Многим из вас, вероятно, приходилось слышать о водолазах – людях, спускающихся под воду. Водолазы спускаются в воду очень часто. Иногда приходится спасать затонувшее судно; иногда бывает нужно устроить какоенибудь подводное сооружение. Спускаются водолазы в особом костюме. Этот костюм защищает их от воды; он закрывает всё тело и голову. Чтобы водолазы не задохнулись, к их костюму приделана трубка. Через неё идёт сверху свежий воздух1^*.

Сколько опасностей грозит в воде этим бесстрашным людям!

Некогда англичане задумали очистить от камней дно реки Мойн. Они решили взорвать камни. С большим запасом динамита спустился на дно знаменитый в то время водолаз Смэль. Подошёл он к большому камню, пробует, есть ли место, куда положить заряд. Только он засунул под камень руку, как вдруг почувствовал, что её кто-то держит. Водолаз взглянул под камень, да так и обмер от страха: громадный спрут2 крепко захватил его руку своим щупальцем. Что делать? Смэль не растерялся. Он схватил левой рукой железный лом и стал наносить удары чудовищу. Началась борьба. Удары градом сыпались на спрута, но чудовище не выпускало своей жертвы и всё крепче сжимало онемевшую руку несчастного. Наконец спрут, изорванный в куски, отцепился от скалы… Смэль тотчас дал наверх сигнал. Немедленно его подняли, а вместе с ним и его противника.

Много и других опасностей грозит водолазу. А сколько страхов видит он под водой! Однажды большой корабль затонул у самого Нью-Йорка. Все пассажиры погибли. Людям захотелось спасти груз, и они послали водолазов разыскивать его. Спустились на дно два старых и опытных водолаза. Добрались они до корабля, взошли на него и оцепенели от страха. У каюты теснились трупы погибших. Ужас застыл на их лицах. Не помня себя, водолазы дали сигнал. Их потянули наверх. После этого один водолаз бросил совсем своё ремесло, а другой дал зарок – никогда не спускаться на погибшие суда, где есть утопленники…

В старину обязанности водолаза исполняли ловкие пловцы. Они прямо ныряли в воду и доставали оттуда, что нужно. Некогда в Италии жил один из славнейших пловцов. Звали его Николаем. В раннем детстве научился этот человек плавать. Товарищи прозвали его Николаем-рыбой. Нужда заставила пловца заняться ловлей кораллов. Отдавшись этому промыслу, он привык к воде и тяготился долгим пребыванием на суше. Он плавал от одной гавани до другой, от острова до острова и бесстрашно пускался в своё путешествие, когда отважнейшие моряки не решались покидать гавани. Целые дни проводил Николай в открытом море. В море он и закончил жизнь. Вот как это было.

Неаполитанский король Фридрих захотел узнать о тайнах морского дна. Никто из водолазов не решался нырнуть в пучину: место было страшное, вода пенилась и шипела, корабли гибли в этом водовороте. Отказался и Николай. Тогда царь бросил в морскую бездну золотой кубок. Достанется он тому, кто за ним нырнёт! Страшно захотелось Николаю завладеть царским сокровищем. Он нырнул, достал кубок и рассказал королю много интересного о морской пучине. Король приказал Николаю спуститься в море ещё раз и обещал много золота. Снова отважился Николай на страшное путешествие, но более не возвращался… Знаменитый немецкий поэт Шиллер написал прекрасное и трогательное стихотворение «Кубок», темой для него послужила смерть знаменитого пловца Николая.

Теперь водолазу вовсе не надо быть ловким пловцом. Секрет водолазного искусства не в ловкости, а в одежде. Как же эта одежда устроена? Каким образом водолаз остаётся под водой многие часы? Отчего он не захлебнётся? Ответим на все эти вопросы опытом. Устроим игрушечного водолаза.

Купите в магазине игрушек маленькую фигуру человечка, величиной с полвершка3 (ок. 2 см)4, или, ещё лучше, сами сделайте её хоть из бумаги и раскрасьте. Покажите фигурку товарищам и объявите, что это – ловкий водолаз, он умеет нырять на дно самых глубоких сосудов: спускается в вёдра, в бочки, наполненные водой, и всегда выходит оттуда сухим. Вам никто не поверит. Тогда вы, к общему удивлению, заставите вашу фигурку и на самом деле проделывать все эти штуки.

Рис. 1

Добудьте низкую, неширокую пробку и булавкой укрепите на ней водолаза. Наполните глубокую банку водой и опустите туда пробку. Водолаз, стоя на ней, будет плавать. Пригласите товарищей быть внимательными: водолаз сейчас нырнёт. Накройте его стаканом и спокойно опустите стакан хоть до самого дна (рис. 1). Водолаз, стоящий под стаканом, тоже опустится под воду. Когда вы вытащите стакан, водолаз вынырнет. Посмотрите его, ощупайте, и вы увидите, что он совершенно сух.

Зрители будут удивлены. «Да уж нет ли тут какого-нибудь обмана?» – подумает каждый. Но вы предложите желающим повторить опыт. И сколько бы раз вы его ни проделывали, он всегда блистательно удастся. Конечно, – с кем не бывает несчастий, – ваш водолаз может свалиться с пробки, но это – простая случайность. Его надо хорошенько высушить, посадить покрепче на пробку, и он снова может с успехом нырять. Все будут думать, что водолаз ваш и в самом деле волшебный. Позабавившись недоумением зрителей, вы наконец объясните, в чём секрет.

Рис. 2. Водолазный колокол

Вокруг нас находится воздух. Он наполняет комнаты и дома. Он лежит толстым слоем над землёй. Но он, как и все бесцветные газы, невидим. Слыхали ли вы, как в бурные дни вьюга носится над землёй? Она плачет в трубах, воет, стонет. Суеверные люди говорили, что это леший пугает их рёвом, а в сказках рассказывается, будто в ненастную погоду Баба-яга с шумом ездит по земле. Задумывались ли вы, отчего это на самом деле происходит? Это шумит воздух. Воздух находится везде. Он наполняет и стаканы, и банки, которые мы считаем пустыми. В этом и секрет опыта. Когда вы опускаете стакан в воду вверх дном, вода не может войти в него: её не пускает воздух. Бумажная фигурка остаётся сухой. Как и все тела, воздух занимает место, и в сосуд, наполненный им, нельзя поместить другое тело. Такое свойство всех тел называется непроницаемостью.

Отчего же в стакан наливается вода, если его опускать в воду, повернув боком? Воздух лёгок. Вода его вытесняет, он поднимается и пузырями выходит из стакана. Опустите в воду бутылку горлышком вверх. Вы услышите бульканье и увидите, как из воды поднимаются пузыри. Опускайте бутылку иначе, горлышком вниз. Не будет ни пузырей, ни бульканья. Вода не войдёт в бутылку. Воздух никуда не выйдет.

Рис. 3. Водолаз в костюме

Если сделать очень большой стакан – конечно, не из стекла, а из железа, – то в него можно посадить настоящего человека и опустить в воду. В таком стакане человек будет сидеть, как у себя в комнате. Люди уже давно научились делать такие стаканы. Они называются водолазными колоколами (рис. 2). Находясь в таком колоколе, водолаз может работать на морском или речном дне, например, строить что-нибудь.

Водолазный колокол не всегда удобен для подводных работ. Иногда водолазу нужно ходить на большие расстояния. Потому-то люди придумали водолазный костюм (рис. 3). Главная часть его – шлем. Это – тот же водолазный колокол, но только маленький. Шлем делается из тонкой меди и покрывает всю голову с плечами. Спереди, напротив глаз, в ней делаются окошки с толстыми стёклами. Кроме того, от шлема идёт трубочка наверх, а иногда их делается и две. Через эту-то трубочку и доставляется водолазу воздух. На тело надевается особая прорезиненная одежда, сделанная из цельного куска, сапоги делаются со свинцовыми подошвами. В таком виде водолаз смело идёт в воду. Сверху по трубке пригоняют свежий воздух в шлем, в котором находится его голова. К поясу привязана верёвка, при помощи которой водолаз подаёт наверх сигналы.

Под водой темно. Огонь там не горит, но электричество работает так же хорошо, как и на земле. С электрическими фонарями в руках водолазы видят всё… Теперь люди под водой делают фотографии и снимают видео.

Приготовьте крепкий соляной рассол. Для этого сыпьте в воду соль, пока она не перестанет растворяться. Опустите в этот раствор нитку, а потом выньте её и высушите. Привяжите к нитке какой-нибудь лёгкий предмет, например кусочек скрепки, свёрнутый в виде кольца. Повесьте его, как показано на левой стороне рис. 4, и зажгите нитку. Нитка вспыхнет, но вам покажется, что она не сгорела: по крайней мере, кольцо не упадёт, а останется на своём месте… Опыт удастся, если предмет будет достаточно лёгким и если воздух в комнате будет находиться в полном покое. Поэтому во время опыта не следует отпирать двери, окна, ходить и т. п.

Почему же кольцо не падает? Нитка, конечно, сгорела: вы видели пламя и дым, вы чувствовали запах гари. Осталась зола и соль, которой была пропитана нитка. Но почему же зола не рассыпалась в порошок?.. Мельчайшие частички тел притягиваются друг к другу; сила, которая сдерживает их, называется сцеплением. Между частичками золы сцепление очень слабое, и потому она рассыпается обыкновенно в порошок. Но вы пропитали нитку солью. Нитка сгорела, соль же сначала расплавилась, а потом застыла. Застывая, она склеила отдельные частички золы. Сцепление между ними увеличилось настолько, что на сгоревшей нитке может держаться лёгкий предмет. Наша нитка не крепка: достаточно лёгкого толчка, чтобы она разорвалась, потому-то опыт и удаётся только при полном спокойствии; другими словами, сцепление между частицами золы невелико: достаточно ничтожного усилия, чтобы его преодолеть.

Рис. 4. Несгораемая нитка

Можно сделать опыт ещё более красивым. Пропитайте солью кусок коленкора и, когда он высохнет, повесьте его на четырёх нитках, тоже пропитанных солью. Возьмите свежее яйцо, сделайте в противоположных концах его небольшие дырки и выдуйте белок и желток. Положите затем яичную скорлупу на вашу коленкоровую подвеску и зажгите её. Коленкор и нитки сгорят, но яйцо не упадёт. Присутствующие сочтут вас настоящим волшебником, особенно если не будут знать, что на подвеске лежит пустое яйцо.

Сцепление действует между частицами всех тел, только в одних случаях оно сильнее, в других – слабее… Сделайте подвеску из бумаги и положите на неё какую-нибудь очень лёгонькую картонную или деревянную вещь. Эта вещь будет превосходно держаться; но положите вместо неё камень – и бумага разорвётся. Стало быть, в бумаге сцепление невелико; действительно, вы можете её легко разорвать или разрезать ножницами. Но возьмите вместо бумаги кусок жести, например крышку от конфетной коробки, и привесьте её на проволоках. На такой подвеске будет держаться довольно тяжёлый предмет: например, вы можете положить на неё утюг… Стало быть, в жести сцепление сильнее, чем в бумаге.

Между частицами твёрдых тел, жидких и газов сцепление действует неодинаково. В твёрдом теле частицы соединены друг с другом настолько крепко, что вы должны с силой оторвать их друг от друга, если захотите изменить форму твёрдого тела. Когда я гну или ломаю кусок дерева, то заставляю частицы двигаться или поворачиваться одна около другой и могу сделать это только с большим трудом. И в жидкостях частицы соединены между собой, но не так крепко: они легко могут скользить одна около другой; поэтому если вы выльете воду из чашки на стол, то она теряет полукруглую форму, какую имела в чашке, и разливается по столу плоским слоем. Наконец, в газе частицы вовсе не связаны между собой, наоборот, они стремятся разлететься. Если газ не находится в плотно закупоренном сосуде, то он скоро распространится по всей комнате.

Однажды, рассказывает предание, остановились на песчаном берегу древние финикийские моряки. В дальних странах купили они селитру и везли её к себе на родину в больших кусках. Там продадут они с выгодой свой товар. Утомились путники в дороге и задумали сварить себе обед. Притащили с корабля котёл, развели огонь и стали искать камней, чтобы сложить очаг. Но кругом не было никаких камней: далеко тянулась голая песчаная пустыня. Тогда путешественники принесли с корабля два куска селитры, положили их вместо очага и поставили на них котёл. Скоро поспела вкусная похлёбка. Утолив голод, моряки мирно отдыхали и вели длинную беседу. Говорили они и о пустынном береге, на котором лежали миллионы песчинок.

«Зачем на земле этот песок? – спросил один путешественник. – В море сложены из него мели, корабли наезжают на них и разбиваются. Каравану песок несёт смерть. Целой тучей налетает он на людей и заживо засыпает их. Грозит он нередко голодом и пахарю. Разве родится на песке хлеб? Страшен вид пустыни, расстилающейся кругом нас. Жаром пышет от каждой песчинки, нигде не видно свежего ключа, нечем утолить жгучую жажду. Да, ничего, кроме зла, не даёт человеку песок…»

Моряк кончил свою речь, а товарищи его всё время слушали и соглашались. Все бранили песок, как врага людей.

Огонь погас. Пора было вернуться на корабль. Снимая котёл, моряки заметили с удивлением на земле какое-то крепкое вещество. Оно блестело, как серебро, и было прозрачно, как драгоценный камень.

«Что это такое?! – воскликнули путники. – Откуда взялась эта прекрасная находка?!» Они стали думать и сообразили, что от жара селитра и песок расплавились, смешались и образовали прозрачный камень. Поняли тогда моряки, что и от песка может быть людям польза, что из него можно делать стекло.

Так рассказывает старое предание об изобретении стекла. Вряд ли оно справедливо: песок, смешанный с селитрой, плавится трудно. Но, как бы то ни было, стекло изобретено людьми очень давно. Уже за 3000 лет до нашего времени люди знали его. Но сперва они не умели хорошо плавить песок; стекло было делать трудно, и ценилось оно страшно дорого. В XIX в. в Англии только в главных покоях королевского дворца были вставлены в окна стёкла, а один английский богач, уезжая надолго из своего замка, приказал для сбережения стёкол вынуть их из рам. Путешественники XV столетия с удивлением рассказывают о богатстве немецкой земли: «Там, – говорят они, – почти во всяком доме стёкла».

Много прошло лет, пока люди научились плавить песок. Теперь стекло делается очень просто, и стоит оно совсем дёшево. Песок толкут в мелкий порошок, смешивают его с содой и известью и всё бросают в жаркую печь. Песок плавится и, смешиваясь с содой, превращается в тягучее прозрачное тесто. Это и есть стекло. Из этого теста выдувают бутылки, вытягивают трубки и делают оконные стёкла.

Вы знаете, как делается стекло, и не удивитесь теперь, если я скажу, что стеклянную трубку можно согнуть, как вам будет угодно: в дугу, под углом, в кружок. Для этого нужно только её нагреть.

В детстве я часто производил такой опыт. Возьму, бывало, ненужный пузырёк, брошу его в топящуюся печь и заложу дровами. На другой день я находил в холодной золе уже не пузырёк, а просто стеклянный комок, к которому пристали кусочки угля и зола. Этот опыт показывает, что всякое стекло в жару плавится.

Существуют легкоплавкие трубки. Они размягчаются даже в пламени свечи. Если постараться, то найти их не очень сложно. Они пригодятся нам для следующих опытов, а потому поучимся их гнуть.

Держите трубку над пламенем свечи и, чтобы она нагрелась со всех сторон, вертите её между пальцами. Минут через пять отстраните её от огня и быстро сгибайте. Трубка будет гнуться, как восковая свеча или проволока. Если хотите трубку согнуть дугой, нагрейте её на большом расстоянии, чуть-чуть передвигая её вправо и влево. Лучше всего нагревать трубку на газовой горелке или на спиртовой лампе. При согревании трубки на свече старайтесь не прикасаться трубкой к фитилю, иначе она лопнет. Сгибайте трубку без усилия, слегка и не кладите горячей на стол: иначе стол затлеет, а трубка лопнет. Подержите её в руках, пока она не остынет, или поставьте в стакан так, чтобы она касалась его только холодным концом.

Плоские оконные стёкла режут камнем – алмазом. Большие и прозрачные куски алмаза ценятся очень дорого. Отшлифованные и гранёные, они отличаются своим блеском и игрой света и называются бриллиантами. Но маленькие и непрозрачные кусочки этого камня стоят сравнительно дёшево. Их вставляют в стальную оправу и используют для разрезания стёкол. На стекло кладут линейку и ведут по ней алмазом, как карандашом. Алмаз оставляет на стекле черту. По этой черте стекло легко ломается.

Стеклянные легкоплавкие трубки режут стальным напильником. Напильником делают на трубке с одной какой-нибудь стороны чёрточку. По этой чёрточке трубка легко ломается. Чтобы края трубки не обрезали пальцев, их оплавляют. Для этого конец трубки держат в огне, пока она не станет совсем красной; края её делаются после этого гладкими.

Не правда ли, задача мудрёная? Разве можно как-нибудь прибавить воды в склянку, не наливая её? Может, за этой задачей скрывается какая-нибудь шутка? Ничуть! Я сейчас вам покажу, что это исполнить легко и просто.

Купите в магазине колбу – так называется бутылочка, или, вернее говоря, графинчик, сделанный из очень тонкого стекла. Если такой графинчик нагревать на огне, он не лопнет.

Запасшись колбой, подберите к ней хорошую новую пробку, которая входила бы в неё совсем плотно. Новая пробка очень тверда. Надо сделать её мягкой. Для этого пробку легонько поколотите молотком со всех сторон. Когда пробка подобрана, сделайте в середине её отверстие. Для этого накалите на огне проволоку докрасна и втыкайте её в пробку. От накалённой проволоки пробка прогорит. Нагревая проволоку несколько раз и втыкая её в пробку, вы можете сделать дырку какой угодно величины. Отрежьте от стеклянной трубки кусок длиной в пол-аршина5 (ок. 40 см) и вставьте его в пробку. Трубка должна быть вставлена очень плотно, а потому дырку в пробке сделайте по трубке. Если между трубкой и пробкой останутся щели, их надо залить сургучом.

Налейте теперь колбу водой доверху и заткните пробкой (рис. 5). Оботрите тряпкой колбу снаружи, чтобы она была совсем сухая, и поставьте её нагреваться, например, на спиртовую лампу. Тогда придётся из толстой проволоки сделать маленький таганчик (треножник), на который можно было бы поставить колбу. Таганчик делается очень просто: кусок проволоки сгибается, как показано на рис. 6; получается кольцо и три ножки, которые следует только отогнуть и закрутить.

Когда вы поставите колбу на таганчик и станете её нагревать, вода начнёт подниматься по трубке. Если она доходила только до пробки, то теперь поднимется до метки (рис. 6). Значит, вы добавили в колбу воды, ниоткуда её не наливая. Задача решена!

Почему же вода поднимается по трубке? Конечно, воды осталось столько же, сколько было. Она только расширилась, заняла больше места. Отчего это произошло? Вы колбу нагревали. Значит, вода в ней от нагревания расширилась. Не только вода, но и всякая другая жидкость расширяется от нагревания. Так, например, жидкий металл ртуть расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении.

Рис. 5. Колба с пробкой-трубкой

Рис. 6. Приготовление треножника из проволоки

Рис. 7. Треножник из проволоки

Зная это, легко понять, как устроен термометр. Главная его часть – шарик, наполненный ртутью, с длинной, тонкой стеклянной трубочкой, которая к нему припаяна. Если всмотреться, то это та же колба, только крохотная и с очень длинным, узким горлышком.

