Об авторе
Введение
ГЛАВА ПЕРВАЯ. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ
Гироскоп
Электрический гироскоп
Приборы для механического полета
Электрофор Пейффера
Маленький воздушный пароход
Циркуляция жидкости
Магические рыбы
Американская копилка
Оживающие электрические украшения
Забавные игрушки
Спирально разрезанная бутылка
ГЛАВА ВТОРАЯ. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ
Пишущая машина
Электрическое перо
Пневматический карандаш
Хромограф
Электрический штемпель
Кампилометр
Небесный индикатор
Астрономические часы
Глобус-теллурий
Солнечный хронометр
Загадочные часы
Новые круглые счеты
Подометр
Водяной барометр
Шнурковый телефон
Электрический телефон
Телефонные станции
Микрофон
Фонограф
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ
Швейная машина, приводимая в движение собакой
Способ быстро рыть колодцы
Прибор Карре для искусственного приготовления льда
Ночник, показывающий время
Лампа-будильник
Газолиновая лампа
Экономическая мышеловка
Удобный кран
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
Бесконечные рельсы
Парусные вагоны
Новое приспособление для плавания
Водный велосипед
Тюлень-бурлак
Двойная лодка
Самый маленький на свете пароход
Лодки на льду
Кареты, запряжённые блохами
ГЛАВА ПЯТАЯ. ДОСУГ
Слуховые аппараты
Автофон
Фильтр с сифоном
Фонтанчик с пробковыми шариками
Обманчивые кружки
Древняя механическая повозка
Фокусы с верёвкой
Фокус с верёвкой и ножницами
Картезианский водолаз
Необычное направление движения
Способ подвешивания гимнастических снарядов
Фигура, отбрасывающая разную тень
Тени, полученные с помощью кистей рук
Содержание
Text
                    Гастон Тиссандье
НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ
занимательная техника


Гастон Тиссандье НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника Москва ACT • Астрель
62 30 Т44 Компьютерный дизайн обложки - дизайн-студия «Дикобраз» Тиссандье, Гастон Т44 Научные развлечения: занимательная техника: пер. с фр. / Гастон Тиссандье. - М.: ACT: Астрель, 2008. - 206, [2] с. ISBN 978-5-17-049838-3 (ООО «Издательство ACT») ISBN 978-5-271-19274-6 (ООО «Издательство Астрель») В эту книгу талантливого естествоиспытателя и одного из первых популяризаторов науки Г. Тиссандье вошли главы о приборах и моделях, о приспособлениях, помогающих каждому желающему ознакомиться на опыте с достижениями науки и обустроить быт, о необычных транспортных средствах и о том, как интересно провести досуг. Приводимые чертежи дают возможность разобраться, как работают механизмы, и самим собрать многие из них. УДК 62 ББКЗО Общероссийский классификатор продукции ОК-005-93 - книги, брошюры Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.009163.08.07 от 03.08.2007 г. Подписано в печать 01.12.2007. Формат 60x90Vie. Усл. печ. л. 15,00. Тираж 5000 экз. Заказ № 0804240. ISBN 978-5-17-049838-3 (ООО «Издательство ACT») ISBN 978-5-271-19274-6 (ООО «Издательство Астрель») ©ООО «Издательство Астрель», 2007
Об авторе Гастон Тиссандье - французский химик, метеоролог, авиатор, писатель и издатель. Он родился в Париже 21 ноября 1843 г. Старший брат Альберт Тиссандье родился в 1839 г., впоследствии он стал известным иллюстратором, но у братьев было много общих увлечений. Научные интересы Гастона Тиссандье были разносторонними, но преимущественно он занимался химией и в 1864-1874 гг. возглавлял исследовательскую лабораторию Национального союза Франции. Тиссандье был вице-президентом французского Общества воздухоплавателей, профессором Политехнического Союза и членом французского Почетного легиона. В авиацию Гастона Тиссандье привел интерес к метеорологии. Его первый полет на воздушном шаре состоялся в Кале в 1868 г., впоследствии они вместе с братом совершили их более двадцати. Тиссандье обладал и авантюрной жилкой. В сентябре 1870 г., во время Франко- ОБ АВТОРЕ 3
прусской войны, он ухитрился покинуть осажденный Париж на воздушном шаре. Однако, самым известным стал второй совместный с Г. Т. Сивел ем и Ж. Э. Кроче-Спинелли полет, который был совершен в апреле 1875 г. с целью проведения спектроскопических исследований. Воздухоплаватели достигли высоты 8600 м, причем оба спутника Тиссандье погибли. Сам он выжил, но лишился слуха. В 1883 г. Тиссандье совершил первый полет с использованием электрического двигателя, снабдив дирижабль электрическим мотором Сименса. Гастон Тиссандье неоднократно докладывал о результатах своих метеорологических наблюдений во Французской академии наук. В 1§73 г. он создал научный журнал «Nature» («Природа»), на посту главного редактора которого пробыл до 1896 г., после чего журнал продолжил существование. Кроме целого ряда научных трудов Тиссандье опубликовал несколько произведений, в которых выступил в роли талантливого популяризатора науки. В 1880 г. вышла в свет книга «Научные развлечения», она была одной из самых первых книг о простых научных экспериментах, которые каждый может провести у себя дома. В ней использованы материалы из колонки «Физика без приборов» в журнале «Природа». Тиссандье умер в Париже 30 августа 1899 г. Его сын Поль Тиссандье - также хорошо известный авиатор. 4 ОБ АВТОРЕ
Введение Еще в XVII в. известный французский математик Жак Озанам, академик и автор многих серьезных сочинений, издал книгу под названием: «Досуги, посвященные изучению математики и физики». Книга эта назначалась для юношества, и серьезная наука усваивалась по ней легко, благодаря интересным и живым опытам. «Упражнения ума, - говорит Озанам, - необходимы для всех возрастов и удобны во всякое время. Занятия естественными науками обогащают ум юности, примиряют с жизнью старость и доступны даже при самых маленьких средствах». Изучение устройства простых приборов, описанию которых посвящена первая глава книги, помогает не только ознакомиться с основными законами природы, но также и понять, насколько остроумно они могут использоваться человеком. Важный род полезных развлечений состоит в изучении устройства и конструировании 5
приборов, иллюстрирующих историю развития техники. В главах «Дом любителя науки» и «Наука и домашняя жизнь» рассматриваются именно такие механизмы и приборы, например, электрическое перо Эдисона и гексо- граф - устройства, с помощью которых раньше, когда не было компьютеров, принтеров и ксероксов, воспроизводили большое число писем, рисунков и т. п. Несмотря на то что книга была написана в середине XIX века, не все описанные в этих главах механизмы ушли в историю: принцип действия многих из них не изменился и по сей день, х ак^ке вы найдете в них и механизмы, которые с успехом и пользой можно применять и сегодня. В особой главе читатель найдет описание некоторых любопытных способов сообщения, ранее применявшихся в Соединенных Штатах и в Англии. Таковы например лодка для передвижения по льду, различные виды экипажей и т. д. Наконец, в последней главе приводится описание приспособлений для приятного проведения досуга, которыми люди пользовались в давние времена. Возможно, и современный читатель найдет в ней что-нибудь интересное для себя. Эта книга увидела свет полтора века назад. Многие приборы и механизмы, которые автор описывает как удивительные новинки, были за прошедшее время усовершенствованы и ус- 6 ВВЕДЕНИЕ
пели устареть. Тем не менее их живое описание несомненно представляет большой интерес, во-первых, как любопытный исторический факт, во-вторых, как повод для размышлений о техническом прогрессе. Разделы, в которых идет речь о таких устройствах, помечены значком 1. В XIX веке в быту использовались многие вещества, которые опасны для здоровья человека, прежде всего ртуть. В этой книге встречаются описания таких приборов. Разделы о них помечены значком $*.
ГЛАВА ПЕРВАЯ ПРИБОРЫ И ИОДЕЛИ
/МАГИЧЕСКИЙ ВОЛЧОК Нет ни одного человека, которому неизвестен обыкновенный волчок, поэтому описание его было бы излишне. Мы поговорим о замечательном магическом волчке, открывающем обширное поле для наблюдений и исследований в механике. Эта игрушка состоит из ротора (тяжелый металлический диск на оси), ось которого подвижно закреплена в рамке. Рамка подвижно закреплена на подставке. Когда игрушка находится в покое, то не представляет собой ничего особенного. Но стоит только сообщить ее диску быстрое вращательное движение, как вдруг все изменяется: во вращающемся теле пробуждается собственная жизнь. Теперь уже оно не пассивно и не только сопротивляется в том случае, если мы попробуем его переместить, а даже как будто старается заставить держащую его руку следовать направлению его движения. Мало того, магический волчок как будто перестает повиноваться закону тяжести: вместо того чтобы падать, он сохраняет наклонное или даже горизонтальное положение, медленно двигаясь вокруг точки опоры. 10 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Немногие настолько освоились с теорией рациональной механики, чтобы понять причину такого явления и, часто волчок, купленный с целью позабавить ребенка, заинтересовывает взрослых. Попробуем изложить нашим читателям те механические начала, на основании которых построен этот волчок, имеющий большое научное значение. Из элементарной физики известно, что если тело, находящееся в движении, подвергнуть действию силы, стремящейся сообщить ему другое направление, то оно примет третье направление, которое называется равнодействующим двух первых. Это равнодействующее направление тем больше приближается к одному из его составляющих, чем больше скорость соответствующего ему движения. Если, например, вы ударите пролетающий перед вами мяч с целью сообщить ему движение в направлении перпендикулярном к его полету, то он, повинуясь лишь отчасти вашему толчку, станет продолжать свой путь в направлении наклонном. Скорость, приобретенная им раньше, в соединении с сообщенным вами ударом произвела новое движение, равнодействующее двух первых. Если мяч пролетал очень быстро, а ваш удар был слаб, то направление его полета изменится едва заметно. Наоборот, при медленном первоначальном движении и весьма сильном ударе, мяч отскочит почти по направлению этого последнего. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 11
Все, что мы сказали относительно тела, находящегося в поступательном движении, не теряет своей силы и в том случае, если оно вращается вокруг какой-нибудь точки: если какая- нибудь сила начнет действовать на вращающееся тело, сообщая ему такое же движение, но вокруг другой оси, то результатом этого будет третье движение вокруг третьей оси, причем направление ее будет ближе к той из первых двух осей, вокруг которой совершается более быстрое вращение. Применяя этот весьма простой закон к нашему волчку, не- Рис. 1. Магический волчок. 1Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
трудно убедиться, что в этом причудливом с первого взгляда движении на долю магии не остается решительно ничего. Предположим, что ось магического волчка с приведенным во вращение ротором, приняла горизонтальное положение. Теперь на вращающийся в вертикальной плоскости ротор будет действовать сила тяжести, которая будет стремиться наклонить ось ротора в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости вращения ротора, которая проходит через точку опоры. Результатом этих двух одновременных движений должно явиться новое, происходящее в горизонтальной плоскости, проходящей через ножку волчка. В результате сложения действия разных сил материальная ось волчка принуждена вращаться вокруг точки опоры (рис. 1) в этой плоскости. Поскольку сила, связанная с вращением ротора и сила тяжести - те две силы, равнодействующей которых является сила, движущая магический волчок в горизонтальной плоскости, ясно, что чем быстрее вращается ротор, тем медленнее будет вращаться система вокруг точки опоры. Принимая в расчет действие сопротивления, нетрудно понять, почему ось волчка наклоняется мало-помалу, по мере того как уменьшается быстрота движения его диска и возрастает скорость вращения вокруг точки опоры; почему волчок тотчас же падает, если встречает на пути препятствие, почему, нако- ПРИБОРЫ И ПОДЕЛИ 13
нец, он оказывает на руку действие, которое так удивляет каждого, кому приходится в первый раз иметь с ним дело. Только что объясненные нами явления нетрудно подвести под один общий закон, в силу которого все быстро вращающиеся тела стремятся сохранять плоскость своего вращения и могут быть выведены из нее лишь при помощи значительного усилия. Еще точнее будет сказать так: ось быстро вращающегося тела стремится сохранять в пространстве положение параллельное самой себе, причем она, вместо того чтобы уступать всякой силе, стремящейся изменить ее направление, перемещается, но значительно слабее и иначе, чем в том случае, если бы эта сила действовала на то же тело, находящееся в покое. ГИРОСКОП Описанный выше магический волчок является одним из вариантов гироскопа. Попросту говоря, гироскоп - это волчок с подвижной осью. Гироскоп может быть с одной, двумя или тремя степенями свободы в зависимости от того, в скольких плоскостях может вращаться его ось относительно своего центра. Свободное вращение оси достигается путем закрепления ее в двух кольцах карданова подвеса. 14 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Вращающийся гироскоп с тремя степенями свободы обладает необычными свойствами. Во-первых, его ось стремится сохранять изначально заданное ей направление в мировом пространстве. Другими словами, если диск гироскопа приведен в быстрое вращательное движение, то можно перемещать как угодно связывающую его систему, не изменяя этим плоскости его вращения. Это свойство гироскопа впервые использовал французский ученый Л. Фуко для доказательства вращения Земли. Если установить вращающийся прибор неподвижно, ось вращения диска останется непричастной к вращению Земли: сохраняя свое положение, она будет всегда оставаться параллельной своему прежнему положению, вследствие чего покажется перемещающейся относительно окружающих ее предметов. Таким образом явилась возможность подметить и наглядно доказать вращение нашей планеты вокруг ее оси. Таким же точно образом объясняется масса происходящих перед нами ежедневных явлений, к которым мы до того привыкли, что не видим в них ничего особенного. Быстро катящийся по земле обруч постоянно остается в одной неизменной плоскости, не падая и не уклоняясь от принятого им направления; ось вращающегося волчка бывает направлена вертикально или если она наклонена к горизонту, то своим свободным ПРИБОРЫ И ПОДЕЛИ 15
концом описывает ряд концентрических кругов; акробат легко удерживает на оконечности прута тарелку, которой он ловко сообщил быстрое вращательное движение и т. д. Все это объясняется с помощью указанного нами закона. Благодаря опять-таки тому же свойству вращающихся тел, в артиллерии пользуются метательными снарядами цилиндрической и конической формы. В самом деле, винтовые нарезы орудия, приводя эти снаряды в быстрое вращательное движение, заставляют их сохранять принятое ими положение во все время полета и попадают в цель своими заостренными концами. В противном случае движение их в пространстве было бы неправильным и не говоря уже о невозможности достигнуть меткости стрельбы, оно увеличило бы силу сопротивления воздуха, которая в громадной пропорции должна бы была уменьшить дальность их полета. Во-вторых, если на ось вращения ротора гироскопа действует сила, создающая вращательный момент относительно центра этой оси, то ось ротора будет отклоняться не в сторону действия этой силы, а перпендикулярно ей. Ось будет вращаться с равномерной угловой скоростью. Это движение называется прецессией. Прецессия безинерционна. 16 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
# ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГИРОСКОП Чтобы сообщить движениям гироскопа возможно большую продолжительность и таким образом облегчить обстоятельное их изучение, один ученый американец заставил его вращаться с помощью электричества. Гироскоп, представленный на рис. 2, состоит из тяжелого и объемистого пьедестала, в центре которого возвышается остроконечная колонна, поддерживающая подвижную часть прибора. Рамка с электромагнитами, прикреплена к стержню, на котором находится впадина, которой он опирается на острие вертикальной колонны. Один из концов каждой электромагнитной катушки соединяется с этой впади- Рис. 2. Электрический гироскоп. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 17
ной, а другой сообщен с пластинкой, находящейся между стержнями двух магнитов. На верхней части этой пластинки находится прерыватель, поддерживаемый изолятором из рогового каучука. Он расположен таким образом, что при каждом полном обороте колеса задевает два раза за выступы небольшого укрепленного на его оси цилиндра. Само колесо вращается в плоскости, перпендикулярной магнитам, близко к ним, но не касаясь. Оправа колеса сделана целиком из железа или имеет два диаметрально противоположно расположенных фрагмента из него, которые два раза во время полного оборота притягиваются магнитами, когда приближаются к ним, и прерыватель касается выступов цилиндра, замыкая цепь. Но лишь только колесо получит импульс, цепь разомкнётся, ток прервется, и оно будет продолжать свое движение по инерции до тех пор, пока снова не встретит магниты и не получит нового толчка. Пружина прерывателя соединена с тонкой медной проволокой, которая на уровне острого конца колонны изгибается спирально, получая вследствие этого большую упругость. Отсюда она идет вниз и погружается в ртуть, которая наполняет цилиндрический резиновый стаканчик, находящийся на заостренной колонне неподалеку от пьедестала. Пьедестал снабжен двумя нажимными винтами для принятия проволок от батареи. Один из них соединен также с остроконечной 18 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
колонной, а другой сообщается с ртутью, содержащейся в кольцеобразном стакане. Электромагнит, колесо и все другие части прибора, соединенные между собой, могут двигаться в каком угодно направлении вокруг острого конца колонны. При действии двух больших или четырех маленьких элементов Бунзена, колесо вращается с большой скоростью и, приведя в действие магниты (операция, требующая некоторой ловкости), оно не только само поддерживается в горизонтальном положении, но, вопреки законам тяжести, удерживает магниты и другие части прибора, находящиеся между ним и острым концом колонны. Кроме этого движения вокруг своей оси, колесо испытывает еще медленное вращение вокруг остроконечной колонны в том же направлении, в каком движется его нижняя часть. Прикрепив плечо и противовес, как показывает рис. 2 на заднем плане, т. е. таким образом, чтобы круг и электромагниты уравновесились в их точке опоры, и затем подверглись действию силы, противоположной по направлению силе тяжести, мы увидим, что вращение прибора примет противоположное направление, совпадающее с движением верхней части колеса. Этот гироскоп позволяет убедиться в той энергии, с какой тело, испытывающее вращение вокруг оси, удерживается в плоскости своего движения вопреки закону тяжести. Он показывает также результат совместного дей- ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 19
ствия двух сил, стремящихся произвести вращение вокруг двух различных осей, но расположенных в одной и той же плоскости. С одной стороны вращение круга на своей оси, производимое в данном случае элекро- магнитом, а с другой - стремление его упасть или подняться в плоскости, перпендикулярной пьедесталу и параллельной оси вращения круга, произведут в результате движение всего прибора вокруг новой оси, совпадающей с остроконечной колонной. ПРИБОРЫ ДЛЯ /МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛЕТА Летучий змей известен с незапамятных времен и практикуется у большинства народов земного шара, следовательно - предмет весьма знакомый, и потому мы описывать его не будем. Мы расскажем здесь о некоторых приспособлениях для полета более интересных и менее общеизвестных. Пенб устроил приборы, где двигательной силой являются скрученные каучуковые шнурки. Таков именно изображенный на рис. 3 геликоптер. Будучи предоставлен самому себе, он поднимается в воздух с помощью развертывания предварительно закрученной струны. На рис. 4 представлен другой тип летательного прибора. Это - аэроплан, движущийся с по- zo научные развлечения: занимательная техника
Рис. 3. Геликоптер Пенб. мощью винта, который помещен в заднем конце устройства из предосторожности: чтобы он не получил повреждений в случае, если заденет за какое-нибудь препятствие. Если скрутить до известной степени каучуковую пружину и оставить устройство в воздухе в горизонтальном положении, то мы увидим, что аэроплан хотя сначала несколько и опустится, но затем благодаря приобретенной скорости снова устремится вверх и на высоте двух или двух с половиной метров от поверхности земли опишет путь приблизительно в 40 м, затратив на него 11 секунд. Некоторые модели перелетают даже расстояние более 60 м и держатся в воздухе около 13 секунд, свободные, как птицы. В продолжение всего этого времени руль чрезвычайно правильно сглаживает все уклонения прибора вверх и вниз, происходящие ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ Z1
