬ дующем: из жести (от консервной коробки) отрезаются 15—18 пластинок (1 см х 8 см), они складываются в пучок, завязываются крепко тонкой медной проволо¬ кой и пучок этот сгибается, в виде буквы П и подпил¬ ком сравниваются его концы. Затем выпиливаются из фанеры кружки диаметром в 6 см и к ним привинчи¬ вается этот сердечник таким образом: из жести вырезы¬ вается пластинка в 5 см х 2 см и накладывается на средину сердечника, огибается по нему и затем привин¬ чивается четырьмя винтиками к кружку (рис. 90, В). Когда это будет готово, сердечник обматывается тон¬ кой изолированной шелком проволокой. Рис. 89. Телефон с постоян¬ ным магнитом. 174
Затем выпиливается из деревянной дощечки столь¬ ко колец диаметром в 6 см, чтобы, надетые на электро¬ магнит, они образовали столбик, выдающийся на 1 мм выше полюсов электромагнита. Кольца эти наложить с клеем. Затем вырезывается из тонкой жести кружок в 5 см, накладывается на верхнее кольцо так, чтобы он на 1 мм отстоял от полюсов электромагнита. И на¬ конец мембрана закрепляется новым кольцом с наружным диаметром в 6 ш и в 4см с внутренним диа¬ метром. Поверхность цилиндрической ко¬ робки тщательно сглаживается но¬ жом и шкуркой и затем оклеивает¬ ся черной бумагой, и телефон можно пускать в дело. — Для того, чтобы произвести опыты с телефоном,—сказал Евгений Петрович, после того как объяснил чертежи первых приборов, — нуж¬ но два магнита; при этом никакой батареи не потребуется. Соединения делаются так, как показано на ри¬ сунке §1. Действие этих приборов можно объяснить себе таким образом: мембраны, т. е. тонкие пластинки, расположенные перед полю¬ сами магнитов, под влиянием индукции сами стано¬ вятся магнитами; когда ты будешь говорить, по¬ ложим, перед мембраной первого телефона, она придет в колебание, т. е. или будет приближаться, или удаляться от полюсов. А ведь она магнит. А что происходит, когда магнит приближается или удаляется от проводника? Рис. 90. Телефон с сердечникомиз же¬ стяных пластинок. 176
— В проводнике будет индуктироваться ток, — ответил мальчик. — Вот, вот, это самое. Этот индуктированный ток будет обтекать катушки второго телефона, усиливая или ослабляя магнетизм второго магнита. На это осла- Рис. 91. Магнитный телефон. бление и усиление легким дрожанием ответит вторая мембрана, а это дрожание ты воспримешь как слова, сказанные перед первым телефоном. Понятно, что при этом устройстве тот и другой телефон могут служить в одно и то же время приемником и передатчиком. Рис. 92. Электромагнитный телефон. Если ты построишь два телефона с электромаг¬ нитами без постоянных магнитов, то соединить их след ет через батарею таким образом, как показано на рис. 92. Действовать эта система б> дет так же, как и первая. 176
Но в том и другом случае звуки будут очень сла¬ бы. Чтобы усилить их, можно построить микрофон. Этот нехитрый прибор состоит из следующих частей. Из тонкого дерева делается продолговатая коробка (15 смх8,5 смх2 см) без двух боковых сторон, причем верхняя пластинка делается не из фанеры, а из ординарной дощечки (лучше сосновой), и чем тоньше до- ' щечка, тем лучше. Но прежде чем приклеивать верхнюю дощечку, на нее нужно прикрепить два угольных стер¬ женька, ими ты можешь воспользоваться из старой карманной батарейки. Из тонкой медной пла¬ стинки вырежь четыре ленточки (3 сих0,5 см) и плоскозубцами обо¬ жми их по стержень¬ ку (рис. 93). Затем на расстоянии 5 см пропи¬ ли в дощечке две про¬ дольных щелки ПО 1 си Рис. 93. Микрофон Юза. длиной и, надев на концы стержней эти медные оправы, вставь их в эту щель (рис. 93, Е). Угольки этим приспособлением бу¬ дут хорошо держаться. Дальше на расстоянии 8 си от первого стерженька также укрепи и второй стерженек. Затем к обоим стерженькам с одной стороны под¬ веди провода. Потом, когда приклеишь эту крышку к коробке, положи третий уголек поперек первой пары (рис. 93, А и В). Включается микрофон в общую цепь с телефоном как указано на рис. 94. Теперь, если ты будешь говорить перед коробкой микрофона, то деревянная крышка ко¬ робки придет в колебание. Эти незаметные для глаз колебания передадутся угольком, в местах соединения 12. Фя:шка на самодельных приборах. 177
они будут то плотнее, то слабее прикасаться друг к другу, следовательно будут то ослаблять, то усиливать ток в цепи; это неравномерное течение тока скажется на электромагните телефона, и мембрана его придет в колебание, передавая их как зв^ки. Вот и все. Мальчик построил последнюю систему. В своей «лаборатории» он поместил микрофон с батареей, те¬ лефон отнес в кухню и соединил эти приборы через все комнаты двумя проводами. У микрофона расположился Евгений Петрович, а телефон мальчик с бьющимся сердцем поднес к уху. Евгений Петрович включил в Рис. 94. Включение телефона и микрофона в общую сеть. цепь ток и негромко произнес перед микрофоном сле¬ дующую фразу: — Петя, ты меня слышишь? Мальчик бросил тру бку и ураганом влетел в лабо¬ раторию, глаза его возбужденно сверкали. — Слышу, вы понимаете, Евгений Петрович, я ясно слышал, как вы спросили меня, слышу ли я вас. Евгений Петрович рассмеялся. — Ты мне напомнил тот исторический случай, ко¬ торый произошел 10 марта в 1876 году. — А что произошло тогда?—спросил мальчик. — Иди в кухню, по телефону я тебе расскажу это. Мальчик убежал в кухню и по проводам он услы¬ шал следующее. — В семидесятых годах прошлого столетия, в го- *роде Бостоне в скромных меблированных комнатах 178
жили два приятеля, два фантазера: одного звали Але- ксандр Белль, а другого Томас Ватсон. Они изобре¬ тали телефон. Соседи добродушно подшучивали над молодыми изобретателями, мечтавшими о разговоре по проволоке. Но 10 марта 1876 года чудо, наконец, совер¬ шилось. Белль жил под крышей, Ватсон этажем ниже. Друзья провели проволоку из одного этажа в другой. Устроили никому непонятные приспособления и заго¬ ворили: — Ватсон, иди ко мне, — сказал возбужденный Белль. — Я слышу тебя... Понимаешь, я слышу тебя!—от¬ ветил наэлектризованный радостью Ватсон и, запи¬ наясь и падая, побежал наверх. Спустя семь месяцев, 9 октября 1876 года, изобре¬ татели говорили по телефону уже на расстоянии двух миль —■ между Бостоном и Кембриджем. С этого исто¬ рического-момента в человеческий мир вошла новая большая и властная сила и, покорив его, оплела землю густой, сплошной сетью волшебной проволоки. Евгений Петрович умолк. — Все слышно,—кричал Петя, — все от слова до слова. Мама, иди, послушай. Пришлось итти и маме... , 8. Наш герой все-тави решил задачу, которую он не ног решить в пятой главе. В этот день только и было разговоров о новом при¬ боре. — У тебя действительно, конечно случайно, полу¬ чился очень чувствительный прибор,— говорил Евге¬ ний Петрович,— хотя нужно сказать, что эти приборы вообще отличаются большой чувствительностью. Ими часто пользуются, когда хотят обнаружить слабые токи, 12* 179
особенно они хорошо принимают индуктивные токи. Если ты повторишь все опыты Фарадея по индукции, которые мы с тобой проделали, и вместо мультиплика¬ тора включишь телефон, ты в этом можешь убедиться. Нужно ли говорить о том, что мальчик не преминул привести все это в исполнение. Телефон гораздо резче отвечал на опыты с индуктором (рис. 78), с магни¬ том (рис. 79, 80 и 81). Когда он убедился, что теле¬ фон гораздо лучше мультипликатора отмечает индук¬ тивные токи, он решился снова повторить опыт с вра¬ щающимся магнитом. — Мама, позволь мне еще раз привязать магнит к твоей машине, — просил он у матери. — Ну, уж иди, привязывай. Мальчик снова воспроизвел неудавшийсяопыт. Чтобы шум машины не заглушал звуков в телефоне, его вынес¬ ли с проводами от электромагнита в другую комнату. —■ Евгений Петрович, послушайте. — Что? — Я опять кручу швейную машину. — А разрешение получено? —■ Получено, получено. Мальчик привел в движение машину, приближая по возможности электромагнит к вращающемуся магниту. — Ну что? — спросил мальчик. — Слышно. — Слышно? Ну, Евгений Петрович, миленький, покрутите, пожалзйста, а я послушаю. Евгений Петрович сел за машину', а мальчик при¬ ложил телефон к уху'. Как только машина заработала, он в телефоне ясно услышал тихий музыкальный звук, держащийся на одном тоне,— это индуктивный переменный ток при¬ вел в равномерное колебание мембрану телефона. 180
ГЛАВА V. ПОСЛЕДНИЕ ДНИ В ЧУДЕСНОМ ЗАМКЕ. (ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ). 1. В старой занве. Петя, наконец, вышел из старого запущенного парка и вошел во двор замка. Перед ним оказалась громада сторожевой башни. Мальчик подошел к ней и, найдя маленькую дверь, с усилиями открыл ее. Пахнуло сыростью и затхлым воздухом склепа, но это не оста¬ новило его. Перешагнув порог, мальчик в сумрачном свете разглядел каменную лестницу, уходящую винтом в верхние ярусы башни. Он быстро, почти бегом, зады¬ хаясь и падая, кинулся кверху. Долго тянулась эта лестница, но, наконец, рука коснулась двери, мальчик нашел скобку, рванул ее к себе и очутился в большом круглом зале с высокими стрельчатыми цветными окна¬ ми, в которых горели прощальные лучи. Он оглядел всю комнату. Вдоль стен, в витринах черного дерева, за толстыми гранеными стеклами, тускло поблескивая стеклом и металлом, стояли какие-то загадочные при¬ боры. На полу грудами лежали книги в кожаных пе¬ реплетах, все было в совершенной сохранности и, ка¬ залось, что какой-то ученый минуту назад прервал свои опыты и ушел погулять в старом парке, пройдет пол¬ часа, и он вернется к прерванным занятиям. 181
Всматриваясь в приборы, мальчик узнал некоторые по рисункам, другие ему были знакомы по его собствен¬ ным опытам. Обойдя витрины, мальчик подошел к большой ма¬ шине с рядом стеклянных кругов. К машине были при¬ соединены какие-то загадочные сосуды странной формы. Он нерешительно потрогал холодный металл машины, и она пришла в движение. Стеклянные сосуды засвети¬ лись странным призрачным, трепетным сиянием. Некоторые из них испускали бледнозеленый, другие — фиолетовый, третьи — оранжевый свет. А между тем время шло, наступила ночь. Уже нель¬ зя было различить витрин, стоявших по стенам, при¬ зраком маячил белый распределительный щит в углу да мерцали цветные окна. Мальчик ощутил в своей душе страх,— тот страх, который не дает возможности даже крикнуть. Но последним усилием воли он побо¬ рол в себе слабость и стал лихорадочно повертывать рычаги распределительного щита, точно подозревая, что в этом его единственное спасение. Каждый поворот нового рычага вызывал новое явление в зале: то слы¬ шался шум вращавшихся механизмов, то слабое по¬ трескивание разрядов, то мелодичный стук прерыва¬ теля. С лихорадочной поспешностью включая рычаги, мальчик хотел заглушить в себе страх, сковывавший его члены. Вдруг при повороте одного рычага весь зал осветился приятным немерцающим золотистым све¬ том, исходившим из карниза залы. Тьма была побеждена, и мальчик снова увидел сказочную обстановку комнаты. Среди приборов стучала какая-то машина, приведен¬ ная им в движение, когда он пробовал рычаги: он, оче¬ видно, забыл тогда выключить этот прибор, и он про¬ должал работать. Мальчик подошел к нему, н'е решаясь дотронуться. Но любопытство превозмогло страх, и 182
он осторожно прикоснулся к блестящему золотому ша¬ рику, и, ощутив только холок металла, он стал уже сме¬ лее обращаться с прибором. Подвинтил какой-то винт, гудение стало глуше и, наконец, совсем прекратилось- Тогда он вывинтил его обратно и гудение возобнови¬ лось. Чтобы дотянуться до нового рычага, привлекав¬ шего его внимание, ему пришлось левой рукой опереть¬ ся о золотой шарик, и в тот момент, когда он коснулся правой рукой рычага, из него со свистящим шумом вы¬ рвался целый сноп пламени, резкий удар оглушил его, и.в одно мгновение скрылась куда-то и уютная зала, и стол с приборами,—мальчик полетел в темную, глу¬ бокую пропасть. — Петя, что с тобой? —■ услышал он, наконец, откуда-то издалека голос матери. Он открыл глаза, с удивлением осматривая свою комнату. — Ты, может быть, хочешь пить? Ты меня узнаешь? — Да, мама. Он хотел освободить затекшую руку, но это оказа¬ лось не по силам — тяжелая усталость сковывала его члены. — Мама, что со мной? —■ Ничего, мой родной, ты был немного болен. —■ Ах, как я устал в этом парке. — Не говори, а лежи спокойно. —■ Ну как? —■ спросил Евгений Петрович, входя в комнату. — Сейчас просыпался и узнал меня. — Ну, значит дело принимает хороший оборот. Идите спать, а я принесу сюда свою работу и посижу около него. Анна Николаевна подчинилась и вышла из комнаты. 183