Рис. 8. Термометр

Вы знаете, как пользоваться термометром. Когда становится теплее, ртуть вытягивается вверх по трубочке; напротив того, когда делается холоднее, ртуть опускается. Трубочка укреплена на дощечке, а на этой дощечке нанесены деления – градусы. На совсем старых термометрах, которые были придуманы учёным Реомюром, 80° обозначает такую температуру, когда закипает вода, а 0° – когда начинает замерзать вода. Всё расстояние между 0 и 80 разделено на 80 равных частей – градусов. Такие же деления сделаны и ниже нуля. Однако в современном мире практически везде используется другой термометр – Цельсия. На нём градусы мельче, так как температура кипения воды обозначена числом 100, и всё расстояние между 0 и 100 разделено на 100 градусов. Каждые 4 градуса Реомюра равны 5 градусам Цельсия.

Воздух также расширяется от нагревания. Это свойство воздуха позволяет сделать очень любопытный опыт. Устройте прибор, представленный на рис. 9. Для этого согните трубку 2 раза под углом и вставьте её в пробку. Вгоните в трубку одну капельку воды, чуть-чуть подкрашенной чернилами. Для этого смочите конец проволоки так, чтобы на ней висела капелька, и стряхните эту капельку в трубку. Если сама она не пойдёт туда, то вдуйте её ртом. Вставьте после этого пробку в колбу. Положите колбу на стол. Нагрейте руку, подержав её под горячей водой. Смотрите только, не ошпарьтесь! Возьмите теперь колбу в горячую руку. Капелька сейчас же побежит вверх. Почему? Воздух сильно расширился от теплоты и поднял капельку. Как только вы отнимете руку, капелька опять опустится. Чтобы при расширении воздуха она не выскочила совсем из трубки, надо правый конец последней сделать подлиннее.

Рис. 9

Однажды мне подарили преинтересный шарик. К нему было прилажено кольцо с деревянной ручкой, через которое он свободно проходил. И кольцо, и шарик были сделаны из жёлтой меди. Для шарика была тоже деревянная ручка, но он не был к ней прикреплён неподвижно, а висел на проволоке.

С этим шариком я часто проделывал такой опыт. Возьму, бывало, кольцо в левую руку, а шарик в правую и пробую, проходит ли шарик сквозь кольцо. Оказывается, проходит свободно. После этого я нагревал шарик над огнём и опять пробовал пропустить его через кольцо. Шарик не проходил, а задерживался в кольце. Я ждал. Проходило несколько минут. Шарик остывал и сам собой проваливался через кольцо. Сколько раз я ни повторял опыт, всегда выходило одно и то же.

Рис. 10. Забавный шарик

Что же этот опыт показывает? Ясно, что шарик от нагревания делается больше. Поэтому он и не может пройти через кольцо. Охладившись, он снова делается меньше и проваливается. Стало быть, и твёрдые тела от теплоты расширяются, а от холода сжимаются.

Расширением тел объясняется много явлений. Сделайте такой опыт. Вскипятите на плите в кастрюле воду. В другую кастрюлю налейте холодной воды и, если можно, положите в неё кусок льда – от этого она станет ещё холоднее. Опустите в холодную воду маленький стеклянный пузырёк и, когда он сам станет там совсем холодным, выньте и положите в кипящую воду. Пузырёк тотчас же лопнет. Значит, холодное стекло, брошенное в горячую воду, лопается. Отчего? От холодной воды пузырёк сжался. Когда его положили в горячую воду, он сразу расширился, но наружная сторона стекла расширилась сильнее, чем внутренняя, и потому пузырёк лопнул. Если бы мы положили его в холодную воду и стали медленно нагревать её, то внутренняя сторона стекла успела бы так же нагреться и расшириться, как наружная, и пузырёк остался бы цел.

С вами, вероятно, случалась такая неприятная история. Вам подарили флакончик со стеклянной пробкой. Вы хотите его открыть, но пробка не вынимается. Вы начинаете тащить её щипцами, стараетесь выколотить её прочь ручкой ножа, и кончается вся эта история тем, что вместе с пробкой отскакивает и шейка флакончика… Флакончик погиб. А открыть его было так просто. Стоило только быстро нагреть над свечой шейку, и пробка вышла бы без всякого труда. Почему? От огня нагрелась бы и шейка, и пробка, но первая больше второй. Значит, шейка расширилась бы больше, чем пробка, и последнюю можно было вынуть без всякого труда.

Мы узнали, что медь и стекло расширяются от теплоты. То же самое происходит и со всеми другими твёрдыми телами.

От холода все тела – и твёрдые, и жидкие, и газообразные – сжимаются. Однако при замерзании вода расширяется.

Как-то я ещё мальчиком зашёл к своему товарищу. Он был большим любителем опытов и целыми днями возился со своими склянками и приборами. В этот день мы мирно сидели за чайным столом и разговаривали. Вдруг послышался треск, точно выстрел из ружья, зазвенели и посыпались стёкла. Все вздрогнули и невольно обернулись к окну столовой, выходившему в сени, – оттуда послышался зловещий звук… Только один мой товарищ оставался спокойным. «А ловко же удался опыт!» – в раздумье наконец произнёс он. Тут все поняли, кто был виновником происшествия. Мать обратилась к нему с упрёками, но мой приятель в оправдание стал рассказывать о своём опыте, и скоро все им невольно заинтересовались. Что же он такое сделал? Он просто поставил между оконными рамами бутылку, наполненную водой до самого верха и плотно закупоренную, пробка была даже привязана к горлышку проволокой. На дворе в тот день стоял сильный мороз, и вода в бутылке замёрзла. Замерзая, она разорвала бутылку. Ясно, что при замерзании вода расширяется, и лёд занимает больше места, чем вода, из которой он получился.

Рис. 11. Как вода замерзает в бомбе

Я советую вам повторить опыт. Только не делайте его между оконными рамами, чтобы не повредить стёкол и никого не испугать. Бутылку, наполненную водой и крепко закрытую пробкой, положите в морозилку. Как только вода замёрзнет, бутылка лопнет, а вы получите кусок льда в форме бутылки.

Пробовали сдержать силу замерзающей воды чугунными стенками, наполняли водой чугунный шар и плотно забивали отверстие деревянной пробкой. На морозе эта пробка с силой вылетала вон, а из отверстия выходила ледяная палочка. Если вместо простой пробки делали винтовую, которую лёд не мог вытолкнуть, тогда разрывались сами стенки шара (рис. 11).

Можно убедиться, что вода начинает расширяться ещё незадолго до замерзания. Для этого возьмите ту же колбу, которая служила нам при опыте с расширением воды от нагревания. Наполнив колбу водой, поставьте её в большую кастрюлю, обложите высоко смесью льда с солью6^* и наблюдайте, что будет. Как только вода сильно охладится, она станет подниматься вверх по трубке. Стало быть, в отличие от всех других тел природы, вода перед замерзанием расширяется, хотя она при этом и охлаждается7.

Вам, вероятно, не раз попадались камни, которые при одном только прикосновении к ним или при лёгком толчке рассыпаются в песок. Обратите внимание на каменные памятники ближайшего кладбища. Только самые новые среди них отличаются блеском. А на старых плитах и крестах видно множество трещин, тут и там отвалились целые куски8.

Отчего же разрушаются камни? Понаблюдайте за ними летом. Полуденное солнце накаливает их своими жгучими лучами. Ночью камни сильно остывают. От нагревания и охлаждения они то расширяются, то сжимаются. Вы помните, что сталось со стеклянным пузырьком, который мы бросили в кипяток. То же самое происходит и с камнями. Они мало-помалу прорезываются трещинами.

Но эти трещины ещё очень малы. Их расширяет вода. Она забирается в них осенью и с наступлением морозов замерзает. Лёд занимает больше места, чем вода, а потому трещины всё более и более расширяются, и наконец камень разваливается.

Из камня сложены целые горы. Красиво и причудливо иззубрены их вершины. Эта красота зависит от разрушения. Зубья, столбы и пики – только уцелевшие части скал. Иногда огромная скала вся прорезана трещинами. Только корни деревьев и травяной покров скрепляют её. Бывали случаи, когда такие скалы мгновенно обваливались, производя большие разрушения.

Осенью 1806 г. в Альпах случился грозный обвал.

Всё лето шли, не переставая, проливные дожди. Ручьи вышли из берегов и затопили окрестность. Пастухи, бродившие со стадами по зелёным склонам гор, были в тревоге. Лачужки их, кое-как сделанные из драни, сломало бурей. Ветер грозил всё разрушить. Дёрн, размытый водой, в некоторых местах совсем сполз, и в обнажённых камнях виднелись глубокие трещины. В лесу слышался шум, точно какая-то могучая сила ломала корни громадных сосен, скалистые обломки обрывались тут и там… Наступил сентябрь. Пастбища были усыпаны обломками камней, и скоту негде было пастись. Пастухи собирались гнать в долины своих коз и коров. В ночь на 2 сентября дождь ещё усилился. Это был какой-то потоп. Раскаты грома и завывание бури заглушали человеческий голос. В лесу высокие сосны колыхались, будто колосья на ниве. Заалела бледная заря, и день озарил ужасную картину: почва была усеяна огромными камнями и обломками деревьев, трава выдернута и смята. Вдруг что-то загрохотало наверху. Перепуганные птицы – вороны, галки, ястребы, испуская жалобные крики, поднялись стаями и полетели. Земля заволновалась, и с вершин стал скользить дёрн, песок, камни, сначала медленно, а потом всё скорее и скорее. Пастухи чувствовали, как почва уходила из-под их ног, и бросились бежать, сами не зная куда. Перепуганные стада с рёвом неслись за ними, но сосны и камни, падая с высоты, убивали их и влекли за собой.

Вдруг раздался такой треск, будто разрывалась вся земля. Всё закружилось, запрыгало – камни, земля, трава, кустарники и деревья… Огромные скалы летели вниз, встречались и, точно бомбы, брошенные невидимым снарядом, отскакивали, прыгали по земле, то останавливались, то снова неслись с грохотом и стоном. Иные разбивались вдребезги, и тучи щебня и пыли устремлялись вниз. Пастухи, не помня себя, бежали через пропасти, думая только о своём спасении… Каменные глыбы настигали их и увлекали за собой.

В то время склоны Рассберга были покрыты жилищами, а у подошвы лежали богатые деревни (Гольдау, Безинген, Ловерц). Грозный обвал уничтожил их в мгновение ока. На месте их лежала безотрадная пустыня, усеянная обломками скал, деревьев и брёвен… Всего было разрушено более 100 домов, а число человеческих жертв доходило до 4,5 сотни. Они заживо были погребены под развалинами или погибли от ран.

Такие же обвалы случались не раз и у нас на Кавказе.

Однажды мне пришлось наблюдать такое интересное явление. Был подан на стол самовар. Из-под крышки валил пар. Стали заваривать чай, и оказалось – вода холодная! Попробовал я самовар рукой: вверху и дотронуться нельзя – так он горяч, а внизу совсем холодный. Первый раз в жизни наблюдал я такой удивительный случай! Посмотрел я в трубу: она полна углей. Угли так и пышут; над ними длинные синие языки: самовар разогрет на славу. Но когда я вылил воду и опростал от углей трубу, всё объяснилось. Оказывается, наложили в трубу плотных покупных углей почти до самого верха и на них насыпали горячих углей из-под плиты. Верхние угли разгорелись, а нижние как были положены, так и остались тёмными. Вверху вода сильно нагревалась и скоро закипела, внизу осталась холодной. Вышел преинтересный опыт, которого нарочно, пожалуй, и не сделаешь.

«Странно! – скажете вы, если видели, как работает самовар. – Сколько раз приходилось видеть, что в самоварной трубе лежит угольков чуть на донышке, а самовар отлично нагревается весь, и вода закипает не только внизу, а вся»9^*.

Но в этом странного ничего нет: так и быть должно. Если самовар или какой-нибудь сосуд нагревается снизу, то находящаяся в нём вода скоро закипит вся; а если мы станем нагревать сосуд сверху, то произойдёт что-нибудь вроде того, что сейчас было рассказано; во всяком случае, нагреется только верхний слой. Почему же? Дело очень просто.

В воде теплота медленно передаётся от частицы к частице, и наш самовар не нагрелся бы никогда, если бы частички воды оставались неподвижными. А они приходят в движение, и вот почему. Тёплые, нагревшиеся внизу слои воды расширяются, делаются легче и потому всплывают наверх. Их вытесняют сверху холодные частички, которые нагреваются, делаются лёгкими и опять идут вверх. И чем больше мы нагреваем самовар, тем всё быстрее и быстрее движутся частички. Скоро вода начинает кипеть. Она нагрелась потому, что частички воды забирали тепло внизу, где больше всего горячих углей, и переносили его вверх.

Теперь посмотрим, что произойдёт, если мы станем нагревать воду сверху. Верхние слои воды нагреются, сделаются легче, чем были, и останутся на своих местах. Тяжёлая холодная вода не может прийти на их место; она останется внизу. Никакого движения в самоваре не произойдёт: всё останется спокойным. Между тем верхний слой будет нагреваться всё больше и больше, и может случиться, что он закипит в то время, как большая часть воды под ним останется холодной. Вот почему в самовар не следует накладывать много углей, пока не разгорелись угли в нижней части трубы.

Но вот вода в нашем самоваре закипела, и пар клубами валит из-под крышки. Не правда ли, хорошо понаблюдать над этим интересным, хотя и таким обыкновенным явлением? Но что делается в самоваре, не видно. Поэтому сделаем особый опыт в стеклянной посуде…

Возьмём хорошую стеклянную колбу, наполним её водой и вскипятим на пламени спиртовой лампы. Вот вода начала нагреваться, и снизу побежали пузырьки: один, другой, третий… Что это такое? Пузырьки какого-то газа. В воде растворён воздух: это ясно хотя бы из того, что в воде живут рыбы; без воздуха вся рыба, живущая в воде, погибла бы, ей воздух нужен для дыхания. Но в холодной воде воздуха растворяется больше, чем в горячей; и вот, как только вы начинаете нагревание, лишний воздух выходит пузырьками и поднимается. Чем больше вы нагреваете, тем больше пузырьков поднимается. Наконец вода начинает кипеть, и к пузырькам газа присоединяются пузыри пара. Эти пузыри поднимаются и лопаются; колба всё более и более наполняется парами, но они невидимы и только по выходе из горлышка образуют белые клубы видимого пара; от соприкосновения с воздухом невидимый водяной пар охлаждается и превращается в видимые мельчайшие водяные капли10.

Теперь вооружимся хорошим термометром и опустим его в воду. Удивительное явление! Сколько мы ни нагреваем колбу, температура остаётся та же – 100 °C. А вода всё кипит и кипит, всё меньше и меньше становится её в колбе… Если мы поднимем термометр так, чтобы он не касался воды, а стоял в горлышке, в водяном паре, то и здесь он не изменит своих показаний: ртуть будет стоять всё на 100 °C… Неужели же наша лампа более не греет? Куда девается её тепло? Тепло затрачивается на превращение воды в пар. Оно, как говорят, переходит в скрытое состояние. Водяной пар набирает тепло и, поглощая, сохраняет. Когда же, наоборот, мы пар охладим и он превратится в воду, скрытая теплота опять станет явной. Поэтому паром можно пользоваться для нагревания. На этом и основано бывшее ранее в широком ходу паровое отопление. В подвальном этаже устраивают печь и в неё вмазывают большой котёл. От этого котла проводят трубы по всему дому. Котёл наполняют водой. Вода обращается в пар. Пар расходится по трубам, сгущается здесь в воду, отдаёт им своё скрытое тепло; трубы нагреваются и нагревают окружающий их воздух.

Но ведь испарение воды часто происходит и без нагревания. Мы знаем, что небольшое количество воды, оставленное на блюдечке, исчезает, испаряется. Каким же образом здесь превращается вода в пар? Без затраты теплоты? Конечно нет. Откуда же она берёт теплоту? Из себя и окружающего воздуха. Вот почему всякое испарение понижает температуру. Летом в местностях, богатых водой (где, следовательно, происходит сильное испарение), всегда бывает прохладнее, чем в местностях сухих.

Не только при испарении воды охлаждается окружающий воздух. То же самое происходит при испарении всякой жидкости; и если взять жидкость, испаряющуюся быстрее воды, то можно получить даже очень низкую температуру. Так, испарением эфира можно воспользоваться для замораживания воды. Для этого обёртывают нижнюю часть пробирки слоем ваты, наливают в пробирку немного холодной воды и, обильно смачивая вату эфиром, направляют на неё струю воздуха (можно просто махать плоским предметом). Вода в пробирке сильно охладится и наконец замёрзнет.

Не всегда можно достать для чая воду. Я не говорю уже о полярных странах, где в долгую холодную зиму вся вода превращается в лёд и даже нередко реки промерзают до самого дна. Но иногда и в жаркой местности приходится самовар наполнять не водой, а льдом.

Однажды, проводя лето в Крыму близ Алупки, задумал я в компании добрых друзей подняться на Ай-Петри. Это красивая вершина яйлы, причудливыми зубцами поднимающаяся над её гребнем. Мы взяли проводника-татарина, запаслись на всякий случай верховыми лошадьми, которые, кстати, везли наш багаж, а сами пошли пешком. Я не стану рассказывать о том, как дивно прекрасна была дорога, как скоро вступили мы в лес и встретили в нём наших северных знакомых – сосны, как временами на крутых обрывах перед нашим взором развёртывались дивные пейзажи. Наконец после пятичасового утомительного пути с несколькими передышками мы были на вершине. Перед нами – свет и простор. Внизу плывут и останавливаются облака, а под ними чистейшей синевой сверкает море. Кругом ровная степь, сухая трава, камни, кое-где жалкий кустарник. Полюбовались мы дивной картиной и вспомнили о чае. Надо достать воды. Проводник объявил нам, что до ключа далеко и надо спускаться, а снега – сколько хочешь. Мы заинтересовались. Проводник повёл нас к яме, которая воронкой суживалась книзу, – это, должно быть, провал над какой-нибудь бездонной пещерой. Кругом ямы, кустарник. Мы раздвигаем его и спускаемся в яму. Она полна снегом, белым, чистым; на нём нет и следов пыли или копоти, как на нашем городском снегу. Мы наполнили им чайник, взяли ещё про запас в большую салфетку и развели костёр. В чайнике снег таял и превратился в чистую воду. Но её было немного. Мы стали прибавлять в неё снег, принесённый в салфетке, и мало-помалу чайник наполнился доверху.

Интересно наблюдать с термометром над таянием льда. Возьмём чашку с водой, положим в неё кусок льда и поставим в неё термометр. Если вода была комнатной температуры, то температура начинает падать. Но вот она дошла до нуля и остановилась. Пока в чашке имеется лёд, температура не изменяется. Но ведь в комнате тепло! Отчего не нагреется вода от окружающего воздуха? Она и получает от него тепло, но только отдаёт его тающему льду. Тепло затрачивается на превращение льда в воду, переход в «скрытое» состояние. Это тепло снова вернётся, перейдёт в явное состояние, как только вода опять замёрзнет. Как ни странно, но при замерзании воды остальная, незамёрзшая вода и, частью, окружающий воздух приобретают от неё некоторый запас тепла.

Испарение и замерзание воды происходят в природе постоянно. Невидимым паром вода поднимается в верхние слои атмосферы, там превращается в облака и, сгустившись, снова падает на землю. С места своего падения она бежит опять к морю, отчасти по земле, отчасти под землёй. Реки, озёра, болота, родники – всё это вода, возвращающаяся к океану, из которого она пришла. Каждая капелька соседнего ручья могла бы много рассказать вам о своих странствованиях: как она была облаком, снегом, туманом, инеем; как она прыгала в волнах далёкого моря и тихо пробиралась подземным ручьём между каменными пластами; как, наконец, она вышла на дневной свет и попала в наш ручеёк.

Не только лёд можно превратить в воду, но и всякое другое твёрдое тело можно сделать жидким. Немногие тела, однако, не удалось ещё расплавить, так как для этого понадобился бы слишком большой жар; наоборот, другие тела плавятся даже на свече. Последние называются легкоплавкими. Примером может служить свинец, из которого, между прочим, ранее изготавливали блестящие листы (фольгу) для завёртывания чая, и олово, в которое раньше заворачивали шоколад11^*.

Рис. 12. Плавление олова на игральной карте

Можно олово или свинец расплавить на игральной карте с загнутыми краями (рис. 12) или в крепкой коробке, выдавленной из целого куска картона. Карта или коробка не успевает сгореть, потому что вся теплота, которую она получает, отнимается оловом; надо только нагревать карту как раз под самым металлом; если же огонь попадёт в такое место, над которым олова нет, то, разумеется, папка загорится.

Точно так же возможно вскипятить воду в бумажной коробке (это показано на рис. 13), но гораздо удобнее взять для опыта опять-таки картонную коробку. Картон не сгорит потому, что вода поглотит всю теплоту, доставляемую лампочкой. Коробку, в которой производится опыт, лучше всего подвесить при помощи шнурков на деревянном бруске, который можно положить концами на двух бутылках.

Рис. 13. Кипячение воды в бумажной коробке

Разумеется, оба опыта доставят вам надёжную репутацию фокусника, если вы удачно произведёте их перед товарищами, не знающими, в чём дело.

Погода в домах меняется так же, как и на дворе. На улице бывает и ветер, и затишье, и туман, и роса. В поле ветер ломает толстые деревья, опрокидывает здания, выгоняет из рек воду, устраивает наводнения, затапливает деревни и сёла. Дождь льёт целыми потоками, буря носится со свистом… Ничего этого в комнате, конечно, не бывает: ветерок здесь слабенький, туман почти незаметный. Но всё-таки погода в комнате бывает разная.

Рис. 14. Воздушный шар, странствующий по комнате

День едва брезжит сквозь замёрзшие окна. Нехотя вы покидаете тёплую постель и, если окно было открыто, долго жмётесь от холода… Но вот вы затопили печку12^*, и тепло распространяется по комнате… Вы вспоминаете о маленьком воздушном шарике, который вам подарили вчера. Он висит, привязанный, за окном… Не хотите ли проделать с ним интересный опыт, который покажет вам, что в комнате и в самом деле дует ветер?

Привяжите к ниточке шарика бумажку… Шарик упадёт на стол: бумажка перетянет его. Поднимите шарик и понемногу подрезайте снизу бумажку, пока шарик не повиснет в воздухе на любой высоте… Теперь поднесите шарик к печке. Шарик станет подниматься, и всё быстрее и быстрее… Вот он достиг потолка и остановился… Но остановка была минутная. Вы смотрите на шарик и видите, что он потихоньку ползёт к окну. Вот он дошёл до середины комнаты, вот он уже близко от окна. И что же? Он стал вдруг опускаться. Вот он уже над подоконником. Чуть задев за него, шарик скатывается вниз и продолжает медленно спускаться. Через несколько минут он уже на полу…

Нет сомнения, что в комнате ветер… Едва только нагрелась печь, нагрелся и окружающий её воздух. Как и все другие тела, от тепла воздух расширяется, а потому и делается легче… Затопленная печь расположена снизу. Она не может сразу нагреть весь воздух в комнате; нагревается только воздух, находящийся рядом с ней. Сделавшись легче, он поднимается наверх, совсем так же, как пробка, которую вы положили на дно стакана, наполненного водой. Вот почему наш воздушный шарик, как только мы поднесли его к теплу, стал подниматься.

Дойдя до потолка, тёплый воздух не может идти выше. Он расходится во все стороны, достигает до той стены, которая выходит на улицу или во двор… У холодного окна тёплый воздух охлаждается, делается тяжелее и падает. Вместе с ним падает и наш шарик… Дойдя до пола, холодный воздух пойдёт к печке. Только движение это будет уже очень медленным, и слабый ветерок, чуть идущий по полу, не передвинет нашего шарика… У печки воздух опять нагреется, поднимется, пойдёт к окну – и так без конца будет кружиться, пока топится печь.

Можно сделать в комнате ветер более сильным и удостовериться, что низом идёт холодный воздух. Приоткроем дверь в другую, холодную комнату так, чтобы получилась узенькая щёлка. Зажжём свечу и поднесём её к щёлке сначала вверху, потом в середине и, наконец, внизу (рис. 15). Вверху пламя свечи отклонится наружу, то есть в холодную комнату, в середине оно будет стоять прямо, а внизу направится в тёплую сторону. Ясно, что вверху тёплый воздух уходит из комнаты, а внизу холодный приходит в комнату. Ветер на полу сделался заметным потому, что задул сильнее.

Рис. 15. Пламя у полуоткрытой двери

Вы знаете, что на земле есть тёплые страны. Там всегда жарко, люди не знают снега. Растут в этих странах чудные вечнозелёные деревья, наливаются и зреют вкусные плоды. Солнце льёт там на землю горячие лучи, и зной его невыносим… Есть на земле и мрачная страна вечного холода. Огромные льды покрывают там море. Поднимаются они к небу высокими горами, и снег белой скатертью окутывает всё. Нет там ни деревца, ни кустарника. На краю этой холодной пустыни человек не может жить.

Тёплая страна – страна вечного солнца и тепла – то же, что печка в комнате, а мрачное царство холода – то же, что окно. Потому-то и на земле воздух движется так же, как и в комнате: из тёплых стран идёт в холодные – и наоборот.

От ветра зависит погода. От тепла вода превращается в пар и смешивается с воздухом. В тёплом воздухе много воды, или, как говорят, влаги. Если тёплый воздух подойдёт к холодному окну, то водяной пар осядет на окно маленькими капельками – окна вспотеют. Когда после жаркого дня наступает холодный вечер, на листья растений – в поле, в саду, в лесу – садятся крохотные капельки воды. Это роса.

В комнате может идти и снег. Рыбаки, зимовавшие однажды в холодной стране, укрылись от мороза в избушке; когда в избушке стало душно, они отворили дверь. И что же? Вдруг в комнате пошёл снег, и белые хлопья его покрыли весь пол. Но ещё интереснее был случай на одной вечеринке в Петербурге в 1773 г. В зале было жарко и влажно. Одной женщине сделалось дурно. Стали отворять форточку, но она примёрзла. Тогда один из гостей подошёл к окну и выбил стекло. На дворе была буря. Ветер выл и свистел. С шумом рванулся он в комнату сквозь выбитое стекло. И в зале вдруг пошёл снег. Вы уже догадались почему? От холода водяной пар быстро застыл и упал снегом.

Видите, как в комнате может меняться погода? Зная это, вы без труда можете устроить себе несколько забавных игрушек. Это будут настоящие волшебные игрушки. Товарищи, которые ничего не слыхивали о перемене погоды в домах, пожалуй, и в самом деле подумают, что моя книга раскрыла вам все тайны волшебства.

Рис. 16. Ветряная мельница

Из толстой бумаги вырежьте змейку, как показано на рис. 17. В хвосте этой змейки выдавите острым концом вязальной спицы маленькое углубление и положите змейку на конец вязальной иглы, как показано на рис. 18. Другой конец иглы вставьте в деревянную дощечку или в широкую пробку. Поставьте змейку на полу у печки. Она начнёт кружиться. Почему? Полом идёт холодный воздух от окна к печке. Он толкает змейку и заставляет её кружиться.

Рис. 17. Вертящаяся змейка

Рис. 18. Змейка, установленная на печке

Кто сумел сделать мельницу, тому ничего не стоит устроить и карусель. Для этого надо мельницу немного переделать. Прежде всего прибавьте к ней крыльев, сделайте их штук восемь. Затем вырежьте из бумаги кружок, в середине его сделайте дырку и проденьте в неё пробку так, чтобы крылья были выше кружка. Кружок должен быть немного меньше крыльев. Остаётся привесить к кружку на ниточках людей, сидящих на лошадках, а сверху воткнуть несколько флагов из папиросной бумаги. Если вы мастер клеить, то можете приделать к кружку и занавески. Карусель готова (рис. 19). Поставьте её около печки, и она завертится.

Рис. 19. Карусель

В XIX в, маленький французский городок Аноне прогремел на весь мир. Там был пущен первый воздушный шар! Придумали его братья Монгольфье. В назначенный день на площади собралась несметная толпа народу. Все хотели посмотреть на невиданную диковинку. Посередине площади висел на столбах огромный полотняный шар —7 сажен13 (ок. 15 м) в ширину. Снаружи он был оклеен бумагой. Внизу шара было сделано большое отверстие, а под отверстием висела жаровня. Братья Монгольфье положили в жаровню горячие угли. От их теплоты воздух в шаре нагрелся и сделался легче. Братья перерезали канат, которым шар был привязан к столбу. Шар рванулся, дрогнул и поднялся вверх. Скоро он скрылся в облаках.

Рис. 20. Первый воздушный шар (монгольфьер)

Братья Монгольфье захотели узнать, можно ли летать на таком шаре людям. Но охотников отправиться в воздушное путешествие не находилось. Монгольфье привязали к шару большую плетёную корзину и посадили в неё овцу, петуха и утку. Это были первые воздухоплаватели. Вернулись они на землю благополучно.

Рис. 21. Изготовление воздушного шара

После этого люди стали часто устраивать шары. В наше время воздушные шары делают не из полотна, а из особой материи, не пропускающей сквозь себя воздух. Наполняют их не тёплым воздухом, а тем газом, который горит в уличных фонарях14^*. Он очень лёгок. Шар покрывают сверху верёвочной сеткой, а внизу к сетке прикрепляют корзину; в неё садятся люди, желающие постранствовать в воздухе.

Вы сами можете устроить воздушный шар. Возьмите шесть листов бумаги, разрежьте их пополам, а половинки склейте так, чтобы получились длинные полосы. Придайте этим полосам форму, как на рис. 21. Склейте их друг с другом. Получится шар с двумя отверстиями: одно у него вверху, другое – внизу. Верхнее отверстие заклейте папиросной бумагой, а нижнее оставьте. Подержите этот шар (осторожно!) отверстием над лампой или свечой. Шар наполнится горячим воздухом и полетит вверх, но только в том случае, если вы оклеили крепко и нигде не оставили щелей, через которые тёплый и лёгкий воздух мог бы выйти…

Маленькие разноцветные шары, продаваемые на праздниках, наполнены лёгким газом. Оттого они и летают. Однако на второй или третий день покупки такой шар обыкновенно съёживается и перестаёт летать. Отчего? Лёгкий газ выходит сквозь резину, из которой шар сделан. Его место занимает обыкновенный воздух. Шар становится тяжелее.

С каждым годом люди всё лучше и лучше летают в воздухе, и теперь воздухоплавание сделало удивительные успехи. Сначала появились управляемые воздушные корабли – дирижабли, которые послушны воле человека: они могут лететь против ветра, возвращаться назад к тому месту, откуда отправились, и спускаться по желанию в любой момент. Однако потом люди создали и летательные машины, которые тяжелее воздуха, – аэропланы15^*. Но прежде чем говорить об этих удивительных воздушных судах, познакомимся с устройством очень интересной игрушки – бабочки, которая сама летает.

Возьмите две маленькие планки около 0,5 см шириной и вклейте их концами параллельно друг другу в две половинки новой хорошей пробки (рис. 22). Кроме того, по бокам верхней пробки вставляются с клеем две тоненькие лучинки. Их предварительно надо согнуть, как показано на рисунке. Для этого их опускают на несколько часов в воду, потом кладут на несколько минут в кипяток. После этого лучины изгибаются, как нужно, концы их связываются бечёвкой, и в таком виде лучины быстро сушатся, хотя бы на сковороде. Обе лучины должны быть изогнуты одинаково. К этим лучинкам и к основе приклеиваются большие крылья из папиросной бумаги, но не следует особенно натягивать их: крылья тогда лучше захватывают воздух.

Теперь надо сделать для нашей бабочки голову и усики, которые и составляют её летательный снаряд. Усики видны на рисунке внизу. Их вы сделаете так же, как делали лучинки для крыльев. Когда они будут надлежащим образом изогнуты и высушены, вы обтянете их папиросной бумагой. Изгиб должен быть сделан очень аккуратно. Вставляются усики с клеем в особую полупробку, как это видно на рисунке. Эта полупробка и будет головкой.

Остаётся присоединить головку к туловищу. Сделайте крючочек из тонкой проволоки, просверлив накалённой иглой обе верхние пробки, пропустите проволоку сначала через пробку-шейку, а потом через пробку-головку и закрепите, осторожно загнув конец проволоки в верхнюю пробку. В пробке-шейке проволока должна легко вертеться, а потому полезно между пробками вставить стеклянную бисеринку и ещё лучше сверху и снизу её подложить по маленькому жестяному кружочку (из очень тонкой жести). В нижнюю пробку туловища надо вставить такой же крючочек, какой вставлен вверху. Между верхним и нижним крючками натяните два-три тонких резиновых кольца (см. рис. 22), какие обыкновенно употребляются вместо ниток в магазинах. Резинки не надо скручивать, а наоборот, следует аккуратно расправить между крючками. Бабочка готова.

Рис. 22. Изготовление летающей бабочки

Возьмите её за хвост двумя пальцами левой руки, а правой рукой закрутите резинки, крутя бабочку за голову. Когда вы теперь отпустите голову, резинки станут раскручиваться, а с ними вместе начнёт вертеться и голова бабочки с усиками. Выпустите бабочку из левой руки, и она полетит вверх.

Чтобы игрушка вышла удачной, необходимо не только сделать её аккуратно, но и позаботиться, чтобы она была легка. Пробки надо брать маленькие, лучинки тонкие, проволоку лёгкую. Очень полезно для лёгкости и изящества все деревянные части протереть «шкуркой».

Если игрушка выйдет неудачной, постарайтесь разыскать в магазинах готовую и по ней исправить ошибки вашей работы. Но гораздо лучше не смущаться первой неудачей и переделать бабочку. Особенное внимание надо обратить на аккуратное устройство усиков.

Теперь мы можем понять устройство воздушных кораблей. Прежде всего познакомимся с дирижаблями. Эти воздушные суда отличаются огромными размерами. Форма их иная, чем у старых аэростатов: они напоминают своим видом огромную рыбу или сигару. Делаются дирижабли не только из непроницаемой материи, но и из лёгкого металла – алюминия. Важная принадлежность их – двигатель, мотор. Изобрести мотор, подходящий и пригодный для воздушных судов, было особенно трудно. В то время, пока работали только обычные паровые машины, нечего было и думать о приспособлении их для воздухоплавания: они слишком тяжелы и громоздки. Однако потом научились создавать лёгкие бензиновые двигатели, и их-то оказалось возможным применить к дирижаблям. Но этого мало. Главное препятствие для воздухоплавателя – ветры. Управляемый аэростат должен побороть силу ветра. Во сколько же раз сильнее должен быть на дирижабле мотор, чем машина парохода! И в то же время он должен быть лёгким. Как ни трудно было построить вначале такой мотор, теперь существует уже и такие, что в прошлом в них даже не поверили бы.

Рис. 23. Дирижабль типа «Цеппелин»

Кроме мотора, на каждом дирижабле имеется так называемый пропеллер. Это то же самое, что пароходный винт. Он соответствует усикам нашей механической бабочки и даже устройством своим напоминает их. При помощи пропеллера дирижабль как бы ввинчивается в воздух. Но у бабочки усики приводились в движение раскручивающейся резиной, и потому бабочка летела до тех пор, пока нить окончательно не раскручивалась. У дирижаблей пропеллер приводится в действие мотором, и потому дирижабль летит, пока этот мотор работает.

Двигателя и пропеллера ещё мало для управляемого воздушного судна. Оба эти аппарата побеждают только силу ветра. Надо ещё шаром управлять. Поэтому у дирижаблей мы находим приспособления, которые придают им устойчивость и позволяют давать им желаемое направление: для этого служат плавники, рули и т. п.

Самое крупное неудобство старого, неуправляемого аэростата – это то, что объём его, в зависимости от уменьшения давления и от охлаждения, изменяется; обыкновенно при поднятии аэростат съёживается, а в случае нагревания солнечными лучами расширяется. Необходимо было в дирижаблях прежде всего устранить это неудобство. Это достигнуто в «мягких» дирижаблях устройством баллонета, или внутреннего кармана, который помещается внутри воздушного корабля, в его нижней части, и имеет сообщение с наружным воздухом. При поднятии дирижабля этот карман наполнен воздухом. Как только водород станет расширяться, он сейчас же вытеснит из кармана часть воздуха, а если водород сожмётся, то посредством особого вентилятора воздух вгонится в карман снаружи. Таким образом, объём дирижабля остаётся неизменным. Впрочем, упомянутые выше металлические воздушные суда не нуждаются в баллонете.

Необходимой принадлежностью каждого дирижабля является прикреплённая к нему корзина, или гондола, в которой и помещаются воздухоплаватели.

В 1923 г. существовали огромные «жёсткие» дирижабли, объёмом в 6—7 тысяч кубических сажен (58—68 тыс. м³), с несколькими моторами общей мощностью 2000 лошадиных сил; такой воздушный корабль имел в длину около ¹/₅ версты16 (ок. 200 м) и толщину, равную высоте семиэтажного дома; он поднимал 2—2¹/₂ тысячи пудов17 (33—41 т) груза и летал со скоростью 120 км/ч, держась в воздухе непрерывно целую неделю.

Рис. 24. Аэроплан

Кроме дирижаблей, в настоящее время существуют аппараты, которые поднимаются подобно бумажному змею, но поднимает их не ветер, а опять-таки сильные моторы. Они удобнее дирижаблей тем, что не содержат в себе легко загорающегося водорода, а потому не могут погибнуть так легко от пожара или взрыва. Называются эти аппараты самолётами (или, по-устаревшему, аэропланами).

Большинство аэропланов того времени представляли одну плоскость или же две параллельные плоскости, связанные между собою рядом стержней, и снабжались мотором и всеми аппаратами, необходимыми для управления. Скорость их полёта достигала 200 км/ч и могла быть доведена даже до 400 км/ч. В то время существовало уже правильное пассажирское и почтовое сообщение на аэропланах, связывающее самые отдалённые пункты земного шара. Такие линии, как Москва—Кёнигсберг (длиной 1300 км), являлись ещё сравнительно короткими. В то же время в Америке существовало теперь (1923 г.) воздушное сообщение на аэропланах через весь материк от Нью-Йорка до Сан-Франциско (ок. 4000 км). В Англии применение аэропланов для различных надобностей практической жизни настолько развилось к тому времени, что было даже учреждено особое воздушное министерство18^*.

Недалеко от берегов Италии выставляется из воды крохотный островок Стромболи; на островке стоит гора, такая большая, что занимает весь островок. Над этой горой вечно стоит столб водяного пара; из вершины её летит пепел целыми тучами и льётся накалённая жидкость, блестящая, как солнце, – смотреть на неё больно; от этой жидкости идёт такой жар, что и подступиться к ней нельзя. Жидкость эта называется лавой. Водяной пар, пепел и лава выходят из отверстия, которое находится на верхушке горы. Оно имеет вид как бы воронки и называется кратером. Такая гора, из которой вылетают пар и пепел и выливается лава, называется вулканом.

Вулканы известны в разных странах. Их насчитывают на земле до восьмисот. В России самая большая из них – Ключевская сопка19 на Камчатке. Высота этой горы больше 5 км; внизу растут деревья, а километра два повыше лежит вечный снег. Кратер находится над снежной линией, и огненная лава с шипением и шумом течёт по снегу. Из Ключевской сопки не всегда течёт лава и вылетает пар. Бывает так, что гора чуть-чуть дымится. Вылетание пепла, пара и лавы называется извержением. Вот как описывалось одно из старых извержений Ключевской сопки: «Началось оно среди тёмной зимней ночи; люди кругом спали. Вдруг послышался под землёй какой-то грохот: что-то гудело и трещало, да так сильно, что все жители соседней деревни проснулись. Не понимая, что творится, они перепугались и побежали вон из домов. Выбежали и видят: стоит над сопкой огненный столб, а над ним облако красноватого дыма. Со страшным треском льётся из кратера расплавленная лава и так сильно блестит, что на сто сорок вёрст кругом всё видно и светло, как в ясный солнечный день. А земля под ногами перепуганных жителей трясётся, точно лодка на волнах разбушевавшейся реки».

Иногда случается, что вулкан совсем потухает. Огненная лава, которая прежде из неё вытекала, застывает и превращается в крепкий камень. Она закрывает совсем кратер. Пройдут годы, застывшая лава и отвердевший пепел раскрошатся в мелкую пыль, и из этой пыли произойдёт плодородная земля. Вырастут тогда на месте прежнего кратера деревья, кустарники, трава, и люди позабудут, что была когда-то по соседству с ними огнедышащая гора. Только одни учёные сумеют сообразить, что текла здесь прежде огненная лава и что застыла она в камень. Вулканы, которые перестали дымиться, называют потухшими, а те, в которых и сейчас бывают извержения, – действующими.

В Италии, на самом берегу моря, около города Неаполя, стоит вулкан, называется он Везувий. Италия – страна тёплая. Небо там чистое, ясное, редко-редко набежит тучка. Отражается небо в море, и вода кажется совсем синей. Растут в этой земле виноград, апельсины, винные ягоды, миндаль и другие плоды. Берега покрыты такими деревьями, каких в наших местах и не встретишь. Стоит там вечная весна, и люди не знают тёплой одежды. Около Везувия находится самое красивое место всей Италии. Издавна заселили его люди, и много городков и деревень раскинулось здесь. Около 2 тысяч лет тому назад никто не считал Везувий за вулкан. Покрыт он был зелёной травой, росли на нём деревья, а на самой вершине стояла деревушка, окружённая пастбищами. У подножия горы лежали большие города. Вдруг послышался подземный грохот и гул, и деревня вместе с пастбищами и виноградниками провалилась внутрь горы. Везувий задымился и стал выпускать пар. Прошло несколько лет, и случилось первое извержение. Оно и уничтожило три города: Геркуланум, Стабию и Помпею.

Если вам удастся раздобыть спирт (хотя бы так называемый денатурированный), вы легко сможете устроить вулканическое извержение в комнате. Возьмите маленький стеклянный пузырёк и наполните его подкрашенным спиртом. Спирт можно подкрасить несколькими каплями чернил20^*. Заткните пузырёк пробкой, а в пробке просверлите накалённой шпилькой отверстие шириной приблизительно в 2 мм. Поставьте закупоренный пузырёк в широкую стеклянную банку и засыпьте его песком до самого горлышка. Получится горка. Дырочку в пробке засыпать не надо (рис. 25). Это будет кратер вулкана. Налейте банку водой доверху. Подождите минут десять, и вы будете свидетелем настоящего извержения. Из вершины горы станет столбом подниматься окрашенный спирт. Столб будет расти и расплываться в воде наподобие облака. Издали вы можете принять его за дым. Отчего происходит такое забавное явление? Спирт легче воды. Он всплывает понемногу наверх так же, как пробка, положенная на дно сосуда. Вода проникает в пузырёк на его место. Спирт, попав в воду, понемногу смешивается с ней. Когда весь спирт из пузырька выйдет, то извержение прекратится и вся вода будет уже не прозрачной, а окрашенной в цвет чернил. Если хотите опыт продолжать, налейте в пузырёк новый спирт, а в банку – чистой воды. Тогда снова начнётся «извержение». Конечно, явление, происходящее в банке, только в шутку можно так назвать. Да и горка наша сходна с вулканом только с первого взгляда. Скажите сами, в чём различие?

Рис. 25. Извержение вулкана в комнате

Различие

Вы хотите привести ещё пятое различие и сказать:

Но это не верно. Бывают и настоящие вулканы на дне моря. Когда в них начинается извержение, вода кипит, клубится, пенится, шипит. Из неё вылетают камни и дым. Беда, если корабль попадёт в то место, где происходит подводное извержение!

Прежде чем ответить на этот вопрос, мы сделаем несколько опытов с песком, которым мы так любили заниматься в раннем детстве. Песок нужен самый обыкновенный, но, по возможности, чистый и непременно сухой.

Наполните песком бутылку. Освободите стол от всех вещей. Поверните над столом бутылку вверх дном. Из горлышка её посыпется песок. Держите бутылку всё над одним и тем же местом стола. Из песка вырастет горка. Эта горка будет удивительно правильной формы – настоящий конус. Сделайте на вершине вашей горки небольшое углубление. Чтобы оно вышло аккуратным, поступите так. Чуть смочите водой деревянное яичко или шарик и осторожно выдавите им наверху горки небольшое углубление. Получится модель вулканической горы, которая всегда имеет правильную коническую форму.

Вам не раз приходилось видеть в парках весной огромное множество песчаных кучек, приготовленных для посыпания дорожек. Все они имеют такую же коническую форму и от насыпанной нами горки отличаются только своей величиной. Такую же форму приобретают все сыпучие тела, если только мы будем нагромождать их в одном месте. На дорогах вы иногда можете видеть конические горки щебня, приготовленные для их ремонта.

У вулканов такая же форма. Это заставляет нас думать, что и они составились из какого-то сыпучего тела, которое накапливалось всё в одном месте. Какое же это тело? Очевидно, это был вулканический пепел, выброшенный из кратера во время извержений; других сыпучих тел вулкан не выбрасывает. Учёные действительно удостоверились, что вулканическая гора состоит главным образом из старого пепла и отчасти из лавы.

Нетрудно представить себе, как такая гора появилась. Сначала на том месте, где она выдвигается, возникла в земной коре трещина. Из этой трещины вырвался пар, пепел и камни. Из камней и пепла выросла гора. В конце извержения вылилась лава. Она текла по склонам горы широкими потоками и местами покрыла пепел. Наконец извержение кончилось, лава застыла, и новая вулканическая гора сделалась достаточно крепкой… Через некоторое время произошло новое извержение. Вылетели ещё новые массы пепла, и вылилась новая лава. Горка увеличилась, выросла. Так постепенно, в течение долгих лет она достигла своей настоящей высоты и во время каждого нового извержения понемногу нарастает.

Бывали случаи, что горы внезапно вырастали на глазах людей. Такой случай был, например, в Мексике в 1759 г. Там появился огромный вулкан Хорульо. То же самое наблюдалось и в Италии в 1538 г. Там из пепла и камней у Неаполя выросла гора Монте Нуово. Оба вулкана стоят и по настоящее время.

Если вы жили на берегу моря, то, наверное, очень любили гулять по берегу, который весь усыпан чистым мелким песком. Вы замечали, вероятно, огромные песчаные груды, которые громоздятся дальше от берега и носят название дюны.

Чтобы понять, что такое эти дюны, надо побывать на берегу в ветреный день. Что там творится! К берегу бегут огромные волны. Ветер гонит целые тучи песка. А большие дюны точно дымятся. Около деревьев и заборов скапливаются целые сугробы песка. Тут вы легко можете понять, как появляются новые дюны. Песок летит только до тех пор, пока не встретит препятствие. Но около каждого деревца, кустика, камня он скапливается всё больше и больше, и так из него вырастает дюна.

Если вы последите изо дня в день и из года в год над старыми большими дюнами, то заметите, что они передвигаются. Ветер сдувает песок с их переднего склона и перебрасывает его назад. Медленно уходит дюна всё дальше от берега и нередко засыпает всё, что встретит на пути. Бывали случаи, что приходилось переносить на другие места целые деревни, а старые строения совсем скрывались под грудами песка…

Дюны известны во многих местах России. Между прочим, огромные дюны существуют под самым Петроградом21^*, около селения Сестрорецк22^*.

Дюны не похожи своим видом на вулканические горы, у них передний склон пологий, а задний крутой. Это само собою понятно: при образовании вулкана пепел и камни сыплются сверху, при образовании же дюны песок нагоняется спереди.

Раз мы заговорили о песке, то невольно припоминается и глина. Мы их часто видим в природе. Песок мы называем телом сыпучим, глину же следует назвать телом пластическим. Так называются тела, которым легко можно давлением пальцев придать какую угодно форму. Впрочем, сухая, мелко истолчённая глина сыпуча; пластичной становится она только в том случае, если мы смочим её водой23^*. В детстве вы, вероятно, сами лепили из глины24^* всякие вещички или видели, как это делали ваши маленькие товарищи. При помощи взрослых вы умели приготовить из глины и яблоко, и грушу, и морковь, и гриб.

Вылепленные из глины вещи непрочны и при высыхании иногда дают трещины и рассыпаются. Чтобы они могли долго сохраняться, необходимо их обжечь в особых печах. От сильного жара частички глины оплавятся и слепятся одна с другой; глина превратится в крепкий камень25^*.

Человек давно познакомился со свойствами глины и в глубокой древности делал из неё кирпичи и посуду. С этим искусством знакомы и многие из дикарей. Кирпич вылепливается в особой форме, а горшки и прочая посуда изготавливаются на гончарном станке. Это просто столик, который ногой можно привести во вращательное движение. На него кладут глину, и искусный мастер, вращая станок, вылепляет из глины горшки, чайники, чашки, всё, что хотите. И кирпичи, и посуда, после их изготовления, ставятся в особые печи для обжигания, после чего они становятся крепкими. Между прочим, от действия жара меняется и цвет гончарных изделий: так, из синей или серой глины получается красный, коричневый и жёлтый кирпич.

Рис. 26. Мастерская гончара

Очень хорошие белые сорта глины служат для приготовления фаянсовой посуды; фарфор же приготавливается не из одной глины, а из смеси её с мелко истолчёнными камнями: кварцем и полевым шпатом.

Рис. 27. Формовка и отливка статуй; на рисунке видна статуя (слева) и две половины формы

К числу пластичных тел относится и гипс, если мы его разведём водой. Из него можно приготовить интересные вещички, например оттиски монет. Но обыкновенно из гипса при помощи особых форм лепят статуи (рис. 27).

Для этого опыта вам понадобится приготовить густой соляной рассол. Для этого наливают в стакан горячую воду и сыплют туда соль, пока она не перестанет растворяться. Потом берут кусочек тонкой проволоки, обматывают её шерстяной ниткой и на ниточке же опускают её в рассол; чтобы проволока свободно висела в жидкости, на стакан кладут палочку и прикрепляют к ней нитку, которая привязана к проволоке. Наконец, ставят стакан на окно и ждут…

Рис. 28. Кристаллы драгоценных камней 1 – алмаз; 2 – корунд; 3 – циркон; 4 – топаз; 5 – изумруд; 6 – берилл; 7 – турмалин; 8 – гиацинт; 9 – аметист; 10 – гранат; 11 – горный хрусталь; 12 – амазонский камень

В стакане вода испаряется, а соль падает на дно и на проволоку. Через несколько часов вы увидите, что вся проволока усеяна маленькими прозрачными кубиками соли. Опустите её опять в рассол. Кубики соли станут больше – вырастут.

Проволока будет ещё красивее, если, вместо соли, вы возьмёте квасцы; они продаются в аптеке. Если вы приготовите густой рассол квасцов и опустите в него проволоку, то уже на другой или третий день она будет усеяна маленькими кристаллами – так называют правильные блестящие крупинки соли, квасцов и других тел. Если вы подержите её дольше в рассоле, то эти крошечные кристаллики станут большими. Они совсем не похожи на кристаллики соли: соль садилась кубиками, а квасцы растут в виде пирамидок. У каждого камня бывают свои кристаллы.

Можно вырастить кристалл очень большим. Снимите одну крупинку квасцов с вашей проволоки. Достаньте тонкий волосок. Возьмите самый крошечный кусочек воска (меньше булавочной головки), размягчите его между пальцами и приклейте им к кристаллику волосок. Теперь осторожно опустите кристаллик в крепкий рассол квасцов и укрепите его на палочке так, чтобы он висел в жидкости. Поставьте стакан в такое место, где его никто не толкнёт. Пройдёт несколько дней, и кристаллик станет большим. Он немного мутен, но так правилен, что вам не хочется и верить, будто он вырос сам собой…

Итак, мы узнали, что соль и квасцы могут расти и образуют правильные красивые кристаллы. Почти все камни дают кристаллы, часто ещё замысловатее и красивее соли или квасцов (рис. 28).

Каждый кристалл обнаруживает прелюбопытные свойства. Если бы вам попался в руки большой кристалл соли и вы стали разбивать его молотком, то с удивлением заметили бы, что он распадается на кубики и, как бы вы ни старались придать обломкам неправильную форму, вам это не удастся26. Возьмите горсть крупной кухонной соли и истолките её в ступке в порошок, – положите порошок на стёклышко и рассмотрите его под лупой: перед вами опять крошечные прозрачные кубики! Каждый кристалл, как бы вы его ни разбивали, всегда сохраняет свою правильную форму; она не исчезает даже тогда, когда вы разотрёте его в мельчайший порошок: и в этом случае мелкие кристаллики можно заметить под микроскопом. По этим признакам вы всегда можете отличить настоящий кристалл от какой-нибудь вещицы, огранённой руками искусного мастера. Так, например, если вы возьмёте кубик, вылитый или вышлифованный из стекла, и разобьёте его, то получатся совершенно непохожие друг на друга неправильные куски. Наоборот, вы можете совсем изменить форму соли, например, выточить из неё шарик; но стоит только разбить этот шарик – и перед вами снова кубики.

Случалось ли вам когда-нибудь внимательно рассматривать снежинку? Если нет, то сделайте это при первом удобном случае. Протяните руку и ждите, пока снежинка упадёт на рукав вашей одежды. Всмотритесь в неё. Она изумительно правильна. Это крохотная, но очень красивая звёздочка. Вооружитесь увеличительным стеклом (лупой). Посмотрите снова на снежинку. Какая дивная картина! Перед вами большая шестилучевая звезда. Вся она состоит из тонких ледяных иголочек, а каждая иголочка – крохотный кристалл. Снова протяните руку. Подождите, пока не упадёт на рукав несколько снежинок. Рассмотрите их. Что за диво?! Снежинки не похожи друг на друга. Каждая из них имеет свой вид, свою форму, но все они – красивые шестилучевые звёзды. Насчитывают целые сотни разных видов снежинок.

Иногда встречаются в природе крупные кристаллы льда. В Сибири иней часто является в виде очень крупных и очень красивых звёзд. Это так называемая куржа. Но ещё замечательнее кристаллы льда в Кунгурской пещере на Урале. Эта удивительная пещера не освобождается ото льда и летом, так как каменная скала, в которой она находится, плохо прогревается солнечными лучами. В пещере этой висят длинными цепями красивые шестисторонние ледяные таблички, и каждая из них состоит из ледяных иголочек.

Очень красивые кристаллы льда вы можете найти в хороший день и в вашей комнате. Присмотритесь к окну27^*. На нем мороз нарисовал удивительные узоры: какие-то фантастические леса, какие-то невиданные растения… Все эти причудливые рисунки на стекле состоят из крохотных ледяных кристалликов, расположенных в удивительном порядке.

В детстве меня забавлял такой опыт. Налью, бывало, в стакан чистой воды, положу в неё соль, сахар, глину и всё, что попадётся под руку. Налью немного чаю, кофе, чернил. Получатся помои. Затем эти помои я очищаю и получаю из них чистейшую воду. Как же это сделать?

Прежде всего воду надо процедить через воронку с пропускной бумагой. Для этого из пропускной бумаги вырезают кружок, складывают его вчетверо, расправляют и кладут в воронку. После этого в воронку льют жидкость. Раствор проходит и через бумагу; все твёрдые примеси, в том числе муть и грязь, остаются на бумаге. Такая очистка воды называется фильтрованием, а бумажка, которая служит для очистки, – фильтром. Но этим путём отделятся только подмешанные к воде твёрдые частички. Жидкость всё-таки останется грязной. Для полной очистки надо превратить её в пар, пар собрать и охладить.

Делал я это так. В колбу вставляю пробку с тонкой стеклянной трубочкой, которая изогнута, как показано на рис. 29. Конец трубочки провожу в другую колбу. В первую колбу я наливаю мою мутную жидкость и начинаю её нагревать; вторую колбу я ставлю в лохань с холодной водой и поливаю её холодной водой сверху. При кипячении жидкости образуется пар. Он идёт по трубке во вторую колбу и, охлаждаясь там, снова превращается в жидкость. Все твёрдые тела, которые были растворены в кофе, чае и чернилах, остаются в первой колбе, во вторую перегоняется только чистая вода. Такой перегонкой воды природа занимается в огромных размерах и превращает солёную воду океана в пресную, годную для питья. На море происходит непрерывное испарение. Пар поднимается и охлаждается. Снова падает на землю вода, но уже совершенно чистая. Протекая на земле и под землёй, она растворяет разные вещества и несёт их в море. Так происходит непрерывный вечный круговорот28.

Рис. 29. Перегонка воды (левая колба устанавливается на подставке, которая здесь не изображена)

В малых размерах перегонку воды люди производят в лабораториях и аптеках. Такая очищенная вода называется дистиллированной водой. Перегонять в колбах было бы слишком долго и хлопотно. А потому кипятят воду в больших котлах (кубах), а охлаждают в особых холодильниках.

«Что за безобразный рисунок!» – воскликнете вы, посмотрев на рис. 30. Дом кривой – внизу узкий, кверху расширяется. Беседка падает, деревья растут боком. А люди? Посмотрите на женщину, изображённую на рисунке слева: она, бедная, сейчас упадёт! Идущие под руку с правой стороны рискуют разбить себе затылок. Нисколько не лучше должно быть положение людей, живущих в доме. Словом, хоть картинка нарисована и отчётливо, но художник, наверное, сумасшедший. В таких домах жить невозможно, а если рискнуть прогуляться по тротуару, то, чего доброго, придётся на всю жизнь сделаться калекой.

Но не торопитесь сердиться на художника. Подумайте лучше, нельзя ли найти такую точку, с которой бы наш рисунок казался правильным. Художник вовсе не сумасшедший: он просто захотел с вами пошутить. Ваше дело – разоблачить его секрет. Если же вы не можете сделать это сами, я помогу вам.

Вооружитесь карандашом и линейкой. Выберите на рисунке две какие-нибудь косые линии, например два края дома, и продолжите их карандашом по линейке вниз, пока они не пересекутся. Карандашом ведите слабо, чтобы не испортить рисунка. Отметив точку пересечения, можно сами линии стереть. Посмотрите теперь на рис. 31. Вырежьте из толстой бумаги такую фигурку, какая там изображена. Перегните её по линии В и поставьте на загадочный рисунок так, чтобы точка, в которой пересекаются косые линии, лежала как раз под дыркой А, сделанной в полоске бумаги. Закройте левый глаз и смотрите правым в дырку.

Рис. 30

Что за странность? Всё переменилось… Загадочность постройки исчезла, беседка не падает, трубы из длинных сделались короткими. Все опасности, которые грозили прохожим, пропали: люди идут прямо и, по-видимому, в добром здоровье достигнут цели своего путешествия.

Рис. 30

Этого мало… Рисунок сделался словно выпуклым, ожил, стал интереснее… Перед вами не просто картинка, а какая-то панорама.

Конечно, такая перемена произойдёт только в том случае, если бумажка по величине будет совсем такая, как на рис. 31.

Секрет художника найден. Но вам хочется знать, почему картина обладает такими странными свойствами. Я скажу вам, что изображения подобного рода часто получаются на фотографиях воздухоплавателей, когда они с небольшой высоты фотографируют высокое здание, держа камеру наклонно к земле. Наш рисунок сделан художником таким, каким здание должно было бы представиться ему при рассматривании с такой высоты. Художник мысленно поместил свои глаза над зданием, немного сбоку его, и соответственно такой необычной «перспективе» мы, при рассматривании этого рисунка, должны также помещать глаз лишь в определённой точке, чтобы взгляд встречал его под определённым углом, – только тогда рисунок производит натуральное впечатление.

Объясните товарищам, что вы – волшебник и что в одно мгновение ока вы можете уничтожить кусок бумаги, даже не прикасаясь к нему. И это вам удастся.

1. Вырежьте три бумажки, величиной не больше маленькой облатки, и положите их в ряд, вдоль края стола, на расстоянии 3—4 дюймов29 (ок. 8—9 см) одна от другой. Сев перед столом, закройте один глаз (например, правый), а другим смотрите на крайнюю бумажку, лежащую против закрытого глаза. Все три бумажки видны прекрасно. Теперь, не отводя глаза от бумажки, на которую вы смотрели, медленно поднимайте голову. Вдруг средняя бумажка совсем исчезнет, и вы увидите только две крайние. Тот же опыт ещё лучше проделать, укрепив на стене с тёмными обоями три белые бумажки, величиной в 2 дюйма (5 см), на расстоянии 22 дюймов (ок. 56 см) одна от другой, и отойдя от стены приблизительно на сажень (ок. 2 м).

Явление это объясняется тем, что в нашем глазу существует так называемое «слепое пятно» – участок, не воспринимающий ощущений света.

2. На рис. 32 вы видите два совершенно равных квадрата из чёрточек. Однако эти квадраты кажутся вам прямоугольниками: первый вытянут слева направо, а второй – сверху вниз. Измерьте их циркулем или бумажкой, и поймёте, что это только обман зрения. И то и другое неверно: обе группы чёрточек равны…

Рис. 32

3. На рис. 33 два квадрата: чёрный с белым кругом и белый с чёрным кругом. На самом деле квадраты и круги совершенно равны, но белый круг выглядит больше чёрного.

Рис. 33

4. На рис. 34 слева вы видите три полоски. Они равны друг другу. Если вы из этих полосок сложите фигурку, представленную в середине, то вам покажется, что обе толстые полоски короче тонкой. Наоборот, если вы сложите из них английское N, как показано на рисунке справа, то тонкая полоска будет казаться короче толстых.

Рис. 34

Рядом этих опытов вы, вероятно, убедились, что на глаз нельзя полагаться при определении величины предметов. Теперь же попробуем убедиться и в том, что глаз не всегда верно передаёт впечатления о прямых линиях.

5. Первый наш опыт будет заключаться в том, чтобы определить: которая из прямых линий на нижней части рис. 35 есть продолжение прямой, идущей сверху? На глаз кажется, что продолжение верхней прямой есть сплошная черта, но стоит только прибегнуть к помощи линейки, и тогда окажется, что продолжением верхней прямой будет линия, проведённая точками.

Рис. 35

Рис. 36

6. Ещё лучше виден обман глаза на рис. 36. Вертикальные линии кажутся нам сходящимися и расходящимися. Но самая тщательная проверка покажет, что они параллельны.

7. На рис. 37 представлено несколько кругов, расположенных один в другом. Такие круги (если они описаны из одного общего центра) называются концентрическими. Эти круги пересекаются линиями, идущими сверху вниз и слева направо. Какие это линии – прямые или нет? Вы без затруднения ответите: «Они, конечно, кривые – вдавлены немного внутрь». И вы ошиблись. Возьмите линейку, приложите её к линиям, и вы увидите тогда, что они идут прямо.

Рис. 37

Рис. 38

Посмотрите теперь на рис. 38. Не правда ли, линии, идущие здесь сверху вниз и слева направо, кажутся совсем прямыми? Но это опять ошибка зрения. Приложите линейку, и вам станет ясно, что линии выпуклы вверх, вниз, направо и налево.

Неужели простым глазом так и нельзя заметить ошибку? Можно. Приложите правый глаз к нижнему краю книги, а левый закройте. Смотрите сначала на рис. 37. Вы прекрасно увидите тогда, что линии, идущие сверху вниз, совершенно прямые. Посмотрите на рис. 38, и вам станет ясно, что круги пересекаются там изогнутыми линиями.

8. В верхней части рис. 39 две линии, идущие слева направо, кажутся вам кривыми. Они расходятся посередине и сходятся по концам. Обратитесь к помощи линейки, и вы опять увидите, что глаз обманул вас: линии идут совершенно прямо. Кажутся они кривыми только потому, что около них сделаны косые чёрточки.

Посмотрите на нижнюю часть рисунка. Глаз говорит вам, что линии, идущие слева направо, сближаются в середине и расходятся по концам. Опять он обманывает вас: линейка показывает, что линии идут прямо; кажутся же они косыми потому, что около них сделаны косые чёрточки; они расположены иначе, чем на предыдущем рисунке. В чём различие?

Рис. 39

Ошибку можно заметить и без линейки. Поверните книгу правым краем к лицу; поднимите её до глаз, закройте левый глаз и смотрите на рис. 39 правым. На обоих рисунках линии покажутся вам прямыми.

9. На рис. 40 две дуги. Какая из них длиннее? Вы ответите: конечно, нижняя – и ошибётесь. Аккуратно измерьте и увидите, что верхняя дуга немного длиннее нижней.

На рис. 41 две фигуры точка в точку равны, хотя они вовсе не кажутся равными.

Рис. 40

Рис. 41

Предыдущие опыты показали вам, что глаз не всегда говорит правду. Нетрудно видеть, что и другие чувства обманывают нас. Нос часто ощущает в комнате запах, которого там вовсе нет. В ушах бывает шум при полной тишине.

Если вы живёте на берегу большой реки, то вам, вероятно, каждую весну удаётся любоваться картинами ледохода. Особенно интересно стоять на мосту и следить за движущимися льдинами. Вдруг происходит волшебное превращение. Лёд останавливается, и начинает двигаться мост, но в обратную сторону! Вы понимаете, что это обман чувств, стараетесь от него освободиться, но ничего не можете сделать, пока не взглянете на неподвижный берег. Мост остановится, снова двинется лёд, но ненадолго. Стоит только последить внимательно за этим движением хоть несколько минут, и опять повторяется обман.

Пользуясь таким обманом, американцы придумали интересную забаву – качели, которые, по-видимому, делают невероятно большие размахи, перелетают через перекладину, на которой укреплены, и всё это без малейшего вреда для сидящих на них… Подобные качели устраивались нередко и во многих местах у нас в России30^*.

Компанией в 12—16 человек вы входите в довольно большую и высокую комнату, закрытую со всех сторон. Обстановка в комнате обычная: столы, кресла, шкафы, картины на стенах. Комнату освещает лампа под абажуром, стоящая на столе. Вы проходите к середине комнаты по особой доске и усаживаетесь на удобных качелях-коляске, которые привязаны к перекладине, вделанной в стены комнаты. Когда все уселись, служитель уносит доску, слегка раскачивает качели и затем сам становится сзади коляски. Мало-помалу размах качелей всё увеличивается и увеличивается. Они начинают раскачиваться всё быстрее и быстрее и наконец описывают полный круг около перекладины. Сидящие невольно хватаются за скамейки с криками ужаса, видя потолок у себя под ногами. Но страх их совершенно напрасен. Качели мало-помалу уменьшают свой размах и наконец останавливаются. Все движения качелей здесь только кажущиеся. Качались не качели, а вертелась вся комната около перекладины, поддерживающей качели. Все предметы в комнате прочно привинчены к её полу и стенам; лампа, обыкновенная электрическая лампа, привинчена к столу. Поэтому ничто не падает на головы пассажиров при вращении всей комнаты.

Рис. 42. Страшные качели. Кажущееся положение

Рис. 43. Страшные качели. Истинное положение

Очевидцы говорили, что обман зрения при этом прямо поразителен: никак не хочется верить, что стоишь на месте, а вертится кругом комната. Однако достаточно закрыть глаза, чтобы почувствовать, что спокойно висишь на месте, а не вертишься с головокружительной быстротой вокруг перекладины.

Под таким названием известен фокус, который в середине XIX в. был в большой моде. Перед вами – бюст женщины. Он стоит на небольшой доске, которая подвешена на блестящих металлических шнурах и слегка качается вперёд и назад. Женщина, несомненно, жива. Она руками хватается за верёвки, приподнимается и некоторое время висит в воздухе, а дощечка, на которой она стояла, свободно покачивается. Мало того, женщина не только кивает, улыбается и меняет выражение лица, она даже говорит. В чём же секрет фокуса? Посмотрите на рис. 44. Нижняя часть бюста – манекен, поставленный на качающуюся дощечку. Позади дощечки висит длинная доска, на которую и ложится женщина. Грудью она упирается в манекен, который удачно скрывается за одеждой. Чтобы женщина могла приподниматься, манекен укрепляется на её груди ремешками. Всё, что находится позади манекена, закрыто чёрной драпировкой. Грудь женщины и качели освещаются очень сильно. Чёрный фон, на котором они выступают, кажется ещё более тёмным от светящихся верёвок и от металлической цепи, на которой привешен снизу обнажённый блестящий кинжал, а также и от белого платка, точно случайно брошенного на пол сцены. Если прибавить ещё к этому шесть ярких ламп с рефлекторами, обращёнными на зрителя, то станет вполне понятным, что он будет до некоторой степени ослеплён тем, что находится на первом плане, и не будет ничего видеть вдали, кроме чёрного фона. Так просто объясняется этот остроумный фокус.

Рис. 44. Женщина без туловища

Скатайте из хлеба или из воска маленький шарик, сложите пальцы, как показано на рис. 45, и, положив их на шарик, катайте его по столу. К удивлению, вы почувствуете, что у вас под пальцами катаются два шарика.

Этим интересным опытом вы можете совсем озадачить товарища. Попросите проделать его, закрыв глаза. Товарищ будет изумлён, не понимая, откуда взялся под его рукой лишний шарик.

Обман осязания открывается очень легко. Глаз говорит вам, что шарик один. Да наконец и осязание перестанет вас обманывать, как только вы снимете средний палец с указательного и ощупаете шарик.

Рис. 45. Обман осязания

Когда у вас соберутся товарищи, вы можете проделать такой занимательный фокус. Возьмите мелкую монетку, например пятиалтынный31, и прижмите её к своему лбу так, чтобы она некоторое время держалась на нём, точно приклеенная. Затем объявите присутствующим, что вы совершите сейчас своего рода чудо: морща лоб, заставите монету упасть на пол. Раздастся хохот. «Какое же тут чудо?» – спросят все. Но, невзирая ни на что, проделайте этот действительно пустой опыт. Он послужит только началом представления.

Теперь вы можете объявить, что никто не сумеет повторить опыта. Раздастся новый хохот. Найдутся охотники проделать его. Тогда вы со всех присутствующих возьмите слово молчать до конца представления и приступите к делу. Вы должны собственноручно приложить монету ко лбу вашего товарища и слегка её придавить. При этом вы сделаете вид, будто монета не держится, и провозитесь с её прикладыванием несколько секунд. После этого надо быстро и ловко отнять руку, а вместе с ней и монету. Отступите на несколько шагов и любуйтесь представлением.

Товарищ будет старательно морщить свой лоб и проделывать самые уморительные ужимки. Все будут покатываться со смеху, уже догадавшись, в чём дело. А товарищ никак не добьётся, чтобы монета свалилась, уже только потому, что её на лбу нет. Пройдёт несколько секунд, пока он догадается провести рукою по лбу и убедится, что он обманут32.

Это любопытное явление объясняется законом, который справедлив для всех наших чувств. Всякое ощущение длится некоторое время после того, как вызвавшее его раздражение прекратилось. Этим же объясняется, почему лица, носящие очки, чувствуют, что они у них на носу, хотя очки уже сняты. Точно так же, сняв повязку с пораненного пальца, вы долго ещё будете чувствовать, что палец сжат и будто завязан.

Вы можете устроить превосходный театр. На белой простыне, которую вы натянете на стене, появятся фигуры: то светлые, то тёмные, то большие, то маленькие. Они будут вырастать из-под земли и проваливаться в бездну, плясать, кружиться и бегать друг за другом. Можно представить даже целые сказки. И это вовсе не трудно, даже строить и клеить ничего не придётся. Все принадлежности под рукой. Машина, которая будет заправлять движениями фигур, очень проста: это обыкновенная стеариновая свеча, сцена – стена, обтянутая смоченной простынёй, бутафорская – соседняя комната, а актёры… ну, актёров придётся приготовить.

Возьмите картон и нарисуйте на нём несколько фигур людей и животных, да посмешнее. Нарисовать требуется только контуры, тушёвки не надо. А если вы рисуете плохо, то купите готовые картинки или, ещё лучше, добудьте где-нибудь старые иллюстрации из журналов. Выберите из них какие-нибудь фигурки, вырежьте и наклейте их на картон посередине. Прорежьте фигуру насквозь по контурам. Выйдет узкая светлая щель, обрисовывающая актёра. Можете и совсем вырезать фигуры. Тогда в картоне останется отверстие. Очертание его будет одинаково с выбранной вами фигурой. Актёр готов.

Рис. 46. Волшебное представление (за портьерой)

Надо привести теперь в порядок сцену и бутафорскую. Выберите в вашей квартире двери, расположенные против стены, на которой нет окон. Натяните против двери на стене простыню – и сцена готова.

Перейдём в бутафорскую. Тут будет побольше хлопот. Надо завесить двери сверху донизу чем-нибудь тёмным; если на дверях висит портьера, почти все хлопоты устраняются, её надо только спустить. Если же портьеры нет, придётся пользоваться одеялами и байковыми платками. В завешенной двери надо оставить отверстие величиной в лист картона. Советую поступить следующим образом. Повесьте картон с «актёром» на двух бечёвках так, чтобы она находилась по самой середине двери, по бокам её спустите портьеры. Вверху и внизу повесьте платки. Теперь всё готово. Можно начать представление.

В той комнате, где располагается сцена и сидят зрители, должно быть совсем темно. Представление происходит вечером. Если вечер светлый, лунный, то окна надо хорошо занавесить. Отправляйтесь в соседнюю комнату, расположенную за дверью. Лучше идти туда вдвоём с одним из товарищей. Возьмите в руки четыре зажжённых свечи33^* (рис. 46). Каждая свеча даст на стене свою тень: на стене появятся четыре светлые фигуры. Если вы станете двигать свечи вправо, влево, вверх и вниз, то положение теней будет изменяться.

Рис. 47. Волшебное представление (перед портьерой, на стене)

Сначала возьмите только одну свечу и держите её как можно выше. Тень упадёт на пол. Опускайте свечу. Тень станет подниматься: зрителям покажется, будто она вырастает из земли; наконец, она вся покажется на простыне, поднимется до её верха и совсем исчезнет. На помощь вам поспешит в эту минуту товарищ со своей свечой: станет выплывать другая фигура… Поднимите быстро свечу – и фигура провалится. Вы можете также делать ваши фигуры больше и меньше. Чем дальше вы отодвинете от картона свечу, тем меньше будет фигура: зрителям покажется, что она уходит вдаль. Приблизьте свечу, и фигура вырастает. Если свечи передвигать очень быстро, то на стене появятся самые фантастические картины: фигуры будут проваливаться, выскакивать вновь, плясать и бегать (рис. 47). Вместо одного товарища вы можете взять двоих. Тогда на стене явятся шесть фигур.

Рис. 48. Сказка в тенях

Если вы хотите представить сказку, то надо заготовить несколько картонок с фигурами и менять их. Но гораздо лучше удаются сказки, если показывать тёмные тени на светлом фоне.

Для таких представлений театр ваш придётся только немного перестроить. Склейте вместе четыре листа бумаги или, ещё лучше, купите один большой лист и хорошенько пропитайте его маслом. Бумага станет прозрачной. Прикрепите её в дверях на место прежнего картона; вверху и внизу завесьте дверь платками. Если теперь в соседней комнате вы зажжёте свечу, то на простыне явится белый четырёхугольник.

Вырежьте из бумаги различные фигуры, позабавнее. Если вы в рисовании не искусны, то опять можете воспользоваться иллюстрациями из старого журнала. Прикрепите фигурки к тонкой проволоке. Пусть товарищ держит свечу, а вы, сидя на полу, возьмите в руку конец проволоки и поставьте фигуру против бумаги. На стене явится её тень. Опять же, если вы возьмёте две свечи, появятся и две тени. Если вы станете приближать свечу к двери, фигуры на стене будут больше, и наоборот (рис. 48).

В таком театре очень удобно представлять сказки. Заготовив все фигуры, вы их станете по очереди поднимать и опускать. Нетрудно устроить для театра и движущиеся фигуры. Купите или, ещё лучше, сделайте сами обыкновенного бумажного плясуна. Держите его перед дверью и дёргайте за нитку. Тень тоже будет двигать руками и ногами. Устроить плясуна самим совсем нетрудно. Можно сделать зверей с движущимися ногами, головой, ушами и хвостом. Делают движущихся зверей точно так же, как и плясунов.

Некоторые народы очень любят «театр теней». Китайцы и японцы довели его до совершенства. Отсюда произошло и название «китайские тени».

Можно пользоваться для нашего театра и ручными тенями. На рис. 49—51 показано, как следует складывать пальцы рук, чтобы получить изображение разных животных.

Задумывались ли вы, отчего появляются на стенах тени? Отчего тень идёт рядом с вами в солнечные дни? Отчего она иногда забегает вперёд, а иногда тащится сзади?

Наступает вечер, и в городе зажигают фонари. Посмотрите на эти светлые огоньки, мелькающие рядами на тёмных улицах. От каждого из них бегут во все стороны светлые лучи. Вы отлично знаете пушистые блестящие шарики, которые продаются для украшения ёлок. Они сделаны из «золотых» ниток. Нитки эти идут из середины во все стороны. Точно так же идут и световые лучи от каждого фонаря и свечи. Светлые лучи всё больше и больше ослабевают, уходя от фонаря. На дальнем от него расстоянии уже ничего не видно… От солнца лучи идут так же, как и от свечи.

Рис. 49. Ручная тень

Рис. 50 и 51. Ручные тени

Если на пути световых лучей поставить стекло, то они пройдут через него. Лампы находятся в стеклянных цилиндрах, в фонари вставляют стёкла; от этого свет почти не делается слабее. Поставьте перед свечой кусок картона. Свет не может пройти через него. Предметы, через которые свет проходит, называются прозрачными, те же, которые света не пропускают, – непрозрачными.

Когда перед свечой, фонарём или лампой стоит непрозрачное тело, то оно даёт на стене или на полу тень. Тень – это то место, куда не могли попасть световые лучи. Если непрозрачный предмет – человек, то и на тени обрисуется человек. Вы сами теперь сумеете сказать, когда тень будет у вас справа, когда слева, когда спереди и сзади. Всё зависит от того, где находится солнце, свеча или лампа.

Нетрудно решить, почему тень бывает больше, если свечу отодвинуть дальше от тёмного предмета. Лучи идут от свечи совсем прямо и чем дальше от неё отходят, тем больше расходятся друг с другом. Если вы поставите тёмный предмет перед самой свечой, то загородите ход почти всем лучам. На стене появится огромная тень. Если вы тёмный предмет поставите дальше, то загородите ход уже меньшему числу лучей; тень будет меньше. Чтобы это хорошо понять, сделайте сами рисунок на бумаге. Отметьте точку. Это – свеча. Проведите от неё во все стороны длинные черты. Это – лучи. Нарисуйте где-нибудь в стороне прямую линию. Это – стена. Доведите лучи до самой стены. Стена освещена. Поставьте теперь перед свечой тёмный предмет. Для этого на рисунке надо провести черту. Зачерните все те лучи, которым предмет загородил дорогу. Зачернённое место будет уже у предмета и шире у стены – это треугольник с отрезанной верхушкой. Зачернённое место у стены и будет тенью. Теперь передвиньте предмет ближе к свече. На рисунке для этого проведите черту такой же величины, как прежде, но ближе к свече. Зачерните опять все лучи, которым предмет загородил ход, и отметьте тень на стене. Она будет больше, чем в первом случае.

Тени иногда пугают людей. На вершинах и склонах высоких гор лежат облака. На эти облака могут падать тени так же, как на стену. В Германии есть гора Брокен; на этой горе часто являются «привидения». Многие ходят на эту гору полюбоваться невиданным зрелищем. Вот что рассказывал один путешественник:

«Рано утром, задолго до восхода солнца, отправились мы на гору. Небо было чистое, а внизу под горой ветер гнал полупрозрачный туман. Поднявшись на гору, я стал спиною к солнцу. Вдруг передо мной в воздухе явился великан. Подул ветер и чуть не сорвал с меня шляпу. Я поднял руку, чтобы её удержать. Великан тоже поднял руку. В это время поднялся на гору отставший от меня товарищ и подошёл ко мне. На небе появился второй великан. Оба великана повторили все наши движения. Это были наши собственные тени. Они падали на поднимавшийся снизу туман, как на стену. Когда туман рассеялся, то исчезли и великаны».

Фокус не требует хлопот: зеркало, свеча (или лампа) и кусок картона – вот и все принадлежности. Вырежьте из картона кусок такой величины, чтобы он закрывал всё зеркало. Вообразите, что этот кусок – лицо. Нарисуйте на нём самые безобразные глаза, какие вы только можете себе представить, огромные и косые, самый уродливый широкий нос и отвратительный рот с большими оскаленными зубами. Всё это прорежьте насквозь и наклейте картон на зеркало несколькими кусочками воска34^*.

Вы, вероятно, не раз забавлялись солнечным зайчиком, который так проворно бегал по потолку и по стенам. Для этого вы держали зеркало перед окном и всячески его вертели. Вы даже наводили зайчик на лицо товарища и немало смеялись, видя, как он жмурится и корчит гримасы. Вот такой же зайчик надо навести теперь на стену. Зеркало у вас закрыто прорезанным картоном. На стене появится не один зайчик, а много: первый – на месте рта, второй – на месте носа, третий и четвёртый – на месте глаз. Вы увидите на стене изображение той фигуры, которую рисовали на картонке. Уродливая тень готова, но страшного пока ещё в ней ничего нет. Отложите в сторону ваше зеркало и попросите товарища стать у самого стола, спиной к нему и лицом к стене. Сзади него поставьте свечу. На стену упадёт большая тень. Попросите теперь товарища закрыть глаза, а сами возьмите в руки зеркало, заклеенное картоном, и наведите безобразную фигуру на тень товарища. На стене получится изображение такого же урода, какого вы видите на рис. 52. Теперь предложите товарищу взглянуть на его тень. Поражённый собственным изображением, он, конечно, позабудет взглянуть на вас и не заметит зеркала.

При помощи зеркала можно устроить на стене целые представления. Вырежьте из бумаги какую-нибудь фигурку. Поставьте её между свечой и зеркалом. На стене явится зайчик. На этом зайчике будет видна тень вашей фигурки (рис. 53). Если вы станете двигать фигуркой, то и тень зашевелится. Поставьте между зеркалом и свечой плясуна. Дёргайте его за нитку. Тень запляшет.

Рис. 52. Страшная тень

Вам хочется понять, почему зеркало даёт на стене зайчика. Вы уже знаете, что от всякого источника света – от свечи, лампы, солнца – расходятся во все стороны лучи света. Эти лучи обладают замечательным свойством. Когда вы бросаете мячик на пол, он отскакивает и летит назад в руки. То же самое происходит и со световыми лучами: если они падают на очень гладкий предмет, например на зеркало, то отскакивают от него. Замечали ли вы, что мячик не всегда отскакивает по тому же направлению, по которому он брошен? Если вы ударяете им о пол и стараетесь его поймать, то успех вашего упражнения зависит от ловкости. Мячик попадёт в руки только тогда, когда вы его бросаете прямо вниз. Стоит вам его бросить чуть-чуть косо, и он отскакивает в сторону, ударяется о стену, о стол, но в руки, во всяком случае, не попадает. То же бывает и с лучами света. Если они падают на зеркало косо, то отбрасываются в сторону и попадают не туда, откуда вышли (рис. 54). На том месте, куда они упадут, покажется зайчик; он будет иметь форму зеркала. Посмотрите на рис. 55. Обратите внимание на расположение свечи, зеркала и тени, и вы поймёте, как идут лучи. От свечи они идут к зеркалу, от зеркала «отскакивают» и идут под углом к прежнему направлению. Когда вы хотите навести зайчик на заданное место, вы должны поставить зеркало так, чтобы отброшенные от него лучи как раз туда и попали. Измените положение зеркала – и лучи отразятся иначе, а зайчик передвинется (рис. 55).

Рис. 53. Театр теней

Рис. 54. Линии обозначают лучи, идущие от источника света ЕК; АБ – зеркало; ВГ – зайчик

Рис. 55. Зеркало стоит иначе, чем на рис. 54. Зайчик вместо ЛР появляется в ВГ

Ну-ка, попробуйте! Не удалось? Чтобы проделать эту штуку, надо, во-первых, знать секрет, а во-вторых – иметь под рукой зеркальный шкаф или, по крайней мере, большое трюмо, которое не особенно близко приставлено к стене. Станьте около шкафа так, как показано на рис. 56. Из-за шкафа должна быть видна только половина вашего тела. Она отразится в зеркале. Тому, кто будет смотреть издали, покажется у шкафа целый человек. Это особенно хорошо удастся, если дверь будет приоткрыта, как показано на рисунке. Поднимите теперь ногу. Половина, отразившаяся в зеркале, тоже поднимет ногу. Зрителю покажется, будто вы подняли обе ноги сразу. Фокус доставит очень много удовольствия вашим младшим братьям и сёстрам.

Рис. 56. Как поднять сразу обе ноги

Отчего мы в зеркале видим и себя, и окружающие предметы? Конечно, это обман зрения. За зеркалом – стена, за стеной – двор, а нам в зеркале чудится такая же комната, как та, в которой мы находимся, знакомая мебель и мы сами. То, что кажется нам в зеркале, – видение: его на самом деле нет. Прежде чем ответить, почему такие видения в зеркале являются, спросим: почему наш глаз видит окружающие предметы?

Страшно в тёмную осеннюю ночь в лесу и на поле. Чёрные тучи заволокли всё небо, скрыли и луну, и звёзды, кругом не видать ни зги. Даже у самого дома вы не находите знакомых тропинок и рискуете заблудиться в собственном дворе. В тёмной комнате вы легко можете наткнуться на стул или на какую-нибудь другую вещь. Словом, в темноте наш глаз ничего не видит. Помогают ему различать окружающие предметы только световые лучи. Они льются от солнца на всю землю, падают на все предметы и от всех предметов частью отбрасываются. Отражённые от предмета, они летят во все стороны, попадают и в наш глаз. В нашем глазу отражается предмет, и мы его видим.

Рис. 57

Нетрудно теперь понять, почему является изображение и в зеркале. От предметов, находящихся кругом нас, идут во все стороны отражённые лучи. Падают они и на зеркало, снова от него отскакивают и попадают в наш глаз. Мы привыкли видеть предмет в том месте, откуда, как нам кажется, выходят лучи, попадающие в наш глаз, а, как видно из рис. 57, лучи, идущие от предмета и отразившиеся от зеркала, направляются в наш глаз так, что, будучи продолжены в другую сторону, пересекутся за зеркалом на таком же расстоянии от него, на каком находится перед ним предмет. На рисунке предмет изображён крестиком, зеркало – толстой чертой. От предмета к зеркалу идёт, как и всегда, целый пучок расходящихся лучей. Все они отражаются от зеркала и идут к глазу, как это и показано непрерывными линиями. По привычке мы получим такое впечатление, как будто лучи идут из точки за зеркалом, там, где стоит крестик. В этом месте мы и увидим изображение предмета.

Не правда ли, интересно поговорить о привидениях? Но о настоящих привидениях я ничего не сумею сказать уже по той простой причине, что они не существуют. Зато привидения довольно часто являются на сценах театров и балаганов… Перед изумлёнными и испуганными зрителями движутся тени, полупрозрачные, неуловимые. У них явные очертания страшного существа, они движутся, машут руками, но сквозь них просвечивают все предметы. Актёры безжалостно протыкают их шпагами…

На рис. 58 изображена одна из таких сцен. Перед испуганным молодым человеком является белый призрак. Он подвигается к юноше, грозит ему костлявыми руками. Ужас охватывает молодого человека. Он обнажает шпагу, пронзает привидение, но оно остаётся невредимым и со злой радостью скалит свои зубы…

Вся эта страшная сцена воспроизводится при помощи зеркального, то есть хорошо отшлифованного стекла. Вам не раз случалось, проходя мимо окон магазинов с большими зеркальными стёклами, видеть в них отражения предметов, находящихся на улице, и в то же время видеть лиц, находящихся в магазине. Это явление бывает тем сильнее, чем ярче освещены наружные предметы и чем темнее в магазине. Так, например, ночью, когда прекращается торговля и свет гасится, уличные фонари кажутся горящими в самом магазине. Это явление и навело на мысль устраивать на сценах привидения.

Во время появления в театре призрака в зрительном зале темно и самая сцена слабо освещена. Она отделяется от публики большим, косо поставленным стеклом. Перед сценой, ниже её пола, стоит тележка, покрытая чёрной материей; её двигает, куда нужно, машинист. На эту тележку ложится человек, изображающий призрак (рис. 59). Чтобы последний показался зрителям, стоящим на сцене, надо тележку поставить наклонно. Свет сильной электрической лампы падает на тележку и на лежащего на ней актёра и, отражаясь, идёт затем к зеркальному стеклу. Актёр-призрак совершает известные движения, и все они воспроизводятся на сцене.

Рис. 58. Привидения на сцене

Как мы уже знаем, отражающийся в зеркале предмет появляется за зеркалом на таком же расстоянии, на каком он стоит перед зеркалом. Поэтому призрак кажется зрителям не на стекле, а за стеклом и не впереди сцены, а посредине её. Но не следует забывать, что сам актёр как раз и не видит на сцене той тени, которая должна удивить или испугать его. Поэтому, чтобы не ошибиться, он должен заранее хорошо изучить сцену и твёрдо помнить, в каком месте должна явиться тень…

Рис. 59. Откуда взялось привидение

Зеркальными стёклами на сценах пользуются не только для воспроизведения призраков. При их же помощи не раз показывалась в театрах древнегреческая «богиня моря Амфитрита».

На небольшой сцене изображена дивная декорация моря. Вдали на горизонте спускается в его голубые воды огненный шар солнца. Раздаются звуки музыки – и вдруг над морем появляется богиня. Она плавает в волнах, поднимается из них, описывает в воздухе полукруги и снова погружается в волны. Объяснение этого представления дано на рис. 60. За кисеёй, которая на всякий случай предохраняет от бросаемых на сцену предметов, стоит стекло ММ, косо наклонённое к сцене. За ним находится декорация ТТ. В стекле отражается Амфитрита, спокойно лежащая на вращающейся тележке, окрашенной в чёрный цвет. Актриса одета по возможности в яркий, блестящий костюм и сильно освещена. Выдвигая и убирая тележку, вызывают появление и исчезновение «богини». Вот она появилась на сцене и начала свои смелые и плавные движения. Их воспроизводит актриса, лёжа на тележке.

Рис. 60. Объяснение воспроизведения Амфитриты

Не только в театре, но и в природе наблюдаются интересные явления, которые объясняются отражением света. О них я и расскажу теперь.

Двести с лишним лет тому назад шли французские войска по африканской пустыне. Голый песок расстилался кругом; ни кустика, ни былинки не виднелось нигде. Солнце жгло нестерпимо, и солдаты изнемогали от жажды. Вдруг показалась вдали зелёная лужайка. Стройные пальмы приветливо кивали верхушками, и озеро, светлое, как зеркало, блестело под ними. Утомлённые солдаты бросились бежать, чтобы поскорее утолить жажду. Но тут совершилось чудо: сколько они ни бежали, озеро находилось всё так же далеко, как и прежде. Поняли солдаты, что зелёный пальмовый лес и лужайка только почудились им.

Люди много раз видели такие призраки, называются они миражами. Наблюдались миражи и на суше, и на море, и в горах, и на равнинах.

Шёл однажды по морю корабль. Вдруг на небе показалось какое-то судно, оно неслось на всех парах. Перепуганные матросы, не помня себя, бросились к капитану, но тот сразу понял, в чём дело.

Отчего же такие призраки появляются? В тихую и ясную погоду воздух (именно его самые нижние или верхние слои) иногда отражает окружающие предметы, он делается как бы зеркалом. Города, деревни, леса появляются иногда на середине небосвода, иногда сбоку, иногда они стоят прямо, иногда опрокинуты.

Один учёный, увидев мираж, срисовал его. На небе виднелся город с домами, дворцами и башнями. Отъехав дальше, он встретил на земле точно такой же город.

В 38 верстах (ок. 40 км) от Петрограда, на берегу Финского залива, лежит небольшой городок Ораниенбаум35^*. Петроград из него чуть-чуть виден. Но иногда вдруг появлялось на небе ясное изображение города. Виднелись дворцы и дома, а купол Исаакиевского собора блестел и переливался на солнце. Виднелись и корабли, и пароходы. Многих пугало появление такой картины на небе. Но страшного в ней ничего не было: Петроград отражался в воздухе, как в зеркале или как в спокойной воде большого озера.

Как-то в детстве мне подарили калейдоскоп. Вот была занимательная игрушка! Я возился с ней целыми днями, и всё-таки она мне никак не могла надоесть… Представьте себе картонную, оклеенную бумагой36^* трубочку. С одного конца она заделана матовым стеклом, а за ним двигаются при поворотах трубки какие-то тёмные предметы. С другой стороны трубка заклеена наглухо и в ней оставлено только небольшое круглое отверстие, закрытое сзади стеклом. В нём, казалось мне, и сидела вся занимательность моей игрушки. Возьму я, бывало, трубочку в руку, поставлю её против света матовым концом к окну, а сам одним глазом смотрю в кругленькое отверстие с противоположной стороны и верчу в это время трубочку. Какие чудеса развёртывались передо мной! Звёздочки, причудливые кольца, удивительно правильные и удивительно сложные фигуры – всё это каким-то волшебством сменяло друг друга. Каждая звёздочка, каждая фигурка была пёстро и красиво раскрашена. Иной раз, бывало, на миг появится прелестная фигурка, и вот хочется ещё раз хорошенько её рассмотреть. Верчу, верчу мой калейдоскоп – не тут-то было: фигурка моя не появляется вновь.

Долго я наслаждался моим калейдоскопом. Но на земле нет ничего вечного. В один злополучный день калейдоскоп выскользнул из моих рук, звонко ударился о пол, и матовое стекло разбилось. Со страхом поднимаю его, вижу: из-за разбитого стекла выпадают кусочки битого камня, пёрышки, обломок стального пера, гвоздик, цветные стёклышки, песчинки – словом, всякий мусор. Так вот какие тёмные предметы двигались за стеклом! Просто сор! Вероятно, его забыл выбросить мастер. Теперь мой калейдоскоп, чего доброго, будет ещё лучше. На счастье, матовое стекло разбилось только на три части, и я сумел его крепко склеить. Иду к окну, смотрю, и что же? Ничего не видно, кроме каких-то перекрещивающихся светлых линий. Пропал мой калейдоскоп! Тогда я сообразил, в чём секрет. Приподнял я опять матовое стёклышко, положил обратно весь «сор», который из него высыпался, снова заклеил стекло и опять смотрю в калейдоскоп. Так и есть. Передо мною дивная звезда, только вся перерезанная красиво расположенными линиями. Понял я, что линии появились от трещин в стекле.

Как ни любил я свою игрушку, но теперь искушение стало чересчур уж сильным. И вот, поборов чувства, я принял твёрдое решение… и разломал окончательно калейдоскоп. Из трубы вывалились только три длинных зеркальных стекла, хорошо знакомый мне сор и ничего больше. Я почти понял устройство калейдоскопа.

Но прежде чем объяснить вам, в чём дело, позволю себе спросить, не хотите ли вы сами устроить калейдоскоп? Попробуем!

Прежде всего вам придётся зайти в стекольный магазин или рынок и заказать там две равные пластинки из простого стекла. Каждая пластинка должна быть длиной в 9 дюймов (ок. 23 см) и шириной в 2¹/₂ дюйма (ок. 6,3 см) (рис. 61, сверху слева). Придя домой, покройте оба стёклышка с одной стороны чёрным лаком и вырежьте из картона кусок, равный им по величине.

Сложите обе стеклянные пластинки и картонку так, чтобы из них получилась трёхгранная призма (рис. 61, сверху посередине); стёклышки должны быть обращены внутрь блестящей стороной. Склейте призму по рёбрам узенькими полосками бумаги с помощью гуммиарабика или синдетикона37^*.

Всё это сделать очень просто. Дальше пойдёт работа потруднее. Придётся вправить сделанную призму в длинную картонную трубку так, чтобы рёбра призмы плотно упирались в стенки трубки. Это делается следующим образом. Вырежьте из обёрточной толстой бумаги ленту в 9¹/₂ дюйма (ок. 24 см) шириной и в ³/₄ аршина (ок. 53 см) длиной. Приклейте эту ленту одним концом к ребру вашей призмы так, чтобы только один край выступал над призмой (рис. 61, сверху справа). Когда клей высохнет, оберните бумагу вокруг призмы так, чтобы получилась трубка (рис. 61, внизу слева). Чтобы она плотно прилегала к рёбрам призмы, покатайте её по столу, слегка нажимая ладонью, и после этого заклейте свободный конец. Трубка с одного конца вышла длиннее призмы на 0,5 дюйма (ок. 1,27 см). Оставьте её с этой стороны пока открытой, а с другой стороны заделайте картонным кружком с отверстием в середине, которое должно быть величиной в ¹/₄ вершка (ок. 1 см).

Рис. 61. Изготовление калейдоскопа

Рис. 62. Рисунки в калейдоскопе

Для того чтобы закрыть трубку с противоположной стороны, нужно заказать в стекольном магазине два стеклянных кружка, которые должны плотно входить в трубку; один кружок должен быть прозрачный, а другой матовый. Сначала вы всунете в трубку прозрачный кружок так, чтобы он плотно прилегал в призме. После этого вы положите на него мелкие разноцветные стёклышки, облатки, разрезанные на части, мелкие камешки, раковинки, маленькие гвоздики, бисеринки и т. п.

Все эти предметы должны свободно лежать на стекле и при поворотах трубки легко передвигаться. Теперь возьмите матовое стекло, вставьте его в трубку так, чтобы оно пришлось в уровень с её краем, и приклейте его ленточкой бумаги или коленкора. Чтобы последняя легла аккуратнее, полезно надрезать её, как показано на рис. 61 (внизу справа).

Теперь остаётся для красоты оклеить трубку снаружи нарядной бумагой – и калейдоскоп готов. Вы можете без конца любоваться дивными картинами, которые он вам покажет.

В чём же волшебная сила калейдоскопа? Всё дело в отражении цветных стёклышек и прочих предметов в чёрных зеркалах, которые получились из наших стёклышек. Каждая вещица отражается и в одном, и в другом зеркале. Изображения, получившиеся в первом зеркале, отражаются во втором. Новые изображения отразятся в первом зеркале и т. д.

Как видно из рис. 62, на котором представлены и предметы, и их отражения, получится прекрасная шестилучевая звезда. Стоит теперь чуть повернуть калейдоскоп, предметы лягут иначе, и получится новое изображение.

Если у вас в квартире найдутся три больших зеркала и вам позволят сделать некоторое перемещение вещей, то вы можете смело объявить товарищам, что вы из одного сделаете миллионы.

В вашем распоряжении должны быть шкафа шкафа и три зеркала. Шкафы поставьте так, чтобы они со стеной образовали трёхгранную призму, и затем на каждый шкаф и стену повесьте по зеркалу.

Рис. 63. Отражения трёх человек в трёх зеркалах (третьего зеркала, находящегося между зрителем и рисунком, не видно)

После этого подведите двух товарищей к вашему сооружению и произнесите:

Одним движением волшебнымЯ вас в миллионы превращу!

Махните рукой над смущёнными приятелями и предложите им закрыть глаза. Раздвиньте шкафы. Введите внутрь вашей призмы товарищей и теперь предложите им открыть глаза. В зеркале они увидят картину, вроде представленной на рис. 63. Объяснение, очевидно, то же, что и для калейдоскопа.

Наш глаз долго сохраняет полученное впечатление. Учёные узнали, что оно остаётся в глазу ещё около ¹/₁₀ секунды после того, как сам предмет удалился. Вы не раз, вероятно, любовались через окно потоками крупного дождя. Быстро летели водяные капельки, а вам казалось, будто целые ручьи тонкими косыми нитями падают на землю; вы не различали отдельных капелек. Возьмите тлеющую палочку и быстро водите ею. Перед вашими глазами мелькнёт светлая полоса. Крохотный уголёк, образовавшийся на конце лучины, оставит после себя огненный след. Конечно, этот огненный след – опять обман зрения… Если перед глазом быстро один за другим промелькнут два предмета, то впечатления от них сольются, и мы увидим их в одно время.

Всё это позволяет нам сделать много занимательных игрушек. Нарисуйте на одном куске бумаги птичку, на другом – клетку. Как посадить птичку в клетку, ничего не перерисовывая и не приклеивая? Или нарисуйте на одной бумажке цветы, а на другой – вазу. Умудритесь поставить цветы в вазу. Все это сделать очень просто.

Из тонкого белого картона или из плотной бумаги вырежьте круг в 2 вершка (ок. 9 см) в поперечнике. Карандашом проведите на этом круге линию, которая проходила бы как раз через его середину. На концах линии проткните булавкой по две дырки; через дырки проденьте нитки длиной в пол-аршина (ок. 36 см) и концы каждой нитки свяжите вместе. Всё главное сделано. Начертите теперь на одной стороне кружка ручкой линию, идущую сверху вниз, а на другой проведите линию слева направо. Возьмите в руки концы ниток, натяните их и крутите быстро между пальцами. Круг станет вертеться – и вы увидите уже не две линии, а крест.

Рис. 64. Обе стороны тауматропа

Нетрудно теперь посадить и птицу в клетку. Сделайте ещё кружок, как объяснено раньше, и нарисуйте на нём с одной стороны птицу, а с другой – клетку (рис. 64). Можно, конечно, взять готовые картинки и наклеить их. Когда вы станете крутить нитку, и круг завертится, птица окажется в клетке (рис. 65).

Можно придумать много других картинок для вашего кружка. Так, например, с одной стороны можно изобразить лошадь, а с другой – сани с оглоблями или с одной стороны – солдата, а с другой – ружьё. Вы уже догадались, вероятно, что и любопытные эффекты кинематографа основаны всецело на явлениях точно такого же рода.

Всего проще взять какую-нибудь готовую картинку, разрезать пополам и заставить половины снова соединиться. Для этого одна половина картинки наклеивается с одной стороны круга внизу, а другая – с обратной стороны вверху. Наклеить разрезанную картинку надо очень аккуратно. Проведите через середину круга линию, проткните её булавкой в двух точках; на другой стороне через дырки, получившиеся от прокола, проведите линию и наклейте оба куска картинки на разных сторонах кружка так, чтобы они прикасались к начерченным линиям: верхняя половинка – своим нижним краем, нижняя – верхним. Когда вы станете нитки крутить, круг завертится, и вы увидите всю картинку.

Рис. 65. Тауматроп во время вращения

Простой прибор, которым мы пользуемся при таких опытах, то есть кружок с двумя нитями, называется тауматропом.

Но и без тауматропа можно произвести весьма интересные опыты, которые показывают, что наш глаз довольно долго сохраняет полученное впечатление. Так, например, можно…

Вырежьте из чёрной или синей бумаги пять-шесть фигурок людей одинаковой величины. Разница между ними должна быть только в положении рук: первая фигурка опустила их совсем книзу, вторая их чуть-чуть приподняла, третья вытянула в стороны, четвёртая подняла их кверху, а пятая-шестая постепенно опускают их вниз – как на рис. 6738. Вырежьте из картона кружок величиной с тарелку и приклейте ваши фигурки воском или сургучом39^* к краю его так, чтобы расстояние между ними было одинаково. Проткните в центре круга дырку и вставьте в неё заострённую на одном конце палочку. Поставьте ваш приборчик остриём на пол и ладонями рук приведите его в быстрое вращение. Возьмите большой кусок картона, сделайте в нём крошечную дырку посередине и смотрите на фигурки через отверстие. К своему удивлению, вы увидите не пять человек, а одного, – он словно ожил, сам поднимает и опускает руки. Можно, вместо картонного кружка, взять тарелку, приклеить к ней фигурки и пустить тарелку вертеться в тазу с водой (рис. 66). Но в подобном виде опыт удастся не так хорошо.

Рис. 66. Подвижные фигурки

Рис. 67. Фигурки следует точно скопировать и вырезать из тёмного картона. Порядок, в котором они наклеиваются, обозначен цифрами40.

Давным-давно, рассказывает старинная легенда, жил певец Орфей. Его любимая подруга наступила на ядовитую змею, спрятавшуюся в высокой траве, и умерла от её укуса. Горько оплакивал Орфей её смерть. Сидел он со своей лирой на пустынном берегу реки и с утра до вечера играл нежные и заунывные песни. Вся природа внимала ему: деревья, очарованные прелестью звуков, толпились вокруг певца; тихо склоняли они свои ветки, чтобы защитить Орфея от солнца; каменные скалы теснились к нему; птицы лесные оставляли свою чащу, лютые звери – свою трущобу. Тихо и кротко прислушивались они к чудным песням. А когда певец умер, все оплакивали его, даже твёрдые скалы пролили слёзы…

Рис. 68. Новый Орфей

Мы сами можем устроить музыканта, но только весёлого. Под его игру запляшут звери даже на картинках.

Склейте четыре куска картона, как показано на рис. 68. В середине, там, где куски картонки сходятся, проденьте толстую проволоку или, ещё лучше, деревянную палочку, заострённую внизу. Вверху как проволока, так и палочка должны немножко выступить над картоном. Всё готово. Надо только подыскать подходящие картинки, ну а если их не найдёте, то придётся нарисовать самим или попросить знакомого художника. А картинок нужно всего четыре. На первой из них музыкант готовится опустить смычок на свою скрипку. На второй – он уже двинул смычком кверху. На третьей – он начинает опускать смычок. На четвёртой – смычок совсем опущен. На всех картинках необходимо изобразить зверей. На первой – они лежат спокойно у ног музыканта. На второй – они немного поднялись от земли. На третьей – стоят на задних лапках, на четвёртой – подпрыгнули вверх. Наклейте все эти картинки так, как показано на рисунке. Теперь музыкант может начинать свою игру, и звери тотчас же запляшут. Для этого надо только привести устроенный приборчик в быстрое вращение. Можно это сделать так же, как и в предыдущем опыте, но можно поступить и иначе. Если у вас имеется столовая висячая лампа, то подвесьте к ней ваш приборчик на бечёвке, закрутите её, сколько сможете, и пустите раскручиваться. Тогда приборчик и наклеенные на нём фигурки будут кружиться… Впечатления, получаемые глазом от четырёх разных картинок, сольются, и вам покажется, будто музыкант двигает смычком по скрипке, а звери вокруг него пляшут.

Рис. 69. Фигурку следует скопировать на длинную ленту бумаги в том порядке, какой указан цифрами (см. примеч. на с. 111)

Мерно тикают часы: тик-так! тик-так! Изо дня в день бегают стрелки по кругу циферблата. Они показывают время. Час тянется за часом, день за днём. Люди рождаются, растут, стареют, умирают, а часы всё: тик-так! тик-так! – идут и идут… Портятся одни часы, на их место являются другие. Быть может, совсем не станет ни часов, ни людей, а время всё будет тянуться: за минутой минута, за часом час, и так без конца. Это – вечность. Вам она непонятна – непонятна и никому.

Тихая летняя ночь. На небе ни тучки. Земля залита бледним светом луны; вверху блестят миллионы звёзд. Каждая звезда – огромный мир, и многие из них больше Земли. Если бы мы улетели высоко-высоко, на много верст от Земли, и оттуда посмотрели бы вниз, то Земля наша показалась бы нам голубоватым светлым кругом. Слыхали ли вы когда-нибудь, как далеко до самых близких звёзд? Свет летит быстрее всякого поезда, быстрее парохода, быстрее стрелы: он пробегает по 300 000 км в секунду, однако от звёзд, даже самых близких к нам, он идёт не менее четырёх лет! Если бы мы каким-нибудь чудом ухитрились провести железную дорогу к самой близкой от нас звезде и мчались со скоростью 50 вёрст (ок. 53 км) в час, то пришлось бы ехать тысячи тысячелетий. Оттого-то эти звёзды – огромные миры – кажутся нам крохотными точками. А сколько звёзд мы совсем не видим! За ними лежат ещё звёзды, ещё новые миры… Где конец миру, где конец небесному пространству? Конца ему нет…41^*

Рис. 70. Бесконечное шествие

Сколько чисел? Вы не раз, вероятно, хотели придумать такое число, больше которого нет другого. Целый лист бумаги исписывали вы нулями; вас радовало, что никто не умеет прочитать этого страшно огромного числа. Но здесь ли конец счёту? Ведь стоит прибавить к этому числу ещё единицу, и оно станет больше. Можно прибавлять десятки, сотни, тысячи, миллионы, и, какое бы большое число вы ни придумали, всегда можно к нему прибавить ещё. Числам нет конца…

Такова бесконечность.

Не хотите ли устроить бесконечное шествие? Длинной вереницей потянутся перед вами люди, один за другим, без конца. Устроить такое шествие очень просто.

Поставьте два зеркала напротив друг друга. Между ними поместите оловянного солдатика – и перед глазами вашими развернётся чудное зрелище: в зеркалах появится бесчисленное войско (рис. 70). Отчего? Солдат отражается в первом зеркале, во втором зеркале отражается не только сам солдат, но и его отражение; получатся два солдата. Эти два солдата отразятся в первом зеркале, и там получатся ещё два новых изображения. Они отразятся во втором зеркале и т. д. без конца. Но чем дальше в зеркале находится изображение, тем оно бледнее.

Вместо солдата вы можете поставить между зеркалами два дерева, сделанные из мха; тогда получится бесконечная аллея. Можно поставить свечу, как делают при гаданиях, словом, всё, что хотите.

Летним утром мы идём в ближайший город на ярмарку. Ещё трава покрыта росой, но вся окрестность залита светом солнца. Он проникает в капельки росы и сверкает в них всеми отливами драгоценных камней. Если бы удалось кому-нибудь словить природные цвета! В сравнении с ними наши краски так бледны и мертвы! Если бы можно было заставить солнечный луч облить картину тем же блеском, который он рассыпает на луг и лес!

Зелёные листья деревьев и яркие цветы ловят солнечные лучи. Солнцу они обязаны своей чудной окраской. Гладкое зеркало речки слепит нас отбрасываемым светом, и все вершины деревьев отражаются в спокойном пруду, благодаря солнечным лучам.

В сказках говорится о кудесниках, обладателях заколдованных зеркал. Образ глядевшего в такое зеркало утверждался в нём неизгладимо. Если бы мы умели закрепить навсегда отражения в реке, пруде и зеркале!

Но вот мы достигли города. На площади тянутся ряды лавок и палаток. Навезли всякого товара из далёких стран. В большом сарае показывают зверей всех частей света; они подчиняются воле изобретательного человека; даже лев, царь пустыни, приручен им. Только быстрый свет ускользал от власти людей.

На конце оживлённой площади разбитая в стороне палатка привлекает нас загадочной надписью: «Camera obscura» (камера-обскура). Вход в неё тщательно завешен. В ней нет окон, только на верхушке замечаем мы изогнутую коленом трубку. Камера-обскура по-латыни значит тёмная каморка. Мы платим за вход и проскальзываем в неё вслед за другими. Глаз наш привык к яркому солнечному свету, и в палатке мы сначала ничего не можем разглядеть. Но скоро мы замечаем и других любопытных, стоящих вокруг большого белого стола. Какая хорошенькая картина лежит на столе! Она изображает всю ярмарочную площадь, протекающую мимо речку и деревья, а дальше весь город. Как всё верно начерчено и раскрашено! Только всё в меньшем виде и оттого ещё милее. Но что за чудо: картина передаёт даже движения! Деревья качаются, река рябит, через площадь летит стая голубей… Люди удаляются от палаток со своими закупками… Два господина с жаром разговаривают. Мы видим их жесты, даже выражение лиц и по движению губ едва не ловим каждое слово. Мы не устаём смотреть и удивляться. Картина меняется ежеминутно. Какой же художник рисует так неутомимо эту картину? Да всё тот же луч солнца! Он не употребляет ни карандаша, ни красок. Нежные искры света – вот те кисти, которыми наносится картина перед нашими глазами. Но как попала она в тёмную палатку, на белый стол? Вверху палатки снаружи мы видим изогнутую трубку. В переднее отверстие её проходит свет. За ним, в колене трубы, косо поставлено зеркало. Лучи падают на это зеркало и отскакивают; зеркало, как говорят, отражает проникшее в трубку изображение вниз; далее лучи проходят через искусно обточенные стёкла и попадают на стол.

Все видимые предметы заметны нам лишь потому, что отбрасывают падающий на них свет. Река, деревья и дома ловят лучи и разбрасывают их, каждый предмет особым образом. Потому-то все предметы представляются нам разнообразно расцвеченными.

Рис. 71. В камере-обскуре

Представьте же себе, что отбрасываемые цветком или камнем лучи света обратились в резиновый мяч. Вы сами целитесь им в трубку на вершине палатки. Если бы прозрачные стёкла из неё были вынуты, то своим мячиком вы попали бы в зеркало. Стой оно прямо, мячик отскочил бы к вам. Но так как зеркало наклонено вперёд, то мячик отскочит в другой загиб трубки и упадёт прямо на белый стол. Таким же образом зеркало отражает на стол тысячи лучей света, и они рисуют в тёмной палатке хорошенькую картинку. На рис. 71 камера-обскура представлена в разрезе: зеркало обозначено там буквой А, а столик, на котором получается картинка, буквой С. Прерывистые линии изображают лучи, отражённые от зеркала. Они проходят через выпуклое стекло В и падают на стол. У стола стоят двое зрителей и любуются картинкой.

Я видел камеру-обскуру на Рейнском водопаде. Это один из самых замечательных водопадов Европы. Он находится в Швейцарии, близ города Шаффхаузен. Осмотрев водопад со всех наиболее замечательных точек зрения, вдоволь налюбовавшись его красотой и надивившись его силе, вы вступаете во двор замка Лауфен, который стоит на левом берегу реки. Тут вам предлагают зайти в камеру-обскуру. Вы входите в маленькую комнатку, и здесь на небольшой площади стола перед вами снова развёртываются все явления, которыми вы только что любовались, но только в уменьшенном виде. Водопад кипит, брызжет пеной и миллионами брызг. Вот лодочка борется с волнами, стремясь к той скале, что выдвигается на середине водопада… Вон на противоположном берегу гостиница, в которой вы остановились… В то время, когда я посетил Рейнский водопад, кинематографы не были ещё в моде, и вид картинки, на которой всё было верно, как в самой природе, но всё жило и двигалось, произвёл на меня сильное впечатление…

Мы можем устроить ящичек, несколько похожий на камеру-обскуру (рис. 72). Он позволит нам видеть перед собой то, что делается сбоку. Возьмите коробку от гильз42^*, наглухо заклейте крышку и оторвите короткую боковую стенку. В длинной (передней или задней) стенке сделайте круглое отверстие; внутри коробки, против отверстия, поставьте косо зеркало (так же, как оно стоит на чертеже с правой стороны рис. 72). Если вы теперь будете смотреть внутрь коробки, то увидите перед собой в зеркале всё, что делается в стороне, даже в соседней комнате. Солнечные лучи из соседней комнаты упадут на зеркало, от зеркала отразятся и попадут в ваш глаз.

Можно заставить солнце нарисовать на стене такую же картинку, какую показывают в камерах-обскурах. В провинциальных городах до сих пор ещё можно найти у окон домов ставни. В этих ставнях оставляют иногда крошечные отверстия. Если вы живёте как раз в такой квартире, где имеются ставни с маленьким отверстием, то без всяких хлопот вы превратите солнце в художника. Ну а если вы живёте без ставен, то будет хлопот больше:

Рис. 72. Волшебный ящичек

придётся все окна, кроме одного, завесить наглухо чем-нибудь тёмным, в одном же окне оставить небольшое отверстие, закрыть это отверстие небольшим куском картона, в котором сделать дырку величиной с пуговицу. Потянутся через эту дырку солнечные лучи и упадут на стену. Повесьте на этом месте лист белой бумаги, и солнце тотчас же на нём нарисует картину. На листе бумаги изобразится всё, что происходит на улице: и извозчик со своей клячей, и нарядный экипаж, и пешеходы. Всё это появится на бумаге окрашенным в свой собственный цвет, только будет, к несчастью, вверх ногами. Солнечные лучи отбрасываются всеми предметами, находящимися на улице, бегут к окну, пробираются сквозь крошечную дырку в картоне и падают на стену. На стене и получается картинка. Если вы немножко подумаете, то сообразите, что лучи, идущие от ног человека, упадут на стене выше, чем те лучи, которые упадут от его головы. Потому-то все предметы и покажутся нам вверх ногами.

Отчего же, спросите вы, солнце не рисует картин на стене, когда открыто всё окно? Оно их рисует, но рисует на одном месте много разных картин: на один и тот же кусочек стены упадут лучи и от дома, и от прохожего, и от листьев дерева, словом, от всех предметов, которые находятся на улице. Зелёные, синие, жёлтые, красные, всякие лучи упадут на одно и то же место. Все цвета перемешаются, а когда перемешиваются все цвета, получается белое. Не верите? Сделаем опыт.

Рис. 73

Вырежьте из картона небольшой кружок с дыркой посредине. Разделите его на семь приблизительно равных частей посредством линий, проходящих через его центр. Возьмите бумагу: красную, оранжевую, жёлтую, зелёную, голубую, синюю, фиолетовую, то есть как раз семи цветов. На каждую из семи частей вашего кружка наклейте бумагу особого цвета. Можно разделить кружок и на восемь частей (рис. 73), тогда восьмая часть останется белой. Наденьте ваш кружок на верхушку волчка и заставьте волчок кружиться. Кружок сделался светло-серым! Впечатления от разноцветной бумаги в вашем глазу слились, краски перемешались, и получилось серое. Белым кружок показался бы только в том случае, если бы вы сумели очень хорошо подобрать цвета, – но в продаже вы не найдёте чистого цвета. Однако от светло-серого до белого недалеко, и вам уже понятно, как от смешения разных цветов получается белый цвет. Стало быть, в обыкновенном белом цвете содержатся всякие разноцветные лучи.

Положите в чашку монету или металлическую пуговицу. Поставьте чашку на стол. Отойдите от стола настолько, чтобы монеты не было видно: она скроется за краем чашки. И теперь постарайтесь, не двигаясь с места и не трогая чашки, увидеть монету. Вы скажете, что это невозможно. Но не торопитесь… Лучше попросите кого-нибудь налить в чашку воды, но только осторожно, чтобы не сдвинуть монеты. Перед вами совершится чудо: вы снова увидите монету. Почему? Световой луч, выходя из воды, изгибается, или, как говорят, преломляется. Посмотрите на рис. 74. Вверху представлена чашка без воды. Точкой отмечено положение глаза. Лучи идут от монеты и в глаз не попадают – мы монеты не видим. А внизу изображена та же чашка, но наполненная водой. Луч, выходя из воды, изменяет свой путь, как бы переламывается и попадает после этого в глаз. По привычке нам кажется, что луч идёт прямо, как это показано на рисунке точками, и мы увидим монету не там, где она лежит на самом деле, а там, откуда, как нам кажется, идёт луч.

Мы познакомились с новым свойством световых лучей и теперь мы можем…

«Ну, это что-то странное и непонятное!» – скажет всякий. А между тем задача решается просто… Возьмите палку и опустите наполовину в ведро, наполненное водой. Если вы придадите палке наклонное положение, она покажется вам сломанной как раз в том месте, где входит в воду. Вы уже догадываетесь, что это чудесное изменение палки происходит от преломления световых лучей, идущих от неё в наш глаз.

Рис. 74

Рис. 75

Зная свойство лучей преломляться, мы можем теперь в отдельности увидеть все те разноцветные лучи, которые содержатся в обыкновенном белом свете. Мы для этого получим…

Поставьте на солнце гранёный графин с водой, а позади на небольшом расстоянии держите кусок белой бумаги. На бумаге явятся радужные полоски; особенно хорошо видны красный и фиолетовый цвета. Радужная полоска получилась из бесцветных солнечных лучей. Стоит только загородить им дорогу к графину, например, поставить на их пути руку, и полоски исчезнут. Графин, как говорят, разложил солнечный свет на простые цвета.

Может быть, у вас найдётся стеклянная подставка для ножей или подвеска для лампы в виде трёхгранной призмы. Если вы поставите эту призму против света и станете сквозь неё смотреть на какой-нибудь предмет, то увидите великолепную картину: края предмета окрасятся в радужные цвета. Но лучше поступите так: оберните её одним из боковых рёбер книзу и поставьте против солнечных лучей. Хорошо эти лучи пропустить через маленькое отверстие в большом куске картона, которым вы закроете окно. На стене или потолке появится разноцветный зайчик в виде чудной длинной полосы, окрашенной во все цвета радуги. Если стена оклеена тёмными обоями, то надо прикрепить на неё лист белой бумаги и навести на него зайчик. Зайчик этот называется солнечным спектром. В нём цвета располагаются в известном порядке. Внизу лежит красный цвет, дальше идёт оранжевый, ещё дальше – жёлтый, зелёный, голубой, синий и, наконец, в самом верху фиолетовый.

Почему же появится спектр?

Посмотрите на рис. 76. Слева представлена картонка с отверстием посередине. Через это отверстие идёт вправо тонкий пучок световых лучей. Он встречает на пути призму. Выходя из призмы, лучи преломляются и отклоняются – фиолетовые сильнее всех, а красные – слабее всех. Разноцветные лучи, которые были смешаны вместе в тонком пучке белого света, по выходе из призмы разойдутся. Каждый из них пойдёт собственным путём и даст на бумаге свой зайчик. Разноцветные полоски лягут одна подле другой. Если вы внимательно присмотритесь к солнечному спектру, то сразу заметите, что он состоит не только из тех семи цветов, которые были выше названы, а из бесчисленного множества, быть может, из сотни, тысячи различных оттенков. Незаметные переходы отделяют красный цвет от оранжевого, оранжевый от жёлтого и т. д. Все нежнейшие тона, которые вы наблюдаете в природе, собраны в этой небольшой радужной полоске, и никакому художнику не уловить их бесчисленные переливы.

Рис. 76. Разложение света

Мы узнали, что призма разлагает солнечный свет на простые цвета. Она различно преломляет лучи разного цвета. Недурной спектр даёт и стакан, примерно до трети наполненный водой. Стакан для этого надо держать несколько наклонно, и в этом случае получается нечто вроде водяной призмы.

Теперь уже нетрудно понять, почему окрашены в природе разные предметы. Возьмите кусок ярко-красной бумаги, держите его против света так, как вы держали зеркало, получая зайчик. Солнечные лучи упадут на бумагу и отразятся от неё. Держите на пути отражённых лучей лист белой бумаги; она покажется красноватой. Что это значит? От красной бумаги отразились только красные лучи; лучи оранжевые, жёлтые, зелёные, голубые, синие и фиолетовые куда-то исчезли. Они поглотились бумагой. Если вы, вместо красной бумаги, возьмёте синюю, то тот же опыт покажет вам, что от неё отразятся только синие лучи.

Разложением света объясняется радуга. Это дивное явление во все времена очаровывало воображение и вызывало в душе чувство утешения и надежды.

В настоящее время наука разъяснила это явление. Радуга бывает видна только тогда, когда солнце находится за спиной наблюдателя, а пространство перед его глазами наполнено водяными каплями, происходящими от падающего дождя или от брызг в фонтане; иногда радуга является над волнующимся морем и в брызгах, образуемых морской пеной.

Явление представляется в виде двух дуг с общим центром, разделённым довольно широким промежутком. Центр дуг совпадает с точкой неба, находящейся над головой наблюдателя. Внутренняя дуга состоит из ряда цветных лучей спектра, расположенных в таком порядке, что фиолетовый составляет внутреннюю кайму, красный – наружную. В наружной более бледной дуге порядок цветов обратный.

Размер дуг зависит от высоты, на которой находится солнце. Если оно на горизонте, то наблюдатель видит дуги, охватывающие половину окружности. Цельные окружности можно наблюдать только с вершины горы, с воздушного шара или с самолёта. Иногда такие круги появляются в водяной пыли водопада.

Лунный свет также даёт радугу, но только с желтоватым оттенком, совсем не похожую на солнечную: в ней трудно различать спектральные цвета. «Мы находились в открытом море во время бури, – рассказывает путешественник. – Блестящая колонна, очень странного вида, опустилась с неба. Корабельный экипаж был в ужасе. В это время на горизонте поднималась полная луна красного цвета, и видимый нами огненный поток был не что иное, как обломок лунной радуги».

Прежде чем делать этот опыт, мы должны знать, что такое дополнительные цвета. Если бы вы сумели подобрать настоящий красный и настоящий зелёный цвета и оклеили бы ими две равные половинки круга, то при быстром вращении последнего получился бы белый цвет. То же самое произошло бы, если бы взяли настоящий лиловый и настоящий жёлтый цвета или настоящий синий и оранжевый. Таким образом, белый цвет можно получить от смешения только двух известных цветов. Цвет, который надо прибавить к данному цвету, чтобы получить белый, называется дополнительным. Так, например, красный цвет будет дополнительным к зелёному, жёлтый к лиловому, синий к оранжевому и обратно.

Возьмите кусок красной бумаги. Чернилами43^* нарисуйте на нём толстый чёрный крест. Смотрите на этот крест около минуты. Переведите глаз на белый потолок; вы увидите там на зелёном фоне белый крест, быть может, и не сразу, а через несколько мгновений.

Почему происходит такое странное явление? Когда вы смотрите на красную бумагу в течение нескольких минут, глаз утомляется, и способность видеть красный цвет притупляется. Вы обращаете глаза на потолок. От потолка идёт белый цвет, то есть лучи всех цветов. Утомлённый глаз не видит красного цвета, он видит только остальные. А остальные цвета, вместе взятые, составляют зелёный цвет, дополнительный к красному.

К сожалению, этот опыт не всем и не всегда удаётся, потому что не все имеют достаточно терпения, чтобы пристально, не развлекаясь, смотреть на лист красной бумаги. Но зато следующие опыты, к которым мы сейчас перейдём, может произвести всякий.

Большой кусок белого картона повесьте на стене и плотно придвиньте к ней стол. На столе против картона поставьте на небольшом расстоянии друг от друга две свечи, а перед свечами – какую-нибудь вырезанную из картона фигуру. Свечи надо так раздвинуть, чтобы на белом картоне получились две тени (см. рис. 77). Достаньте кусок красного стекла, только не особенно густого. Держите это стекло между свечкой и фигурой. Через красное стекло пройдут только красные лучи, остальные поглотятся. Одна тень окрасится в красный цвет, а другая уже сама собой покажется вам зелёной. Если вы, вместо красного стекла, возьмёте лиловое (тоже не особенно густое), то одна тень будет лиловая, другая – жёлтая. Если будет взято синее стекло, то вторая тень будет оранжевой.

Рис. 77. Цветные тени

Согните белый картон пополам. На каждой половине нарисуйте по кругу с поперечником 5—8 см. В каждом круге начертите по треугольнику. Один треугольник должен быть обращён вершиной вниз, другой – вершиной вверх. Вырежьте треугольник прочь. Поставьте на стол картон так, как показано на рис. 78. Перед каждым треугольником поместите по свечке. На стене на тёмном фоне появятся два треугольника. Согните или разогните картон настолько, чтобы оба треугольника упали на одно место. На стене получится светлая звезда. Держите перед одной свечой красное стекло. Три зубца звезды окрасятся в красный цвет, а три покажутся зелёными. Зелёные и красные зубцы будут расположены поочерёдно. Замените красное стекло лиловым, оранжевым, синим, жёлтым, зелёным. Скажите сами, что произойдёт?

Рис. 78. Пёстрые звёзды

Много, очень много лет назад там, где волны Балтийского моря омывают берега Калининградской области, стоял густой лес. Тьма в лесу была страшная; через густую чащу древесных веток с трудом проникали солнечные лучи. Не забредали в тот лес дровосеки, не гонялись там охотники за диким зверем; только буря гуляла по верхушкам деревьев и гнула их к земле, да гроза свирепствовала над ними. В том лесу росли сосны. Густая пахучая смола текла по их стволам, захватывала ползающих по коре насекомых и хоронила их в своей липкой массе.

В бурные дни море заливало волнами густой лес. При грозных порывах пронзительного ветра огромные деревья качались и гнулись, как щепки. Многие из них падали и уносились водой; свирепые волны хоронили в морской пучине и куски прозрачной смолы. Прошло много лет, и море сокрушило весь лес; там, где он гордо высился к небу, шумел теперь океан.

Прозрачная смола попала на дно моря. Прошло ещё много лет, и люди достали эту смолу. Они назвали её янтарём. В глубокой древности, более 2 тысяч лет тому назад, янтарь был уже известен людям. Финикийцы добывали его и продавали по высокой цене. Чтобы отбить у других охоту к добыванию янтаря, финикийцы сочинили много сказок: рассказывали, будто ужасные чудовища стерегут янтарь и губят всех, кто хочет к нему подступиться.

В старые времена, когда люди не умели строить хорошие корабли, добывание янтаря было связано со многими опасностями. Теперь янтарь собирается очень просто. В бурные дни волны выбрасывают на берега Балтийского моря много водорослей. В них нередко попадаются большие куски янтаря. Люди не довольствуются этим; в тихую погоду они опускают под воду водолазов, а также добывают янтарь из-под земли.

Большие куски янтаря ценятся высоко, мелкие же можно приобрести дёшево. В Детском Селе44^*, близ Петрограда, во дворце есть Янтарная комната. В ней на стене висят мозаичные картины, выложенные из мелких кусочков янтаря разных оттенков. На столах, под стеклянными колпаками, стоят янтарные ларцы, шахматы, целый дворец с колоннами, окошечками и балконами и самовар. Люстры, канделябры – всё из молочного и золотистого янтаря45^*.

Нетрудно убедиться, что янтарь – действительно смола. Приобретите какую-нибудь дешёвую янтарную вещицу. Пожертвуйте ею. Подержите её над огнём свечи; если это не подделка, она станет размягчаться, расплывётся и загорится. В комнате почувствуется смолистый запах. Если погасите огонь и дадите янтарю немножко остынуть, то он ещё надолго останется мягким и липким.

В кусках янтаря люди нередко находили хвою сосновых деревьев и тех насекомых, которые жили когда-то в янтарном лесу. Такие куски янтаря ценятся довольно дорого; их можно видеть в музеях.

Греки не знали, откуда взялся на земле янтарь. Вот какую легенду они сочинили.

Прекрасный юноша Фаэтон был сыном самого солнца. Захотелось ему прокатиться на огненной колеснице своего отца. Пришёл он в золотые чертоги солнца. Серебром, слоновой костью и драгоценными камнями были они украшены. Горячо стал просить Фаэтон отца, чтобы дал он свою огненную колесницу. Долго отговаривал старик безумного юношу. Фаэтон не слушал его и со слезами настаивал на своей просьбе. Наконец старик согласился. Юноша сел в его колесницу и помчался! Но кони не слушались неопытного возницы. Они понеслись над самой землёй. Пожар охватил землю: загорелись леса, луга и города. Перепуганный юноша выпустил из рук вожжи. Кони понеслись ещё скорее, и Фаэтон, сам опалённый огнём, упал на землю. Людям показался он светлым метеором. Тело мёртвого юноши подхватили волны легендарной реки Эридан и схоронили в своей пучине. Скоро узнали сёстры о смерти любимого брата и пришли на берег бурной реки поплакать о нём. Тут совершилось чудо. Девушки почувствовали, что их ноги и руки коченеют, они теряют способность говорить и превращаются в красивые сосны. Слёзы их продолжают падать в волны реки Эридан и превращаются в прозрачный янтарь.

Древние думали, что в маленьком куске янтаря скрыта молния. Вы её можете вызвать. Возьмите какую-нибудь янтарную вещицу, – чем она будет больше, тем лучше, – ваши опыты для неё не опасны: она останется тем, чем была. Потрите янтарную вещицу о сукно. Нарежьте много мелких кусочков бумаги. Подержите натёртый янтарь над бумажными обрезками, и что же вы увидите? Кусочки бумаги подпрыгнут и прилипнут к янтарю. В янтаре явилась от трения какая-то сила. По-гречески янтарь – электрон, отсюда и сила, притягивающая бумажки, названа электричеством. Но где же молния? Удалитесь в тёмную комнату, натрите там янтарь как можно сильнее и прикоснитесь им к суставу согнутого пальца. Между янтарём и пальцем промелькнёт маленькая искра, и вы услышите слабый, едва заметный треск. Искра эта – молния, а треск – гром. Другими словами, гром и молния – тоже электрического происхождения. Это доказал в середине XVIII в. знаменитый американский учёный Франклин.

Франклин сделал большого змея; только вместо бумаги он взял шёлковый платок, который натянул на раму, сделанную из тонких лучинок. Взял он шёлк для того, чтобы во время дождя змей не размок. К углам рамы он прикрепил по куску заострённой металлической проволоки, привязал к змею хвост и прикрепил верёвку. Когда собрались на небе чёрные тучи, Франклин, захватив с собой сына, вышел со своим змеем на поле и пустил его. Змей взвился и полетел высоко. Франклин привязал к нижнему концу бечёвки змея железный ключ, а к ключу – шёлковый шнур, последним он прикрепил змея к дереву. Разразилась гроза, засверкала молния, зарокотал гром. Франклин приблизил палец к ключу, думая, что из ключа выскочит электрическая искра. Но искры не было. Несколько раз повторял Франклин свою попытку, но всё безуспешно. Он уже стал отчаиваться. Но вот брызнул дождь. Верёвка, на которой держался змей, намокла от дождя. Как только Франклин дотронулся теперь до ключа пальцем, тотчас сверкнула маленькая искра и раздался треск. Эта искра уколола Франклина в палец. Всю руку будто передёрнуло. Но Франклин был в восторге.

Год спустя другой учёный, по фамилии Рома, занимался во Франции такими же опытами. Он сделал огромного шёлкового змея. Вместо простой верёвки привязал он к нему тонкую проволоку, обмотанную бечёвкой. К концу проволоки он прикрепил жестяную трубку, которую укрепил на стеклянной подставке, воткнутой в землю. В грозу пустил он змея под облака и, когда разразилась молния, попробовал поднести руки к жестяной трубке. Выскочила искра. А когда гроза усилилась и Рома поднёс к трубке железный прут со стеклянной ручкой, то выскочила очень большая искра, а сам учёный получил такой толчок, что едва устоял на ногах. Продолжая опыт, Рома получал всё более и более длинные искры, и наконец длина их доходила до ¹/₂ аршина (ок. 36 см).

Рис. 79. Змей Франклина

Люди свели молнию с неба на землю, теперь они могли изучать её. Дорога к знанию трудна. Опасностей встречается учёным очень много, но не страшат они тех, кто хочет добиться истины. