Грозовой ливень в комнате

Очень легко устроить дома небольшой фонтан из резиновой трубки, один конец которой погружают в ведро, поставленное на возвышении, или надевают на водопроводный кран. Выходное отверстие трубки должно быть очень мало, для того чтобы фонтан разбивался тонкими струйками; проще всего достигнуть этого, вставив в свободный конец трубки кусочек карандаша, из которого вынут графит. Ради удобства обращения с фонтаном этот свободный конец укрепляют в перевернутой воронке (рис.103) ¹¹.

¹¹ (В этой статье описываются опыты, проведенные впервые английским физиком лордом Рэлеем. Я. И. Перельман дает лишь упрощенное объяснение поведения струи жидкости в электрическом поле. В частности, он ничего не говорит о том, что при дальнейшем росте напряженности поля струя, наоборот, более легко дробится на капли. Опыты Рэлея через 70 лет повторил вместе со своими сотрудниками советский физик Я. И. Френкель. Он же предложил теорию, объясняющую результаты этих опытов. Подробнее эта любопытная история изложена в книге: Гегузин Я. Е. Капля.- М.: Наука, 1973.)

Рис.103. Грозовой ливень в миниатюре

Пустив такой фонтан высотой в полметра и направив струю вертикально вверх, приблизьте к нему натертую сукном палочку сургуча или эбонитовый гребень. Вы тотчас увидите довольно неожиданную вещь: отдельные струйки ниспадающей части фонтана сольются в одну сплошную струю, которая с заметным шумом ударяет о дно подставленной тарелки. Звук напоминает характерный шум грозового ливня. "Не подлежит сомнению,- замечает по этому поводу физик Бойс,- что именно по этой причине капли дождя во время грозы отличаются такой величиной". Удалите сургуч,- и фонтан тотчас же снова распылится, а характерный стук сменится мягким шумом раздробленной струи.

Перед непосвященными вы можете действовать палочкой сургуча, как фокусник "волшебным" жезлом.

Объяснение столь неожиданного действия электрического заряда на фонтан основано на том, что капли электризуются через влияние, причем обращенные к сургучу части капель электризуются положительно, противоположные - отрицательно; таким образом, разноименно наэлектризованные части капель оказываются в близком соседстве и, притягиваясь заставляют капли сливаться.

Рис.104. Водяная струя отклоняется при приближении электризованного гребня

Действие электричества на водяную струю вы можете обнаружить и проще; достаточно приблизить проведенный по волосам эбонитовый гребень к тонкой струе воды, вытекающей из водопроводного крана: струя становится сплошной и заметно искривляется по направлению к гребню, резко отклонившись в сторону (рис.104). Объяснение этого явления сложнее, чем предыдущего; оно связано с изменением поверхностного натяжения под действием электрического заряда.

Заметим между прочим, что легкостью, с какой образуется электрический заряд при трении, объясняется и электризация передаточных ремней, трущихся о шкивы. Выделяющиеся электрические искры представляют на некоторых производствах серьезную опасность в пожарном отношении. Чтобы этого избежать, серебрят передаточные ремни: тонкий слой серебра делает ремень проводником электричества, и накопление заряда становится невозможным ¹².

¹² (На современных промышленных предприятиях проблему статического электричества часто решают с помощью радиоактивных изотопов. Радиоактивный препарат, излучающих заряженные частицы с малой длиной пробега в воздухе, устанавливается вблизи трущейся диэлектрической поверхности, например рулона ткани. Повышенная электропроводность воздуха, возникшая вследствие облучения препаратом, препятствует накоплению значительного электростатического заряда на трущейся поверхности. Тем самым ликвидируется угроза пожара.)