2. Мальчик снова увлекает Евгения Петровича в старый занов. Юный организм взял свое, и здоровье Пети после этой ночи стало быстро восстанавливаться. Путеше¬ ствие в чудесный замок было последним бредом, и страшные видения больше не посещали мальчика. Через месяц он уже был прежним Петей, любозна¬ тельным и любопытным, совавшим свой нос туда, куда его и не спрашивали. Он сидел в кабинете Евгения Петровича и рассказы¬ вал ему свои сновидения. — Как же это могло быть? — спросил он, закончив рассказ. —* Сны есть не что иное как воспоминания,— отве¬ тил Евгений Петрович, — старые, знакомые образы, отпечатавшиеся в нашем мозгу, во сне приходят к нам беспорядочной толпой. Мы их видим в новых сочетаниях, и поэтому мы часто не узнаем их. Но если внимательно разобраться хотя бы в одном сне, то можно убедиться, что вот это я видел там-то, об этом я слышал от того-то, а это вычитал тогда-то. Из ничего не бывает ничего. — Но ведь я никогда не видел тех сосудов, которые светились во сне разными цветами. —■ Нет, наверное видел. Судя по твоему описанию, это были Гейслеровы трубки, может быть ты их видел в кабинете вашей школы, в каком-нибудь музее, на¬ конец, видел на каком-нибудь хорошо исполненном цветном рисунке. Мальчик задумался, перебирая в своей памяти вос¬ поминания прошлого, и вдруг его все еще бледное ли¬ чико осветилось улыбкой. — Вспомнил, вспомнил. — Ну? 184
— В окне магазина с физическими приборами стояла звезда, сделанная из этих трубок, и все они сияли раз¬ ными цветами. — Ну, вот видишь, таким образом ты можешь при¬ помнить и остальное. Но не этим интересен твой сон. — А чем же? — Он интересен тем, что ты во сне повторил тот пу ть, который совершила научная мысль человечества. Ей так же, как и тебе, в течение многих тысячелетий пришлось блуждать в потемках человеческой глупо¬ сти, продираться сквозь тернии предрассудков и суеве¬ рий, взбираться по острым камням человеческой злобы, зависти и тайного предательства. Но все это было по¬ беждено, и человек вышел на светлую дорогу точного знания, и современный ученый уже открыл дверь в храм истинной нал ки. Теперь он так же пытливо ходит от одной витрины к другой, внимательно знакомясь с их чудесными сокровищами, многими тайнами он уже овладел, но еще больше их скрывается за толстыми стеклами. Пойдем и мы за ним в наш чудесный замок. И они снова пошли. — В последний раз, когда мы с тобой выясняли вопросы индукции, мы индуктировали ток путем раз¬ мыкания и замыкания индуктирующей цепи. Помнишь? — Это в приборе индукции с двумя обмотками? — спросил мальчик. — Да. Наш несовершенный прибор для индукции, впервые построенный Фарадеем, затем целым рядом ученых, был значительно усовершенствован. Главные улучшения в нем произвел Румкорф, почему он и полу¬ чил название кату шки Румкорфа. Главные особенно¬ сти этой катушки состоят в следующем. Берется желез¬ 185
ный стержень, лучше всего пучок мягкой отожженой проволоки, па него наматывается 3—5 слоев толстой изо¬ лированной проволоки — это индуктирующая (см. схе¬ му на рис. 95) первичная обмотка — цепь. Затем поверх толстой проволоки наматывается очень большое число, иногда в несколько километров длиной, очень тонкой проволоки — это вторичная обмотка—индуктируемая. Первичную обмотку соединяют с источником тока и в цепь включают прерыватель с большим числом размы¬ каний в одну секун¬ ду. Благодаря тако¬ му устройству, во второй обмотке воз¬ никает индуктируе¬ мый ток очень вы¬ сокого напряжения. Этот ток вторичной обмотки дает целый ряд красивых опы¬ тов— благодаря ему Рис.-95. Катушка Румкорфа (вверху происходит свечение общий вид, внизу схема). гейслеровых трубок, которые ты видел в окне магазина, а затем во сне. — Катушку Румкорфа нам с тобой строить не при¬ дется, так как не достать большого количества тонкой проволоки для вторичной обмотки. У вас, вероятно, в школе найдется катушка, и мы с тобой построим только приборы для нее, а ты попросишь с ними произвести опыты, тебе, конечно, в этом не откажут. — Из опытов с катушкой Румкорфа самыми интерес¬ ными являются беспроволочный телеграф, гейслеровы трубки и лучи Рентгена, хотя при постройке беспро¬ волочного телеграфа можно обойтись и без катушки. 186
—■ Неужели мы можем построить беспроволочный телеграф? — Конечно, эти опыты относятся к тем, которые гораздо труднее объяснить, чем их выполнить. — Тогда я сейчас же приступлю к постройке. Что для этого нужно? — Нам нужны электрический звонок, две карман¬ ных батарейки, десять клемм, остальное у тебя имеется. — Все это я достану. 3. Радио-телеграф. По чертежам Евгения Петровича, мальчик сначала построил станцию отправления. В подставке (16 смх Х9 слсх! см) были укреплены две круглых мачты по Рис. 96. Беспроволочный телеграф, станция отправления. 12 см вышины с клеммами, наверху с вставленными в них вязальными спицами. Три клеммы были привин¬ чены к подставке, и там же с другой стороны ключ для замыкания тока. Эта часть была выполнена так: к медной 187
пластинке (7 см X 1 см) к одному краю привинчена деревянная кнопка; эта пластинка была прикреплена к подставке дв_, мя винтами и затем согнута таким обра¬ зом, что кнопка пришлась против третьего винта (см. рис. 96). Эти части были соединены по такой схеме. Первая клемма (Кх) была соединена с одной вязальной спицей и с ключом, вторая клемма (Ка) с другой сто¬ роной ключа и, наконец, третья клемма (Ка) со второй вязальной спицей (см. схему на рисунке 96). Рис. 97. Беслрозолочный телеграф, станция получения. Станция получения построена была так же, как и станция отправления, с той лишь разницей, что в под¬ ставке были ) креплены только две клеммы и не было ключа для отправления телеграмм, а вместо него был поставлен выключатель, представляющий собой пе¬ редвигающуюся пластинку. Соединения этой станции делаются так: одну клемму соединяют с одной вязаль¬ ной спицей, а другую через выключатель — с другой (см. рис. 97). 188
Когда прибор был готов, наши исследователи при¬ ступили к опытам. Для этого они запаслись двумя ба¬ тарейками от карманного фонаря и образовали такие две цепи. В первую включили станцию отправления, электрический звонок и одну батарейку. Включения делаются так: одну клемму звонка соединяют с одним полюсом батареи, а другой полюс — с клеммой первой (1?!) станции отправления. Вторую клемму (К2) соеди¬ няют с другой клеммой звонка и третью клемму (К3)— с винтом; при помощи него молоточек звонка при¬ креплен к доске. Звонок необходимо отвинтить. Во второй цепи станция получения через телефон, тот самый, который уже был построен мальчиком1, была соединена со второй батарейкой (рис. 98). Когда было готово и это, мальчик позвал к себе Евгения Петровича, тот, проверив все соединения, нажал ключ в станции отправления, звонок заработал. Он отодвинул станцию отправления, придвинув к себе станцию получения, сказал следующее: — Петя, посмотри на наши соединения. Мальчик внимательно осмотрел прибор. — В этой цепи, как видишь, ток у нас не течет, в какое бы положение мы ни ставили наш выключатель > — Тогда можно соединить спицы, — заметил мальчик. — Совершенно верно: это единственная лазейка, куда мы может пропустить ток. Но такой контакт нам не годится. Теперь сделаем вот что: вынь эти спи¬ цы — их необходимо намагнитить. Мальчик так и сделал. — Теперь вставь их на прежнее место так, чтобы они были обращены разноименными полюсами друг к другу. 1 См. IV главу. 189
Когда было сделало и это, Евгений Петрович в про¬ межуток в 0,5—1 см между полюсами насыпал желез¬ ных опилок; последние, притянувшись магнитами, образовали висячий мостик между иголками (рис. 97). — Послушай в телефон, есть ли ток? о Ч 3. Е 1— (?) (в)— Рио. 98. Схема включения станций беспроволочного телеграфа. Мальчик поднес к уху телефон и услышал в нем характерное шуршание, несомненный признак тока. — Есть, — сказал он. Евгений Петрович слегка раздвинул спицы, —■ мо¬ стик вытянулся и стал тоньше. Шум в телефоне прекра¬ тился. 190
— Ток прекратился, —■ удивился мальчик. — Да, несмотря на то, что цепь замкнута. — Почему это? — Как тебе известно, металлы представляют собой хорошие проводники электричества, но не во всех формах. Ты \же знаешь из опытов Ома, что очень тон¬ кие проводники проп_> скают ток с трудом, а металличе¬ ские (опилки) обладают таким огромным сопротивле¬ нием, что не пропускают сквозь себя слабые токи. Это свойство металлических опилок было замечено давно. — Но опилки обладают еще одним изумительным свойством — в них можно понизить сопротивление и сделать проводниками. Это происходит в том случае, если где-нибудь около них производится электрический разряд. И чем эти разряды обладают большей силой, тем дольше их действие на опилки. Теперь слушай. Мальчик поднес телефон к уху, а Евгений Петро¬ вич в это время нажал ключ на станции отправления. Звонок заработал. Петя, к своему удивлению, помимо звонка, услышал какой-то слабый писк, а затем шур¬ шание. Было несомненно, что ток снова восстанавли¬ вается через опилки. — Есть ток, — сказал он. Евгений Петрович слегка коснулся станции полу¬ чения, в телефоне что-то царапнуло, и ток прекратился. Евгений Петрович снова нажал ключ, и снова Петя в телефоне услышал писк и затем шуршание. — Ток выключили. — Вот этот мостик из опилок,— сказал Евгений Пе¬ трович,—называют когерером. Он после разрядов, посылаемых станцией отправления, становится уже проводником и пропускает ток; чтобы прекратить это течение, нужно его слегка тряхнуть, тогда расположе¬ ние опилок изменится и когерер становится снова не¬ 191
проводником до нового разряда. Но теперь, если при разрядах на станции отправления происходят изме¬ нения на станции получения в когерере, то, очевидно, что-то достигает до него от первой станции. Оттуда при¬ ходит какая-то сила, которая изменяет свойство опи¬ лок. Эти вопросы разъяснил германский ученый Герц: он доказал распространение особых .электромагнитных волн, образующихся в пространстве около каждого разряда. Чем сильнее разряд, тем эти волны сильнее. Наш источник разрядов — электрический звонок, конечно, обладает ничтожной мощностью, но уже и при нем на расссоянии метра мы на станции получения получаем сигналы со станции отправления, хотя, как видишь, наши станции ничем не связаны между собою. Не много времени прошло после замечательных опытов Герца, как на основании их у нас в России По¬ повым и в Италии Маркони были построены первые приборы для беспроволочного телеграфирования. Те¬ перь уже весь земной шар покрыт этими радиостан¬ циями, конечно, они настолько усовершенствованы, что в них трудно узнать наш прибор. Станции боль¬ шой мощности —■ Парижская башня Эйфеля или наша Московская, посылают волны на тысячи кило¬ метров. — Евгений Петрович, но как же, я не пойму — в телефон слышится один писк, а как же можно послать телеграмму? — Телеграммы в большинстве случаев принимаются на слух. Длинные и короткие звхки, соответствующие черточкам и точкам азбуки Морзе, дают возможность передавать все, что нужно.' Но иногда присоединяют телеграфный аппарат Морзе, и тогда сигналы при¬ нимаются на ленте. 192
—■ А хорошо бы сделать так, чтобы не было слышно звонка, а то он очень мешает. — Это можно избежать только двумя путями: или вместо звонка поставить катушку Румкорфа, что даст возможность далеко отнести станцию отправления, или же отнести телефон в другую комнату, оставив здесь обе станции. Ну, а теперь все-таки как следует испытаем наши приборы. И наши исследователи снова приступили к опытам, сближая и удаляя аппараты и изменяя расстояние между полюсами когерера. — Теперь когерер уже не употребляется. Найдены такие контакты, которые не нуждаются в встряхива¬ нии, чтобы прекратить ток. Они его проводят только в тот момент, когда до них достигают волны, и как только излучение волн прекращается, прекращается или осла¬ бляется и течение тока на станции получения. Они получили название детекторов. — А их трудно построить? —- спросил мальчик. — Нет. Попробуй сделать так. Возьми две уголь¬ ных палочки и просто положи их друг на друга, или на железный гвоздь положи графитную палочку, или наконец сделай ртутный детектор. Делается он так: в стеклянную трубочку помещается капелька ртути, в нее упирается с одной стороны железный контакт, а с другой—угольный. Этот детектор обладает, говорят, большой чувствительностью (рис. 99). Конечно при 18. Фвзвк» ва самодельных нрвоорах. 193