^?" ^sS^^p^jgN^^s* **¦*.„*'*- Рис. 4. Аэроплан Пено. при его движении, поэтому полет аэроплана часто представляется волнистым, подобно тому, как мы видим это у воробьев и особенно у зеленого дятла. Наконец, когда действие пружины прекратится, прибор начнет тихо спус- Рис. 5. Механическая птица Пено. ZZ НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
каться на землю, следуя наклонному пути и сохраняя ту же правильность полета. Пенб недавно устроил механическую птицу, летающую несколько мгновений. Она воспроизведена на рис. 5. ЭЛЕКТРОФОР ПЕЙФФЕРА Нам кажется, что не будет безынтересно, если мы опишем одну прелестную и очень любимую детьми игрушку, которая оказывает неоспоримые услуги этим начинающим исследователям, знакомя их с основными явлениями статического электричества, так сказать, между делом, в часы забавы. Мы имеем в виду маленький электрофор, придуманный Пейффером и до крайности простой по своему устройству. Он состоит из одной только пластинки из рогового каучука* приблизительно в 1 мм толщиной, не превышающей своими размерами листа писчей бумаги. Деревянный, покрытый оловянным листком диск электрофора, фигурирующего во всех курсах физики, заменен здесь маленьким листочком олова, величиной с обыкновенную игральную карту, наклеенным на поверхность каучуковой пластинки. * Так раньше назывался эбонит, вулканизированный каучук. Вместо него можно использовать пластмассу. Прим, ред. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ Z3
Этот электрофор наэлектризовывается на удивление легко. Положите его плашмя на деревянный стол и натирайте кистью руки. Если вы потом поднимете его, держа в левой руке, а правую приблизите к наклеенному на одну из его поверхностей оловянному листочку, то получите электрическую искру от 1-2 см длиной. Каучуковый электрофор дополняется коллекцией маленьких кукол, сделанных из бузинной сердцевины. Они служат для того, чтобы позабавить детей явлениями электрического притяжения и отталкивания. Наэлектризуйте прибор, поставьте на его оловянный листок одну из трех маленьких Рис. 6. Куклы из бузинной сердцевины при каучуковом электрофоре Пейффера. 24 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
куколок и постарайтесь изолировать его от подставки, на которой он стоял. Что же вы теперь видите? Смотрите, вот маленькая фигурка с поднятыми к небу руками; рядом с ней другая, шелковые волосы которой поднялись дыбом, а вот и еще третья - она прыгает и мечется не хуже любого паяца, пока наконец не упадет с прибора, точно также как и два находившихся возле нее маленьких бузинных шарика. На рисунке мы сгруппировали все эти три фигурки вместе, в действительности же их заставляют действовать порознь (рис. 6). /И АЛЕНЬКИЙ ВОЗДУШНЫЙ ПАРОХОД После описания магического волчка, летательных приборов и электрофора, мы укажем на два остроумных устройства, изобретение которых принадлежит Сальерону. Эта лодка (рис. 7), не превосходящая своими размерами детской игрушки, может считаться если не особенно практичным, то, во всяком случае, чрезвычайно остроумным применением давления воздуха, действующего как движущаяся сила. Пар играет здесь только второстепенную роль, которая состоит в том, что он увлекает с собою посредством всасывания воздух, приводящий прибор в движе- ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ Z5
ние. Устройство лодки, как видно на рис. 8, на котором она изображена в разрезе, чрезвычайно просто. Механизм ее состоит из маленького цилиндрического кипятильника С, снабженного выходящей из него вверх трубкой, оканчивающейся капиллярным отверстием. Кипятильник снизу нагревается спиртовой лампой и поддерживается с помощью двух подставок на такой высоте, что рожок, из которого выходит пар, находится как раз против отверстия трубки Т, выходящей сзади лодки под наклонным желобком R. Вырывающийся из отверстия пар проталкивает в трубку Т некоторое количество воздуха, который, выйдя из отверстия трубки, находящегося ниже поверхности воды, подымается вверх по наклонной плоскости, образуемой дном желобка, и силой удара об это дно толкает лодку вперед с довольно значительной скоростью. Попробуем теперь вычислить силу этой машины. Известно, что 1 см3 воды при нагре- Рис. 7. Маленький воздушный пароход. Z6 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 8. Маленький воздушный пароход в разрезе. вании дает 17 см3 пара, цричем на получение необходимой для этого теплоты расходуется около 2 г каменного угля. Пар, выходящий со значительной скоростью из отверстия кипятильника, увлекает с собою объем воздуха по крайней мере в 10 раз больший. Воздух этот выгоняется в воду, где приобретает восходящую силу, пропорциональную массе вытесненной им воды (по закону Архимеда). Следовательно, 1 см3 воды превратились в 17 см3 пара, которые увлекли с собой в воду 17 х 10 = = 170 см3 воздуха, развивших силу, пропорциональную массе вытесненной воды, составляющей 170 г, на произведение которой потребовалось приблизительно 2 г каменного угля. В сущности, сила, приводящая в движение лодку, представляет только весьма небольшую часть полученного нами числа, что определяется наклонным положением желобка, на который воздух производит давление, а также невозможностью дать ему большие размеры, не увеличивая в то же время размеров лодки. А так как сопротивление тел вообще растет вместе с их поверхностью и так как в данном ПРИБОРЫ И ПОДЕЛИ 11
случае размеры наклонной плоскости не могут быть увеличиваемы бесконечно, то сила, побуждающая судно к движению, вскоре становится недостаточной, что и служит причиной неприменимости этого изобретения к судоходству в больших размерах. Таким образом преимущество подобной машины над паровым двигателем еще не доказано. Но ведь мы и говорили об этой маленькой лодке только с целью показать на опыте, как с помощью слабого паровика и весьма простого механизма возможно получить динамическое действие, отличающееся громадной энергией и способное оказать в искусных руках большие услуги. ЦИРКУЛЯЦИЯ жидкости Прибор, изображенный на рис. 9, позволяет произвести очень изящный опыт, показывающий влияние капиллярности на движение жидкостей по трубкам. Стеклянные полые шарики В и В' сообщаются двумя трубками; одна из них прямая и довольно большого диаметра, другая - очень тонкая и образует более или менее сложные изгибы. Толстая трубка в шарике В' суживается в точке J, где ее диаметр равен диаметру тонкой трубки. Нижняя часть того же шарика снабжена закрываемым пробкой отверстием, через которое в него вливается окрашенная жидкость. Весь прибор укреплен на доске, Z8 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
которая может быть повешена на стенке с помощью двух прикрепленных к ее концам колец. Чтобы произвести опыт, прибор вешают на стену шариком В' вверх. В этом случае не происходит ничего особенного: жидкость стекает вниз и собирается в шарике В. Когда жидкость придет в равновесие, прибор переворачивают нижним шариком вверх. Теперь жидкость быстро устремится вниз, брызнет из узкого отверстия J и начнет подниматься по извилистой трубке. Но в то же время воздух, вытесненный из шарика В', смешается с жидкостью и во всех изгибах трубки будут циркулировать пузырьки воздуха вперемешку с водяными каплями, передавая друг другу давление столба жидкости, находящейся в верхнем шарике и в прямой трубке. Как в героновом фонтане, так же и здесь жидкость поднимается выше ее начального уровня в шарике В', вследствие чего часть ее возвращается снова в резервуар В, что увеличивает продолжительность опыта. BJ Рис. 9. Прибор с циркулирующей Такая циркуляция воз- жидкостью. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ Z9
душных и жидких шариков по всем извилинам прибора чрезвычайно эффектна. Из других опытов с движением жидкостей упомянем здесь об одном приспособлении, которое встречается в фонтанах и состоит в том, что над трубкой, из которой бьет вода, помещают легкую маленькую куклу с вогнутым основанием, благодаря чему она может постоянно поддерживаться на воздухе верхней частью струи. Впрочем, куклу с успехом можно заменить также целой пустой яичной скорлупой. Кроме того, специалисты этого дела приготовляют особые трубки, позволяющие разнообразить форму водяной струи, то давая ей, например, вид более или менее густого снопа, то заставляя ее бить через узкие отверстия, вследствие чего она получает форму жидкой пластинки и т. д. При некотором искусстве, весьма легко устроить и самим систему подобных трубок, что может также служить одним из развлечений. МАГИЧЕСКИЕ РЫБЫ Остроумный физик де Комбет устроил множество игрушек и научных приборов для юношества, из которых мы укажем на один наиболее замечательный. В сосуде, наполненном водой, плавают, не погружаясь на дно, сделанные из жести 30 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 10. Опыт с магическими рыбами, движущимися посредством электричества. рыбы. Рыбы де Комбета по желанию играющего могут плавать кругом то в ту, то в другую сторону. Секрет этого опыта объясняется сам собой при помощи приложенного рисунка (рис. 10). В деревянной подставке, на которой помещен сосуд, скрыт маленький электромагнитный двигатель, действующий на мягкое железо, вложенное внутри плавающих рыб. Когда пущен ток, двигатель де Комбета начинает вращаться и увлекает своим движением по- ПРИБОРЫ И ПОДЕЛИ 31
груженных в воду рыб. Направление этого движения изменяется по желанию с помощью коммутатора. Мы видели сами действие описанного сейчас прибора и можем удостоверить, что он производит чрезвычайно интересную иллюзию. АМЕРИКАНСКАЯ КОПИЛКА В одну из своих недавних поездок в Лондон, прогуливаясь в Сиденгамском дворце, я невольно обратил внимание на странную копилку. В верхней ее части возвышался ящик, где находилась картина, похожая на одну тех, которые устраиваются над часами с музыкой. Картина представляла одну из лондонских улиц. Пешеходы и экипажи были вырезаны и могли двигаться в фальцах перед задней декорацией. На прибитом объявлении красовалась следующая надпись: Совет посетителям. Бросьте в копилку монету и механизм картины придет в движение. Я согласился последовать этому совету и опустил в копилку два пенни. Действительно, повозка начала двигаться в фальце, прохожие также. Большая часть публики заразилась моим примером и, без сомнения, к концу дня копилка наполнилась. Такое остроумное средство добывать деньги, без больших расходов и 3Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
какого бы то ни было участия служащих, показалось мне настолько ловким, что я вознамерился его описать. В нью-йоркском Scientific American недавно было объяснено устройство этого курьезного механизма, применявшегося с большим успехом на выставке по ту сторону Атлантического океана. Мы приведем здесь именно то, что было опубликовано в упомянутом журнале. «Между изобретениями, имевшими целью выманивать деньги у посетителей Филадельфийской выставки, - говорит американский редактор, - мы отметили особого рода копилки, расставленные их изобретателем в салонах главных отелей, в галереях на выставке и т. д. Каждый из этих приборов представляет собою ящик, снабженный стеклом, через которое можно видеть миниатюрную деревню с растительностью, домами, гуляющими. Все это сделано из картона и весьма недурно нарисовано. Над коробкой возвышалась надпись, приглашающая посетителей опустить в копилку пятицентовую монету и посмотреть потом, что из этого выйдет. Когда монета падала на дно, она приводила в движение систему колес скрытого механизма, а вместе с ней пробуждала к жизни и маленьких действующих лиц картины: наездники начинали скакать на лошадях, охотники травить лисиц и т. д. В усовершенствованном виде копилка пользовалась еще большим успехом. Из верхнего ящика ее, без вся- ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 33
кой посторонней помощи, выпадали фотографические портреты знаменитостей. Но, чтобы получить эти фотографии, нужно было, согласно объявлению, бросить в копилку несколько пятицентовых монет, без чего карточка не выходила; и нужно отдать справедливость - прибор оказывался автоматически честен». На рис. 11 изображен чрезвычайно простой механизм этой копилки. Слева представлен общий вид прибора, справа же - его продольный разрез. Рис. 11. Американская копилка. 34 научные развлечения: занимательная техника
На верхней стороне нижнего ящика, или приемника монет, возвышается полая внутри колонна А, поддерживающая коробку с фотографическими карточками, которые поставлены на наклонную плоскость и прилегают к стеклу. Когда брошенная монета ударится о конец рычага, последний повернется на своей оси и позволит совершить вращательное движение колесу С (см. подробности механизма), снабженному стольким числом зубцов, сколько нужно бросить монет, чтобы вызвать падение карточки. На одном с ним валике укреплено колесо с косыми зубцами и диск с зарубкой D. Валик этот приводится в движение с помощью шнурка, одним концом огибающего его поверхность, а другим — прикрепленного к пружине Е. Запор F, удерживающий фотографическую карточку, прижимается к диску D действием пружины. Таким образом, при каждом полном обороте колеса, а следовательно и двигающегося на той же оси диска, запор, попадая в выемку последнего, отходит вправо настолько, что пропускает одну лишь первую карточку и задерживает вторую. Карточки кладутся в ящик через отверстие, закрываемое крышкой. Там они помещаются на наклонной плоскости и подталкиваются вперед с помощью рамки G, снабженной внизу колесом. Как только отодвигаемый пружинкою запор пропустит одну карточку, другая тотчас же займет ее место возле стекла. ПРИБОРЫ И ПОДЕЛИ 35
Колесо снабжено шестью зубцами. Так как одна монета приподнимает плечо вертикального рычага лишь один раз, то, очевидно, нужно бросить шесть монет, чтобы колесо сделало полный оборот и чтобы запор отодвинулся один раз. Число зубцов колеса может быть больше или меньше, смотря по желанию изобретателя; этим числом определяется цена каждой карточки. Описанный нами прибор нельзя считать совершенно бесполезным. Он может быть применен к раздаче объявлений или к продаже газет, который при этом должны представлять собой совершенно одинаковые свертки. Им также можно пользоваться при собирании платы за проезд в омнибусах и вагонах конно-железных дорог, причем кондуктору пришлось бы собирать не плату за проезд, а билеты. 1 ОЖИВАЮЩИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УКРАШЕНИЯ Физику Труве удалось чрезвычайно остроумно достигнуть совершенно новых и неожиданных применений электричества. Мы расскажем нашим читателям об изобретенных им прелестных ювелирных вещах, где он чрезвычайно искусно воспользовался действием электричества. Опишем некоторые из них. 36 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Мертвая голова, помещенная на рис. 12 справа от птицы, сделана из золота с живописью на эмали. У нее брильянтовые глаза и подвижная нижняя челюсть. Она служит булавкой для закалывания галстука. Заяц, помещенный слева от птицы, сделан тоже из золота. Он сидит на задних лапах, а в передних держит две палочки, которыми звонить в маленький золотой колокольчик. Это такэке булавка для галстука. Тонкая проволока незаметно соединяет предмет с небольшим герметически закрытым гальваническим столбиком, который может быть легко спрятан в кармане жилета. Величина этого столбика не более папиросы (рис. 13). Представьте себе, что подобная булавка, украшающая ваш галстук, обратила на себя Рис. 12. Мертвая голова, заяц и птица. ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 37
чье-нибудь внимание; вам нетрудно будет показать всю ее прелесть. Как ни в чем не бывало, вы опускаете палец в карман вашего жилета и заставляете действовать гальванический столбик. Если у вас булавка с мертвой головой, то этот безжизненный череп вдруг оживится, начнет вращать блестящими глазами и щелкать челюстями. Если ^ке на булавке заяц, то он примется звонить в колокольчик не хуже любого литаврщика в оперном оркестре. Но самая драгоценная вещь, которую мы поместили на рисунке вместе с мертвой головой и зайцем, сделана в виде брильянтовой птицы. Это уже не булавка для галстука, а целый головной убор (рис. 12). Крылья брильянтовой птицы, украшающей шевелюру, могут быть приведены в движение с помощью тонкой, незаметной для глаз проволоки, через которую проходит гальванический ток. Мы должны теперь дать краткое описание герметически закры- Рис. 13. Разрез электрической булавки и приводящего ее в движение вольтова столба. 38 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
того гальванического столбика, приводящего в действие эти дорогие принадлежности туалета. Столбик этот представляет собою цинково- угольную пару, помещенную в герметически закрытом цилиндре из рогового каучука (эбонита). Цинковая и угольная пластинка занимают только верхнюю половину цилиндра, нижняя же его часть содержит раствор электролита. Когда цилиндр находится в своем обыкновенном положении, пластинки, прикрепленные к крышке цилиндра, не погружаются в жидкость, следовательно, нет и взаимодействия веществ, из которых составлена пара, и ток не возникает. Но как только столбик будет опрокинут или положен горизонтально, пластинки погрузятся в раствор, через систему пойдет ток и не прекратится до тех пор, пока прибор вновь не займет вертикального положения. ЗАБАВНЫЕ ИГРУШКИ Нам случилось однажды посетить большую игрушечную фабрику в Париже. Мы положительно были удивлены этими остроумными и в то же время безвестными изобретателями, которые приготовляют говорящих кукол, выделывают ученых зайцев и вообще в высшей степени остроумно производят массу предме- ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 39
тов, имеющих своим назначением вызывать восторг у детей. Рис. 14 представляет архимедов винт из папиросной бумаги, укрепленный на круглой рамке, также бумажной и весьма легкой. Этот винт может держаться в воздухе под влиянием восходящего атмосферного тока, производимого небольшим экраном, причем он быстро вертится вокруг своей вертикальной оси. Рис. 14. Бумажная спираль, приведенная в движение с помощью экрана. 40 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 15. Велосипед, приводимый в движение каучуковой пружиной. Очень милую игрушку представляет собою также маленькое устройство, приводимое в движение с помощью каучуковой пружицы. Велосипедист, изображенный на рис. 15, кружится вокруг центральной подставки после того, как была закручена соединяющая их каучуковая лента. Здесь мы встречаемся с чрезвычайно интересным примером скопления силы с помощью пружины. Рыба-пловец (рис. 16), двигающаяся в воде с помощью хвоста, устроена по тому же принципу. Здесь, как в предыдущем случае, чтобы заставить ее плавать, закручивают каучуко- ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 41
Рис. 16. Плавающая рыба (общий вид и детали механизма). вую пружину с той только разницей, что в данном случае каучуковая лента одним из своих концов прикрепляется к зубчатому колесу, которое и сообщает движение хвосту, способному вращаться на своей оси. Такого рода подробности чрезвычайно полезно показывать и объяснять детям, любознательным по своей природе и потому не всегда заслуживающим упрека в том, что они ломают свои игрушки, когда им захочется посмотреть - что там есть у них внутри. В этом случае они являются своего рода учеными исследователями, прибегающими к экспериментальному методу и производящими 42 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
анализ изучаемых ими предметов. Чтобы поправить дело, придется научить их синтезу, т.е. дать возможность из отдельных частей составить целое. Из приведенных нами двух примеров можно видеть, до какой степени это прелестные игрушки. Мы однако должны расстаться с ними, чтобы в заключение нашей главы рассказать об одном весьма легком способе разрезать бутылку. СПИРАЛЬНО РАЗРЕЗАННАЯ БУТЫЛКА Можно разрезать бутылку таким образом, что она будет представлять собою спираль (рис. 17). Для этого употребляется особый уголь из 180 г сажи, 60 г гуммиарабика, 20 г адраган- товой камеди (гуммитрагатанта, камеди из древесины трагаканта - подрода кустарников рода астрагал) и 20 г красного ладана, растворенного в воде. Все эти вещества смешивают между собой и из полученного теста приготавливают карандаш, раскаленным концом которого можно резать стекло. Начинают с того, что по стеклянному предмету (в нашем случае по бутылке) проводят черту напильником. После того как напильник сделал щель, зажженным концом карандаша трут по щели, в то же ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 43
Рис. 17. Бутылка, разрезанная по спирали. время раздувают ртом горящий уголь, чтобы усилить жар. Приложенный здесь рисунок дает образчик того, что можно сделать, следуя указанному нами способу.
ГЛАВА ВТОРАЯ ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ
В начале семнадцатого столетия в Лионе существовал один дом, построенный в высшей степени почтенным человеком Николаем Гролье де Сервиером и сверху донизу наполненный самыми замечательными научными редкостями того времени. Г-н де Сервиер принадлежал к одной из древнейших местных фамилий: дядя его матери Жан Гролье, виконт д'Агизи, составил еще в царствование Франциска I самую лучшую библиотеку во Франции; его отец Антуан Гролье, барон де Сервиер, прославился своею преданностью королю Генриху IV и своим образованием. Де Сервиер вместе с богатством наследовал и умственное развитие своих предков. После блестящей военной карьеры он посвятил все силы своего ума устройству образцового дома, где были собраны самые остроумные изобретения, где можно было видеть целые галереи, уставленные моделями хитрых машин, замечательных часов и целой массы различных предметов, служащих к увеличению комфорта и удобств домашней жизни. Кабинет Сервиера приобрел большую известность во Франции и подробное описание его было опубликовано потом внуком этого почтенного человека. 46 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
В этом кабинете, говорит автор интересного описания, собрано множество изделий из слоновой кости, представляющих собою неподражаемые образцы искусства, необыкновенные часы, различного рода машины (для подъема воды, для постройки мостов) и, наконец, множество таких предметов, которые могут оказать услуги как целому обществу, так и частному лицу. 1 УДОБНЫЙ РАБОЧИЙ СТОЛ Чтобы составить себе понятие об изобретательности де Сервиера, достаточно привести описание устроенного им для себя пюпитра (рис. 18), где полки, на которые раскладывались различные книги и манускрипты, были расположены на большом колесе. Прежде чем сесть за работу, вы раскладываете на пюпитры все необходимые вам книги. Затем садитесь в кресло и читаете книгу, лежащую перед вами. После того как миновала в ней надобность, заменяете ее другой, поворачивая рукой большое колесо. После ознакомления с описанием замечательного кабинета де Сервиера, у меня явилась мысль составить нечто подобное же, сгруппировав в этом воображенном уголке предметы, годные для обстановки современного нам любителя науки. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 47
L Рис. 18. Пюпитр де Сервиера. Мы начнем описанием приборов, которые могли бы служить принадлежностью письменного стола. 48 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ПИШУЩАЯ МАШИНА Пишущая машина, замечательная как простотой своего механизма, так легкостью и быстротой своего применения, устроена Ремингтоном, весьма известным американским инженером, которому принадлежит также изобретение ружья, носящего его имя. Она была изготовлена на большой фабрике Ремингтона, где выделывались ружья и швейные машины. В этом приборе прежде всего обращает на себя внимание клавиатура, устройство которой представлено на рис. 19. Она состоит из сорока четырех клавиш, приводящих в движение отчетливо вырезанные цифры от 2 до 9 (единица и нуль заменяются буквами ? и о), такие же буквы, расположенные в порядке, наиболее удобном для манипуляций, буквенные значки и знаки препинания. Ниже клавиатуры находится деревянная линейка, посредством удара по которой можно отделить одно слово от другого. Внутри машины каждая из отпечатываемых на бумаге букв припаяна к концу маленького металлического молотка. Все 44 молотка, соединенные с помощью вспомогательных стержней и сочлененных рычагов с таким же числом клавиш, расположены на одной окружности. Если придавить пальцем клавишу А, то внутренний молоток с соответствующей буквой приподнимется и дойдет до центра круга. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 49
Рис. 19. Американская пишущая машина (четверть натуральной величины). Вследствие своего кругового расположения все буквы с помощью клавиш приводятся к центру круга, т. е. в одну и ту же точку. Бумага, где отпечатываются буквы, расположена, как показывает рисунок, на цилиндре и движется с помощью железки, которую можно видеть в передней части прибора. Поднятая движением клавиши буква прижимается не прямо к находящейся на цилиндре бумаге, а, действуя подобно штемпелю, выбивает рельеф на ленте, пропитанной осо- 50 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
быми чернилами и лежащей между буквой и цилиндром. Этот-то именно рельеф, прижимаясь к бумаге, и оставляет на ней изображение желаемой буквы. Тележка, поддерживающая бумагу, движется посредством скалок, которые катятся в пазах. С помощью передаточного шнура она может быть передвигаема справа налево, под влиянием управляющей ее движением пружины, и остается на одном месте лишь в том случае, если ее задерживает клин, входящий в прикрепленную к ней сзади кремальерку. В то время, как одна буква отпечатана, кремальерка расклинивается, и тележка, побуждаемая к движению пружиной, перемещается справа налево, на расстояние, равное ширине буквы. Только что поднятую букву может заменить новая. Все буквы припаяны таким образом, что оси их обращены к общему центру, в который они ударяют при подъеме; они отпечатываются последовательно одна подле другой, причем передвигающая бумагу тележка перемещается по мере их печатания. Окончание строки возвещается звоном колокольчика. Тогда пишущий на машине опускает находящийся на правой стороне прибора рычаг, который, при помощи передаточного шнура, заставляет скользить тележку по ее пазам и приводит всю систему снова в ее первоначальное положение, передвинув последнюю вправо. Во время этого движения тележки, проис- ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 51
ходящего благодаря чрезвычайной простоте механизма очень быстро, цилиндр поворачивается вместе с лежащей на его поверхности бумагой на длину того промежутка, который должен отделять одну строку от другой. Таким образом, этот прибор не требует ничего, кроме уменья владеть клавиатурой, т. е. пальцами обеих рук ударять по клавишам, соответствующим нужным буквам и знакам. После каждого слова необходимо ударить по линейке, находящейся перед клавиатурой, для того чтобы на бумаге вышел белый промежуток, отделяющий его от соседнего с ним слова. Как только послышится звук колокольчика, рычаг, находящийся на правой стороне прибора, должен быть опущен. Если слово, которое в этот момент печатается, еще не кончено, то можно поставить одну или две буквы, чтобы его закончить, или, когда оно чересчур длинно, привести в движение клавишу с переносной чертой, что позволит продолжать это слово в следующей строке. Бумага на которой печатают, не должна быть шире высоты передвигающего ее цилиндра, но может быть уже ее; конверты, бланки открытых писем и т. п. прилегают чрезвычайно хорошо к цилиндру, благодаря управляющей их движением подвижной металлической пластинке. Если, как мы говорили, ширина бумаги должна быть ограничена, то нельзя того же сказать о ее длине: печатание можно производить даже на бесконечной ленте. 5Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Двигающий бумагу цилиндр приготовлен из довольно твердой гуттаперчи, которая облегчает получение хороших оттисков. Чтобы дополнить наше описание, нужно сказать еще о механизме, передвигающем пропитанную чернилами ленту, расположенную, как было сказано, между бумагой и клавишами и принимающую удары поднимаемых клавишами букв. Она развертывается в одно и то же время с перемещением тележки и притом так, что две соседних буквы никогда не бьют в ней по одному и тому же месту. При этом лента переходит из одной чернильницы, находящейся на правой стороне прибора в другую такую же, помещенную на левой. Когда она развернется совсем, то достаточно переменить расположение управляющего ее движением винта, чтобы заставить ее двигаться в обратную сторону, т. е. от правой чернильницы к левой. Такое развертывание ленты и попеременное движение ее то вправо, то влево может быть производимо сколько угодно раз. Если для печатания употреблены копировальные чернила, то можно с полученной страницы иметь несколько оттисков при помощи копировального пресса. В передней части прибора находится шкала с делениями, вдоль которой скользит тележка. Эта искала дает возможность правильно располагать строки одну под другой, устанавливая прибор на одном и том же месте при ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 53
каждой перемене строки, что оказывается особенно удобно при печатании таблиц. Оттиск, получаемый с помощью этой остроумно устроенной машины, походит на тот, который получается в типографии при наборе капителем (заглавными буквами). Чтобы научиться действовать машиной быстро, нужно терпеливо упражняться несколько дней и хорошо ознакомиться с клавиатурой. Через два или три дня работы, можно пользоваться прибором без труда, а в пятнадцать дней приобретается ловкость писать с ее помощью со скоростью обыкновенного письма; но после долгого упражнения можно на ней писать значительно быстрее. Мне удалось видеть одну молодую англичанку, которая успевала напечатать посредством этой машины 90 слов в минуту, тогда как пером, в то же время, нельзя написать четко более 40 слов. Пишущая машина, следовательно, доставляет большой выигрыш во времени, особенно когда приходится писать механически, так что, по всей вероятности, употребление ее не замедлит распространиться в конторах и канцеляриях. Кроме того, она может оказать услугу тому, кто не обладает четким или красивым почерком, или кто подвержен особым судорогам в пальцах. Наконец, она оказывает истинное благодеяние слепым, которые тотчас же воспользова- 54 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
лись ею, как это подтверждается большим числом примеров в Англии и Соединенных Штатах. Тем же, кто интересуется прогрессом открытий и остроумных изобретений в области механики, она доставит чрезвычайно приятное занятие. I ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПЕРО Этот прибор позволяет проводить на бумаге пунктирные линии, состоящие из ряда мелких и весьма близко отстоящих друг от друга проколов. Последние делаются очень тонким стальным острием, которое попеременно то входит, то выходит из трубки, имеющей форму металлического порткрейона*. Острие движется очень быстро и делает 180 ударов в секунду в том случае, когда прибор не прикасается к бумаге. Благодаря этой быстроте коротких движений, перо может довольно легко двигаться по бумаге. Хотя им и нельзя писать так^ке быстро, как обыкновенным пером, но все-таки можно достигнуть скорости, с которой пишет каллиграф, старательно выводящий красивые заглавные буквы. Перу сообщается попеременное движение небольшим электрическим двигателем, устро- * Порткрейон - трубочка для ношения с собой карандаша. Прим. ред. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 55
енным чрезвычайно остроумно и просто на верхнем конце ручки. Рис. 20 дает понятие об общем виде всего прибора. Острый конец пера находится внизу стержня, проходящего через трубку и оканчивающегося сверху вилкой, которая обхватывает эксцентрик, вращающийся на оси двигателя. Этот эксцентрик снабжен тремя пальцами, что дает возможность при 60 оборотах оси в секунду получить 180 ударов острия по бумаге. Кроме того, на оси двигателя находится еще пластинка из мягкого железа, служащая арматурой неподвижного электромагнита, перед которым она вращается довольно быстро при помощи весьма простого коммутатора, переменяющего ток два раза в течении полного Рис. 20. Электрическое перо Эдисона с его батареей. 56 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
оборота оси. Арматура служит поперечиной сравнительно тяжелого кольца, играющего роль маховика и поддерживающего равномерное движение оси. Ток, приводящий в движение этот маленький прибор, получается действием двух элементов из двухромокислого калия, свойства которого были тщательно изучены Эдисоном, давшим этой электрической батарее самое выгодное устройство. Крышки стеклянных элементов приготовлены из эбонитовых пластинок, соединенных между собою металлической оправой, проходящей через вертикальный стержень, по которому она может скользить вверх и вниз. Через них проходят два электрода из угля и цинка, опускаемые в жидкость всякий раз, когда перо должно быть приведено в действие, рис. 20 изображает прибор именно в действии. По окончании письма пишущую часть пера втягивают в трубку и прикрепляют к зацепке верхней частью стержня, с помощью которого оно двигалось. В то же время электроды вынимают из жидкости, чтобы не расходовался цинк. Благодаря этой предосторожности батарея может действовать четыре дня при одном и том же заряде, т. е. не будет требовать возобновления жидкости. Цинка же достает на несколько недель. Вряд ли нужно говорить, что указанные нами нормы могут изменяться сообразно с количеством производимой работы. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 51
Как можно применять этот прибор? Посредством электрического пера, как мы уже сказали, получаются на бумаге пунктирные изображения букв. Если смотреть прямо на такую рукопись, то ее прочесть очень трудно; несколько лучше читается она, когда ее рассматривают на свет. Впрочем, как в том, так и в другом случае она не могла бы заменять обыкновенного письма. Но ею можно пользоваться, как негативом для получения в большом числе позитивных отпечатков или копий с текста, а также пунктированных гравюр. Но тогда, кроме описанного прибора, употребляется еще пресс, изображенный на рис. 21. В крышку, находящуюся на левой стороне гравюры, помещают негатив, удерживаемый здесь с помощью легко устанавливаемой пружины. По другую сторону, на доску пресса кладут белую бумагу и закрывают крышку. Затем, посредством валика, представленного на правой стороне рисунка, намазывают поверхность плотно прилегающего к бумаге негатива черной краской, которая проникает сквозь все отверстия до лежащего ниже ее белого листа бумаги. После этой операции поднимают крышку и снимают с доски полученный отпечаток. По словам Ниоде, у которого мы заимствовали приведенное здесь описание, отпечаток этот отличается особенным видом. В нем нет ни утолщений (нажимов), ни соединительных 58 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 21. Пресс для отпечатки копий. штрихов. Для того чтобы он был удобнее для чтения, нужно стараться делать буквы тоньше. При некотором навыке, с помощью электрического пера можно получить всевозможные рисунки, даже копии музыкальных пьес с превосходно отпечатанными полутактными и четвертными нотами. Один и тот же негатив, как уверяют, может дать до тысячи оттисков, причем человек, привычный к этой работе, успевает сделать их до шести в минуту. Само собой разумеется, что эта операция, как и всякая другая ручная работа, удается вполне только после небольшого упражнения и нескольких проб, в сущности, она не представляет никакой трудности. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 59
I ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КАРАНДАШ Пневматический карандаш дает результаты аналогичные электрическому перу Эдисона. Изобретение его принадлежит американцу Брикенриджу. На приложенном рисунке слева представлен общий вид этого прибора, а справа его продольный разрез, причем посредине, в верхней части рисунка, показан в несколько большем масштабе механизм, приводящий в движение карандаш. Двигателем в этом приборе является упругость сжатого воздуха, заставляющая иголку производить на- колы на бумаге. Вращение рычага (шатуна), указанного на рис. 22, сообщает упругой диафрагме, представленной в средине гравюры, движение взад и вперед. Отверстие, через которое воздух входит в прибор, открывается в то время, когда диафрагма движется сверху вниз. При обратном движении снизу вверх, она сообщает вибрацию другой, подобной же диафрагме, помещенной на нижнем конце трубки и прилегающей своею поверхностью к карандашу, прокалывающему бумагу. Когда система зубчатых колес приведена в движение, верхняя диафрагма совершает быстрые вибрации, которые передаются, посредством содержащегося в трубке воздуха, диафрагме, прилегающей к карандашу, а также прокалывающей бумагу иголке. Карандашом можно водить по бумаге, причем из-под острия выходят пунктирные очертания букв или ри- 60 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 22. Пневматический карандаш. сунков, которые могут служить шаблонами для получения оттисков, как в предыдущем случае с электрическим пером. Эти приборы чрезвычайно удобны, когда желают иметь в большом числе отпечатки каких-либо чертежей или манускриптов. Но еще практичнее следующий прибор. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 61
ХРОЛ/ЮГРАФ Если копию, написанную густым раствором фиолетового метиланилина приложить плотно к мягкой желатиновой пластинке, сделанной из вещества, идущего на вальцы типографских машин, и затем, осторожно разгладив заднюю ее сторону руками, снять обратно, то все чернила с бумаги перейдут на желатиновую пластинку, где получится обратное изображение рукописи. После этого мы можем наложить на желатиновую пластинку лист обыкновенной белой бумаги, разгладив заднюю его поверхность рукой (рис. 23), и когда его снимем, то получим Рис. 23. Заднюю поверхность листа бумаги, приложенного к желатиновой пластинке, нужно разгладить. 6Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
на нем рукопись, восстановленную в первоначальном виде, т. е. совершенно сходную с оригиналом (рис. 24). При достаточной густоте чернил, можно получить таким образом до сорока или пятидесяти оттисков с одного и того же оригинала. Но при дальнейшем печатании, получаемые экземпляры не будут уже иметь той отчетливости, как вначале. Таковы начала, лежащие в основе приготовления приборов, все более распространяющихся в продаже под различными именами: Рис. 24. Отпечаток, снимаемый с мягкой пластинки хромографа. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 63
хромографов, гектографов и т. п. Нам калсет- ся, не лишним будет дать здесь несколько практических указаний, относящихся к этого рода тиснению. Желатиновая пластинка приготовляется из следующих смесей: 1) 100 г желатина; 375 г воды; 375 г глицерина; 50 г каолина (Лебег). 2) 100 г желатина; 100 г декстрина; 1 кг глицерина и некоторое количество сернокислого барита (Варта). 3) 100 г желатина; 1 кг глицерина; кашицы из сернокислого барита, промытого с помощью сцеживания, 525 см3 (Варта). 4) Желатина 100 г; глицерина 380 г; воды 200 г (Квейсер и Гузак). Растопленную смесь оставляют на время в покое, дают ей хорошо прокипеть и остыть. Затем ее сливают в цинковый прямоугольный ящик, имеющий около дюйма глубины. Каолин или сернокислый барит примешиваются для того, чтобы сделать массу белой, что облегчает возможность следить за ее приготовлением. Кроме указанных масс, можно еще употреблять смесь из желатины с патокой, которой пользуются для приготовления вальцов типографских машин. По окончании печатания следует вытереть поверхность желатиновой массы мокрой губкой, чтобы снять с нее остатки чернильных штрихов и приготовить ее к новому печатанию. Примесь декстрина облегчает эту операцию. 64 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Для приготовления употребляемых при этом чернил существуют следующие рецепты: 1) Фиолетовые чернила: воды 130 г, метилового фиолетового 10 г (violet de Paris) {Лебег). 2) Фиолетовые чернила: алкоголя 22,5 доли, воды 157,5 доли, метилового фиолетового 22,5 доли (Квайсер и Гузак). 3) Красные чернила: алкоголя 22,5 доли, воды 225 долей, уксуснокислого розанилина 45 долей {Квайсер и Гузак). Для оригиналов следует употреблять бумагу гладкую, так как с нее чернила легче отходят и лучше пристают к поверхности желатинового слоя. В последнем случае для большего успеха натирают губкой обратную сторону положенной на хромограф бумаги. Для получения же оттисков выгоднее пользоваться бумагой менее глянцевитой. I ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШТЕМПЕЛЬ Назначение этого прибора состоит в том, чтобы заменить собою штемпель, который накладывается на почтовые марки, приклеиваемый к конвертам отправляемых писем. Он может служить также для наложения торгового клейма. В нижней части прибора находится платиновая тонкая проволока, образующая своими ДОИ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 65
Рис. 25. Электрический штемпель. Внешний вид и разрез. изгибами какой-нибудь рисунок или инициалы. Это именно та часть прибора, которая должна быть приложена к поверхности марки. Платиновая проволока сообщается с электрической батареей. Ток замыкается посредством нажатия пальцами пружины, как показано на прилагаемом рисунке. Раскаленная проволока выжигает на бумаге совершенно неизгладимый рисунок (рис. 25). Этот остроумный прибор может употребляться не только в качестве почтового клейма, но и вообще везде, где приходится клеймить большое число торговых марок. 66 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
КАМПИЛОМЕТР Кампилометр*, сконструированный лейтенантом Гоме, представляет собой маленький карманный инструмент, который при помощи весьма несложной операции, требующей простого счета, позволяет определить: 1) длину какой-нибудь прямой или кривой линии, начерченной на карте или на плане и 2) настоящую длину, когда известен масштаб, в котором снят план и начерчена карта. Прибор Гоме приноровлен к масштабам 1:80 000 или 1:100 000. С его помощью можно также определять длину линий, начерченных и в другом масштабе. Применение кампилометра основано на свойстве микрометрического винта, уже раз примененного г-ном Гоме в изобретенном им карманном телеметре. Кампилометр состоит из зубчатого диска, окружность которого равна 5 см. По одну сторону диска окружность его разделена на 40 равных частей, по другую - на 50, обе стороны снабжены соответствующими делениями. Вся окружность диска в 5 см соответствует 4 км при масштабе в 1:80 000 и 5 км - при масштабе в 1:100 000; следовательно, V40 диска в первом случае, точно также как 1/5о во втором, соответствуют длине в 100 метров (рис. 26). ^Ka^iKvXdq - кривизна, jisxpov - мера. Сегодня приборы аналогичного назначения и разного устройства принято называть курвиметрами. Прим. ред. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 67
Рис. 26. Кампилометр Гоме. Зубчатый диск движется на микрометрическом винте, ход* которого равен 1,5 мм и находится против линейки длиной 1,5 см, разделенной на части, равные по величине ходу винта и представляющие длины: 1) 5, 10, 15, 20...50 см (вне масштаба) 2) 5, 10, 15, 20...50 км для масштаба 1:100 000 3) 4, 8, 12, 16...40 км для масштаба в 1:80 000 * Ход - расстояние между витками спирали, т.е. то расстояние, на которое винт перемещается за один оборот. Прим. ред. 68 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Микрометрический винт укреплен в оправе, снабженной острием, которое служит указателем. При употреблении кампилометра, приводят нулевое деление диска в совпадение с нулевым делением линейки: затем ставят прибор на карту так, чтобы остроконечный штифт, служащий указателем, был перпендикулярен к поверхности бумаги, где нанесена рассматриваемая карта и, наконец, ведут зубчатым колесом по прямой или кривой линии, длину которой желают определить. По окончании этой операции, замечают последнее деление линейки, против которого остановился диск, и к числу, указанному этим делением, прибавляют величину, отмеченную на черте диска, совпавшей с последним делением линейки. Таким образом метрическая длина линии будет равняться числу верхних делений линейки, выраженному в сантиметрах и увеличенному на число делений зубчатого диска в миллиметрах. Пример: Предположим, что 35-е деление той стороны зубчатого диска, окружность которой разделена на 50 частей, остановилось против 20-го деления линейки. Полученная длина линии будет равна 20 см + 35 мм = 235 мм. Если эта линия измерялась на карте, начерченной при масштабе в 1:100 000, то верхние деления будут представлять километры, а нижние - дополнительные сотни метров. Следова- ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 69
тельно, расстояние, измеренное прибором, составляет 23,5 км. Для карт, начерченных в масштабе 1:80 000, употребляют нижнее деление линейки. Пример: 12-е деление линейки совпадает с 7-м делением диска, разделенного на 40 частей; измеренное расстояние будет равно 12 700 метрам (12,7 км). Кампилометр, предназначенный для карт в масштабе 1:80 000 и 1:100 000, может быть при помощи весьма легких вычислений применен и к таким географическим проекциям, масштаб которых в несколько раз больше или меньше предыдущих. Кроме того, он может служить для всех карт или планов, числовая величина масштаба которых известна. В этом случае достаточно помножить длину линии, выраженную в миллиметрах, на знаменатель дроби, представляющей данный масштаб, уменьшив ее в 1000 раз. Так, например, на английских картах, при масштабе 1:63 360, линия в 155 миллиметров будет соответствовать натуральной длине в 63,360 х 155 или 9820,80 м. Из всего сказанного видно, что при употреблении кампилометра не требуется иметь на карте графический масштаб, а достаточно только одного числового. В том случае, когда будет дан только один графический масштаб, кампилометр дает также возможность узнать 70 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
длину отмеченных на карте расстояний и употребляется при этом следующим образом: после того, как зубчатый диск кампилометра пройдет измеряемое пространство на карте, его прикладывают, в том же положении, какое он имеет, к нулевому делению графического масштаба и двигают в обратную сторону до тех пор, пока нулевое деление зубчатого диска не совпадет с нулевым делением линейки. Место, где остановится диск на графическом масштабе, укажет длину расстояния, измеряемого на карте. Если масштаб окажется меньше измеряемой длины, то переносят инструмент снова к нулю и поступают таким образом столько раз, сколько это окажется необходимым. Кампилометр может также служить и для того, чтобы отмечать на карте длины натуральных расстояний. Таким образом, если требуется отметить на карте, масштаб которой равен 1:20 000, длину в 1200 метров, то можно установить диск кампилометра так, чтобы его положение показывало расстояние вчетверо больше указанного, т. е. 4800 метров (при масштабе в 1:80 000). Сделав это, нужно вести диск в данном направлении до тех пор, пока нулевое деление диска не совпадет с нулевым делением линейки. Предел этого движения отметит конец требуемого расстояния. Только что перечисленные здесь разнообразные способы применения кампилометра позволяют нам отнести этот прибор к разряду ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 71
самых практичных. При необыкновенной простоте своего устройства, он обладает чрезвычайно важным свойством, дающим возможность заменить те сложные и в то же время неточные способы измерения расстояний, который практиковались до сих пор и представляли собою одно из существенных затруднений при рассматривании карт. Использование кампилометра офицерами генерального штаба для необходимых измерений во время военных походов сохранит им драгоценное время. Кроме того, для него не нужен компас и графический масштаб. Им можно пользоваться при измерении всевозможных кривых линий без всякой помощи вычисления, иногда довольно сложного. Этот прибор можно с успехом употреблять даже на ходу или сидя верхом на лошади и поддерживая карту на ладони - преимущество весьма ценное для офицеров кавалерии. I НЕБЕСНЫЙ ИНДИКАТОР Вот сколько перед глазами читателя промелькнуло аппаратов, имеющих целью облегчение кабинетных работ ученого, но они перечислены нами не все. Мы сейчас сделаем обзор нескольких механизмов в другом роде, которые, служа умственным развлечением, в то же время относятся к приборам для научных изысканий. II НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Начнем с инструментов для наблюдения за небесными телами. Многие охотно посвящали бы свой досуг астрономическим наблюдениям, если бы не встречались на первом же шагу с рядом трудностей, если бы препятствия не охлаждали горячего желания наблюдателей, особенно когда им приходится тщетно отыскивать на небесном своде то или другое из созвездий. Прибор, изобретенный Мопереном и представленный на рисунке (рис. 27), облегчает в значительной степени первые шаги любителей астрономии. Он позволяет легко и быстро определить название звезды или созвездия, которое фиксируется с помощью находящейся наверху его рейки Т. Последняя возвышается на стержне S и может двигаться в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости она вращается вместе со стержнем S и при этом увлекает с собою алидаду I, прикрепленную к основанию стержня S. Обе ветви алидады остаются всегда параллельными к плоскости рейки Т, при всяком положении их на карте и при каком угодно угле наклонения рейки, концы которой, скажем кстати, ограничены с одной стороны выемкой С, а с другой - маленьким круглым отверстием О. После того как прибор установлен, направляют рейку к наблюдаемой звезде, название которой желают определить и приводят ее в такое положение, чтобы светило было видимо в средине выемки С, если его наблюдать через ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 73
J ?0№ЕГ?ПгС" /TSA/t/S Рис. 27. Небесный индикатор Моперена. 74 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
отверстие рейки О. Затем, опускают глаз на лежащую внизу карту звездного неба, где и видят сразу, в пространстве заключающемся между двумя ветвями лежащей на карте индикатора - алидады I, как изображение наблюдаемой звезды, так и ее название. Можно поступать также и наоборот, т. е. с помощью рейки Т находить на небесном своде звезды, уже выбранные предварительно на карте между ветвями индикатора-алидады. Карта изображает собою звездное небо в том виде, как оно представляется наблюдателю. Это новое расположение, обратное обыкновенно встречающемуся на небесных картах, чрезвычайно выгодно тем, что дает возможность смотреть на карту, не перевертывая ее и не держа над головой. Для установки прибора необходимо предварительно знать место, где находится полярная звезда на небесном своде. Весьма легко отыскать ее по созвездию Большой Медведицы, лежащему в северной части небесного свода. Это созвездие характеризуется семью главными его звездами, из которых первые четыре а, (3, у> 5, образуют трапецию, а три остальные г, ?, г|, - линию изогнутую к полюсу (рис. 28). Если линию рос продолжить в сторону а на расстояние приблизительно в пять раз больше ее длины, то при всяком положении созвездия на небесном своде она пройдет через блестящую звезду, которая носит название Поляр- ДОИ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 75
Рис. 28. Расположение Полярной звезды. ной. Это третья звезда х в хвосте созвездия, похожего на предыдущее, но по-другому расположенного. Оно называется созвездием Малой Медведицы. Прибор устанавливают во дворе, в саду или на террасе таким образом, чтобы его ножка Н находилась в вертикальном положении. Ослабляют винт V подушки В, для того чтобы сделать подвижной верхнюю часть прибора. В тоже время ослабляют и винт К, наклоняя столик в ту сторону звездной карты, где означена полночь. Наконец, обратившись лицом к Полярной звезде, приступают к установке карты. Прежде всего берут в руки пуговку G, поворачивая горизонтально карту, и ставят перед собой ту часть ее, где значится полночь. Затем устанавливают индикатор-алидаду так, 76 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
чтобы он находился в одной и той же плоскости с меридиональной линией, изображенной на карте, и поворачивают ее до тех пор, пока средина выемки С не совпадет с полярной звездой при визировании этой последней через отверстие О. Тогда прибор будет установлен в плоскости меридиана, после чего винт В тотчас завинчивается. Наконец, поднимают верхнюю часть карты, приводя ее таким образом в положение, соответствующее широте места наблюдения, и завинчивают винт К, который, кстати сказать, не виден на рисунке (он находится под доской стола). Этим и оканчивается установка аппарата. Все это делается меньше, чем за 1 минуту. Верхний прикрепленный неподвижно к прибору диск снабжен эллиптическим отверстием, открывающим вид звездного неба в данное мгновение. На окружности его находятся деления, соответствующий часам с подразделениями их на промежутки в 5 минут. Линия между отметками полдень и полночь (отчасти пунктирная) показывает меридиан. Прибор устанавливается, как уже было сказано выше. Диск, находящийся внизу, представляет собою карту звездного неба: на окружности его обозначены дни каждого месяца. Он может двигаться вокруг стержня S, изображающего ось мира, на которой вращается небесный свод. Если приходится наблюдать звезды, то ставят отмеченное на окружности круга число ДОИ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 77
месяца против того часа, в который производится наблюдение и затем употребляют прибор, как было объяснено выше, т. е. визируют звезды с помощью рейки Т. При этом через каждые пять минут поворачивают карту на одно деление, соответствующее промежутку времени в 5 минут. По окончании сеанса, можно снять прибор; но если желают избежать новой его установки, то достаточно сделать знаки на полу, указывающие положение треноги Р в то время, когда он был установлен, а также не отвинчивать подушки В. Эта предосторожность может оказаться полезной на случай, когда придется производить наблюдения на небе, отчасти покрытом облаками, скрывающими созвездия Большой и Малой Медведицы. Таким образом первая установка может долго служить. Небольшой, герметически закрытый фонарь L освещает наклонную поверхность карты, не беспокоя глаза наблюдателя. Он также может быть поставлен в L/. Наклонение прибора изменяется вместе с географической широтою места, где производится наблюдение. С этой целью, внизу индикатора, помещен полукруг С, который позволяет производить более или менее точную установку прибора. Географическая широта Петербурга равняется 59°57'. С помощью этого прибора всегда можно узнать вид звездного неба в какой угодно день месяца и в данный час, - стоит только привес- 78 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ти карту в положение, соответствующее предположенному дню и часу. Подобным же образом нетрудно определить моменты восхождения и захождения звезд, а также найти те из них, которые никогда не заходят, и узнать время их верхней и нижней кульминации. Если звезда не отмечена на карте индикатором- алидадой I, то можно смело заключить, что наблюдаемое светило на небесном своде принадлежит к разряду планет. Этот прибор одинаково удобен как для наблюдателей, обладающих некоторым научным образованием, так и для простых любителей науки, незнакомых еще с астрономией. Чрезвычайно простое устройство индикатора позволяет пользоваться этим прибором без всякой предварительной подготовки и дает возможность читать на звездном небе, как на страницах книги. I АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ Было много попыток представить с помощью космографического прибора положение Земли в пространстве, наклонение ее оси, ее суточное вращательное и даже годовое поступательное движение вокруг солнца, а также зависящие от него последовательные перемены времен года. Но все старания представить одновременно эти движения нашей планеты приводили до ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 79
сих пор только к устройству приборов, для которых могло найтись место лишь в музеях и аудиториях, а никак не в обыкновенной комнате на столе или на камине. Кроме того, эти довольно дорогие машины, имеющие своим назначением служить для демонстрации, действуют непостоянно и требуют, чтобы их кто- нибудь приводил в движение. Для всякого, кто интересуется астрономией или просто космографией, равно как для всякого, кто любит отдавать себе отчет в явлениях, происходящих перед его глазами, и считает полезным знать, в каком положении наша Земля находится в пространстве, как она движется, каким образом ее движения обусловливают последовательную смену лет, времен года и дней, для всякого, интересующегося астрономической жизнью нашей планеты, чрезвычайно приятно иметь прибор, воспроизводящий совокупность этих перемен на глобусе, приводимом в движение посредством часового завода и заменяющем обыкновенные настенные часы, декоративные украшения которых успели уже достаточно надоесть. Точь-в-точь такая работа недавно окончена с успехом одним тружеником, который посвятил ей всю свою жизнь, вложил в нее все свое состояние и угас, как нищий, в уединенной мансарде, накануне того дня, когда он за свой настойчивый труд должен был, наконец, получить награду, приобретенную им ценою всей его жизни и самоотвержения. 80 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 29. Космографические часы Муре. Муре сообщил своему глобусу (рис. 29) астрономическую жизнь земного шара, заставил его при помощи часового механизма совершать одновременно вращательное и поступательное движение с каждой секундой и при каждом размахе маятника. Этот глобус в двадцать четыре часа обращается вокруг своей оси, так что перед зрителем незаметно проходят все части света, постепенно занимая место против Солнца, как это происходит на самом деле. С помощью таких часов вы легко можете наблюдать, насколько переместились в мировом пространстве обитатели Земли в ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 81
продолжение определенного промежутка времени. Вы подошли к часам. Перед вами как раз главный меридиан, - во всех странах, лежащих на нем, теперь полдень; влево, у того круга, который ограничивает освещенную сферу от неосвещенной, восходит Солнце и начинается день; наоборот, вправо Солнце заходит и день оканчивается... Видите, необозримые пространства Тихого океана? Они ярко освещены Солнцем, между тем как почти все континенты находятся во мраке и погружены в сон... А китайцы во главе народов Азии и Европы открывают свое шествие в озаренной лучами полусфере, подобно тому, как некогда они же первые начали исторический путь. Не имея возможности при конструировании часов заставить Землю изменять свое место изо дня в день так, как это происходит в действительности, изобретатель чрезвычайно остроумно воспроизвел изменение угла наклона земной оси к направлению солнечных лучей, который является результатом движения Земли по ее орбите, заставив ось глобуса описывать в пространстве двойной конус. Таким образом в моменты равноденствий оба полюса этой сферы находятся в плоскости, перпендикулярной к падающим на нее солнечным лучам, тогда день будет равен ночи; во время зимнего солнцестояния Северный полюс или верхний уклоняется от нее на дугу 23°28\ и на нашей полусфере наступит зима, день сократится до восьми, а ночь увеличится до шестнадцати часов; спустя 8Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
шесть месяцев, тот же самый полюс отклонится в сторону солнца и на ту же дугу, тогда как Южный полюс погрузится во мрак, у нас тогда начнется лето - период долгих дней и коротких ночей, в южном же полушарии будет зима. На вертикальном циферблате прибор показывает местное время, но может также служить и для определения, когда угодно, днем или ночью, времени других стран. Горизонтальный круг отмечает числа месяца и передвигается ежедневно в соответствии с поступательным движением Земли вокруг солнца. Чтобы применить этот прибор, наблюдатель, обратившийся к нему лицом, должен вообразить, что сзади его находится Солнце, точно так, как сказал несчастный Муре: «Я представляю себе, что наблюдатель сидит верхом на радиусе, соединяющем Солнце с Землей». Прибавим, что все эти движения совершаются сами собой и часы заводятся обыкновенным способом. Но еще более важно то, что Муре сообщил своему прибору независимость движений и тем сделал его удобным для демонстраций: при помощи двух небольших рукояток, его можно привести во вращательное движение вокруг оси, можно заставить двигаться поступательно и, наконец, опускать и поднимать его полюс, нисколько не нарушая правильности движений часового механизма. Так что после этого придется только снова установить глобус на своем месте, соответственно числу месяца и данному часу (рис. 29). ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 83
ГЛОБУС-ТЕЛЛУРИИ Земной глобус, без помощи всякого механизма и при одном лишь условии, чтобы его ось была параллельна земной оси, может дать чрезвычайно ясное понятие о распределении на поверхности Земли солнечного света и тени. Для этого стоит только выставить его на солнце в ясный день. На рис. 30 изображен глобус на подставке. Ось его лежит в вертикальной плоскости и образует с поверхностью горизонта или с доской АВ, если она горизонтальна, угол, равный широте места (для Петербурга около 59°57'). Чтобы поставить ось глобуса в положение, параллельное земной оси, приводят линию NS, в совпадение с плоскостью меридиана места (с помощью компаса)*. Солнечные лучи освещают всегда половину сферы, независимо от ее размеров: все равно, будет ли она в виде громадной планеты или небольшого шарика. Сравнивая распределение света и тени на двух сферах, оси которых параллельны, замечают, что линии раздела между освещенным и темным пространствами пересекают экватор и прочие проведенные на них круги одинаковым образом. Отсюда следует, что полученное днем * Северный конец магнитной стрелки в Петербурге отклоняется на 6° к западу. Ось глобуса должна быть сделана из латуни, так как железо может изменить показание магнитной стрелки. Прим, автора. 84 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
распределение света на глобусе будет то же самое, что и на нашей планете. Глобус может воспроизводить распределение света и тени в определенный момент времени суток для любого места на Земле, но место наблюдений для этого должно находиться в плоскости астрономического меридиана (рис. 30). При таких условиях темная и освещенная полусферы глобуса вполне соответст- Рис. 30. Глобус-теллурий, выставленный на солнце. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 85
вуют таким же точно полусферам на земном шаре и в то время как на последней из них наступит в действительности день, противоположная погрузится в сон. Наблюдая установленный таким образом глобус в продолжение нескольких минут, легко заметить, что линия, отделяющая свет от тени, не остается на одном месте. Пространства, лежащие по правую сторону (если наблюдатель обращен лицом к солнцу), выходят из тени, а находящийся на левой стороне входят в нее. В первых, на самом деле, солнце восходит в наблюдаемый момент, во вторых оно заходит. Совершая двойное обращение вместе с Землей, глобус в течение года воспроизведет те же самые перемены в распределении света и тени, которые произойдут в годичный период времени на земной поверхности. Таким образом, днем и в данный момент глобус представляет собою тот же самый вид, какой имела бы Земля, если бы она находилась на расстоянии, позволяющем видеть ее всю. Нечего и говорить, разумеется, что выставленный на солнце глобус вовсе не исключает употребления более сложного прибора, потому что он может служить только днем и при ясном небе. Достоинство этого глобуса- теллурия заключается в том, что он чрезвычайно точно подражает природе: он освещается настоящим Солнцем, и линия, отделяющая на нем свет от тени, отмечена световыми лучами, а не металлическим кругом. 86 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Для усиления контраста между освещенной и неосвещенной частями нужно поместить прибор так, чтобы непосредственно идущие от Солнца лучи не смешивались слишком обильно с отраженным светом от потолка, стен и пола комнаты. С этой целью спускают обыкновенно занавески окон, если их больше одного, хорошо также покрыть подставку черной краской. Если глобус невелик или среднего диаметра, то его можно поставить просто на обыкновенный стол, который бывает всегда приблизительно горизонтален, не прибегая для его установки к помощи уровня. СОЛНЕЧНЫЙ ХРОНОМЕТР Солнечный хронометр, изобретенный Флеше и показанный на прилагаемом рисунке (рис. 31), представляет собой по сути экваториал*, приведенный к своему простейшему виду. Он позволяет чрезвычайно легко определять истинное время и состоит из сегмента сферы АВ, разделенного по окружности на 24 равных часовых промежутка, каждый из которых, в свою очередь, подразделен на меньшие части. Этот сегмент вращается вокруг оси CD, уста- * Экваториал - астрономический инструмент, позволяющий определить положение любого светила на небесной сфере относительно небесного экватора. Прим. ред. ДОИ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 87
навливаемой в направлении оси мира с помощью ее наклонения с помощью колена Е, сообразно широте места. В F, в центре вогнутой пластинки правильной сферической формы, находится отверстие, движущееся вокруг одного из своих диаметров, вследствие чего оно может быть всегда обращено к солнцу. Когда инструмент установлен таким образом, что его ось CD параллельна оси мира, поворачивают диск АВ на столько, чтобы центр изображения Солнца, отброшенного отверстием F, находился на дуге тп; тогда получат истинное время, отмеченное указателем А на ча- Рис. 31. Солнечный хронометр Флеше. Точность 1/4 минуты. 88 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
совом циферблате. Тот же прибор дает возможность получить среднее время, если к дуге тп присоединить еще пунктирную кривую, начерченную, в виде цифры 8, по частным значениям уравнения времени на всякий день года, К. Делонэ, показывая этот интересный прибор на своих лекциях астрономии, говорил о нем следующее: «Установка этого прибора чрезвычайно легка, употребление его очень удобно и дает превосходные результаты; несмотря на свои незначительные размеры, он показывает время с точностью трети и даже четверти минуты. Мы не можем не выразить нашего желания, чтобы употребление его расширилось». ЗАГАДОЧНЫЕ ЧАСЫ Часы, представленные нами на рис. 32 и 33, вполне достойны попасть в инвентарь любителя наук. Они сделаны из прозрачного хрусталя и, несмотря на то, что механизм их незаметен, ходят чрезвычайно верно. Часы, изображенные на рис. 32, изобретены Робертом Худеном и состоят из двух параллельно расположенных хрустальных дисков, заключенных в одной и той же оправе. Первый из них неподвижен и снабжен делениями, составляющими полный циферблат. Второй вращается вокруг ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 89
своего центра, образуя одно целое с минутной стрелкой, причем движением его управляет зубчатое колесо, подобное тому, какое мы встречаем у минутной стрелки в обыкновенных часах. Вращение сообщается кругу системой зубчатых колес, расположенной вдоль его окружности и скрытой от глаз зрителя краями металлической рамки. В свою очередь, эта система приводится в движение с помощью конического зубчатого колеса, установленно- Рис. 32. Часы системы Роберта Худена. 90 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
го на вертикальной оси и вращающегося действием часового механизма, скрытого в пьедестале прибора. Кадо в своих часах (рис. 33 и 34) сохраняет обе хрустальные пластинки, но чтобы сбить с толку исследователя, знакомого с выдумкой Роберта Худена, он придал им прямоугольную форму, исключающую всякую мысль об их вращении. Минутная стрелка теперь уже Рис. 33. Часы из прозрачного хрусталя системы Кадо. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 91
Рис, 34. 1 - часы Кадо спереди; 2 - их профиль; 3 - подробности движения колес, управляющих движением минутной стрелки; 4 - подробности движения подвижного стекла. Части механизма: а - пьедестал часов; Ъ - рамка, опирающаяся на пьедестал, в котором два стекла расположены таким образом, что заднее из них настолько свободно, что может совершать колебания; с - пространство, где происходит движение часового механизма; d - стержень центрального колеса, снабженного косыми зубцами; е - колесо с загнутыми зубцами, направляющими рычаг f и делающее полный оборот в час. не может быть скреплена со второй хрустальной пластинкой, а движется независимо. Последняя же совершает весьма слабые колебания вправо и влево около своего центра, чему вполне благоприятствует внутреннее устройство прямоугольной рамки. Небольшой величины зубчатое зацепление, скрытое в центральной части стрелок, преобразовывает коле- 9Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
бательное движение прозрачной стеклянной пластинки в поступательное круговое, совершаемое минутной стрелкой. Качания этой пластинки производятся посредством деревянного коромысла, находящегося в нижнем крае металлической рамки. После того как ей сообщен первый импульс, она ударяет в небольшую пружину, которая заставляет ее силой своей упругости возвратиться на прежнее место. Для сообщения пластинке первоначального толчка существует вертикальный шатун, упирающийся в конец коромысла, Рис. 35. Загадочные часы Робера. ДОИ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 93
противоположный пружине. Точка опоры находится на оконечности ломаного рычага, приводимого в движение колесом с 30-ю треугольными зубцами. Последнее приводится в движение часовым механизмом и делает один оборот в течение 60 минут, следовательно передвигается в две минуты на один зубец, сообщая такое же вращение минутной стрелке. Что касается секундной стрелки, то она движется с помощью особого, чрезвычайно маленького часового механизма, скрытого в центральной части циферблата. А вот и еще не менее интересные часы, придуманные Генрихом Робером (рис. 35). В самом деле, устройство их настолько изящно, что невольно обращает на себя внимание. Что мы видим в них при первом взгляде? Совершенно прозрачный стеклянный циферблат с двумя стрелками, минутной и часовой, точно так, как в обыкновенных часах, и больнее ничего. Стараясь отыскать управляющий движением стрелок механизм, можно бы было заподозрить тут участие электричества, к тому же на эту мысль наводят и две проволоки, на которых циферблат подвешен. Но такое предположение тотчас же исчезает, как только наблюдатель замечает, что между проволоками и стрелками часов не существует никакой связи. Точно также нет и подставки, где может скрываться система зубчатых колес. Словом, тайна кажется совершенно непроницаемой. 94 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Но удивление возрастет еще больше, когда мы убедимся, что эти свободно вращающиеся стрелки обладают способностью двигаться во всех направлениях, сколько это будет угодно нескромному пальцу, и в конце концов снова возвращаться не на то место, где они находились раньше, а туда, где они должны быть, так что несмотря на всевозможные нарушения покоя, часовые стрелки приходят сами собой на то место, которое указывает им время и, как ни в чем не бывало, продолжают свое правильное и равномерное движение. Механизм здесь скрывается в самих стрелках, каждая из которых представляет собой, если можно так выразиться, весы с неравноплечим коромыслом, в которых часовой механизм устроен только затем, чтобы постепенно изменять их положение равновесия и таким образом заставлять их показывать часы и минуты, как это мы тотчас же объясним. Минутная стрелка представляет собой рычаг, находящийся в положении равновесия. Вдоль окружности цилиндрической коробки, прикрепленной к выступу, находящемуся у точки опоры этой стрелки, перемещается с помощью часового механизма платиновый грузик, совершающий полный оборот вокруг боковой поверхности цилиндра. Благодаря этому приспособлению центр тяжести системы, изменяясь в каждое мгновение, заставляет повертываться минутную стрелку, которая, в свою очередь, с помощью системы колес, пе- ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 95
редвигает часовую стрелку. При таком устройстве, обе стрелки хотя и находятся во взаимной связи, но все-таки сохраняют независимость движений, так что если их перевести, скажем, на полчаса вперед или назад, то они автоматически снова возвратятся на свое место. Нельзя только вращать слишком сильно, потому что в таком случае одна лишь минутная стрелка всегда остановится на своем^ месте, часовая же может указать и на какой- нибудь другой час. Основываясь на том же самом принципе, но при несколько ином расположении механизма, заставляют часовую стрелку совершать, независимо от минутной, подобное же движение, с тою лишь разницей, что грузик, передвигающий ее, делает полный оборот в течение двенадцати часов. Тогда обе стрелки сделаются совершенно независимы одна от другой, так что если вращать их даже в противоположные стороны, то и в таком случае они снова возвратятся к своим надлежащим положениям, как только будут оставлены в покое. Отсюда видно, что устройство загадочных часов насколько остроумно, настолько же и просто. Принцип их далеко не новый: еще раньше Робера пытались приводить часовые стрелки в движение с помощью механизма, который мог бы помещаться внутри их. Но Робер внес в этот принцип чрезвычайно важное усовершенствование, позволившее ему ус- 96 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
троить очень изящные и в то же время безусловно практичные часы. Заводятся подобные часы так же, как и обыкновенные, каждый день, а в случае какой-нибудь поломки они могут быть легко исправлены каждым добросовестным часовщиком. Часы Робера подвешиваются на двух тонких шнурках к стеклу или зеркалу, что еще более усиливает производимый ими замечательный эффект. 1 НОВЫЕ КРУГЛЫЕ СЧЕТЫ Здесь изображен маленький инструмент (рис. 36), который может оказать громадную услугу тем, кому приходится делать быстрые вычисления. Благодаря небольшому размеру (такому же, как и у часов с заводом), он чрезвычайно удобен для инженеров, дорожных смотрителей и т. п., но это не исключает его полезности для различных контор и неоцененных услуг, которые он может доставить статистикам и всякого рода счетчикам. На круглых счетах можно делать: 1) Сложение и вычитание. Но в этом, конечно, еще нет большой выгоды, тем более что при упомянутых двух операциях прибор Буше не представляет заметных преимуществ по сравнению с обыкновенными способами. ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 97
Рис, 36. Новые круглые счеты Буше. 2) Деление и умножение, а следовательно и вычисление пропорций. В этом отношении круглые счеты вполне могут заменить обыкновенные, особенно, если принять во внимание их удобство при переноске, что необходимо для работ на открытом воздухе. 3) Отыскивать логарифмы чисел, а также и находить их степени и корни. 4) На обратной стороне прибора (рис. 37) находится циферблат, позволяющий производить тригонометрические вычисления. 98 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 37. Тот же инструмент с другой стороны. Вычисления делаются чрезвычайно быстро: достаточно трех движений пальца, чтобы получить искомый результат. Таким образом, благодаря этому небольшому инструменту, не превышающему размерами нашего старинного рубля, инженер освобождается от необходимости носить с собою громадные томы логарифмов, а главное - от скуки, сопряженной с элементарным арифметическим счетом. В последнем отношении он особенно удобен для статистиков, почему его и можно рекомендовать всякому, кто имеет дело с обширными математическими выкладками. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 99
Мы не останавливаемся на объяснении устройства маленького инструмента, так как оно могло бы показаться крайне скучным для читателей, не имеющих под руками самого прибора. Устройство его основано на известной математической теореме - логарифм произведения равен сумме логарифмов множителей. Точность результата при вычислениях посредством круглых счетов увеличивается с размерами их окружности. Описываемый здесь прибор дает результаты с точностью до тысячных долей. Изобретатель этого прибора Буше думал сначала устроить круглые счеты большого размера, которые позволяли бы производить вычисления с крупными числами, но они не были бы так удобны для переноски. Однако ему пришла в голову более остроумная мысль. Он увидел, что нет ничего проще, чем распределить числа не по кругу, как на рис. 36, а по спирали, как это сделано в той части прибора, которая служит для тригонометрических вычислений и представлена на рис. 37. Таким образом изобретателю удалось получить при одной и той же поверхности значительно большую длину, а это дало ему возможность иметь дело с довольно крупными числами при весьма скромной величине прибора. Буше уже приступил к осуществлению своей заманчивой идеи; но практика - суровый советник: она одна только решит, чего до- 100 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
стойна эта вторая часть изобретения. Что же касается первой его части, то мы можем сказать, что опыт уже постановил о ней свой приговор и притом вполне для нее благоприятный. ПОДОЛЛЕТР Всякий, кому приходилось предпринимать экскурсии с научной целью или обыкновенные прогулки за город, знает, до какой степени бывает интересно иметь приблизительное понятие о величине пройденного расстояния. За неимением достаточно подробной карты, которая позволяла бы проследить все детали пройденного пути и определить с точностью его длину, есть единственное практическое средство - сосчитать число шагов, необходимое для того, чтобы пройти от одного пункта до другого. Но это - работа чрезвычайно скучная и ведущая к бесчисленным ошибкам, особенно если турист развлекается разнообразием местности или погружен в научные исследования. Поэтому было бы несравненно удобнее носить в кармане своего жилета небольшой прибор, автоматически записывающий каждый шаг, на чем основан большой успех подометра (шагомера), представленного здесь на рис. 38 и 39. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 101
Этот остроумно устроенный маленький прибор похож своими размерами и наружным видом на обыкновенные часы. По одну сторону его цилиндрического футляра находится циферблат с делениями, отмечающими число сделанных шагов. Противоположная сторона закрыта или металлической крышкой, или стеклянной, которая позволяет видеть механизм прибора. Устройство прибора крайне просто. Он состоит из массивного противовеса В (рис. 39), прикрепленного к концу рычага, который может двигаться вокруг оси А. Винт V служит для регулирования амплитуды колеба- Рис. 38. Подометр (шагомер). 102 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ний этого рычага, а небольшая, весьма чувствительная пружина уравновешивает противовес В и поддерживает его вверху. Движение стрелки прибора отмечает каждое колебание рычага. После этого понятно, что если мы сообщим прибору движение снизу вверх, то, вследствие инерции, которую не в состоянии будет преодолеть упругость слабой пружины, противовес В не примет участия в общем движении прибора и ударится о конец винта V. При обратном движении шагомера, т. е. когда он будет возвращаться к своему первоначальному положению, противовес снова достигнет высшей точки своего пути и т. д. Так что во время Рис. 39. Подометр. Детали механизма. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 103
ходьбы каждый шаг вызовет подобного рода движение провивовеса, которое и будет отмечаться счетным прибором. Не следует думать однако, что этот способ измерения расстояний может дать только грубые указания. Напротив, в руках старательного наблюдателя он может быть весьма точным. Если сделать несколько предварительных опытов между двумя пунктами, расстояние между которыми известно, то можно определить постоянный коэффициент, дающий возможность посредством умножения его на число сделанных шагов получить довольно точно длину пройденного пути в метрах или других единицах. При этом, конечно, следует всегда принимать в расчет удобство дороги и ее наклон. ВОДЯНОЙ БАРОМЕТР Опишем еще один замечательный прибор - водяной барометр, который дает возможность определять издали перемены атмосферного давления. Устройство подобного прибора чрезвычайно просто. Ртуть, как известно, в 13,5 раз плотнее воды. Следовательно, если при данном атмосферном давлении, столб ртути в барометре равен 75 см, то водяная колонна в такого же рода приборе должна доходить до 10,125 м. 104 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 40. Устройство водяного барометра. Для изготовления водяного барометра поэтому необходима трубка в 10-11 м длиной. Для этого обычно брали свинцовую трубку и прикрепляли ее к наружной стене здания, как ДОН ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 105
показано на рис. 40. К верхнему концу трубки прилажена снабженная краном воронка. Место соединения трубки и воронки имеет отверстия и погружено в чашу с водой. Нижний конец трубки заткнут и соединен с помощью второго крана со стеклянным, закрытым сверху цилиндром приблизительно в 110-125 см длиной. Длина стеклянного цилиндра такова, что барометрический уровень находится на его середине при среднем давлении. Когда трубка и чаша, окружающая спайку, наполняются водой, верхний кран на воронке закрывают, а нижний открывают. Тогда в верхней части стеклянного цилиндра образуется пространство со сжатым воздухом, и прибор действует наподобие манометра. Водяной барометр несравненно чувствительнее ртутного: всякий раз, когда уровень находящейся в нем воды переместится в пределах 13,5 мм, уровень ртутного барометра покажет колебание только в 1 мм. Если требуется, чтобы показания водяного барометра могли быть наблюдаемы издали, то следует его наполнить жидкостью, окрашенной в красный или синий цвет. В некоторых местах такие барометры уже получили право гражданства. Этот прибор может быть весьма полезен, и потому желательно было бы его распространение. В холодных странах, где вода замерзает от зимних морозов, ее можно с успехом заменить глицерином. 106 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ШНУРКОВЫЙ ТЕЛЕФОН Нельзя расстаться с домом любителя наук, не познакомив читателя со столь распространенным в настоящее время телефоном и наделавшим столько шума несколько лет тому назад фонографом. Первый из этих приборов служит для передачи всякого рода звуков, не исключая разговорной речи; второй же - для их воспроизведения. Первоначально телефон явился в виде детской игрушки. Это так называемый шнурко- вый телефон. Устройство шнуркового телефона до крайности просто. Он состоит из двух металлических или картонных трубок, один конец которых снабжен туго натянутым пергаментным дном, причем к центру последнего прикрепляется узлом шнурок, служащий для их обоюдного соединения. Когда шнурок натянут, как показано на рис. 41, то все звуки, произносимые перед отверстием одной трубки, воспроизводятся совершенно отчетливо в другой, так что, поднося ее близко к уху, можно легко расслышать не только слова, сказанные обыкновенным голосом, но даже шепотом. В этом случае вибрации одной перепонки, вызываемые голосом, передаются механически другой через шнурок. При посредстве шнуркового телефона, можно вести разговор на расстоянии до 200 с лишком шагов в зависимости от толщины и ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 107
Рис. 41. Шнурковый телефон. материала, из которого изготовлен шнурок, которые оказывают заметное влияние на чувствительность прибора. По свидетельству продавцов шелковые шнурки дают наилучшие результаты, напротив, пеньковые действуют всего хуже. Обыкновенно же эти телефоны бывали снабжены хлопчатобумажными плетеными шнурками, как наиболее дешевыми и сподручными. I ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕЛЕФОН Совершенно иное - в высшей степени серьезное и практическое - значение имеет элект- 108 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 42. Телефон Белля. Рис. 43. Продольный разрез телефона Белля. рическии телефон, это гениальнейшее изобретение XIX века, честь которого принадлежит американскому ученому Грагаму Беллю, взявшему на него патент в 1876 году. Рис. 42 представляет телефон Белля в половину его натуральной величины, а рис. 43 разрез этого прибора. Он состоит из деревянной трубки М с шарообразным утолщением на одном конце и раструбом В на другом. В передней камере трубки находится катушка &, состоящая из железного стержня, вокруг ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 109
которого обмотана в несколько слоев медная проволока, покрытая шелком. Концы ее соединяются с двумя другими, также медными, но более толстыми проволоками т и /г, покрытыми, кроме шелка, еще гуттаперчей и выходящими наружу в форме скрученного шнура Р. Позади раструба, в весьма близком расстоянии от катушки, укреплена чрезвычайно тонкая и гибкая пластинка о из мягкого железа. Расстояние между катушкой и пластинкой однако должно быть таково, чтобы пластинка при своих вибрациях не касалась стержня. Наконец, по другую сторону катушки расположен цилиндрический магнитный стержень А, прикрепленный посредством винта к части Е, которая сама удерживается в трубке с помощью расположенной сзади ее пластинки. Этот стержень намагничивает железный сердечник катушки. Только что описанный нами аппарат служит как передатчиком, так и приемником, так что на обеих станциях имеются совершенно одинаковые приборы, только в первом случае раструб приставляется к губам, а во втором - к уху. Катушки обоих приборов соединены между собой двойным проводом Р. Если говорить громко в самое отверстие раструба, то воздушные волны, передаваясь железной пластинке, заставляют ее вибрировать в унисон со звуками. При этих колебаниях пластинка более или менее приближается к сердечнику, изменяя магнитное поле и вы- 110 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
зывая индукционные токи в катушке и во всей цепи. Эти токи, зависящие от амплитуды звуковых колебаний, проходят через катушку приемника и видоизменяют ее магнитное поле, вызывая в свою очередь колебания железной пластинки приемника, которая начинает вибрировать в унисон с пластинкой передатчика. Колебания пластинки сообщаются воздуху, и приставляя ухо к раструбу приемника, собеседник слышит звуки, посылаемые в раструб передатчика. 1 ТЕЛЕФОННЫЕ СТАНЦИИ По расстоянию, на которое может быть передан голос, такой телефон мало чем уступал электромагнитному телеграфу. Телефон сразу вошел в широкое употребление. Во всех европейских столицах им начали пользоваться торговые дома, фабрики, заводы, редакции газет и наконец просто частные лица. В 1883 году в Петербурге были уже открыты две центральных телефонных станции. Дадим здесь краткое описание процедуры телефонного соединения, которая существовала в то время. На станции, к которой, как к центру, примыкают все телефонные провода, установлены коммутационные столы, т. е. станки, на которых совершалось соединение и разъеди- ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 111
нение переговаривающихся по телефону лиц. Коммутационные столы снабжены вертикальными и горизонтальными пластинками. Вертикальные пластинки служат как бы продолжением линии в пределах станции, а горизонтальные имеют своим назначением соединение абонентов между собой. И те, и другие пластинки легко могут быть соединены между собою металлическими втулками, вставляемыми в назначенные для того отверстия. Коммутатор снабжен указателем номеров абонентов. Сначала нужно было совершить сигнальный звонок, при котором выскакивал номер лица, желающего вступить в переговоры, так что дежурный при коммутационном столе имеет возможность знать, кто требует сообщения. После подачи вышеприведенного звонка, абонент немедля приставляет телефон плотно к уху, а дежурный на телефонной станции сообщается с абонентом, спрашивает, с кем он желает переговорить, и по получении ответа соединяет лицо вызывающее с лицом приглашаемым посредством втулки, вставляемой в место, назначенное для соединения проводов обоих абонентов. Когда это сделано, вызывающий абонент подает сигнал вызываемому и переговоры начинаются. Наконец, по окончании переговоров, абонент подает новый сигнал, при котором номер его опять выскакивает и дежурный разобщает собеседников. 112 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
МИКРОФОН Передача звуков посредством телефона, особенно на большом расстоянии, сильно ослабляет их и таким образом уменьшает расстояние, на котором можно его употреблять. Для устранения этого неудобства известный Юз изобрел очень остроумный и весьма простой аппарат, названный им микрофоном и служащий для усиления телефонных звуков. Микрофон Юза, изобретателя печатающего телеграфа, может оказать большую пользу, если его ввести в цепь батарейного телефона, т. е. такого, через проволоки которого проходит ток от батареи из двух или трех элементов Даниеля. Основное начало микрофона Юза состоит в том, что если в гальваническую цепь ввести одновременно телефон и угольный стерженек, котрый может колебаться в точках своего прикосновения с подпорками, то самые слабые вибрации, сообщенные этому стерженьку, получают способность настолько изменять напряжение тока, что он производит в телефоне звуковые действия. Хотя микрофон изобретен весьма недавно, но он имеет множество различных систем и конструкций. Мы опишем наиболее простую и употребительную из них (рис. 44). На горизонтальном планшете укреплен вертикальный, через который пропущены два коксовых уголька п и о, сообщающиеся с двумя ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 113
Рис. 44. Микрофон Юза. металлическими столбиками позади этого последнего. В каждом угольке сделано небольшое углубление для поддержки третьего, более толстого угольного стерженька с с заостренными концами, имеющего в длину около 3 см и настолько свободного, чтобы он мог слегка шататься в верхней впадине. Для предохранения от внешних сотрясений, под горизонтальный планшет подкладывается вата или несколько гуттаперчевых трубок. Наконец, от металлических столбиков, находящихся в соприкосновении с угольками пио, идут две медные проволоки, замыкающие цепь телефонного приемника, в которую введена батарея из нескольких элементов Дание- ля или Лекланше. Опыт показывает, что при описанном нами устройстве прибора самый слабый звук, происходящий на горизонтальном планшете, вызывает колебание в стерженьке с и, изменяя площадь контакта, вместе с тем изменяет сопротив- 114 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ление и соответственно силу тока, причем получается значительное усиление звука. Таким образом тиканье часов, ползание насекомого и тому подобные звуки становятся совершенно явственными на расстоянии нескольких сажень. Слова, сказанные шепотом, можно расслышать через телефон, снабженный микрофоном, на расстоянии от 12 до 15 шагов. Чтобы получить заметное усиление звуков при использовании такого микрофона, необходимо, чтоб они передавались, как это представлено на рис. 44, через непрерывный ряд твердых тел*. Ш ФОНОГРАФ Скажем в заключение несколько слов о фонографе. Прибор этот, изобретенный американцем Эдисоном, записывает звуки и затем воспроизводит их по желанию при помощи отпечат- * Угольный микрофон, усовершенствованный Эдисоном, использовался до 80-х годов прошлого века. Вы наверняка можете его найти в трубке телефона с диском для набора номеров, если у вас такой сохранился. Между двумя металлическими пластинами, одна из которых соединена с мембраной, размещается угольный порошок. При изменении давления на пластину изменяется площадь соприкосновения между частицами порошка и сопротивление. Если пропускать через порошок постоянный ток, то напряжение меняется в зависимости от сопротивления. Прим. ред. ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 115
Рис. 45. Фонограф Эдисона. ков, которые вытесняются на металлическом листе. На рис. 45 представлен его общий вид. Он состоит из латунного цилиндра А, посаженного на оси D, одна половина которой нарезана винтом. По окружности цилиндра идет непрерывный спиральный желобок, имеющий одинаковый с винтом ход. Поэтому, если вращать цилиндр за рукоять М, то при каждом обороте желоб подвигается на длину равную его ходу. На цилиндр плотно накладывается очень тонкий оловянный или медный листок, охватывающий всю его поверхность. Наконец, перед цилиндром расположен раструб В, который представлен отдельно в более крупном масштабе на рис. 46. Вибрирующая пластинка г опирается на гуттаперчевую трубку е, а эта последняя - на упругую пластинку i, оканчивающуюся стальным острием, которое, находясь как раз против желобка, вытесняет на листке следы, соответствующие издаваемым звукам. 116 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 46. Поперечный разрез фонографа. Чтобы привести в действие прибор, говорят громко в самый раструб, приставив губы как можно ближе к пластинке г и вращая в то же время рукоять цилиндра слева направо. Пластинка г вибрирует в унисон с голосом, причем ее вибрации передаются упругой пластинке i и острию, которое, повинуясь колебаниям последней, вытисняет на металлическом листке, смотря по силе звука, более или менее рельефный прерывистый след, напоминающий тонкую гофрировку. Теперь остается только заставить фонограф воспроизвести вновь слова, которые им были, так сказать, записаны. Для этого, при помощи рукоятки п9 поворачивают раструб В около его левой ножки и таким образом отводят его вперед, после чего, вращая рукоять М справа налево, приводят цилиндр к своему первоначальному положению. Раструб устанавливается в начальном положении. Если теперь вращать цилиндр, как прежде, слева направо, то он снова будет ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 117
перемещаться в прежнюю сторону, но на этот раз прибор повторяет громко слова, которые им были «записаны». В первой части опыта вибрирующая пластинка действовала на острие, а это последнее, в свою очередь, на оловянный лист; во второй части происходит обратное действие: острие и пластинка приводится в вибрационное движение выступами и углублениями. Таким образом пластинка г получает ряд совершенно тех же колебаний, которые она испытывала при первом вращении цилиндра, а потому воспроизводит и те же самые звуки. Однако здесь происходит значительная потеря живой силы, и слова, повторяемые прибором, весьма много утрачивают в громкости. В опытах с фонографом очень важно, особенно при пении, сообщать цилиндру равномерную скорость вращения, иначе звук, воспроизводимый прибором, будет или выше, или ниже того, какой издавал экспериментатор. Для того чтобы сколько-нибудь регулировать вращательное движение, к оси цилиндра прибавляется маховик v. Но вполне совершенное регулирование достигается при помощи часового механизма, который управляет вращением вала D. Фонограф в отношении силы и чистоты звуков пока еще оставляет желать весьма многого.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ НАУКА И ДОИАШНЯЯ ЖИЗНЬ
Физика, механика, химия и большая часть прикладных наук могут оказать нам громадные услуги во всевозможных случаях обыденной жизни, если только уметь правильно пользоваться окружающими нас предметами, основываясь на известных нам законах природы. Случайный пример оправдает наши слова. ДВОЙНЫЕ РАМЫ Зимой без двойных окон мы бы не смогли согреть наши жилища - сколько бы мы ни жгли дров или каменного угля, нам все-таки пришлось бы дрожать от холода. Почему же двойные рамы, употребляемые у нас повсюду (кроме Кавказа, где вследствие этого зима кажется суровее, чем на севере), так хорошо сохраняют теплоту в наших домах? Не оттого ли, в самом деле, что мы вставили две рамы вместо одной? Такое объяснение недостаточно, потому что если они и предохраняют нас от наружного холода, то не сами по себе, а благодаря заклю- 120 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
чающейся между ними прослойке воздуха. В самом деле, воздух, как это ни странно с первого взгляда, чрезвычайно плохо проводит тепло и вследствие этого представляет собой самый лучший и в высшей степени простой из всех встречающихся теплоизоля- торов. Будучи заключен между двумя оконными рамами, он превосходно сохраняет комнатную теплоту зимой и препятствует наружной теплоте проникать в жилища летом, так что его в данном случае можно вполне сравнить с шерстяным бурнусом арабов или плащом жителей Испании, одинаково хорошо предохраняющими своих владельцев как от жары, так и от холода. Двойные рамы могут быть полезны еще и в другом отношении. Пространство, заключенное между ними, если окно обращено к солнцу и нагревается его лучами, может служить маленькой оранжереей: бывают случаи, что в нем выращивают кактусы и даже виноград, такое применение двойных рам мне удалось видеть в Сен-Мало. Устройство двойных рам настолько просто и до того общеизвестно, что мы считаем лишним воспроизводить его на рисунке. Существует множество приборов, которыми можно пользоваться с выгодой в обыденной жизни. Здесь мы укажем только на несколько примеров в этом роде. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 121
I ШВЕЙНАЯ МАШИНА, ПРИВОДИ/ПАЯ В ДВИЖЕНИЕ СОБАКОЙ Во все времена животных употребляли для езды в экипажах, для перевозки тяжестей и т. п.; только этими живыми двигателями пользовались чрезвычайно несовершенно и при крайне невыгодных условиях. Весьма известный способ нашей деревенской упряжки хотя и улучшен за последнее время, однако все-таки не дает возможности получить более или менее полного количества полезной механической работы. Не говоря уже о неизбежном трении, этом вечном спутнике всякого рода движений, в существующих способах перевозки можно указать и еще на один существенной недостаток. В них пользуются только одной мускульной силой животного и почти совсем не утилизируется его вес. К более экономному распределению работы животных прибегают, когда, например, вытягивают бадьями из колодца воду, заставляя лошадь ходить внутри большего колеса или по его наклонной поверхности, точно так, как во Франции некогда применяли собак для того, чтобы поворачивать вертел. Однако такой способ имеет очевидный недостаток, потому что мускульное напряжение животного, которое должно постоянно подниматься, в действительности очень значительно. На одной из земледельческих выставок нам попалась на глаза новая молотильная ма- 1ZZ НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
шина. Она приводилась в движение лошадью, которая ходила постоянно вперед по двум почти горизонтальным валам. Мы сейчас опишем более удачное применение силы животного. Машина, о которой будет идти речь, изобретена Ришаром в Париже. Ее показывали на выставке научных приложений к промышленности. Принцип этого изобретения состоит в том, что животное применяет здесь всю силу своего действительного веса. Собака помещается в маленьком ящике, который укреплен на оси, служащей опорой для механизма. На рисунке Рис. 47. Швейная машина, приводимая в движение собакой. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 1Z3
Рис. 48. Объяснительный рисунок, представляющий детали работы механизма. он изображен в положении покоя (рис. 47): вес животного, когда оно сохраняет свое равновесие, не оказывает на колесо никакого действия. Но едва лишь клетка придет в положение, указанное пунктирной линией на рис. 48, а это случится всякий раз, когда ее нижняя рама образует с вертикальной линией острый угол, то достаточно будет только одного веса животного, чтобы заставить колесо вращаться по направлению стрелки. Собака скользит вниз по наклонному дну клетки и начинает движение вперед. В сущности, результат действия машины обусловливается, 124 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
следовательно, тем, что тело животного находится на нисходящей наклонной плоскости и действует на машину непосредственно своим весом. В Е (рис. 48) укрепляется платформа под бесконечным ремнем и несколько в сторону от него для того, чтобы вес животного, когда оно в покое, не натягивал ремень. Чашечка, находящаяся над барабаном В, наполняется водой и дает возможность животному утолить жажду во время перерыва работы. Происхождение этого изобретения чрезвычайно интересно. Ришар подрядился изготавливать солдатскую одежду и должен был употребить в дело множество швейных машин. Вскоре он заметил, что они оказывают пагубное влияние на здоровье тех работников, которым приходится приводить их в движение. С другой стороны, сделанный расчет показал, что всякий другой род двигательной силы должен был бы поглотить почти половину небольшой прибыли, ожидаемой от этой работы. Тогда у него явилась идея воспользоваться четвероногим двигателем и употребить в дело умного французского пуделя, которого так легко выдрессировать и так дешево прокормить. Благодаря такой счастливой выдумке, он получил возможность привести в действие четыре больших швейных машины, которые действовали с перерывами, смотря по надобности, и обошелся весьма незначительными расходами. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 1Z5
СПОСОБ БЫСТРО РЫТЬ КОЛОДЦЫ Принцип, на котором основан этот способ, чрезвычайно прост и элементарен. Известно, что в большинстве местностей существуют, на незначительном расстоянии от поверхности земли, водяные резервуары, неопровержимым доказательством чего служат наши обыкновенные колодцы, не отличающиеся особенной глубиной. Предположим, что жидкий слой находится на расстоянии 10 м от поверхности земли. Следовательно, требуется углубить в землю узкую трубку до водяного вместилища и к верхней ее части приделать насос. Вот каким образом роют подобные колодцы. Укрепляют на поверхности земли снабженную тремя деревянными ножками тяжелую платформу и пробуравливают отверстие, в которое вставляется трубка, вбиваемая в землю до верхнего ее конца. Эта трубка обладает очень толстыми стенками, внутренний диаметр ее равен 2,5-3 см, длина от 1,3-1,5 м, нижний конец представляет собой стальной конус, над которым трубка до высоты 45-60 см снабжена частыми отверстиями. Ее сильно вбивают посредством «бабы», повешенной на двух перекинутых через блоки веревках. Тяжелый молот, которым могут управлять лишь два человека, мог бы испортить трубку, если бы бил непосредственно по ее верхней части; поэтому его заставляют ударять по кольцу, 1Z6 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
прикрепленному к трубке посредством болтов и поднимаемому по мере углубления ее в землю. Вся эта операция, требующая не более двух ловких работников, производится чрезвычайно быстро. Как только первая труба почти вся будет забита в землю, привинчивают к верхней ее части вторую и повторяют такое наращивание до тех пор, пока не дойдут до поверхности воды. Достигнув некоторой глубины, спускают на дно трубки небольшой зонд, состоящий из камня, привязанного за конец веревки, и смотря по тому, будет ли он вынут мокрым или сухим, можно будет заключить - дошла трубка до уровня воды, или нет. Когда решетчатый ее конец погрузится в воду, к верхней части колодца прикрепляют насос (рис. 49) и начинают выкачивать воду. В начале жидкость получается мутная, потому что осыпание почвенной земли под влиянием ударов при вколачивании трубки засоряет находящуюся в источнике воду, но через час или два из помпы потечет свежая и прозрачная струя. Если напор воды в источнике достаточен, чтобы заставить брызнуть воду на поверхность земли, то образуется артезианский колодец, и насос будет совсем ненужным. Вообще описанные нами операции производятся без особенного труда, но если трубка встретит на пути непреодолимое препятствие, вроде кремневой жилы, то ее придется вытащить и вбивать в другом месте. Впрочем, вследствие своего незначительного диаметра, НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 127
Рис. 49. Трубчатый колодец в действии. 1Z8 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
в большинстве случаев она отталкивает в сторону попадающиеся ей на пути твердые включения и в девяти из десяти раз достигает желаемой глубины. Работа, требующая не более часа времени, и довольно умеренная стоимость 10-метровой трубы вместе с насосом делает приспособление весьма полезным при научных исследованиях, а также для земледельческих работ. Копать обыкновенный колодец несравненно труднее и дольше, в этом случае приходится рыть и выбрасывать землю на поверхность, прокладывать стенки образовавшегося отверстия камнем или деревянными венцами, и если не докопаются до воды, то терять непроизводительно труд, расходы и время. Благодаря же новому изобретению, можно без больших затрат повсеместно искать воду и зондировать почву. Не найдя водяного слоя в одном месте, следует только вынуть трубу и перенести в другое место. Говорят, что идея трубчатых колодцев возникла впервые во время Гражданской войны в Северной Америке: солдаты северной армии извлекали воду из безводной почвы посредством направляемых в землю пушечных выстрелов. Нортон впоследствии только усовершенствовал это изобретение и сделал его более практичным. Спустя довольно долгое время после этого Донне из Лиона вознамерился изменить и улучшить колодец Нортона, употребляя трубки более значительного диаметра, и смасте- НДУКД И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 1Z9
Рис. 50. Вбивание трубок Нортонского колодца. рил тележку, весьма удобную для перевозки их со всеми необходимыми материалами для постройки колодца (рис. 50). Аппарат Донне состоит из четырехколесного фургона, удерживаемого на месте посредством тормоза. Две парных стойки вбиваются вертикально в землю, встречая в то же время твердую точку опоры в фургоне, к которому они прикрепляются с помощью стропильных козел. В верхнем конце каждой стойки поме- 130 научные развлечения: занимательная техника
щены блоки, с перекинутыми через них веревками, поднимающими бабу - получается как бы громадная муфта, через отверстие которой проходит вбиваемая в землю трубка (рис. 50), подобно тому, как это практикуется в способе Нортона. Единственное важное изменение, следовательно, здесь состоит только в фургоне, да и то им можно пользоваться лишь на ровном месте. I ПРИБОР КАРРЕ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЬДА В курсах физики очень часто приводится описание опытов над замораживанием воды, помещенной под колоколом пневматической машины, при которых она после нескольких размахов поршня закипает и вслед за тем превращается в лед. Легко понять, почему так происходит. Вода начинает кипеть, как только уменьшается давление воздуха на ее поверхность, но для перехода из жидкого в газообразное состояние воде требуется тепло, которое она отнимает от окружающих ее тел, охлаждаясь прежде всего сама до точки замерзания. Вот этот-то именно простой опыт и применил на практике Карре в изображенном здесь приборе (рис. 51). Небольшой ручной насос выкачивает воздух из графина, соединенного (с помощью гут- НДУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 131
таперчевого кольца, образующего род пробки) с металлической трубкой. Последняя, в свою очередь, сообщается с насосом. Вода в графине тотчас же приходит в кипение, причем освобождающиеся пары устремляются в промежуточный резервуар, наполненный серной кислотой, которая поглощает их почти мгновенно. Спустя некоторое время в массе жидкости, наполняющей графин, образуются несколько ледяных игл, объем их быстро растет, а число заметно увеличивается, они быстро заполняют весь графин и жидкость превращается в твердую массу. Опыт этот удается чрезвы- Рис. 51. Прибор Карре для искусственного приготовления льда. 13Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
чайно легко: графин, полный воды, замерзает скорее, чем в минуту, так что рука экспериментатора, выкачивающего воздух, не чувствует никакой усталости. Прибор этот может оказаться полезным в деревне и во всех других местностях, где нельзя найти льда в продаже. Единственное представляемое им неудобство состоит в употреблении серной кислоты, которой тратится довольно много на поглощение водяных паров. Но при некоторых предосторожностях этим остроумным аппаратом можно пользоваться с успехом, и он окажет большую услугу во время летней жары. Вопрос дешевой фабрикации льда принадлежал к числу тех, которыми весьма серьезно занимались химики и инженеры, но несмотря на все их усилия он долго не мог быть решен удовлетворительно. Устраиваемые для этой цели приборы, на каком бы принципе они ни основывались или были неудобными, или получение льда было слишком дорого, или последний получался загрязненным. Поэтому практикуемый в больших городах способ сохранять лед в погребах, набиваемых ранней весной, долго был самым лучшим и дешевым*. * Первый холодильник, работающий с помощью компрессора, был создан в середине XIX века Джеймсом Харрисоном в Австралии, куда он иммигрировал с Британских островов в молодости, для экспорта мяса через океан. Бытовые холодильники получили распространение лишь в 30-е годы XX столетия. Прим. ред. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 133
I НОЧНИК, ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ВРЕМЯ Рис. 52 представляет весьма остроумный прибор, позволяющий узнавать время по количеству сгоревшего в лампе масла. Рисунок объясняет сам собой, в чем тут дело: над содержащим масло резервуаром находятся две вертикальных стеклянных трубки. Одна из них, изображенная слева, снабжена делениями, Рис. 52. Лампа, заменяющая часы. 134 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
представляющими собою часы, и наполнена маслом, другая - справа, оканчивается пропитанной маслом светильней. Прибор этот, сконструированный Генрихом Бэном, устроен так, что в час времени потребляется масла столько, сколько содержится его в двух делениях градуированной трубки, освещенной с помощью рефлектора, отбрасывающего свет от пламени лампы. Ночью можно чрезвычайно отчетливо видеть, на какой высоте находится масло в трубке с делениями и таким образом узнать, который час. 1 ЛАМПА-БУДИЛЬНИК Небольшой представленный здесь прибор (рис. 53) состоит из обыкновенного будильника, на котором возвышается керосиновая лампа, снабженная маленькой светильней. Она горит всю ночь и служит ночником. Небольшая стрелка (обозначенная на рисунке пунктиром) ставится на тот час, когда желают встать, и так приноровлена к движению прибора, что в назначенное время освобождает вертикальный стержень, изображенный на правой стороне рисунка. Стержень этот, приводимый в движение пружиной, снабжен в верхней части кремальеркой с винтом, поднимающим светильню, опущенную вниз. Достигнув известной высоты, эта НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 135
светильня загорается от прикосновения к пламени ночника, и тогда яркий свет озаряет комнату, присоединяя свой эффект к резким звукам колокольчика, чтобы окончательно поднять с постели своего некстати заспавшегося владельца. Описанная нами лампа-будильник была весьма распространена в Нью-Йорке. Рис. 53. Лампа-будильник. 136 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ГАЗОЛИНОВАЯ ЛАМПА Изображенная здесь лампа (рис. 54) наполняется газолином и горит без малейшего запаха, не представляя при этом никакой опасности взрыва. В ней можно точно также употреблять керосин и горное масло. Но наибольшая сила света получается только от газолина, ведро которого весит 5 кг. Рис. 54. Разрез газолиновой лампы. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 137
Вот описание этой лампы. Центральная часть ее или горелка снабжена сквозным отверстием АВ, через которое воздух притекает в средину пламени. Две припаянные внутри вертикальные пластинки разделяют воздушный ток на четыре струи. Тщательно отрегулированные отверстия а, Ъ дают доступ наружному воздуху под ламповое стекло. Наружный воздух под ламповым стеклом благодаря конструкции лампы распределяется тремя концентрическими слоями, устремляющимися к пламени с внешней стороны. Такое устройство представляет превосходные условия для того, чтобы получить полное сгорание материала, и следовательно отсутствие запаха, копоти и наибольшую яркость горения. Прибавим, что стекло на эту лампу можно надевать какое угодно, все равно, будет ли оно так называемый модератор, или просто цилиндрическое, или же, наконец, немецкого образца с перехватом. Кроме того, постепенность температуры воздушных токов, более нагретых внутри средней пластинки и менее внутри крайних, предохраняет прибор от взрыва и не позволяет ламповому стеклу лопнуть. Эти два обстоятельства чрезвычайно важны для провинции, где бывает иногда чрезвычайно трудно подобрать подходящее стекло. В такую лампу нельзя наливать жидкости, не отвинтив предварительно ее горелки и не потушив пламени, иначе может произойти 138 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
взрыв. Если к этому прибавить наконец, что горелка в 3 см светит вдвое ярче такой же лампы с модератором и потребляет немного материала, давая пламя постоянной напряженности, то мы скажем все, что характеризует описанную нами лампу. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МЫШЕЛОВКА Это небольшой величины устройство может смастерить каждый. По словам одного наблю- Рис. 55. Экономическая мышеловка. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 139
дателя, заслуживающего полного доверия, оно очень полезно и действует с большим успехом. С виду оно представляет собой проволочный конус, прикрепленный к деревянной доске и открывающийся в своей верхней части круглым отверстием, снабженным вертикальными иглами, которые свободно пропускают мышей внутрь клетки, но не дают им никакой возможности оттуда убежать. Положенная на дно ловушки приманка в виде нескольких кусочков сала привлекает маленьких врагов домашнего хозяйства. Они проникают через верхнее отверстие внутрь железной клетки и наслаждаются деликатесным блюдом, не подозревая, что уже находятся в тюрьме, куда легко попасть, но откуда трудно выйти на свободу (рис. 55). Те из наших читателей, которым надоедают мыши, могут не без пользы попробовать этот способ. УДОБНЫЙ КРАН Рекомендуемый нами здесь превосходный кран обязан своим изобретением одному литейщику из бронзы из Ангулема по имени Гюйонне (рис. 56). Он состоит из стержня, снабженного гуттаперчевой втулкой, обращенной узким концом к отверстию крана, а широким и заостренным концом - к воде в трубе. Втулка эта при враще- 140 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 56. Кран системы Гюйонне. нии рукоятки крана образует внутри последнего кольцеобразное отверстие, рассчитанное таким образом, чтобы выходящая из нее жидкость не принимала пластинчатой формы, не суживалась до степени тонкой нити и не вырывалась неумным потоком, как это встречается в большинстве обыкновенных кранов. Легко видеть преимущества такого устройства: незначительное перемещение втулки дает возможность вытекать большему количеству жидкости, чем из обыкновенного крана с отверстием такой же величины; действие нового крана нисколько не изменится, если в него попадет какая-нибудь небольшая соринка. Наконец, для облегчения починки прибора, надобность в которой, кстати прибавить, приходит очень редко, трубка крана разделена на две части, из которых одна остается постоянно прикрепленной к резервуару, а другая навинчивается на первую. Что же касается втулки, то она надевается на стержень, как петля на пуговицу, и, не превышая стоимостью 5 копеек на наши деньги, может быть в случае своей порчи заменена другой без особенных расходов. НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 141
Сжатие крана под влиянием сильного холода не оказывает действия на плотность закупорки его втулкой благодаря упругости каучука, из которого она сделана. Наконец, при таком расположении частей кран становится менее массивным, не требует особенно тонкой отделки и стоит чрезвьгаайно дешево.
ГЛДВД ЧЕТВЕРТАЯ СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
Всем известны способы передвижения в повозках, телегах, в лодках и т. д. В этой главе показано, что эти столь употребительные в XIX веке средства переезжать из одного места в другое могли быть варьируемы на множество ладов и представляли собой чрезвычайно интересный предмет для развлечения, так как давали повод изощрять изобретательность в различных комбинациях устройства экипажей. Ш НЕОБЫЧНЫЙ ЭКИПАЖ Вот например способ перевозки (рис. 57 и 58), совершенно нам неизвестный. Мы приведем здесь слова анонимного автора заметки об оригинальной тележке, достоинства которой он описывает. «В моей тележке могут поместиться четверо, не считая кучера; она очень прочна, легка на ходу и поворачивается вместе с лошадью, так что возница чувствует себя положительно господином животного; влезать на нее очень удобно; во время езды она не поднимает не- 144 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 57. Новый американский экипаж сбоку. Рис. 58. То же, сзади. СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 145
сносной пыли, если только нет сзади ветра. Устройство ее недорого, сбруя не роскошна, лошадь защищена от солнца, дождя и от мух. Если животное упадет, то положение пассажиров не будет ни в каком случае хуже того, которое пришлось бы испытать, если бы они ехали в обыкновенном экипаже. Наконец, не следует упускать из виду, что для езды в таком экипаже годится всякая лошадь, лишь бы у нее были здоровые ноги, красивый хвост и объемистые легкие. Тележка этой новой системы может быть построена таким образом, что пассажиры располагаются в ней весьма удобно в различных положениях или спина против спины, как показывает рисунок, или друг к другу лицом. Выгода такого устройства состоит в том, что вся тяжесть груза сосредоточивается у хомута и что кучер находится близко к лошади, вследствие чего животное может легче слышать его голос. Если лошадь заупрямится, то она не в состоянии будет ни встать на дыбы, ни лягнуть кого бы то ни было задом». I БЕСКОНЕЧНЫЕ РЕЛЬСЫ Бесконечные рельсы могут быть применены ко всякого рода экипажам и состоят из сочлененных между собой колен, каждое около 0,5 м в длину, перемещяющихся при движении повозки только в одной плоскости, и вследствие 146 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 59. Передняя и задняя части поезда с бесконечными рельсами. этого приобретающих необходимую устойчивость. Бесконечные рельсы огибают совершенно колеса поезда на всем его протяжении, причем правый из них не зависит от левого. По мере движения повозки, рельсы расстилаются перед нею спереди и поднимаются сзади. В первом случае, их направляют передние колеса (рис. 59) своим собственным движением, так что если это последнее уклоняется вправо или влево, то и бесконечный путь следует тому же направлению. В задней части поезда рельсы огибают два других колеса, но так как при поворотах кривизна колеи не одинакова, между тем как общая длина рельсов остается неизменной, то для того чтобы этот коленчатый путь был натянут между колесами повозки равномерно по обеим ее сторонам, он должен на столько укорачиваться по одну ее сторону, на сколько удлиняется по другую. Поэтому задние колеса, поднимающие рельсы, снабжены приспособлением, которое производит между ними СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 147
Рис. 60. Увеселительный поезд с бесконечными рельсами в Тюльерийском саду, в Париже. дифференциальное (разностное) движение: в то время, как одно из них начнет отставать, другое на столько же уходит вперед, благодаря чему коленчатый рельсовый путь остается постоянно натянутым между колесами и поднимается правильно при всяком повороте дороги (тележка поворачивается весьма легко по кривой, радиус которой не менее 55-60 м). Сзади наперед бесконечные рельсы двигаются по особым катушкам, находящимся под полом вагона. Колеса тележки снабжены двойным валиком во избежание схода поезда с рельсов и могут надеваться на оси как угодно, но преимущественно так же, как и у железнодорожных вагонов. 148 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Эта система бесконечного рельсового пути, если смотреть на нее с точки зрения механики, поражает прежде всего своим результатом, а именно: она требует очень небольшого усилия, чтобы привести в движение поезд. Трение, которое образуется при вращении его колес, измерено динамометром и составляет 12 г на 1 кг; этот результат дает возможность смело утверждать, что на одной и той же дороге и при одинаковой силе тяги при употреблении бесконечных рельсов можно перевозить вдвое и даже втрое больше груза, чем это делается обычным способом. Описанный способ перевозки приходится видеть всякий раз при посещении тюльерий- ского сада на модели, правда, небольшой, но во всяком случае достаточной для доказательства его выгоды. В трех колясках, запряженных козами, помещаются до тридцати человек юной публики (рис. 60), часто бывают заняты в них все места, особенно в воскресенье. Возят этот поезд только две козы, работая бессменно от двух до девяти часов пополудни. Каждый, конечно, знает, насколько мала сила этих животных, тем не менее они служат верой и правдой и без особенной усталости, несмотря на то что им приходится иногда везти около 960 кг (считая вес пассажиров и дорожных принадлежностей). Для перевозки этого груза в трех таких же колясках, но с обыкновенными колесами, потребовалось бы двенадцать коз, т. е. по четыре на каждую повозку, СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 149
именно такое число животных и впрягается в те колясочки, на которых катаются дети на Елисейских Полях. Итак, экономия перевозки не подлежит никакому сомнению. Нормальная скорость поезда составляет от 3,5 до 6 км в час, что делает этот способ перевозки удобным только для грузов, а не для пассажиров. Применения его могут быть весьма многочисленны на всех дорогах, для всевозможных транспортов. Вагоны одинаково удобно перевозятся как лошадьми, волами, так и дорожными машинами, и годятся для горнозаводских и фабричных работ, для перевозки товаров на железнодорожных вокзалах, а также могут найти себе место на плантациях колонистов и т. д. Изобретатель бесконечных рельсов, Ад ер, предназначал свою систему только для перевозки в степных местностях, где рельсы хорошо держатся на сыпучем песке и подвижной железнодорожный путь исполняет свое назначение так же хорошо, как и обыкновенный*. * Далее следуют следующие слова автора: «Такое изобретение служит истинным благодеянием для страны, где при громадных пространствах земель и сосновых лесов дерево и смола пропадают вследствие невозможности эксплуатировать их за отсутствием дорог. Легко было бы воспользоваться системой бесконечных рельсов в большей части случаев перевозки, в деревнях и в громадном количестве таких местностей, где нет путей сообщения». Бесконечные рельсы не нашли широкого применения, в то время уже был изобретен гусеничный ход. Прим. ред. 150 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ПАРУСНЫЕ ВАГОНЫ «Сила ветра, действующая на парус, может быть с таким же успехом применена к движению повозок на поверхности земли, с каким она применяется на море к судоходству». Вот что писал Вилькинс во второй части своей Математической Магии, изданной в Лондоне в 1648 году. «Такого рода повозки, прибавляет он, применялись с незапамятных времен на равнинах в Китае, а также в Испании, но преимущественно ими пользовались с большим успехом в Голландии, где скорость их движения была доведена до такой степени, что значительно превосходила быстроту хода корабля, плывущего в открытом море при благоприятном ветре. В несколько часов парусная повозка перевозила от 5 до 10 человек на расстояние 130 до 200 км, и это не требовало особенных усилий от кормчего, который мог направлять экипаж по желанию в ту или другую сторону». Удивление автора и его современников относительно скорости движения было совершенно обоснованным, так как голландские парусные повозки, представленные на рис. 61, двигались со скоростью около 60 км в час, в то время такая скорость не была известна ни при одном из существовавших способов передвижений. «Люди, бежавшие перед этой повозкой, казались движущимися в обратную сторону, - СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 151
Рис. 61. Парусная повозка в Голландии в XVII веке (по оригинальной гравюре того времени). до такой степени быстро перегонял их экипаж, достигавший в миг самых отдаленных объектов на горизонте и оставлявший их позади себя». В самом деле, пока не были известны железные дороги, парусные повозки, очевидно, должны были по своей скорости превосходить все прочие средства передвижения, и, может быть, надо удивляться только тому, что не сделано было никаких попыток к усовершенствованию этого судоходства на твердой земле. Впрочем, с таким упреком нельзя отнестись к Вилькинсу, потому что он приспособил к повозке ветряную мельницу, на которой 15Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
располагал паруса таким образом, что крылья мельницы могли двигаться при всяком направлении ветра. Он также имел намерение приложить действие парусов непосредственно к колесам повозки для того, чтобы перевозить ее вместе с мельницей в какое угодно место, даже против ветра». К этому изобретению снова возвращались несколько лет тому назад в Соединенных Штатах, но все попытки произвести усовершенствование оказались не особенно плодотворны. Не дает ли такое обстоятельство повода думать, что если наши изобретатели через два с половиной столетия не могли сделать ничего лучшего, как прибегнуть снова к идее почтенного Вилькинса, то изобретением парусных повозок исчерпано все относительно способов подобного рода передвижения по земной поверхности? Впрочем существуют еще парусные лодки, скользящие по льду, но это ~ дети тех же парусных повозок, точно также как и родственные им тележки, которые могут быть приводимы в движение громадными бумажными змеями вроде устраиваемых искусными руками наших школьников. Интересно заметить, что железные дороги, вытеснившие собою парусные повозки, заставили и возродиться их снова. В XIX веке парусные повозки употреблялись на рельсовом пути, с помощью которого на них пересекают необозримые луговые равнины западной части Соединенных Штатов со скоростью самого СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 153
Рис. 62. Парусный вагон, употребляемый на Канзасо-Тихоокеанской железной дороге. быстрого курьерского поезда. Прилагаемый здесь рисунок парусного вагона, изобретенного г-ном Бескомом и использовавшегося на Канзасо-Тихоокеанской железной дороге (рис.62), сделан по фотографическому снимку Вуда из Гэйс-Сити в Канзасе (Hays-City). Эта повозка делала обыкновенно около 45 км в час, а при сильном ветре скорость ее движения возрастала до 60 км в час, когда вагон двигался по прямой линии. За четыре часа он пробе- 154 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
гал 126 км несмотря на то, что в некоторых частях пути ветер переставал быть попутным и рельсы делали многочисленные изгибы на всем протяжении дороги. Новая тележка снабжена четырьмя колесами, каждое диаметром в 75 см, длина ее составляет 1,8 м, а вес - 250 кг. Паруса расположены на двух мачтах и достигают от 4,2 до 4,5 м длины при площади в 7,5 квадратных метров. Длина главной мачты равняется 3,3 м, диаметр ее у основания 1,2 м, а у вершины 0,6 м. Можно было бы и не упоминать, что закон, которому подчинено парусное судно, движущееся по льду, применяется и здесь. Замечательно, что когда парусный вагон пробегает 60 км в час, то он приобретает, по словам наблюдателей, такую скорость, которая делает его движение быстрее ветра. То же самое часто замечали и при езде по льду на парусных лодках. С другой стороны, последние движутся хорошо и против ветра, что же касается парусной повозки, то она достигает наибольшей скорости при боковом ветре. Вполне естественно, что сопротивление, оказываемое этому движению широким и высоким кузовом повозки, весом перевозимых пассажиров, а также трением колес об их оси, по всей вероятности, препятствует парусной повозке приобрести скорость движения лодки, катящейся по льду. Веском говорил нам, что его вагон оказывает серьезную услугу на Канзасо-Тихоокеанской железной дороге, где им пользуются для пере- СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 155
возки необходимых принадлежностей при починке насосов, телеграфных линий и т. п. на всем протяжении пути. Постройка такого железнодорожного вагона стоит недорого, также как и его ремонт. Между тем он в значительной степени экономит труд рабочих, перевозящих строительные материалы в тележках и тачках. НОВОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ПЛАВАНИЯ После описания способов передвижения на земной поверхности, займемся средствами передвижения на воде. Представленный здесь рисунок (рис. 63) дает совершенно полное понятие об остроумном механизме, действие которого несколько раз показывали с большим успехом в Мобиле, в Соединенных Штатах. Изобретателем его считается Ричардсон. В сущности, прибор этот состоит только из поплавка, вдоль которого проходит длинная ось, снабженная на своем конце небольшим винтовым колесом, исполняющим роль двигателя. Ось вращается с помощью рукоятки, приводимой в движение руками, и, сверх того, посредством педали, на которую действуют при помощи ног. Пловец, расположившийся на поплавке, может довольно скоро подвигаться вперед, без особенного утомления. Голова 156 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 63. Новое приспособление для плавания. его, возвышаясь над поверхностью воды, находится в положении очень выгодном для свободного дыхания. Ричардсон мог перемещаться в воде с помощью этого прибора со скоростью 6,5 км в час. Мы получили письмо от одного американского инженера, который, описывая нам этот прибор, отзывался о нем с большой похвалой. Сделать его не особенно трудно, поэтому он может быть придется по душе кому- нибудь из любителей плавания у нас. ВОДНЫЙ ВЕЛОСИПЕД Несколько лет тому назад Кроче-Спинелли построил морской велосипед, который не раз показывался на большом Венсенском озере и СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 157
даже на Сене, где обратил на себя внимание публики, но война 1870-71 гг. заставила прекратить эти опыты. Впоследствии их не суждено было повторить самому изобретателю устройства, поплатившемуся жизнью за свою любовь к науке и воздухоплаванию. После этого строитель-механик Жобер воспользовался идеей Кроче-Спинелли и придумал новый морской велосипед, устройство которого чрезвычайно остроумно и дает результаты более удовлетворительные. Велосипед Жобера состоит из двух пустых внутри жестяных поплавков, имеющих форму суживающихся к концу цилиндров, соединенных между собой легкой деревянной платформой, на которой находится сиденье для пловца и механизм, приводящий велосипед в движение. Механизм этот чрезвычайно прост: он состоит из лопатчатого колеса, ось которого снабжена двумя стременами для ног гребца, действующего точно так же, как если бы он катался по земле на обыкновенном велосипеде. Попеременно то поднимая, то опуская ноги он сообщает вращение колесу велосипеда и заставляет его скользить на поверхности воды. Для поворотов в ту или другую сторону позади велосипеда находится руль, двигающийся с помощью двух веревок, прикрепленных к подвижной рукоятке. Гребец, как показывает рис. 64, принимает то же положение, как если бы он был на обыкновенном велосипеде, по- 158 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 64. Новый водный велосипед. ступательное движение производится с помощью ног, а повороты направо или налево - вращением на находящейся над колесом рукоятки, за которую он держится руками. Таким образом он может легко плавать по озеру или реке со скоростью лодки, управляемой одним гребцом. Строитель Жобер уверял нас, что его новый водяной велосипед действует так же хорошо и при сильном волнении: в этом случае, плавательный снаряд пересекал такие волны, которые, казалось, должны бы были препятствовать его движению вперед. На реках снаряд Жобера оказывает большую услугу любителям купанья в холодной воде: выплыв на глубокое место, они могут СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 159
выкупаться, оставив его свободно на воде, а затем так же легко влезть на него, как спустились, и затем продолжать свой путь. Само собой разумеется, что для этого нужно уметь хорошо плавать. ТЮЛЕНЬ-БУРЛАК Мы только что дали описание множества остроумных способов передвижения: мы рассказали о парусных вагонах в Соединенных Штатах, о водяном велосипеде и т. д. Но могут ли себе представить наши читатели, что существует такой курьезный способ плавания по воде, который изображен на рис. 65? Рисунок этот вовсе не результат воображения, он взят из лондонского The Graphic и воспроизводит весьма любопытный факт, который мы видели сами несколько месяцев тому назад. В Лондоне уже давно показывали ученого тюленя, который возил по обширному водяному бассейну меленький челнок, где находился молодой кормчий, управлявший веслом. Тюлень весьма охотно повиновался приказаниям своего господина. Нельзя ли утилизировать этот способ передвижения, впрягая в лодку дрессированных тюленей? А что если природа предъявит свои права и животное примется, по своему обыкновению, нырять в воде? Ответ на эти вопросы на- 160 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 65. Лодка, тащимая тюленем. столько деликатен, что мы не берем на себя смелости высказать свое мнение. Но и помимо всяких соображений, факт любопытен сам по себе. Кстати, для полной характеристики умственных способностей животного, прибавим, что по окончании плаванья, к величайшему восторгу публики, в среде которой находился и сам автор этой книги, его заставляли бренчать на гитаре, положенной у него между передними плавниками. ДВОЙНАЯ ЛОДКА Когда-то пробовали устраивать двойные лодки, состоящие как бы из двух отдельных, соединенных между собою мостом. Касталия представляет собой одну из попыток в таком роде, СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 161
не увенчавшихся впрочем успехом. Но вот недавно, какой-то американский строитель попробовал еще раз спустить на воду двойные лодки, представленные на рис. 66. Такого рода парусные лодки действительно приобрели большой успех на водах озера Кайуга в штате Нью-Йорк. Они состоят из двух скрепленных между собою половин и, по-видимому, совершенно не могут затонуть. Паруса этих лодок повинуются ветру так же легко, как флюгер. Рис. 66. Новая двойная лодка в Соединенных Штатах. 16Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Весит каждая из них приблизительно 615 кг, а осадка в воде составляет 15 см. Благодаря своим двум килям, эта лодка повинуется ветру несравненно легче, нежели всякая другая. Представленная здесь на середине нашего рисунка лодка Proa Ladronia принадлежит г-ну Прентиссу. Хотя при постройке и не имелось в виду придать ей большую ходкость, тем не менее она победила на гонках всех своих конкуренток. К тому же на ней можно плавать, не подвергаясь никакой опасности. § САМЫЙ МАЛЕНЬКИЙ НА СВЕТЕ ПАРОХОД Приложенный здесь рис. 67 представляет маленький пароход Нана, построенный в Форда- ме (Штат Нью-Йорк) Давидсоном. Длина киля этой крошки около 4 м, а ширина около 1 м. Носовая часть, когда лодка нагружена, углубляется в воде на 15, а кормовая на 20 см. Покрытый войлоком паровик с внутренней печкой достигает 51 см в длину и 42 см в диаметре. Диаметр печи равен 25 см. Паровик имеет цилиндрическую форму и содержит двадцать две сквозных трубки, расположенных в два ряда, причем нижние из них образуют решетку. Размах поршня равен 23/4. Питательный насос паровика приводится в действие рукой. Пароход движется с помо- СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 163
щью двух трехкрылых винтов, диаметром в 36 см, одинаково удобных как для отмелей, так и для глубокой воды. Пароход потребляет в день полтора ведра угля и при давлении пара, равном 20,5 кг двигается со скоростью 6,5 км в час. Но если бы сделать в нем кипятильник стальной, способный выдержать давление в 40 кг, то его скорость могла бы достигать 8,5 км в час. Корпус его построен по модели корабля Nautile из досок американского ореха, дуба и кедра, скрепленных между собою медными пластинками и представляет при таких условиях образец прочности и ходкости. Две непроницаемые для воды перегородки защищают пароход от морских волн, в случае, если он погрузится в них или опрокинется. Каучуковая трубка, наполненная паром, быстро вытесняет всякие следы воды внутри его. Рис. 67. Самый маленький в мире пароход. 164 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Составная труба парохода может опускаться при прохождении под низким мостом или при входе в маленькую, покрытую навесом пристань. Во время долгого крейсирования, запас горючего материала, дорожные принадлежности и провизия помещаются в маленькую дощатую баржу, которая или везется на буксире, или прикрепляется сбоку для того, чтобы ослабить в бурное время удары волн о борта парохода. Кроме того в лодку складываются также части рельсов, на которых пароход вытаскивают из воды или спускают в воду. Вес различных частей маленького парохода следующий: подводная часть - 37 кг, паровик - 33 кг, машина - 10 кг; трубы, мачта, винт, манометр - 8 кг; итого 88 кг. Пуд хорошего угля может быть сложен в трюме по обеим сторонам паровика. Штурвальный прибор (прибор для управления рулем) состоит из скобки, находящейся на бак- борте (левая сторона судна), а снасти, образующие ганшпуг, - на штирборте (правая сторона судна). Железная проволока соединяет эту систему с рулем таким образом, что последним можно управлять ногой; руки же пассажира-кормчего остаются свободными для маневрирования машиной. Таким образом находящийся в лодке получает возможность приводить ее в движение, останавливать, поворачивать носом и управлять ею, не вставая с места. СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 165
Описанная нами лодка удивительно удобна для плавания по спокойной реке или в бухте. Любитель механики, обладатель такой лодки, соединяет в себе обязанности капитана, матроса и кочегара. ЛОДКИ НА ЛЬДУ Зимой американские любители кататься в лодках устраивают себе яхты, движущиеся по льду на парусах. Они состоят из деревянной рамы, лежащей на таком же брусе, снабженном с обоих концов длинными коньками; кроме этих двух коньков, у яхт есть еще третий, прикрепленный сзади, как показывает рис. 68. Этот род удовольствий пользовался большим успехом в 1879 году на льду Гудзонова залива, а также на мелких озерах в Канаде. Американцы утверждают, что их парусные яхты приводятся в движение одной лишь силой ветра и по скорости могут соперничать с курьерским железнодорожным поездом. В передней части лодки помещается парус, поворотом которого в ту или другую сторону кормчий может изменять направление принятого ею пути. Яхта, изображенная на переднем плане нашей гравюры (рис. 68), была построена Лароном Иннесом. Киль ее в длину несколько 166 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 68. Яхты на льду маленького озера в Канаде. более 7 м, а мачта достигает почти 6 м. Прочие сооружения этого рода сделаны по той же самой схеме. В морском Кенсингтонском музее в Лондоне имеются образцы яхт на коньках, употребляемые в Финляндии. Они отличаются отг описанных лишь тем, что снабжены двумя парусами. Говорят, будто раз пришедшая в движение такая яхта катится по льду быстрее погоняющего ее ветра, но мы передаем это сообщение, не принимая на себя ответственности за его достоверность. СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 167
КАРЕТЫ, ЗАПРЯЖЕННЫЕ БЛОХАМИ Читатели наверное слыхали рассказы о заезжих фокусниках, которые будто бы обладают искусством дрессировать блох, умеют запрягать их в миниатюрные кареты и заставляют проделывать множество курьезных штук. Обыкновенно этим рассказам не верят, а между тем они справедливы. По случаю празднования Нового года один из таких людей предъявлял «почтеннейшей публике» чудеса своего искусства на улице Вивьен в Париже. Мы внимательно исследовали сами труппу его шестиногих артистов и опишем здесь ее с дотошной подробностью, думая, что не могли бы лучше закончить настоящей главы, как рассказав об этой увеселительной «системе перевозки». Спектакль давался на небольшом подносе, где каждый из персонажей мог быть видим простым глазом, хотя все-таки приходилось вооружиться лупой, чтобы рассмотреть его во всех подробностях. Прежде всего останавливала на себе внимание крошечная карета, настоящий шедевр тонкой работы. Четыре запряженные в нее блохи плотно привязаны к оглоблям посредством поясов, а пятая посажена на козлы и играет роль кучера, помахивая тонким, как волосок, прутиком, прикрепленным к ее постоянно двигающейся лапке, и наконец шестая находится на запятках. Первые четыре блохи, естественно, стараются 168 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
освободиться из неволи, но так как их удерживают оглобли, то все их усилия ограничиваются только тем, что они идут шагом, подвигаясь вперед и заставляя катиться за собой более или менее быстро маленькую карету, представленную довольно верно на нашем рисунке в увеличенном виде (рис. 69). Рядом с каретой две блохи дерутся на дуэли, подобно тому, как майские жуки, которыми забавляются школьники, прикрепляя этих насекомых вертикально к кусочкам мягкого воска. Блохи привязаны к отвесно стоящим крошечным прутикам, а к лапкам их прикреплено по кусочку дерева, которые вследствие движения животных то скрещиваются, то наносят удары, подобно рапирам в руках любителей фехтования. Еще там была маленькая ветряная мельница, приводимая во вращательное движение работой одной блохи. Прикрепленная Рис. 69. Карета, в которую впряжены блохи (в увеличенном виде). СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 169
спиной внутри постройки, она вращает своими лапами цилиндр, который в свою очередь приводит в движение крылья ветряной мельницы. А вот и еще блоха. К лапе ее прикреплена металлическая цепочка, оканчивающаяся маленьким шариком. Это - каторжник, приговоренный к работе на галерах. Он то порывисто дергает свою ношу, стараясь прыгнуть, то волочит ее за собой, еле тащась от изнеможения. Представление, однако, не остановилось на этом. У хозяина ученых блох оказался еще маленький колодец, бадью из которого вытаскивает блоха, цепляясь своими лапами за тонкую нить, перекинутую через блок и заменяющую веревку. Затем появилась блоха в роли скаковой лошади; рассматривая ее в лупу, нетрудно было заметить гарцевавшего в седле маленького наездника, вырезанного из какого-то легкого материала. Окончилось уличное представление выстрелом из пушки, произведенным тоже блохой. Рис. 70 воспроизводит механизм, служивший для этой операции и придуманный чрезвычайно искусно. Блоха запряжена в привод, который она заставляет вращаться вокруг оси. На противоположной от нее стороне находится платиновая проволока, смоченная серной кислотой, собравшейся на конце проволоки в небольшую каплю. Жидкость проходит при движении привода над 170 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 70. Выстрел из пушки, произведенный блохой (в увеличенном виде). запалом пушки, где прикасается к порошку, составленному из смеси бертолетовой соли с толченым сахаром, имеющим свойство воспламеняться при действии на него кислоты. Выстрел из пушки был слышен довольно отчетливо. Из описания видно, что представление вполне заслуживает внимания как пример недюжинной ловкости и курьезного способа воспользоваться силой насекомого, к которому люди не питают особенной любви. Понятно, что эти блохи вопреки уверениям их остроумного хозяина вовсе не дрессированы и нисколько не учены. Они просто привязаны и исполняют свою работу вследствие предпринимаемых ими усилий освободиться из плена. СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 171
ГЛАВА ПЯТАЯ ДОСУГ
Мы полагаем, что самым лучшим окончанием нашей книги будет описание тех способов научных забав, которыми можно наполнить свободные часы. Ш СЦЕНОГРАФ Начнем с описания карманного фотографического прибора, называемого сценографом. Отличаясь необыкновенной практичностью и легкостью своего применения, этот прибор не требует от экспериментатора никакой предварительной научной подготовки, в чем мы имели случай убедиться лично в продолжение одного из наших долгих путешествий и немало удивлялись получаемому при этом результату. Сценограф, как его назвал доктор Кандез, которому принадлежит и честь его изобретения, с первого взгляда похож па стереоскоп: вычерненный внутри, ящик его сделан из полированного красного дерева и шелка. Не зная оказываемых им услуг, его можно принять за игрушку, хотя в сущности это весьма 174 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
полезный прибор, служащий для серьезных целей и приносящий громадную пользу туристам, а так же исследователям отдаленных стран. Штатив, на который ставится аппарат во время фотографической съемки местности, состоит из обыкновенной трости, поддерживающей две медные трубки, и образует с ними треножник насколько устойчивый, настолько Рис. 71. Карманный фотографический прибор. ДОСУГ 175
же и удобный для переноски. Прибавим к этому, что хотя прибор и дает изображение в размере альбомного портрета, он может удобно поместиться в довольно большом кармане и обладает ничтожным весом. Для занятия фотографией необходимо удобное помещение, лаборатория, темная комната и т. п. Это занятие требует химических манипуляций, часто неприятных и требующих долгой практики, чтобы к ним привыкнуть. Поэтому только весьма немногие из лиц, не занимающихся фотографией на практике, могли бы воспользоваться теми средствами, какими располагает это искусство. Стекла, предназначенные для съемки посредством нового аппарата, покрыты коллодиумом и совершенно готовы для получения на них отпечатков. Фотографу нет необходимости употреблять ни азотнокислого серебра, так сильно пачкающего руки, ни таких жидкостей, как раствор синеродистого калия и т. д. Достаточно только вставить стекло в шасси (рамка), задвигаемое сверху в задней части прибора, поставленного перед тем предметом, изображение которого нужно снимать. Затем, чтобы проявить полученный отпечаток, - экспериментатор вечером, при свечке, наливает на тарелку несколько капель нашатырного спирта, дышит несколько раз на пластинку, чтобы размягчить покрывающий ее слой коллодия и держит ее над парами аммиака до тех 176 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
пор, пока под влиянием их не проявится фотографическое изображение предмета. Только и всего. После этого стеклянную пластинку можно сохранять сколько угодно времени, так как раз проявившееся на ней изображение не исчезнет. По возвращении из путешествия, для окончательного фиксирования изображения, ее можно поручить заботам фотографа, который сделает с нее также несколько снимков на бумаге с помощью обычных приемов. Таким образом изображенный нами (рис. 71) маленький фотографический прибор дает возможность любителю получать изображения предметов, не прибегая для их проявления ни к каким веществам, кроме нашатырного спирта. Поэтому весь багаж туриста или исследователя может ограничиваться только инструментом, весящим не больше 0,5 кг, да несколькими стеклянными пластинками. СЛУХОВЫЕ АППАРАТЫ Молодые друзья науки, ловкие и привычные к тонким ручным работам, могли бы при некотором старании приготовить и сами более или менее сложные физические приборы, подражая в этом отношении физикам. Нет, например, ничего мудреного и устроить аппарат, позволяющий слышать отдаленные звуки, досуг т
Рис. 72. Слуховые трубы. вроде того, который изображен на рис. 72 и представляет собою усовершенствование слуховой трубы, происшедшей в свою очередь от рупора. Последний еще два века тому назад употреблялся для передачи звуков на большие расстояния и находил себе применение на море. На суше им пользуются в том случае, когда хотят усилить какие-нибудь звуки и сделать их слышными на большом расстоянии. Рупор принадлежит к числу приборов не особенно давнего происхождения. Полагают, что он изобретен Самуилом Марк ланд ом в 1670 году. Однако Кирхер в своих книгах Ars magna et umbra и Phonurgia упоминает о рупоре гигантских размеров, который он назвал трубой или рогом Александра. По его мнению, этим инст- 178 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
рументом Александр Великий призывал будто бы своих солдат с расстояния 15 км. Диаметр раструба в этом приборе составлял 2,5 м, и это дает Кирхеру повод предполагать, что при употреблении он подвешивался на трех штангах. Слуховая труба, представляющая собою ничто иное, как перевернутый рупор, фабрикуется в весьма разнообразных формах (рис. 72); но ни один из них не имеет преимуществ перед обыкновенной конической трубкой, расширенной к концу и снабженной отверстием колоколообразного вида. Рис. 73. Мегафон Эдисона. ДОСУГ 179
Профессор Эдисон, при своих акустических исследованиях, произвел чрезвычайно много интересных опытов, которые привели его между прочим к изобретению мегафона, прибора, одинаково замечательного как по достигаемым им результатам, так и по простоте его устройства. С помощью его можно переговариваться на расстоянии от 2 до 3 км. Приложенный рисунок представляет прибор в том виде, в каком Эдисон его устроил на балконе своей лаборатории (рис. 73). На расстоянии почти 2 км в том месте, над которым изображены на рисунке две летающие птицы, был поставлен инструмент, совершенно подобный изображенному на первом плане. Ш АВТОФОН От акустических развлечений мы перейдем к музыкальным и опишем один остроумно устроенный прибор, заменяющий с успехом обыкновенный аккордеон. В XIX веке музыкальный ящик, обыкновенная шарманка, серинет* и механическое фортепиано давали единственную более или * Серинет - примитивный ручной органчик со звуковым валиком, применявшийся для обучения птиц пению. Прим. ред. 180 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
менее осуществимую возможность наслаждаться музыкой людям всякого развития и заменять талант артиста движением рукоятки. Американцы, желая популяризировать музыку, придумали инструмент, называемый автофоном и представляющий в сущности ничто иное как механический аккордеон, для распространения которого тотчас же устроена ими Автофон-Кампания. Практичный народ американцы!.. Устройство прибора, изображенное на рис. 74 и 75, весьма просто. К вертикальной рамке приделаны по одну сторону мехи и по другую ящик, служащий резервуаром для воздуха. В верхней части прибора находится ряд отверстий, снабженных металлическими языч- Рис. 74. Механизм, обеспечивающий движение бумаги в автофоне. ДОСУГ 181
ками вроде тех, которые мы встречаем в аккордеоне. Чтобы язычки начали вибрировать и издавать звук, надо, чтобы через них проходил воздух. Но воздух может пройти только через верхнюю часть рамки, где скользит лист картона, снабженный прорезями соответствующей величины и приводимый в движение механизмом, представленным на рис. 74. Механизм состоит из ряда колесиков, прижимающих картон и увлекающих его при своем движении за счет трения. Ось, на которой помещены эти колесики, движется вместе с мехами с помощью двух собачек В и С, захватывающих собою зубцы колеса, укрепленного на той же оси. Собачка В подвигает бумагу в то время, когда мехи сжимаются, а собачка С - когда Рис. 75. Автофон, или механический аккордеон. 18Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
они растягиваются. Кроме этого, существует еще противодействующая собачка D, изображенная на рисунке пунктиром и расположенная таким образом, что всякий раз, когда зубец находится против специального отверстия на картоне, бумага движется, если мехи сжимаются, и остается в покое, когда они растягиваются. Это очень остроумное расположение частей прибора хотя и сообщает бумаге неправильное движение, но значительно экономит ее длину в случае продолжительных нот. Следовательно управление инструментом сводится к действию мехами. Может быть, производимый прибором музыкальный эффект и не особенно полон, но зато инструмент этот дешев, прост, немного занимает места, а вырезанные на бумаге шаблоны музыкальных пьес могут быть приготовляемы механическим способом, что доводит их стоимость до баснословной дешевизны*. * Далее следуют следующие слова автора: «Таким образом уже и теперь можно предвидеть переворот, который должен произойти через несколько лет в музыке слепых. Шарманка будет принесена в жертву прогрессу. Легендарное «La donna е Mobile», наигрываемое несколькими поколениями, уступит свое место современным ариям, последним вокальным успехам модных певиц. Если новому американскому инструменту удастся вытеснить из употребления шарманку, то этот успех будут приветствовать все, чего от души желаем и мы со своей стороны». ДОСУГ 183
ФИЛЬТР С СИФОНОМ Есть много еще самых разных приборов, соединяющих в себе приятное с полезным. К числу их относится угольный фильтр, устроенный в форме сифона. Изображение его помещено на рис. 76. Как бы ни была мутна вода, если погрузить в нее указанный прибор, можно получить совершенно чистую светлую жидкость. Последняя вытекает из сифона, предварительно пройдя через небольшой угольный цилиндр, где и освобождается от механических примесей, делающих ее непрозрачной. Рис. 76. Угольный фильтр с сифоном. 184 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ФОНТАНЧИК С ПРОБКОВЫМИ ШАРИКА/ИИ Если имеется в распоряжении ток воды, находящийся под известным давлением, как например, во многих наших больших городах, имеющих водопроводы, то можно устроить фонтан. Один из приборов такого рода, представленный нами на рис. 77, несколько отличается от обыкновенных фонтанов. Он накрыт стеклянным колпаком и постоянно Рис. 77. Пробковые шарики в струе фонтана. ДОСУГ 185
подбрасывает вверх маленькие шарики, приготовленные из пробки, причем они каждый раз снова возвращаются к отверстию воронки, через которое бьет водяная струя из находящейся под ним трубки. Стеклянный колпак служит к тому, чтобы воспрепятствовать шарикам выскакивать из прибора на пол и заставлять их снова возвращаться к отверстию воронки после выхода их из поля действия водяной струи. Этот небольшой фонтан, действующий чрезвычайно правильно, легко смастерить собственными руками. ОБМАНЧИВЫЕ КРУЖКИ Наши отцы больше нас предавались научным развлечениям, неопровержимым доказательством чего могут служить оставшийся после них древние принадлежности кабинетов и столовых. Обманчивая кружка, весьма распространенная в XVIII столетии, а также в предшествовавшие ему эпохи, устроена по тому же физическому принципу, как некоторые лабораторные пипетки. Весь секрет этих сосудов (рис. 78) состоял в том, что выливаемая из них жидкость прежде чем появиться наружу должна была протекать по пустой внутри ручке и соединенному с ней каналу, идущему вокруг верхнего края кружки. Всякий, кому известно было устройство такой кружки, брал в 186 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
рот ее носик (рис. 79), закрывал пальцем отверстие В и, втягивая в себя воздух, заставлял жидкость Е подниматься по упомянутым нами каналам. Обманчивые кружки имели иногда довольно элегантную форму и некоторые из них попали даже во французскую национальную коллекцию. Приложенный здесь рисунок Рис. 78. Обманчивые кружки XVIII века. ДОСУГ 187
Рис 79. Обманчивая кружка в разрезе. представляет образчики Севрской мануфактуры, изготовленные наподобие сосудов, существовавших в древности. ДРЕВНЯЯ /МЕХАНИЧЕСКАЯ ПОВОЗКА Знаменитый ученый XVII столетия Озанам, член Королевской академии наук, дал в 1693 году описание механической повозки, которую можно считать предвестницей велосипеда. Мы воспроизводим здесь рисунок ее и текст в том виде, как они были опубликованы Озана- мом. Устройство ее просто (рис. 80 и 81). 188 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 80. Древняя механическая повозка (по Озанаму). Рис. 81. Подробности механизма этой повозки (снимок со старинной гравюры). ДОСУГ 189
«Несколько лет тому назад*, - говорит ученый академик, - появились в Париже тележки или кресла, сходные по форме с теми, которые представлены на рис. 80. Стоявший позади лакей действовал попеременно обеими ногами на две деревянные педали (рис. 81), сообщенные с двумя небольшими колесами, скрытыми в ящике, находившемся между задними колесами экипажа и прикрепленными к их осям. Я объясню устройство этого экипажа так, как мне описывал его Ришар, врач из Ла Рошели. АА - вал, прикрепленный обоими концами к ящику, находящемуся в задней части кресла. В - блок, через который проходит веревка, соединенная своими концами с двумя досками С и D, куда становится лакей. Е - деревянный брус внутри ящика, FF - часть механизма, вращающая зубчатое колесо Н. Колеса НН - прикрепленные неподвижно к осям, будучи приведены в движение, заставляют вращаться два больших колеса П. Нетрудно сообразить, что при движении задних колес передние начинают в свою очередь тоже катиться и кресло будет идти по прямолинейному направлению до тех пор, пока сидящий в нем пассажир не повернет с помощью вожжей передок экипажа». * Эти строки написаны в 1693 году. Прим. ред. 190 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ФОКУСЫ С ВЕРЕВКОЙ Тот же ученый Озанам, как мы уже сказали в введении, написал целую книгу под заглавием «Математические и физические развлечения» и не побоялся опубликовать настоящие детские игры, из которых мы заимствуем лишь некоторые, касающиеся забавных комбинаций веревок и узлов. Свяжите вместе двух играющих запястьями рук так, чтоб прикрепленные к ним веревки перекрещивались между собой (рис. 82). На первый взгляд кажется, что разделить их нет никакой возможности, не развязывая узлов. А между тем ничего не может быть проще. Следует только продеть веревку В в петлю, обхватывающую запястье лица, помещенного на нашем рисунке с левой стороны, и затем, перекинуть эту часть веревки через кисть руки. Рис. 82. Фокус с веревкой (по старинной гравюре). ДОСУГ 191
Рис. 83. Другой фокус с веревкой. Вот еще один опыт Озанама. Берут ленту, связывают ее концы, наматывают на деревянную палку ABCD (рис. 83), так как показано в Е. Заставляют одного из своих помощников держать палку за оба конца, а другого - тянуть ленту в точке F. Она зацепится за палку в точке Е. Можно повторить этот опыт и таким образом, что лента сойдет с палки. Для этого следует поместить ее на палке так, как показано в G. ФОКУС С ВЕРЕВКОЙ И НОЖНИЦАМИ Если прикрепить ножницы к ленте, как показывает рис. 84, и попросить кого-нибудь держать в руках ее свободные концы, то по-видимому нельзя будет снять их, не разрезав лен- 19Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Рис. 84. Опыт с веревкой и ножницами. ты. А между тем это так просто! Стоит лишь пропустить петлю D в кольцо С и продеть затем в нее ножницы так, чтобы они могли освободиться из ленты. После нескольких предварительных попыток этот опыт удается весьма легко. Вместо того, чтобы держать в руках свободные концы ленты, их можно привязать к ножке стола или к стулу. КАРТЕЗИАНСКИЙ ВОДОЛАЗ Очень забавной игрушкой и в то же время довольно поучительным физическим прибором может служить картезианский водолаз, не требующий особенно сложных приготовлений. Из скорлупы грецкого ореха вынимают ядро и склеивают сургучом ее половинки так, чтобы она представляла собою непроницаемое для воды вместилище, в котором оставляют только одно отверстие величиною с булавочную головку (рис. 85). ДОСУГ 193
Затем к пустому ореху подвешивают на двух нитях небольшую деревянную куклу с небольшой шаровой гирькой. Вес этой гирьки должен совпадать с весом вытесненной прибором жидкости. При соблюдении этого условия достаточно будет незначительного увеличения тяжести всего прибора, чтобы он опустился на дно наполненного водою сосуда. Такое равновесие устанавливается весьма просто опытным путем в большой банке или ведре с водой. Если свинцовый шарик чересчур тя- Рис. 85. Картезианский водолаз. 194 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
же л, то его спиливают или срезают ножом, в обратном случае берут шар более тяжелый. Когда равновесие установлено, помещают конструкцию в банку с водой и закрывают ее отверстие гуттаперчевым листом, плотно обвязанным вокруг горлышка сосуда. Если произвести пальцем давление на упругую поверхность покрышки, то кукла вместе со своим поплавком опустится на дно сосуда, откуда, по прекращении давления, снова поднимется наверх. Явление это объясняется тем, что воздух, находящийся в верхней части банки, передает произведенное на ее крышку давление массе жидкости, которая вследствие этого проникает в отверстие пустого внутри поплавка и тем увеличивает его вес, что и заставляет прибор опускаться на дно сосуда. НЕОБЫЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ А вот еще одно развлечение, требующее несравненно более простых приспособлений, чем картезианский водолаз. Берут пробку и втыкают в нее три шпильки так, чтобы образовался треножник. Затем по оси пробки в ее середину втыкают тонкую вязальную спицу, на которую надевают вырезанную из бумаги фигуру АВ, как показывает рис. 86. В таком приборе, оба крыла вырезки А и В приобретают способность вращаться вокруг ДОСУГ 195
спицы, служащей им осью, при малейшем движении окружающего их воздуха. Теперь, если мы будем махать куском твердого картона или плоской деревянной линейкой в направлении перпендикулярном к поверхности бумаги, то увидим, что эта последняя вместо того, чтобы отталкиваться от источника движения воздуха, как это можно было бы заключить с первого раза, станет быстро дви- Рис. 86. Вращение бумажного листа АВ навстречу махающей на него руке. 196 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
гаться ему навстречу. В тех же случаях, когда вентилятором служит гибкая поверхность, явление будет обратное: бумага начнет отталкиваться. Мы показывали этот замечательный опыт многим физикам, не понимая его настоящей причины. Но теперь этот странный факт нам кажется совершенно ясным. Вентилирующая пластинка при своем быстром опускании образует пустоту, в которую и устремляется воздух, находящийся сзади бумажного крыла (А или В), увлекая с собою также и эти последние. Поэтому он и движется навстречу махающей руке. СПОСОБ ПОДВЕШИВАНИЯ ГИМНАСТИЧЕСКИХ СНАРЯДОВ Польза гимнастических упражнений для молодых людей неоспорима; говорить что-либо в защиту гимнастики значило бы повторяться, впасть в банальность. Но с практической трчки зрения упражнения эти представляют громадные трудности, в особенности для городских жителей. Каким образом, например, устроить у себя трапецию, кольца, качели? На первый взгляд всякому может показаться, что для этого необходимо привинчивать к потолку кольца (чего нельзя сделать в современных домах без особенного труда) или при- ДОСУГ 197
креплять гимнастические приборы к стенам, что также не обойдется без некоторой порчи квартиры. Но один ловкий американец решил эту задачу в высшей степени просто. Он нашел средство весьма прочно подвешивать трапеции (рис. 87), качели (рис. 88) и другие Рис. 87. Трапеция. 198 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
гимнастические снаряды между дверными косяками без всякой помощи гвоздей, колец и нисколько не испортив дерева, служащего им подставкой. Он придумал для этой цели остроумный способ привешивания, изображенный нами на рис. 89. Рис. 88. Качели. ДОСУГ 199
Рис. 89. Способ подвешивания гимнастического снаряда между двумя косяками двери. Способ этот состоит в следующем: приго- тавливется деревянная палка, снабженная на своих концах винтовыми нарезами, ввинчивающимися в деревянные футляры, к обоим концам которых прикреплены два каучуковых кружка. Систему эту помещают между двумя косяками отворенной двери так, чтобы в них упирались гуттаперчевые кружки. После этого сильно завинчивают палку, и действие винта заставляет раздаться в обе стороны деревянные футляры, которые крепко прижимают гуттаперчевые кружки к обоим косякам стены. Веревки трапеции или качели прикрепляются к каждому из концов горизонтальной подставки, с помощью крючков, как показывает рис. 89. Для того чтоб убедиться в прочности подобной системы, можно предварительно подвесить к концам веревки 80 или 100-килограммовую гирю, после чего на таком импровизированном гимнастическом снаряде может упражняться всякий без малейшего опасения. Z00 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
ФИГУРА, ОТБРАСЫВАЮЩАЯ РАЗНУЮ ТЕНЬ Из детских забав мы упомянем еще об одной, которая пользовалась некогда большим успехом. Она состоит в приготовлении из бумаги вырезок, тени которых дают фигуры более или менее совершенные в зависимости от силы света. Мы прилагаем здесь один образец (рис. 90 слева), представляющий вырезанную ножницами карту. Если эту карту поместить между свечой и стеной, то отброшенная ею тень дает изображение как на рис. 90 в центре, когда она находится близ стены, или как на рисунке справа, если она мало-помалу удаляется от нее в сторону источника света. Рис. 90. Вырезка, сделанная ножницами, и тени, отбрасываемые ею в зависимости от удаления от источника света. ДОСУГ 201
ТЕНИ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ПОМОЩЬЮ КИСТЕЙ РУК Если же не захочется вырезать, то можно получить тени и просто соответственным складыванием рук. Рис. 91 показывает, как полу- Рис. 91. Игра теней. Z0Z НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
чаются таким образом силуэты негра, чухонца, кролика и т. п. Рисунки эти настолько понятны сами по себе, что всякие объяснения их становятся положительно бесполезными. Этого рода забавами, мои юные читатели, мне приходится закончить свою книгу: я старался познакомить вас с многочисленными способами развивающих развлечений и дать вам возможность с пользой проводить часы своего досуга, упражняясь в ловкости, внимании, сообразительности - словом, имел в виду дать вам средство для развития ваших умственных способностей.
Содержание Об авторе 3 Введение 5 ГЛАВА ПЕРВАЯ ПРИБОРЫ И МОДЕЛИ 9 Магический волчок 10 Гироскоп 14 <* Электрический гироскоп 17 Приборы для механического полета 20 Электрофор Пейффера 23 Маленький воздушный пароход .... 25 Циркуляция жидкости 28 Магические рыбы 30 Американская копилка 32 Оживающие электрические украшения 36 Забавные игрушки 39 Спирально разрезанная бутылка ... 43 Z04 научные развлечения: занимательная техника
ГЛАВА ВТОРАЯ ДОМ ЛЮБИТЕЛЯ НАУКИ 45 I Удобный рабочий стол 47 1 Пишущая машина 49 I Электрическое перо 55 1 Пневматический карандаш 60 1 Хромограф 62 1 Электрический штемпель 65 Кампилометр 67 1 Небесный индикатор 72 I Астрономические часы 79 Глобус-теллурий 84 Солнечный хронометр 87 Загадочные часы 89 I Новые круглые счеты 97 Подометр 101 Водяной барометр 104 Шнурковый телефон 107 1 Электрический телефон 108 I Телефонные станции 111 Микрофон 113 I Фонограф 115 ГЛАВА ТРЕТЬЯ НАУКА И ДОМАШНЯЯ ЖИЗНЬ 119 Двойные рамы 120 1 Швейная машина, приводимая в движение собакой 122 Способ быстро рыть колодцы 126 СОДЕРЖАНИЕ Z05
1 Прибор Карре для искусственного приготовления льда 131 I Ночник, показывающий время ... 134 1 Лампа-будильник 135 I Газолиновая лампа 137 Экономическая мышеловка 139 Удобный кран 140 ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ 143 I Необычный экипаж 144 I Бесконечные рельсы 146 1 Парусные вагоны 151 Новое приспособление для плавания 156 Водный велосипед 157 Тюлень-бурлак 160 Двойная лодка 161 1 Самый маленький на свете пароход 163 Лодки на льду 166 Кареты, запряженные блохами 168 ГЛАВА ПЯТАЯ ДОСУГ 173 I Сценограф 174 Слуховые аппараты 177 Автофон 180 Z06 НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: занимательная техника
Фильтр с сифоном 184 Фонтанчик с пробковыми шариками 185 Обманчивые кружки 186 Древняя механическая повозка .... 188 Фокусы с веревкой 191 Фокус с веревкой и ножницами .... 192 Картезианский водолаз 193 Необычное направление движения . 195 Способ подвешивания гимнастических снарядов 197 Фигура, отбрасывающая разную тень 200 Тени, полученные с помощью кистей рук 201
Издание для досуга Гастон Тиссандье НАУЧНЫЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ: ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА Зав. редакцией Е. М. Иванова Редактор Е. Ю. Целлариус Художественный редактор О. А. Герасина Технический редактор Н. И. Герасимова Компьютерная верстка Е. М. Илюшиной ООО «Издательство ACT» 141100, РФ, Московская обл., г. Щелково, ул. Заречная, д. 96 ООО «Издательство Астрель» 129085, г. Москва, пр-д Ольминского, д. За Наши электронные адреса: www.ast.ru E-mail: astpub@aha.ru Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов К в ОАО «Ярославский полиграфкомбинат» 3 150049, Ярославль, ул. Свободы, 97 Сяп
Гастон Тнссандье Научные развлечения занимательная техника Прочитав эту книгу, вы узнаете о том, • как устроен магический волчок; • как работают часы без механизма; • как был устроен первый телефон; • как можно приготовить лед без холодильника; • как действовала лампа-будильник; • как устроены повозки на бесконечных рельсах; • как применялись парусные вагоны; • как подвесить дома качели, не повредив дверей. Эта книга расскажет вам о том, чем больше века назад пользовались люди вместо автомобилей, копировальной техники, электронных часов и электрических лампочек. Вы сможете собрать модели и приборы по подробным описаниям и чертежам, а также увидите, что многие оригинальные конструкции не устарели и по сей день.