испытании детектора тебе придется несколько изме¬ нить и конструкцию станции получения. Как это сделать, это уж ты придумай сам. 4. Новая эпидемия. Пока наши исследователи занимались опытами Фа¬ радея, новая эпидемия охватила земной шар. Сначала возникла она в Америке, затем перекинулась через океан и поразила Западную Европу, и из последней в каком-то дипломатическом' чемодане была завезена в СССР и здесь начала делать гигантские завоевания. При этом эпидемия не щадила никого; не разбирай ни пола, ни возраста, ни национальности, — каждый вступающий в сношения с больным этой болезнью че¬ ловеком, неминуемо заражался и в тот же день появля¬ лись признаки этого бича человечества. Начиная с воздухоплавательной лихорадки, перенесенной чело¬ вечеством в начале XX века, такой страшной эпидемии не было в Европе. И хотя она протекала довольно бур¬ но, поражая главным образом головной мозг и слухо¬ вой аппарат, однако смертельных случаев не наблю¬ далось, чего нельзя сказать о воздухоплавательной ли¬ хорадке, унесшей большое число жертв в могилу. Петя, перенесший только что тяжелую болезнь, в первый же день, как только пришел в школу, поваль¬ но зараженную этой болезнью, заразился снова и, при¬ дя домой, почувствовал, что потерял аппетит, не стал обедать, заперся в своей лаборатории и принялся что-то мастерить. Работа продолжалась несколько часов, и может быть она бы не кончилась и к утру, если бы во всей квартире не потухло электричество. Население забегало и заволновалось. В комнату великого экспе¬ риментатора со свечой вошел Евгений Петрович. Петя 194
сидел около батареи центрального отопления п что то отцеплял. —■ Так и знал. — Что? —■ Что электричество погасло по твоей милости. —■ Не понимаю сам, как это произошло. Евгений Петрович подошел к столу, покачал го¬ ловой, как бы про себя сказал: «Так оно и должно быть», — вышел из комнаты, а через несколько минут переменил пробки в предохранителе. —* Уж не радио ли ты мастеришь? — спросил он мальчика после того, как электричество снова засияло в квартире. — Ну конечно. И мальчик показал Евге¬ нию Петровичу свое соору¬ жение, представлявшее со¬ бой детектор, конденсатор и телефон. Первый был построен та¬ ким образом: на подставке (12 с.мх8 смх 1 си) был укреплен обрезок патрона от военной винтовки, для чего оно было высверлено, а в отверстие патрона был вставлен кристалл свинцо¬ вого блеска и залит оловом для лучшего контакта. На расстоянии двух сантиметров оть кристалла в подста¬ вке была укреплена Г-образная стойка из толстой латунной проволоки с припаянной к верхнему концу пружиной из тонкой стальной проволочки, упираю¬ щейся другим концом в кристалл фис. 100). В са¬ мой подставке снизу был помещен конденсатор, сде¬ ланный из свинцовой бумаги (из-под чая) и парафини¬ рованной бумаги. Из свинцовой бумаги было выре¬ зано четыре прямоугольника (6 смх8 см) с отростками, Рис. 100. Кристаллический де¬ тектор. 196
как это показано на рисунке, а из парафинированной бумаги—пять листочков (8 слхЮ см). При этом листы эти были расположены таким образом: на парафино¬ вый листок накладывается свинцовая бумага, этот ли¬ сток снова покрывается парафиновой бумагой и на нее накладывается новый свинцовый листок, но отростком в другую сторону, и снова покрывается парафиновым листком, а на него накладывается новый свинцовый листок, направленный отростком в сторону первого (рис. 101), и эти отростки соединяются и наконец Рис. 101. Пластинчатый конденсатор. после новой парафиновой прослойки накладывается четвертый свинцовый листок и соединяется со вторым листком. Все это покрывается пятым парафиновым лист¬ ком, и прибор можно включить в цепь. — Я не понимаю, Евгений Петрович, для чего этот конденсатор? —• спросил мальчик. — Назначение этого конденсатора, если ты же¬ лаешь принимать радиотелеграммы на осветительную сеть для того, чтобы не допустить ток от освещения пройти через приемный аппарат, так как в противном случае у тебя перегорит телефон, а, во-вторых, перего¬ рят и предохранительные пробки или даже распла¬ вятся провода. Ты сделал неправильное включение 196
приборов, и городской ток, минуя приборы, проско¬ чил в землю и поэтому перегорели пробки — одним словом, ты отделался дешево. — Но как же я должен был соединить? — А соединить ты должен был так: один провод от освещения ты должен был соединить с одним полюсом конденсатора (С), затем от другого полюса взять два провода и один соединить с одним полю¬ сом детектора (1>), а другой с одним по¬ люсом телефона (Т). Дальше второй полюс детектора и второй полюс телефона соеди¬ нить вместе и от них провести провод к земле (-2), т. е. в данном случае к паро¬ вому отоплению (схема 102). Мальчик включил приборы по указан¬ ной схеме и поднес трубку к уху. — Теперь переставляй пружинки де¬ тектора по кристаллу, чтобы найти чув¬ ствительную точку. — Что-то слышно, — сказал взволно¬ ванно мальчик через некоторое время. Евгений Петрович взял трубку и на¬ чал слушать. — Да слышно, но это не радиотеле¬ фон, а радиотелеграф, — сейчас как раз такое время, когда могучая Октябрьская станция передает сообщения, а завтра, когда будет радио¬ передача, попробуем послушать концерт. — Но как же, Евгений Петрович, попадает ток в наши приборы: ведь он идет от освещения к конден¬ сатору, ну к первому и третьему свинцовому листику, а ведь дальше-то идет слой парафина, как же он сквозь изолятор попадает на второй и четвертый листик, я этого не понимаю. 2 Гис. 102. Схема прос¬ тейшего ра¬ дио прием..и- ка с прие¬ мом на сеть электричес¬ кого освеще¬ ния. 197
— Дело вот в чем: конденсатор является непреодо¬ лимым препятствием для тока постоянного. Перемен¬ ный ток, вообще говоря, через конденсатор проходит, и чем чаще перемены этого тока, тем меньшее сопро¬ тивление представляет для него конденсатор. Частота перемен городского тока сравнительно небольшая— 100 раз в секунду, а частота радиотелеграфного тока, вызываемая волнами в антенне, громадна—до 100 тыс. раз и больше в секунду. Поэтому городской ток через наш конденсатор почти не идет, а радиотелеграфный — проходит легко. 5. Слушают концерты. В Петиной лаборатории сидели сам хозяин и его приятель Жорж и пытались слушать радиоконцерты станции Коминтерна, но в трубке слышались какие- то посторонние шумы, гудения, но'разобрать что-ни¬ будь было трудно, почти невозможно. — Нет, надо антенну тянуть, — авторитетно за¬ явил Жорж. — Ну, что же, антенну, так антенну,—согласился Петя. —■ И кроме того трубка твоя не годится: тут нужна высокоомная трубка. — Это еще что за трубка? — Ну, трубка с большим сопротивлением. — Что же, это дело поправимое, — у меня есть много тонкой изолированной шелком проволоки. — А кроме того и мембрану нужно взять потоньше и к полюсам магнита поставить ее поближе: тогда он будет чувствительнее. — Что же, и это можно. С мембраны подпилком можно снять какой угодно слой и приблизить ее будет можно. 198
— А кроме того,— не унимался Жорж, — и магнит в телефоне нужно сильнее. раздобыли I А мо —- Ну, что же,— невозмутимо соглашался Петя, — я возьму свой большой и сильный магнит и поставлю его в трубку, а ты займись антенной. Для устройства антенны наши приятели где-то толстой медной проволоки и протя¬ нули ее между своими домами, для чего к трубкам приколотили деревянные мачты по два метра, к ним прикрепили антенну, и, чтобы изолировать ее от земли, они сделали две цепочки из фарфоровых изо¬ ляторов так, как это показано на ри¬ сунке 103. С одной стороны к антенне припаяли тонкий провод — спуск, и ввели его через фарфоровый же изолятор в окно лабора¬ тории, и когда, выбросив теперь не¬ нужный конденсатор, они включили детек¬ тор и телефон в цепь (рис. 104), то в телефоне послышался какой-то музы¬ кальный тон, сменившийся затем отчетливой челове¬ ческой речью. г »'1’ис. 104. Схема соеди¬ нения антен¬ ны с прием¬ ником. 191)
«М арсел ь. 18 февраля. Перехвачено радио с парохода Марионга, Марионга, Марионга, который наскочил на мель вблизи Алжира, получил пробоины и тонет. Новая. Москва. 19 февраля. Сегодня были про¬ изведены первые опыты по передаче изображений из Москвы в Ленинград. Передачи производились по про¬ водам телефона. Ответ из Ленинграда таким же образом был получен немедленно. Опыты продолжаются. Но¬ вая. Нью-Йорк. Газеты сообщают о новом крупном изобретении Эдиссона, Эдиссона, Эдиссона, добывшего из растения, родственного капусте, вещество, вполне заменяющее каучук. Новая. Лондон. Из Плимута вы¬ летели в Басру, Басру и т. д.». Наконец передача прекратилась, где-то начался концерт, и приемник наших исследователей переда¬ вал музыку не хуже речи. Под конец концерта в маленькой лаборатории со¬ бралось все население квартиры, и каждый, кто за¬ владевал трубкой, прилипал ухом к поющей мембране и защищал всеми доступными ему средствами право на ся шание концерта, а в это время все остальные, пе¬ реминаясь с ноги на ногу, торопили его уступить оче¬ редь следующему. Чтобы ввести некоторый порядок, пришлось ограничить время тремя минутами приема концерта для каждого. Но когда порядок нако¬ нец был восстановлен, передача концерта прекра¬ тилась. Петя и Жорж смотрели героями. — Ну, если вы добились таких результатов, — ска¬ зал Евгений Петрович, присутствовавший на приеме, — то уж постройте приемник с более совершенной на¬ стройкой. — Уж мы думали об этом, — враз ответили маль¬ чики. 200
6. Конкуренты треста слабых токов. Прежде всего для нового приемника мальчики по¬ строили катушку самоиндукции. Для этого они упо¬ требили проволоку сечением 0,2 мм, из нее свили ка¬ тушку из 200 оборотов в 8 см диаметром. При этом для лучшей настройки они через каждые 10 оборотов оста- 091 о» Рис. 105. Катушка самоиндукции. вляли петли около 5 см каждая. Таким образом у них полечилось 19 петель и два конца проволоки (рис. 105). Затем с основной доски, на которой были располо¬ жены все приборы, начертили кр > г в 15 см диаметром и разделили его на 20 частей. В точках деления про¬ сверлили отверстия и вставили в них в уровень с поверх¬ ностью доски медные винты с коническими головками. 201
(Толщина доски должна быть меньше высоты винта, чтобы винты выставлялись с нижней стороны.) Катушку прикрепили с нижней стороны в круге, образованном винтами, и по порядку надели петли на винты и осто¬ рожно маленьким паяльником припаяли петли к мед¬ ным винтам. Затем сделали из медной пластинки ры¬ чажок и прикрепили его с наружной стороны в центре круга. Рычажок должен быть такой длины и ему дол¬ жен быть придан такой изгиб, чтобы он при движении по кругу своим концом скользил по головкам медных винтов. Самоиндукция включается в схему таким обра¬ зом: первый конец соединяется с антенной, другой же конец остается свободным, а включается винт рычажка и соединяется с землей. При таком устройстве, пово¬ рачивая рычажок, т. е. переставляя с одного винта на другой, мы будем увеличивать число оборотов прово¬ локи между антенной и землей. Далее были построены два конденсатора. Их устрой¬ ство такое же, как и устройство конденсатора, уже описанного в предыдущей главе, разница только в размерах и количестве листов. Для первого мальчики взяли только два листа размером 10 см х 10 см каждый лист, а для второго, так называемого блокировочного конденсатора,— 8 листов размером 3 см X 4 см каждый лист. Так же, как и в первом случае, листы тщательно изолировали друг от друга бумагой и затем даже за¬ лили парафином. Детектор и телефонная трубка оста¬ лись те же. Все эти части расположены на одной дубовой доске (34 смх20 смх1 см). При этом на верхней части доски были размещены описанный рычаг (или как его назы¬ вают скользящий контакт) для включения в цепь но¬ вых витков, затем детектор и клеммы для включения приемника в цепь (КА), клемма для включения антенны 202Г
в приемник (КЗ), клемма для разземлсния (КТ, КТ) и клеммы для телефона. На нижней же стороне доски расположилась опи¬ санная выше катушка для самоиндукции и оба конде- сатора. Для того чтобы предохранить эти части и отделить от стола, к подставке по углам пришлось сделать невысокие деревянные ножки. Общий вид Г КТ Рис. 106. Радиоприемник с катушкой самоиндукции (наверху вид сверху, внизу — сбоку). приемника получился тот, который вы видите на ри¬ сунке 106. Что же касается включения приборов, то это было выполнено по следующей схеме (рис. 107). Антенна (А) была включена, как мы уже говорили, к одному концу самоиндукции («7), винт рычага самоиндукции соединен с землей (3). Далее антенна (А) соединена с одним полюсом конденсаторов, к другому же полюсу была присоединена земля. Далее первый полюс кон¬ 203
денсатора соединен с рычагом детектора (В), а кристалл детектора с полюсом блокировочного конденсатора (СЪ) и одной клеммой телефона (Т). Второй полюс пер¬ вого конденсатора (С) соединяется со вторым полюсом блокировочного конденсатора (СЪ) и второй клеммой телефона (Г). Когда это было исполнено и приемник во время радиопередачи был включен в цепь, мальчики в теле¬ фон услышали вполне от¬ четливо человеческую речь, передававшую политиче¬ ские новости. Для того что¬ бы слушать одновременно, присоединили к приемнику второй телефон, и ясность передачи от этого нисколь¬ ко не пострадала. Новости сменились лек¬ цией. И когда была окон¬ чена и лекция, то с ка¬ кой-то станции послыша¬ лись слабые звуки музыки. Петя начал двигать рычаг настройки, увеличивая чис¬ ло витков, звук начал слабеть, тогда он повернул его в обратную сторону, звук начал усиливаться и наконец достиг наибольшей силы. Таким образом, настроив приемник, мальчики начали слушать кон* церт. И в этот вечер, как и в первый раз, в лаборатории сначала появилась Анна Николаевна, за ней появи¬ лись другие жильцы, и снова, как и в первый раз, спорили из-за очереди, и, когда установился некоторый порядок, передача была закончена. А Рис. 107. Монтажная схема с катушкой самоиндукции. 204
7. Космический концерт. После постановки приемника прошло довольно много времени, прибор великолепно работал. В «лаборатории» перебывало много знакомых. Все шло благополучно до одного несчастного дня в начале лета. И день-то был какой-то скверный — с утра солнце жарило так, что асфальт обжигал ноги сквозь подошву; дышать было трудно, и настроение было какое-то по¬ давленное. Затем подул горячий ветер, на юге небо потемнело, и черная зловещая туча заволокла все небо. Молнии беспрестанно бороздили небо, и на нем кто-то неугомонный беспрестанно стучал железными листами, точно весь город хотел заколотить железной крышей. Петя стоял с Евгением Петровичем в его комнате и смотрел на редкие капли дождя, которые ползли по оконным стеклам. Отдельные раскаты грома, слившиеся в сплошной гул, вдруг разорвались и затем были по¬ глощены каким-то непередаваемым грохотом, от кото¬ рого казалось, что земля раскололась надвое, и еще мгновение —■ и все повалится в пропасть. — Горим! — послышался отчаянный вопль в ко¬ ридоре. Захлопали двери, и звуки, рожденные чело¬ веческой трусостью, заглушили раскаты грома. Петя опрометью бросился из комнаты и увидел густой дым, клубами вырывавшийся из его лаборатории. Мальчик выбежал на площадку и выскочил на улицу. Холодный дождь, обливший его потоком, в одно мгно¬ вение промочил его насквозь и заставил вернуться в комнату. В лаборатории был Евгений Петрович и лил ведра¬ ми воду на обугленную стену. С огнем справились и уже «на всякий случай» еще плескали воду из водо¬ провода. 205
— Ну, дешево отделались, — сказал наконец за¬ пыхавшийся Евгений Петрович. Очки во время су¬ матохи у него разбились, и он, смешно прищуривая гла¬ за и осторожно ступая, боясь оступиться, вышел из лаборатории. — Да, благодаря тебе, — сказал он мальчику, — мы сегодня еще один концерт послушали, я чуть не оглох. К Пете постепенно вернулся дар речи. Инстинк¬ тивно чувствуя какую-то вину, он робко спросил: —■ Почему, благодаря мне? — Да потому что молния залетела к нам благодаря вашей антенне, чорт бы ее подрал. — Ах, так. вот в чем дело, — догадалась Анна Ни¬ колаевна, — иу, значит уж теперь-то конец вашим опытам. — Это ниоткуда не следует, — ответил спокойно Ев¬ гений Петрович, — на этот раз виноват действительно я, и я охотно беру вину на себя. Что вы так на меня уди¬ вленно смотрите? Да, да я виноват, что не вмешался в это дело. Последний приемник ребята строили без меня, ну и конечно кончилось некоторым недоразумением. —• Пустяки, недоразумение, — ответила Анна Ни¬ колаевна, несколько успокоенная словами, а главным образом тоном Евгения Петровича. — В чем же дело? — спросил молчавший Петя. — Да дело-то очень простое—так вводить антенну, как это сделали вы, совершенно недопустимо. Оказы¬ вается, вы, как и при радиоприеме на осветительную сеть, включили вашу антенну на отопление. — Ну, да. —■ Вот это-то и недопустимо. Как это ты-то не до¬ гадался, что вы устроили из своей антенны не громо¬ отвод, а форменный громопровод. Если вы сделали 206
антенну и на крыше, т. е. вйе здания, то и заземление нужно было сделать так же вне, т. с. на улице. Для этого нужно было взять водопроводную трубу, при¬ паять к ней провод, соединить со спуском антенны и закопать эту трубу в землю. Тогда, если бы и ударила молния в антенну, то она по спуску спустилась бы в землю, не заходя в твою лабораторию. — Но как же, — удивился мальчик, — ведь если бы мы соединили антенну с землей, то как же мы вклю¬ чили бы приемник, и как бы тогда со¬ вершался прием? — Для приема нужно было сделать переключатель. — А как это? — Очень просто. Стоило для этого взять дощечку, лучше эбонитовую или мраморную (10 см на 7 см). На ней нужно укрепить переключатель, т. е. рычажок из латуни (его винт нужно было соединить с землей), и два винта. Один винт следовало соединить с антен¬ ной и клеммой приемника (КА), а от Рис. 108. Гро- . 80вой переклю- другого провести провод в комнату и чатель. включить в клемму (КЗ) (рис. 108). Для приема ты рычаг устанавливаешь на (КЗ) и тогда у тебя токи, возбуждаемые в антенне, проходят через клемму (КА) в приемник, из него попадают в (КЗ) и по рычагу переключателя — в землю (3). Если начинается гроза, то рычаг становится на клемму (КА), и тогда приемник выключается, а антенна через рычаг по¬ лучает непосредственное сообщение с землей. Понятно? — Конечно понятно. — Ну, а теперь пойдем и посмотрим погром твоей лаборатории. 207
Когда приятели вошли в лабораторию, Петя только всплеснул руками. — Ничего, успокойся, здесь больше воды, чем по¬ вреждений, а вот приемник-то действительно постра¬ дал,— и с этими словами Евгений Петрович поднял с полу какую-то бесформенную массу сплавленного ме¬ талла. Недели три после этого случая мальчик сидел, не выходя из своей лаборатории, исправляя повреждения, нанесенные непрошенной небесной гостьей. 8. Лучи ненецкого профессора. — Ну что тебя еще интересует? — спросил Евгений Петрович после генерального ремонта. — Лучи Рентгена. — Приборы, дающие эти лучи, имеют далеких предков. Лектор физики, аббат Нолле, поражал своими опытами с «электрическим яйцом» двор французского короля еще в XVIII веке. Судя по старинным рисункам, это яйцо состояло из прозрачного стеклянного шара, в который были вставлены два металлических стержня с шариками на концах. Между этими шариками производились элек¬ трические разряды от большой машины. Когда шар был наполнен воздухом, то разряды, производившиеся в нем, имели извилистый вид молнии, но по мере того как из яйца выкачивали воздух, разряд становился шире и в темноте казался великолепным розовым или фиолетовым снопом. Ни сам экспериментатор, ни дру¬ гие ученые того времени не могли объяснить этого яв¬ ления. Несмотря на то, что опыт требует сложных при¬ боров и мощную электрическую машину или катушку Румкорфа, ты его можешь произвести. 208
— Как? — У тебя найдется миниатюрная электрическая лам¬ почка от карманного фонаря? — Есть. — Ну, вот эта лампочка и будет служить нам электрическим яйцом. Воздух из нее уже выкачен. Электрическая машина у тебя уже есть. Нужно только поставить опыт. Сейчас сделай все приготовления, а ночью мы с тобой будем любоваться свечением нашей лампочки. Приспособления состояли в следую¬ щем. Сначала маль¬ чик из дощечки в 1 см толщиной сделал подставку (7 слсхб см), в ко¬ торой укрепил два сургучных столби¬ ка. Затем обмотав цоколь лампочки проволокой, он ук¬ репил ее в одном столбике, а в другом столбике укре¬ пил проволочный крючок, упиравшийся в станиоле¬ вое зеркало в 0,3 см диаметром, -наклеенное на перед¬ ний конец лампочки (рис. 109). Когда настала ночь, мальчик петельку от зеркала соединил с гребенкой машины и пустил последнюю в ход. Огонь в комнате потушили, и наши исследователи Завидели, как лампочка внутри вся наполнилась кра¬ сивым бледнозеленоватым сиянием. Полюбовавшись этой картиной, они изменили опыт таким образом. Включив лейденскую банку (рис. 110), внешнюю Рио. 109. Гейолерова тр? бка из лампоч¬ ки от карманного фонаря. 14. Физика на самодельных приборах. 209
оболочку байки соединили с цоколем лампочки, а внутреннюю — с зеркалом и гребенкой машины, и когда последнюю пустили в действие, лампочка, как и в пер¬ вый раз, наполнилась бледным синнием, и кроме того по временам, по мере накопления заряда, в банке и в лампочке происходили энергичные разряды, сопровож¬ давшиеся целым потоком искр, сыпавшихся от зеркала Рис. НО. Опыт с гейселровой трубкой. к цоколю лампы. А когда прекратили движение ма¬ шины, бледнозеленое сияние внутри лампы еще про¬ должалось несколько секунд: это постепенно разряжа¬ лась лейденская банка. Этот красивый опыт, один из самых удачных, когда- либо произведенных мальчиком, заставил его еще боль¬ ше заинтересоваться электричеством, и он тотчас же возобновил беседу с Евгением Петровичем. 210
— Прошло почти,— продолжал тот, — сто лет, а свечение в электрическом яйце оставалось загадкой. Но вот в половине XIX века этим вопросом занялся целый ряд ученых. Гейслер придал этим сосудам вид трубок и стал наполнять их различными газами. Трубки эти и получили наименование гейслеровых. Свечение в этих трубках стали вызывать при помощи индуктивной спирали Румкорфа. Их ты и видел в окне магазина. За объяснение это¬ го свечения взялся Крукс. Он разрежение газа в труб¬ ках довел до высокой степени и заметил в трубке, получившей название его имени, новые явления. Сначала у катода (у отрицательного полюса) появилось темное пятно, которое по мере увеличения разрежения газа все более и более стало увеличиваться и нако¬ нец заняло всю трубку. При этом стекло трубки на¬ чало светиться—и особенно сильно на стороне, противоположной катоду. Крукс объяснял это так: он говорил, что частицы газа, оттолкнутые катодом, производят ударк в стенку трубки и от этого последняя светится. И в доказатель¬ ство своей теории он произвел ряд опытов. Он напри¬ мер эти частицы газов, летящие с невероятной ско¬ ростью, задерживал металлическим экраном и полу¬ чал сзади его тень; заставлял частицы приводить в движение маленькое мельничное колесо, помещенное внутри трубки, и т. п. Дальше ученые так сконструировали эту трубку, что им удалось эти катодные лучи выпустить на воздух, для этого они проделали в круксовой трубке неболь¬ шое отверстие и закрыли его тонкой алюминиевой пластинкой. Лучи, проходящие сквозь это своеоб¬ разное окошко, действовали на фотографическую пластинку и заставляли светиться многие минералы. 211
Многие ученые занимались этим вопросом, по¬ строили уже немало интересных приборов и произвели целый ряд сложнейших опытов, когда за это дело взялся Рентген, связавший свое имя с открытыми им лучами. Однажды, производя опыты в темной лаборатории с кру ксовой трубкой, заключенной в картонный фут¬ ляр, он заметил, что флюоресцирующий экран начал светиться. Тогда он между трубкой и экраном провел рукой и к великому своему удивлению увидел на эк¬ ране тень, не руки, а костей, скелета своей руки. Мо¬ жешь себе представить, как он был поражен этим явлением. Он стал исследовать его и нашел, что круксо- ва трубка испускает особого рода невидимые лучи, которые проникают через стекло, дерево, толстый кар¬ тон, сквозь ткани человеческого тела и задерживаются только металлами и костями. Эти замечательные лучи получили наименование лучей Рентгена. Далее оказалось, что эти лучи, невидимые для гла¬ за, действуют на фотографическую пластинку, и таким образом фотография через непрозрачные тела была найдена. Теперь эту усовершенствованную фотографию лу¬ чами Рентгена врачи широко применяют для того, чтобы определить какие-нибудь повреждения, недостатки в теле пациента (рис. 111). В наши дни врач, иссле¬ довав больного при помощи этих таинственных лучей, уже не вслепую, как раньше, заносит нож над живым человеком, чтобы произвести сомнительную операцию, а вполне уверенный, наперед зная, какая часть тела поражена болезнью, и только в этом месте вскрывает внутренние органы для того, чтобы вырезать опухоль, вскрыть гнойник, удалить постороннее тело, попав¬ шее в организм, например пулю, осколок снаряда и пр. Мало того, даже и в том случае, когда не требуется 212
хирургического вмешательства, просвечивание челове¬ ческого тела дает возможность докторам поставить пра¬ вильный диагноз относительно болезни. — Как же это, — спросил мальчик, — ведь на фо¬ тографии получается только скелет, а мягкие ткани дают только слабую тень. —■ Так было вначале, а теперь рентгенографию так усовершенствовали, что на экране видны отдельные органы и даже их работа. Так например в любом рент¬ геновском каби¬ нете ты можешь видеть работу жи¬ вого сердца. Для того чтобы выде¬ лить на экране пищеварительные органы, больных перед просвечи¬ ванием кормят ме¬ таллическими со¬ лями, и тогда на экране или ] на ф от ографической пластинке пищеварительные'органы резко выделяются. — А что же ощущает тот человек, сквозь которого пропускают эти лучи? — спросил мальчик. — Ничего. —• Значит они безопасны? — Ну, этого сказать нельзя. Наоборот, они в выс¬ шей степени опасны, мало того — они смертельны. — Так как же их применяют? — Как всякое сильпо действующее средство — ма¬ ленькими порциями. Помнишь, после болезни ты долго принимал мышьяк, а ведь это—сильнейший яд. Но, как 213
видишь, в малых порциях он не оказался опасным или вредным, а положительно необходим для твоего ослабевшего организма. Один сеанс просвечивания этими лучами неопасен и не оказывает заметного влия¬ ния на организм. Но если подвергать себя частому и длительному воздействию этих невидимых лучей, то кожа сначала краснеет, затем на ней появляются язвы, трудно поддающиеся излечению, а иногда и уно¬ сящие в могилу. Вот это-то физиологическое действие лучей на живой организм в настоящее время тщательно изучается во всех странах, и уже достигнуты кое-какие результаты. Так например рак, саркома и болезни кожи, раньше не поддававшиеся излечению, уступают этим могущественным лучам, и спасено уже много ты¬ сяч жизней. — И все это сделал Рентген? — Он и его последователи в разных странах. Для изучения этих лучей, советское правительство основало в Ленинграде Рентгеновский институт и первое из правительств поставило памятник этому величайшему ученому конца XIX столетия. — От катода круксовой трубки помимо рентге¬ новских лучей исходят еще так называемые катодные лучи, которые почти невидимы, но, падая на минералы, заставляют их ярко флюоресцировать. Алмаз под их действием блестит тысячью огней зеленоватого цвета, рубин загорается яркокрасным сиянием. Впрочем совершенно незачем обращаться к таким драгоценным материалам, —■ такой же эффект полу¬ чается и с самыми обыкновенными веществами, напри¬ мер обыкновенное стекло светится ярким желто-зе¬ леным светом, мел испускает оранжево-желтый свет, различные металлические окиси светятся всеми цве¬ тами радуги. Смешиванием этих окисей можно соста¬ 214
вить настоящие искусственные букеты, которые сами по себе при дневном свете имеют бесцветный и ту¬ склый вид, но при падении на них катодных лучей приобретают самую яркую и восхитительную внеш¬ ность. —> Посмотреть бы, — вставил мальчик. —■ Еще успеешь и попадешь в такой чудесный за¬ мок, перед которым побледнеют твои сновидения. Но для нас гораздо интереснее другие опыты с трубкой Крукса. Если на пути катодных лучей поместить ми¬ ниатюрную мельницу, то она приходит в быстрое вра¬ щение по направлению от катода, как будто последний производит на них какое-то давление. А если все ка¬ тодные лучи собрать в одну точку и в ней поместить небольшой платиновый листочек, то платина чуть не моментально накаливается добела. — Эти опыты заставляют нас предположить, что катодные лучи представляют собой поток частиц, непрерывно выбрасываемых из катода с очень большой скоростью. Под действием их ударов мельница начи¬ нает вращаться, а платина накаливается, как накали¬ вается железо при часто повторяющихся ударах молота. —■ Когда ученые определили, с какой скоростью несутся эти частицы, то оказалась головокружительная скорость в 60 тыс. и более километров в секунду. Вот с какой скоростью и следовательно силой, бомбарди¬ рует катод предмет, находящийся перед ним. Частицы в этом катодном потоке так малы, что больших раз¬ рушений не производят, но если бы это были снаряды весом всего только в 1 миллиграмм и если бы нам уда¬ лось поставить препятствие на его пути, то удар был бы равен столкновению сорока поездов, пущенных из разных направлений в одну точку. 216
Но эти частицы, повторяю, так малы, что “прони¬ кают сквозь все преграды, изменяют их, заставляя све¬ титься от этой бомбардировки. Примечание. Если у кого-нибудь из читателей найдется в распоряжении катушка Румкорфа, дающая искру от 50 до 80 мм длиной, можно произвести ряд опы¬ тов с самодельными приборами. Для этого вместо обычно применяемой круксовой труб¬ ки берется обыкновенная шестнадцатисвечная (110 вольт) лампочка накали¬ вания с угольной нитью (лучше со¬ вершенно новая). На самой широкой части груши на¬ клеивают стани¬ олевый кружок около 1—2 ем диа¬ метром, употреб¬ ляя минимальное колич ство клея (или парафина) и Рис. 112. Самодельная рентгеновская стараясь обойтись трубка. без царапин и за- дирин на круж¬ ке — иначе может произойти' пробитие стекла. Лампа вставляется в штатив, представляющий собой подставку (12сл»ХЮ си*Х1'<»), в которую вставлена стоечка в 17 см вышины и 5 ел ширины (рис. 112). В полочке пропиливается отверстие, равное диаметру цоколя лампы. В стойке против станиолевого веркальца делается круглое отверстие в 1 ел диаметром и в него вставляется какой-нибудь изолятор — лучше всего кау¬ чук, но можно воспользоваться и сургучом. Сквовь изо¬ лятор пропускается проволока с небольшим металличе¬ ским диском (в 0.5 см диаметром), который упирается в станиолевое зеркальце. К проволоке прикрепляется одна клемма, другая—к подставке, и проволокой соеди¬ няется с цоколем лампы. 216
Анодом, т. е. положительным полюсом, в этой трубке служит угольная нить, а катодом станиолевое зеркальце. Для того чтобы определить полюсы катушки, элек¬ троды— разрядники катушки — раздвигаются настолько, чтобы между ними не проскакивала искра, при этом на положительном полюсе появляется светящаяся кисть, об¬ ращенная к другому электроду (наблюдать в темноте), а на отрицательном — светящаяся точка или кисть же, но меньших размеров. При правильном соединении трубки катод посылает так называемые катодные лучи, которые, падая на стекло лампочки, вызывают яркую желто-зеленую флюоресцен¬ цию стекла. Флюоресцирующее стекло испускает при этом невидимы - лучи Рентгена. Если этого флюор зс- цирующего пят¬ на не появится, а сама лампоч¬ ка наполнится фиолетовым си¬ янием, то это указывает или на неправиль¬ ное соединение трубки с индукционной катушкой или на то, что дли¬ на катушки недостаточна для вашей трубки. Крук- сову трубку следует помещать подальше от катушки. Лучше всего нашу трубку питать не непосредственно вторичным током катушки, а переменными токами, полу¬ чающимися при колебательном разряде цепи, состоящей из лейденских банок. Для этого составляется такой колеба¬ тельный контур: катушка (<7) заряжает внутренние об¬ кладки двух небольших лейденских банок, сделанных из тонкостенных стаканов (С) и (С!). Банки соединяются искровым промежутком (Р)> Лейденские банки тщательно изолируются друг от друга и их наружные обкладки со¬ единяются между собой спиралью из 10—20 оборотов тол¬ стой (2-мм) медной проволоки (5). Для достижения луч¬ шего действия трубки необходимо сделать спираль регу¬ лируемой, т. с. передвижное соединение. Концы этой же Рис. 113. Схема включения рентгеновской трубки. 217
спирали соединяются с электродами трубки”(рис. 113). При помощи этих приспособлений можно не только получать рентгенограммы сквозь картон, дерево и бу¬ магу, но на флюоресцирующем экране — получать резкие контуры костей руки и скелеты мелких животных. Для фотографирования монет, ключей в кошельке и т. п. можно обходиться и без колебат.льного контура, но для этого выдержку при пластинке высшей чувствительности придется сделать несколько больше. 9. Радиоактивные элементы в маленькой лаборатории. При последней фразе в изобретательной голове Пети мелькнула какая-то идея, и глаза его засветились, точно на них пали лучи катодного потока. Мальчик переживал как раз тот период, когда пе¬ реход от серьезных занятий к самым удивительным, дурацким проделкам совершался мгновенно и без видимых причин. Ему ничего не стоило засесть за раз¬ решение какой-нибудь головоломной задачи и часами сидеть за ней, затем сорваться с места, прокрасться в чулан к варенью и, совершив там кражу, ураганом влететь в комнаты, со следами уголовного преступления на костюме и на лице. Так случилось и на этот раз. Вечером вернувшийся домой Евгений Петрович заметил в коридоре пятно, которое светилось бледнозеленоватым сиянием. Евге¬ ний Петрович подошел к нему и протянул руку, желая исследовать явление. У него в руках оказалась кар¬ тонка, грубо размалеванная под человеческий череп. Он понюхал ее, улыбнулся и, повесив на прежнее ме¬ сто, прошел в свою комнату. Через несколько минут в комнату Евгения Петро¬ вича вошел Петя. — Зачем это ты картонку фосфором намазал? — Опыт с флюоресценцией производил. 218
— Неправда! Если ты производил опыт, то зачем экрану придавал форму черепа? — Ну, чтобы забавнее было. — Нет, чтобы страшно было. В тебе все еще бродят сыщики. Это, во-первых. —■ Ну, во-первых, — согласился Петя. — А, во-вторых, ты сделал еще бдлыпую глупость. — А именно? — Ты опыт произвел не с флюоресценцией, а с простым горением фосфора. Это надо различать. У тебя свечение происходило оттого, что влажный фосфор соединялся с кислородом воздуха. Правда мы с тобой еще не договорились, что само- свечение наблюдается только на редких минералах, а именно габолите, уране, тории и др. — Какие, вы говорите, минералы? — спросил Петя. — Самосвечение габолита наблюдал еще в 1815 году ученый Берцелиус, а Ниспе даже писал об уране в 1867 году, но их открытия прошли незамеченными. В 1896 году Анри Беккерель открыл снова, что соли урана могут светиться без воздействия на них катодных лучей, а немного позднее эту же способность нашли и в солях тория. Соли эти назвали радиоактивны- м и. Этим вопросом занялись Пьер Кюри и его жена, и в 1898 году они нашли радий, обладающий этой спо¬ собностью в огромной степени. Исследования показали, что радий беспрерывно излучает из себя лучи всех сортов круксовой трубки. И произведя эту энергичную бомбардировку снарядами, пролетающими от 60 тыс. до 283 тыс. километров в секунду, кусочек радия-в один миллиграмм израсходуется только спустя тысячеле¬ тия, — следовательно какая же энергия заключена в нем! Но зато как трудно- добывай» его: нужно пере¬ работать целые груды смоляных руд, чтобы добыть 219
одну эту миниатюрную порцию радия. И вот в виде бе¬ лого порошка соли лежит он перед нами, такой не¬ казистый с виду. Он ничего не говорит нам о той массе труда, которая затрачена на его добывание. Но доста¬ точно небольшого внимания, и мы заметим даже при свете, что порошок окружен слабым сиянием. Пере¬ несем его в темноту, там свечение будет значительно заметнее, и даже достаточно для того, чтобы разби¬ рать крупную печать. Но что же в этом удивительного? Ведь и ивановский червячок светится. Да, но в присут¬ ствии естественного фонарика флюоресцирующий экран не светится, а здесь он начинает сиять как бы в при¬ сутствии превосходной круксовой трубки. Но сходство с круксовой трубкой идет еще дальше. Этот порошок для фотографа представляет еще большую опасность, чем лучи Рентгена. Проницаемость лучей радия огромна, и, несмотря на хорошую укупорку, пластинки погиб¬ нут, если в Ту комнату, где они хранятся, внести кру¬ пинку соли радия. Только свинцовая рубашка спасает их от опасных снарядов. В той комнате, где имеется этот чудесный препарат, ты не произвел бы ни одного опыта со своей электрической машиной. Наэлектри¬ зованные тела в его присутствии быстро теряют свои заряды. Лучи радия сообщают электропроводность воз¬ духу, и по нему электричество течет, как по воде. Даже такие изоляторы, как керосин, скипидар, смолы, теряют свои изолирующие свойства. — Но это конечно не все. Говорить о чудесных свойствах этого элемента можно очень долго, и все же мы еще не знаем всего. Элемент этот дорог, и потому его можно встретить только в хорошо оборудованных лабо¬ раториях. В нашей лаборатории вряд ли он когда- нибудь появится, но явления радиоактивности наблю¬ дать мы можем. Я уже тебе говорил, что такими же 220
свойствами обладает торий, это вещество входит в.со¬ став ауэровских сеток, применяемых в газовых фо¬ нарях. Эти сетки очень хрупки и часто ломаются. Вот и достань обломок такой сеточки, затем возьми фотогра¬ фическую пластинку, заделай ее в светонепроницаемый конверт и положи на нее эту сетку—ну, хотя бы на не¬ делю. А затем прояви пластинку обыкновенным спо¬ собом. Ты увидишь сам, что у тебя получится (рис. 114). После этих разгово¬ ров мальчик ходил, как в тумане—точно у него кружилась голова. Да и было от чего закру¬ житься. Он даже не строил новых приборов и не производил опытов со старыми. — Евгений Петрович, а когда человек впервые чеством? — Это неизвестно. Первое знакомство теряется в тумане древности. Это было невидимому так давно, что до нас дошли только легенды. Одну из этих легенд молва приписывает Фалесу Милетскому, греческому философу, жившему за 2 500 лет до нашего времени. Говорят, у него была дочь, маленькая девочка, но уже умевшая прясть шерсть. Для этой работы отец подарил ей янтарное веретено, изделие финикийских мастеров. Однажды девочка уронила веретено в воду. Вытащив его, она вытерла его краем своего шерстяного хитона и заметила, что шерстинки облепили веретено. Девочка Рис. 114. Фотографический отпе¬ чаток, сделанный излучением тория. познакомился с электри- 221
подумала, что веретено еще сырое, и стала тереть его еще сильнее. Но дела этим не поправила, шерстинок налипло еще больше. Ребенку показалось это странным, и она побежала и рассказала отцу. Фалес удивился рассказу дочери и решил проверить сам. Эти опыты так заинтересовали его, что он завладел веретеном до¬ чери. Но та запротестовала, и веретено пришлось вер¬ нуть, но как только к пристани Милета подошел первый финикийский корабль, Фалес сам отправился на него и купил себе несколько кругов и палок из янтаря, над которыми стал производить первые опыты. — Будто бы такому случаю человечество обязано сво¬ им знакомством с электричеством, но этот ли мудрец древности или кто другой впервые с ним познакомился, дело от этого не меняется, — как видишь, за эти две тысячи лет человечество успело кое-что сделать в об¬ ласти электрических явлений. При этом нужно ска¬ зать, что все завоевания техники из этих двух тысяч лет по существу приходятся на последнее столетие. О том, что будет открыто завтра, о том, что будет еще отвоевано пытливым человеческим умом, сказать трудно, во всяком случае в победах грядущего дня побледнеют все достижения прошлого. 10. Всюду водны. Набежал ветер, прошумел в поредевшей листве осеннего сада и помчался дальше. Пламя свечи накло¬ нилось, потом вытянулось кверху и, закружившись из стороны в сторону, погасло. Темнота, окружавшая со¬ беседников, раздвинулась, и в призрачном свете луны они увидели прямо перед собой зубчатую стену косма¬ тых сосен и осин. За ними виднелась шахматная доска полей со сжатым хлебом, прорезанная серебряной нит¬ 222
кой реки. Ветер коснулся воды, и гладкое зеркал<Г ее покрылось мелкой рябыо, похожей издали на рыбью чешую. Петя посмотрел на реку и, обратившись к Евгению Петровичу, сказал: — Несколько раз за последнее время я читал о том, что свет — это тоже электромагнитные вол¬ ны, как волны радио, но как это узнали? V —* Это трудный во¬ прос. Но тебе, пост¬ роившему свою лабо¬ раторию, конечно не¬ обходимо объяснить этот вопрос. Прежде всего поговорим о тех волнах, которые по¬ являются на поверх¬ ности воды. Для изу¬ чения этих волн, по совету П. Н. Лебеде¬ ва, поступили так. Взяли ванну АА (рис. 115) со ' стеклянным дном. В ванну налили воды и под ней поместили источник света ф, лучи которого, проходя через ванну и отражаясь от зеркала, дали на экране ЕЕ равномерно освещенное поле. Но если мы в жидкость опустим какой-нибудь предмет или просто коснемся ее,, то на ее поверхности пробе¬ гут... — Волны!.. — Другими словами, в жидкости образуются подъе¬ мы и углубления. Лучи света, проходя через гладкую Рис. 115. Установка приборов для изучения водяных волн. 223
часть, или через подъем, или через углубление, дадут различные картины на экране. Плоские части (рис. 116) дадут равномерное поле; части выпуклые ( —гора волны), действуя как выпуклые чечевицы, дадут боль¬ шую яркость света на экране, углубления ( —долина воляы), наоборот, являясь как бы выгнутыми чсче- вицами, дадут рассеяние лучей, ослабление света. Рас¬ пространение волн на экране будет заметно в виде темных и светлых полос, расходящихся во все стороны от места сотрясения. Если движение тела, дающего начало волнам, происходит Рис. 116. Действие волно¬ образной поверхности воды Рис. 117. Родяные волны на световые лучи. от плоского вибратора. периодически, то на поверхности жидкости получится серия темных и светлых бегущих друг за другом по¬ лос. Если на место экрана поместить светочувстви¬ тельную бумагу и на мгновение осветить из точки ф, то после проявления на бумаге получится .ряд темных и светлых полос, свидетельствующих о расположении волн на поверхности жидкости. Таким образом получе¬ ны те фотографии, которые вы тут видите (рис. 117—122). На первой фотографии (рис. 117) воспроизве¬ дены волны, образованные колебавшейся полоской, называемой вибратором. Как видно из рисунка, волны против средней части вибратора прямолинейны, 224
и ■только в боковых частях видны слабые волны, заги¬ бающиеся в стороны. То направление, по которому движутся волны, можно назвать лучом; тогда можно сказать, что на этом рисунке мы имеем пучок парал¬ лельных лучей. Но если на пути распространения волн помещается препятствие, то волны отражаются от него. На рисунке 118 видны волны, параллельные вибратору которые, дойдя до препятствия В, отражаются от него. Ты ви¬ дишь, как отраженные волны пересекают волны падающие. Проведя перпендикуляры по направлению распространения волн падающих и отраженных (линия АВ и ВС) и перпен¬ дикуляр РВ к отражающей поверхности, мы найдем, что угол падения (АВР) будет ра¬ вен углу отражения (РВС). Для отражения волн нет необходимости, чтобы препят¬ ствие выступало из воды; достаточно, чтобы в неко¬ тором пространстве волны шли с меньшей или большей скоростью, чтобы получить отражение. Такой случай можно например наблюдать, если на дно сосуда с жид¬ костью положить кусок плоско параллельного стекла так, чтобы оно было покрыто тонким слоем жидкости. Скорость распространения волн зависит от глубины сосуда, и при небольшой глубине скорость распростра¬ нения делается меньше; поэтому в том месте поверх¬ ности, под которым на дне лежит стекло, произойдет отражение волн. Этот случай и представлен на ри¬ сунке 119, где АВ—падающий луч, В — отражающее тело, ВС —- отраженный луч. Но помимо этого здесь Гнс. 118. Отражения во¬ дяных волн от экрана. 15. Физика на самодельных приборах. 225
еще произойдет и преломление. есть преломленный луч, Наконец БЕ — луч, переходящий в первую среду (т. е. в более глубокую часть сосуда), после преломле¬ ния во второй среде (т. е. в мелкой части сосуда, над плоско параллельным стеклом). Такнм образом мы в данном случае опять убеждаем¬ ся, что волны подчиняются законам отражения и пре¬ ломления света. Теперь пойдем дальше и заставим водяные волны проходить-над плоскими кусками стекла, вырезанными Рис. 119. Преломления водяных волн над пло- око параллельной пла¬ стинкой. Рис. 120. Преломление водяных волн над трех¬ гранной призмой. в виде призмы, выпуклой чечевицы и вогйутой. В пер¬ вом случае (рис. 120) мы увидим отклонение лучей призмой. Во втором — образование и схождение лу¬ чей после (рис. 121) двояковыпуклой чечевицы и в третьем — рассеивание в виде круговых волн, как бы расходящихся из точки, лежащей за двояковогнутой линзой (рис. 122). Представь себе, что ты произвел эти опыты с водяными волнами и убедился, что они отражаются от экрана, преломляются призмой к ее основанию, собираются двояковыпуклой линзой и рассеиваются 226
двояковогнутой. Затем, помшппь, мы ставили те же* опыты со световым лучом и увидели, что он отра¬ жается от зеркала так же, как отражаются и водяные волны; преломляется призмой, как преломляются во¬ дяные волны и преломляются тоже к ее основанию, собираются в одну точку двояковыпуклой линзой и наконец рассеиваются двояковогнутой. В опытах с во¬ дой причиной явления у нас были волны, в которых рые мы видим и даже фотографируем. Что же будет, причиной во втором случае? — Тоже волны, — ответил мальчик. — Очевидно, результаты в обоих случаях одни и те же; следовательно и причины явлений должны быть те же. Но доказательство волнообразной природы света одними водяными волнами не исчерпывается. В при¬ роде еще имеются волны, которые, правда, труднее наблюдать, но зато они еще больше приближаются ■ к световым. Как ты думаешь, какие? — Звуковые? — Да. Они, как и световые, распространяются от источника во все стороны, расходясь по радиусам. мы не сомневаемся и кото- Гис. 121. Преломление водяных волн над двояко¬ выпуклой линзой. Рис. 122. Преломление водяных волн над'дво¬ яковогнутой линзой. 15* 227
Если мы поставим опыты с этими волнами, мы получим те же результаты. Мы знаем, что звук отражается так, что угол падения равен углу отражения. Так вот, если мы заставим звуковые волны падать на вогнутую шаровую поверхность вроде вогнутого зеркала, то можно найти перед ним такую точку, в которой звук будет наиболее громким. И если мы исследуем зависи¬ мость между радиусом зеркала, расстоянием до звуча¬ щего тела и фокусом, то найдем, что зеркало, отражаю¬ щее звук, подчиняется формуле вогнутого зеркала. Рис. 123. Отражение звуковых волн. Две тарелки служат вогнутыми звуковыми зеркалами. Опыты эти не так трудны. Возьми две глубоких фаянсовых тарелки, по форме приближающихся к ша¬ ровой вырезке, и прикрепи их к вертикальным под¬ ставкам. Расположи их на некотором расстоянии друг против друга и в главный фокус одной тарелки помести карманные часики. Отойдя ко второму зеркалу, т. е. тарелке, ты звука часов слышать не будешь, но стоит нагнуть голову так, чтобы ухо попало в фокус второго зеркала, и ты отчетливо услышишь тиканье часов. По¬ строй этот прибор и проверь сказанное. 228
Забегая несколько вперед, сообщим читателям, как мальчик проделал потом эти опыты. Он добыл себе две вогнутых тарелки и сделал для них два одинаковых штатива. Для этого он выпилил две подставки (18 см х 12 см х 1 см), на них укре¬ пил стойку (25 см X 2 см х 1 см). Затем в центре тарелки осторожно, легкими отрывистыми ударами подпилка сбил стеклянный слой. А затем дрелью про¬ сверлил насквозь отверстия. (Фаянс легко поддается сверлению.) Эти отверстия он расширил настолько, чтобы в них проходил винт в 3 мм диаметром. Такими винтами он прикрепил тарелки к подставкам. Столик для часов он сделал из стойки (25 см х 1 см х 1 см), которую укрепил в той же подставке, наверху ее укре¬ пил деревянный кружок из фанеры в 4 см диаметром (рис. 123). Конечно тарелки можно укрепить в стой¬ ках и не прибегая к их пробуравливаншо. Но вернемся к нашим собеседникам. — Звук распространяется, — продолжал Евгений Петрович,—не только по воздуху, но и по воде, и по металлу, и по другим материалам. Но не везде с одина¬ ковой быстротой — в одних скорее, в других медленней. Не претерпевают'ли эти волны изменения при переходе из одной среды в другую? Оказывается — да, и при том так, что если сделать призму с большей плотно¬ стью, чем воздух, она отклонит звуковые волны к своему основанию; если сделать чечевицу, звук со¬ берется в фокусе. —• Из чего такие чечевицы делаются? — Обыкновенно это чечевицы газовые; чаще всех их делают из углекислоты. Берут металлическое кольцо, к его сторонам прикрепляют две тонкие перепонки, а промежуток между ними под давлением заполняют углекислотой. Перепонки раздуваются и образуют !че¬ 229
чевицу (рис. 124). Ставя часы в точку 8, по другую сторону линзы можно найти Точку Р, где звук часов будет отчетливо слышен, тогда как ближе к чечевице, а также выше и ниже точки, тиканье' их не слышно. Значит И в данном случае волны ведут себя так же, как водяные, и здесь мы имеем тот же эффект, какой нам дает свет, отражаясь от сферических зеркал и прелом¬ ляясь в чечевицах. Таким образом и эти опыты убеждают нас в спра¬ ведливости волнообразной теории света. Но доказа¬ тельства, подтверждающие теорию, этим далеко не исчерпаны. Из комнаты донеслись слова: — Алло, Алло! Говорит Москва. Станция МГСПС на волне 450 метров. Сейчас из Колонного зала в Доме союзов мы продолжим передачу концерта... Это звучал громкоговоритель, сооруженный маль¬ чиком под руководством Евгения Петровича. —■ Вот опять волны и притом такие же, как и све¬ товые. Разница только в том, что эти в миллион раз длиннее световых и поэтому не действуют на сетчатку
глаза, способного воспринимать электромагнитные вол¬ ны лишь длиною от 0,4 до 0,76 микрона *, радиоволны же имеют длину в сотни метров. — Как физики догадались, что электрические раз¬ ряды вызывают волны? — Об этом впервые в средине прошлого столетия догадался ученый Максвелл, но он не имел возмож¬ ности доказать свою догадку на опыте. Это сделал Генрих Гертц. Он заставил сильную катушку Рум- корфа вызывать волны в окружающем ее пространстве. Разрядник катушки он назвал «вибратором»; затем построил «резонатор», т. е. проводник, настроенный в резонанс с вибратором: это металлическое кольцо с небольшим промежутком, в котором появляются искорки во время работы катушки. — Но ведь это, может быть, передается иначе, без волн. — Может быть, и без волн, — с улыбкой ответил Евгений Петрович,—но мы до сих пор не знаем другого объяснения. Опыты с водяными волнами для тебя до¬ статочно убедительны? — Да, —■ ответил мальчик. — Герц произвел с электрическими зарядами та¬ кие же опыты, какие мы произвели с водой. Сначала он убедился в том, что электромагнит¬ ные волны отражаются от зеркал, в данном случае металлических, по тем же законам, по каким отра¬ жаются волны водяные, звуковые и световые. Распо¬ ложил он прибор так (см. рис. 125). Резонатор, поме¬ щенный вне лучей, не отзывался на разряды катушки, но помешенный в полосу лучей отвечал. Далее он поставил опыты с преломлением, изготовил призму из 1 Микрон—0,001 мм. 231
асфальта и расположил приборы таким образом, как на рисунке 126. Он получил явления, вполне сходные с явлениями световыми, с преломлением световых волн в опытах Лебедева. Правда с чечевицами ему не уда- Рис. 125. Опыт Герца, доказывающий отражения электромагнит¬ ных лучей от металлического зеркала. лось произвести опытов: он слишком рано погиб. Но его опыты продолжал Лодж; он изготовил асфальтовые линзы (рис. 127) и получил полное подтверждение того, что двояковыпуклая линза собирает электро- Рис. 126. Опыт Герца, доказывающий преломление электромаг¬ нитных лучей асфальтовой призмой. магнитные волны так же, как стеклянная собирает световые, а углекислая —■ звуковые. Евгений Петрович умолк и погасил свечу. Луна то показывалась в разрывах, то опять скрывалась за об- пз 232
лаками. Гребни облаков лежали на одинаковом рас¬ стоянии друг от друга и плыли параллельными рядами, как пенистые волны океана. —• Вот и там волны, —• сказал Евгений Петрович, показывая на небо. — Седые волны океана точат при¬ брежные скалы, звуковые волны разносят грохот этой Гис. 127. Опыт Лоджа, доказывающий преломление Электромаг- нитных лучей асфальтовой л изной. борьбы, волнами распространяются колебания почвы из центров землетрясений, волнами света пронизано все мировое пространство. Волнами той или иной ве¬ личины, силы и формы, в зависимости от энергии, кото¬ рая их возбуждает, и среды, в которой они распростра¬ няются, волнами, подчиняющимися одним и тем же законам, — наполнена вся вселенная.
ПРИЛОЖЕНИЕ. При постройке описанных в этих книжках приборов следует запастись необходимым инвентарем и материалами для физической лаборатории. К инвентарю относятся такие инструменты и приборы, которые служат неопределенно долгое время, а к мате¬ риалам — те запасы дерева, металла, стекла, картона, изо¬ лирующих веществ, которые расходуются в процессе ра¬ боты и которые являются составными частями приборов. Инструменты. Что касается инструментов, не¬ обходимых для оборудования нашей немудреной лабора¬ тории, то они немногочисленны и не особенно дороги. Часть этих инструментов имеется в каждом хозяйстве и следовательно всегда находится под рукой; к таким мы относим перочинный ножик, ножницы для резки картона, бумаги, жести и тонкой листовой меди, брусок для точки инструментов, молоток и от¬ вертка для винтов. Но при постройке приборов ко¬ нечно этими инструментами не обойтись; придется при¬ обрести еще кое-какие инструменты. Самый главный из них, без которого не обойтись при постройке большин¬ ства приборов, это лобзик. Меняя пилки, этим инстру¬ ментом можно пилить деревянные дощечки разной тол¬ щины (до одного сантиметра) и разной твердости; алю¬ миний, латунь и даже железо легко пропиливаются спе¬ циальными пилками, а при навыке и обыкновенными. При покупке лобзика следует обратить главное внимание на винты, зажимающие пилки, — они должны быть с чи¬ стой, глубокой и ровной нарезкой. Размер лобзика осо¬ бенной роли не играет, но слишком большая рама является только лишней тяжестью. Рама в 30—35 см вполне доста¬ точна для физической лаборатории. 234
К лобзику необходимо приобрести для провертывания дырочек д р и л ь с набором сверл по дереву и металлу. Дриль лучше приобрести с балансиром и свободным хо¬ дом гайки назад; такие дрили работают в одну сторону, чем вдвое сберегают время и силы. Вместо струбцинки для лобзика можно выпилить из дубовой доски в 0,5 ем толщиной прямоугольник (20 си* х 8 си«) с треугольным вырезом с одной стороны. Эту дощечку следует прибить к большой и толстой доске, на нее можно класть груз, и она же будет служить в то же время верстаком при ваших мелких работах. К этой же доске, чтобы не портить стола, можно привинчивать и тиски. Для обработки дерева конечно полезно иметь неболь¬ шой стружок, но этот инструмент не обязателен и, выбирая при постройке приборов уже струганые доски или фанеру, можно обойтись и без него. Но вообще ин¬ струмент этот очень полезен и если вы имеете возможность его приобрести, он не будет лишним. Для обработки металла в первую очередь приобре¬ тите столовые тиски. При нашей небольшой ра¬ боте можно обойтись тисками с малым размером щек: 12 см вышины и 5 см длины вполне достаточны для нашей лаборатории. Далее следует набор напильников разных селе¬ ний и размеров. Число их может быть невелико. В пер¬ вую очередь необходимы плоский и круглый напильник и пара бархатных пилок таких же сечений. Для резки толстых металлических пластинок и круж¬ ков необходимо приобрести губило или заказать его кузпецу. Размеры 10 смх 1 см для нас вполне достаточны. Металлические части в нашей лаборатории так мелки, что при соединении их вполне можно обойтись пайкой .при помощи тиноля или л о т о л я. Для пайки не¬ обходима спиртовая лампочка, которая может быть изготовлена домашними средствами (см. «Физика на самодельных приборах», выпуск первый), и плоско¬ губцы для держания в руке спаиваемых предметов. И это в сущности все. Для постройки более сложных и тонких приборов, которые хотя и не описаны в этих книжках, но часто встречаются в самодельпых физических 235
кабинетах, необходим еще один инструмент, значительно облегчающий соединение частей,— это винторезная д о с к а с набором метчиков к ней. Размер от х/1в дюйма до х/4 вполне достаточен. Описывать основные приемы работы с этими инстру¬ ментами мы не будем, так как считаем, что это не дости¬ гает цели. Чтобы усвоить эти приемы, необходимо посе¬ тить слесарные и столярные мастерские и там, на месте у мастеров выяснить все спорные вопросы. И только по¬ знакомившись на практике со способами обращения с ме¬ таллом и деревом, можно приступить к постройке прибо¬ ров. Чистота и точность работы имеют здесь большое значение. От этого часто зависят отчетливость ц успешное действие приборов. Большинство приборов, описанных в наших книжках, построены по возможности без обработки металла; но если вы приобретете достаточный навык при работе с металлом или уже имеете его, то можете переконструиро¬ вать некоторые приборы, введя в них металлические части. Дерево в трущихся частях конечно лучше везде заменить металлом. И вообще нужно сказать, что приборы, описан¬ ные в наших книжках, не окончательные модели, они нуждаются во многих усовершенствованиях или, на¬ оборот, в упрощениях. При постройке этих приборов не следует слепо следовать данным образцам, а не¬ обходимо вносить и свое личное творчество и изобрета¬ тельность. Материалы. Физик, изучающий материю и ее свойства при своих опытах в своих приборах, поль¬ зуется огромным числом разнообразных материалов, на¬ чиная от ничего не стоящих деревянных лучинок и кон¬ чая платиной и драгоценными камнями. Изучив свойства различных материалов, даваемых при¬ родой и техникой, физик так комбинирует по свойствам эти материалы, что они в приборах дают наибольшее по¬ лезное действие. Конечно в нашей лаборатории, где не может быть дорого стоящих редких материалов, список их не может быть очень велик. Мы вдесь ниже приводим материалы, которые могут быть использованы в физической лабора¬ тории, но конечно этот список далеко не полон и при изо¬ 236
бретательности может быть значительно расширен. Осо¬ бенно в области электричества, света и теплоты. Вот этот список: Алюминий — в проволоке и пластинках. Банки консервные, разных форм и размеров (гидро¬ статика, теплота, электричество, свет и другие отделы). Банки стеклянные аптекарские разных размеров (гидростатика, газы, электричество). Бузина — сердцевина (электричество). Бумага (обыкновенная, применяется для приборов многих отделов физики. Папиросная, цветная — электри¬ чество. Парафиновая — электричество. Переплетная — для оклейки многих приборов). Бутылки разных размеров (гидростатика, учение о газах, электричество). Винты для дерева с круглыми и плоскими голов¬ ками разных размеров. Воск (гидростатика, электричество, свет). Гайки разных размеров (как груз для опытов по механике, теплоте и другим отделам). Гильзы медные от ружейных патронов разных ка¬ либров (применяются часто во многих отделах). Граммофонные пластинки (электриче¬ ство). Графит из карандашей (электричество, закон Ома, микрофон, детекторы). Двояковыпуклые чечевицы разных раз¬ меров. Из сломанных детских игрушек, пасхальных яиц, лупы и т. п. (свет). Доски из различных пород и различной толщины (все отделы физики). Дробь. Как свинцовый материал для отливок. Железная проволока с упаковочных ящи¬ ков, из ручек для ношения пакетов и т. п. (многие отделы физики). Железные гвозди машинные, разных размеров. Жесть, коробки, банки из-под консервов (многие отделы). Замша, перчатки (электричество). Зеркало, обломки (свет). Золото сусальное (электричество). 237
Зубчатые колеса от сломанных часов к дет¬ ских игрушек (механика, электричество — для прерыва¬ телей). Иглы граммофонные (электричество, де¬ текторы, эвук). Канифоль (электричество — электрофоры). Картон равной толщины (многие отделы фи¬ зики). Катушки деревянные из-под ниток (механика, электричество). Каучук (электричество—изоляторы). Каучуковые трубки (гидростатика). Клей столярный. Клеммы разных размеров (электричество). Колеса из-под лент пшцущих машин. Краски эмалевые (все отделы физики). Кристаллы железного и медного колчедана и свинцового блеска (электричество — детекторы). Кри¬ сталлы полевого шпата или дымчатого топаза для резки стекол. Лампочки электрические перегоревшие (гидро¬ статика, электричество). Лезвия безопасных бритв (магнетизм, электри¬ чество, свет, — спектроскоп). Лак (многие отделы). Л о м ь серебряная (электричество —■ когереры). Л о т о л ь, мазь для пайки металла. Масло растительное, употребляется при сверлении металла. Монеты медные, бронзовые и сере¬ бряные. Медные трубки разных размеров (гидроста¬ тика, электричество). Медьлистовая. Мех лисицы или кошки (электричество). Наждак в порошке для полирования металла и граммофонных пластинок. Олово листовое с упаковки конфект, шоколада (электричество, свет). Опилки железные, серебряные и никелевые (маг- нитизм, электричество когереры). 238
Парафин, ёлочные свечи (гидростатика, элек¬ тричество, свет). Перья гусиные (гидростатика, ученье о газах). Пломбы свинцовые для литья (механика, гидростатика). Политура (для приборов всех отделов физики). Призмы трехгранные, стеклянные от ламповых подвесок (свет). Пробирки стеклянные из-под фотографических препаратов, ванили, лекарств и т. п. (многие отделы). Пробки равных размеров (механика, гидроста¬ тика, ученье о газах, электричество). Проволока изолированная разных калибров от испорченных звонков и т. п. (электричество). Проволока медная и железная разных калибров (многие отделы физики). Пружины стальные от сломанных часов, граммофонов (механика, магнетизм, электричество, свет). П у л и от военных винтовок, их никелевые оболочки идут на целый ряд приборов. Резиновые трубки (гидростатика). Ртуть металлическая (электричество, свет). Свинец листовой и свинцовая ломь для отливок к приборам различных частей многих отделов физики. Сосновые дощечки тонкие (звук). Спирт для лампы. Стаканы стеклянные (электричество).- Стальные иглы, вязальные (магнетизм, элек¬ тричество). Стекло, испорченные негативы (многие отделы фи¬ зики). Стеклянная цветная ломь (свет — ка¬ лейдоскоп). Струны различных музыкальных инструментов (звук). Солома (гидростатика, ученье о газах, электри¬ чество). Сургуч (электричество). Тиноль для пайки металлов. Трубки стеклянные разных размеров (гидростатика, ученье о газах, электричество). 23»
Очковые стекла, двояковыпуклые и двояко¬ вогнутые (свет). Угольные палочки из дуговых фонарей, из карманных батарей (электричество). Фанера деревянная от ящиков (все отделы физики). Фибра (электричество). Флаконы граненые ив-под духов (гидростатика, свет). Целлюлоид, кинематографические ленты, испор¬ ченные негативные пленки. Растворив в ацетоне или гру¬ шевой эссенции, получим клей для целлюлоида. Распла¬ вив — массу для сосудов (гидростатика, электричество, свет). Осторожно — очень огнеопасно! Цинк — коробки из-под охотничьего пороха, элек¬ трические элементы (электричество). Цепи часовые (электричество). Шелковые нитки и ткань (электричество). Шкурка наждачная №№ 00, 0, 1, 2. Шкурка стеклянная №№ 00, 0, 1, 2, 3. Эбонитовые палочки и листы (элек¬ тричество). Ящики фанерные иэ-под печенья, конфект, гильз и т. п. (все отделы физики). РЕЦЕПТУРА. В заключение считаем необходимым сообщить несколь¬ ко рецептов, весьма полезных для юных лаборантов- физиков. 1. Припой. Берется металлический цинк в форме пыли или порошка в количестве двух весовых частей, смешивается в фарфоровой ступке с одной весовой частью (или даже менее) чистого хлористого цинка, затем приба¬ вляется туда же около двух весовых частей чистого хло¬ ристого олова. Все эти сухие порошки чере > несколько се¬ кунд при стирании их в ступке превращаются (без приба¬ вления воды) во влаяшую массу вроде мази. Степень влаж¬ ности массы зависит от количества хлористого олова. Чем масса влажнее, тем припой мягче и легкоплавче. Между прочим этот припой при втирании его в металл дает до¬ вольно прочный осадок цинка, так что холодным способом возможно цинкование предметов. 240
2. Тиноль. Для изготовления берутся, превращен¬ ные в мелкий порошок олово и свинец. Тот и другой ма¬ териал натирается напильником. Заготовив нужное коли¬ чество опилок, берется одна часть олова и одна часть свинца по весу, смешивается, затем прибавляется к смеси 7ю ее часть нашатыря, также измельченного в тонкий по¬ рошок, перемешивается и увлажняется до тестообразной концентрации хлористым цинком. Последний получается просто замещением водорода цинком в дымящейся соля¬ ной кислоте. Приготовленный припой сохраняется в хо¬ рошо закрываемой банке. 3. Замазка Фарадея: Канифоли 5 весовых частей Пчелиного воску 1 » » Красной охры или гаиде йо Уепгзе 1 » » 4. Клей для металла и стекла. Развести в воде столярного клея. Слить излишек воды и прибавить затем к клею х/4 часть по весу глицерину или патоки, при¬ чем примешивают это к клею, слабо подогревая смесь. 5. Замазка для стеклянных ванно¬ чек. Лучшей считается смесь портландского цемента с масляным лаком. Надо размельчить цемент, влить не¬ много масляного лака и размешать, чтобы получилась густая масса. Перед тем как замазывать,- нужно смазать стекло, дерево или металлическую пластинку масляным лаком. 6. Такую же замазку можно приготовить следующим образом. Растворяют в пяти частях кипящей воды 1 часть соды и 3 части канифоли и примешивают 3 части гипса. Получается хорошая водоупорная замазка. 7. Мыльная вода. Для мыльных пузырей: и несколько капель формалина против загнивания. 8. Амальгам а: Воды . . . . Белого мыла Сахару . . . 1 ООО г 10 * 400 » Ртути . Олова Свинца 2 весов, частой 1 » часть 1 » » 16. Фишка па самодельных приборах. 241
9. Электрофор. Расплавить при 108—110° смесь равных частей канифоли, гуммилаку и веницианского ски¬ пидару. Эту смесь поддерживать в расплавленном состо¬ янии до тех пор, пока не прекратится выделение паров, и тогда вылить в форму (в 1 см высоты и 20 см диаметром). По охлаждении вторично оплавляют поверхность при помощи пламени и дают ей окончательно затвердеть. Этот электрофор хорошо наэлектризовывается ударами коша¬ чьего меха. 10. Масса для изоляторов: Канифоли 90 весов, частей Вазелинового масла. . 10 » » Смешивать при расплавлении. И. Электрический элемент. Для этого нужпы стаканы, гипосульфит, гипс, пергамент и уголь. Из пергамента делается цилиндр, который склеивается гуммиарабиком. Затем на дно стакана наливается гипс, посредине ставится цилиндр, который будет нам служить пористым стаканом. Положительным полюсом нам будет служить угольная палочка, опущенная в пористый ста¬ кан с раствором гипосульфита (1 часть на 4 части воды), а отрицательным — цинковый цилиндр, опущенный в насы¬ щенный раствор обыкновенной поваренной соли. Электро¬ движущая сила этого элемента достигает 2,05 вольта при незначительном внутреннем сопротивлении. 12. Гальванопластика и гальвано¬ стегия. Для медной ванны можно пользоваться сле¬ дующим рецептом: Медного купороса ... 95 весов, частей Воды дождевой .... 500 » » Серной кислоты .... 35 » » Винного_спирта .... 5 » » Этим составом можно пользоваться, как для покрытия медью, так и для получения гальванопластических отти¬ сков. 13. Без винного спирта можно приготовить ванну по следующему рецепту: Медного купороса 40 а Воды (дождевой) . . 100 » Серной кислоты 2 » 242
14. Для никелирования хорош следующий раствор: Сернокислой магнезии .... 35 а Сернокисл, закиси никеля . . 45 » Нашатыря 16 » Хлористого магния % * Сернокислого аммония .... 7,5 » Глауберовой соли 5 » Воды (дождевой) 1 ООО » 15. Наилучшая ванна для^белого, как серебро, нике¬ лирования составляется следующим образом: Двойной сернокислой соли ни¬ келя и аммония 50 з Борной кислоты 25 » Воды (дождевой) 1 ООО » Воду нагревают до кипения и разделяют на две части (хотя бы и неравные), в которых отдельно растворяют соль никеля и борную кислоту; затем смешивают оба раствора и остуживают. Рецепт этот, во-первых, дает бе¬ лый, как серебро, и очень прочный слой никеля, во-вто¬ рых, раствор отлично сохраняется очень долгое время (требуется только подливать^в ванну воды взамен испа¬ рившейся). Два бунзеновских или три медно-цинковых элемента достаточны в качестве источника тока для этой ванны. Кроме этих растворов можем указать еще три следую¬ щих более простых рецепта: 16. Двойной никелево-серно-кислой соли . 10 г Воды (дождевой) 100 » 17. Никелево-аллюминиевой соли 5 » Сернокислого аммония 5 » Воды (дождевой) 100 » 18. Хлористого никеля 5 » Нашатыря 5 » Воды (дождевой) 150 » 19. Покрывать металлические предметы можно и без помощи электрического тока. Делается это так: В небольшую стеклянную банку вливают произволь¬ ное количество слабого раствора хлористого цинка (5—10%) и к нему прибавляют, малыми дозами, при поме¬ шивании, сернокислого никеля столько, чтобы жидкость окрасилась в густой зеленый цвет, после чего его сли¬ м* 243
вают в хорошо закрывающуюся бутылку. Предназначен¬ ные к никелировке предметы должны быть тщательно отшлифованы, а затем отполированы венской известью с суконкой со стеариновым маслом, чтобы поверхности их были зеркальными и наконец протерты суконкой с одной только венской известью. Когда поверхности станут зеркальными, их нужно обезжирить, для чего предметы обмывают известковым раствором (1 весовую часть обыкновенной извести с двумя частями воды), которым при помощи зубной щетки хо¬ рошо протираются и промываются водой. Приготовлен¬ ную жидкость влейте- в эмалированную кастрюльку и поставьте на плиту; когда жидкость закипит ключом, немедленно погружайте в нее предмет и держите от 7а до 1 часа, причем самой кастрюльки с плиты не снимайте, чтобы не прекращать кипения, а только по мере испаре¬ ния воды добавляйте до первоначального уровня. Когда предметы покроются блестящим слоем никеля (больше часа кипятить не нужно), кастрюльку снимают с плиты, вещи вынимают и погружают в чистую воду, к ко¬ торой прибавлено немного отмученного мела. Отмытые предметы слегка протирают мягкой ветошью. Оставшуюся жидкость сливают в бутылку и сохраняют до следующего раза. 20. Что касается серебрения и золочения, то к сожа¬ лению здесь мы не можем сообщить много рецептов, так как все они содержат в себе ядовитые цианистые соли. Единственная простая серебряная ванна без цианистого калия имеет следующий состав: Хлористого серебра 1 г Гипосульфита 10 » Воды (дождевой, лучше дестилли- ровапиой) 100 » По растворении ванна готова. Самый процесс серебре¬ ния в ней производится на основании общих правил, ни¬ чем не отличаясь от хода работы с ваннами, содержащими цианистые соединения. Все эти ванны в большинстве случаев рассчитаны, как говорят техники, на определенную плотность тока, и при неправильном напряжении или силе тока — люби- 244
теля я*дут неприятности. Чтобы избежать этого, суще¬ ствует следующий прием: Большинство солей, применяемых в гальванопластике, более или менее хорошо растворимы в теплом глицерине, который с успехом заменяет воду в ваннах, не разлагаясь, подобно последней, током. Для увеличения проводимости можно к глицериновому раствору электролита добавлять аммиачные соли или органические кислоты. Любитель, заменив водную ванну глицериновой, будет иметь удо¬ вольствие получить плотный и блестящий осадок металла даже при неправильно рассчитанной плотности тока и его напряжения. 21. Сосуды для элементов и аккуму¬ ляторов. Негодные и разбитые граммофонные пластин¬ ки, нагретые местами излома на спиртовой лампочке до плавления массы и соединенные в стык или в накладку, разглаженные на дощечке или болванке столовым ножом—прекрасно соединяются в нагретом состоя¬ нии и принимают любую форму—в данном случае дере¬ вянной болванки желаемого размера. Болванка оборачи¬ вается писчей бумагой во избежание прилипания к ней массы. Дно сосуда соединяется на болванке и сглаживается столовым ножом. Пластинки посредством линейки и концом перочинного ножа прорезаются приблизительно на 1 мм и ломаются как стекло. 22. Люминисцирующий экран. Самым дешевым экраном для работ с лучами Рентгена является экран, покрытый цинковыми белилами. Смазанный жид¬ ким клеем лист картона густо посыпается окисью цинка, а когда клей высохнет, избыток порошка стряхивается. Конечно чувствительность окиси цинка к лучам Рентгена значительно меньше, чем у обычно применяемого для люминисцирующих экранов платиново-синеродистого ба¬ рия, но зато цена его во много раз дешевле. 23. Диапозитивы. Для изготовления диапози¬ тивов на тонкой бумаге рисуют картинку тушью и затем покрывают ее следующим составом: Канадского бальзама ...... 10 г Скипидару . Ю » 245
Когда скипидар испарится, рисунок покрывают три, четыре раза следующим составом для усиления прозрач¬ ности: Нагреть это на огне (осторожно, чтобы не воспламе¬ нилась смесь) в том порядке, как указаны эти вещества, и смесь готова к употреблению* 24. Светочувствител ь н ая бумага. Для изготовления этой бумаги берут две жидкости: Смешать эти растворы и профильтровать при слабом вечернем освещении, затем этой смесью два раза покрыть бумагу и просушить в темноте. Вирировать и фиксировать обыкновенными реактивами. Парафину Канадского бальзама Скипидару 50 8 10 » 40 » A. Азотно-кислого серебра Дестиллированной воды B. Виннокаменной кислоты Дестиллированной воды 4 г 40 » 4 » 20 » 246
ОГЛАВЛЕНИЕ. Сотр. 1. Чудесный замок (электростатика) 3 2. Ни-ти-чи (магнетизм) 43 3. Таинственные превращения (трансформация энергии и законы тока) 63 4. По пути Михаила Фарадея (индукция) 135 5. Последние дпи в чудесном замке (электромагнитные волны) 181 Приложение 234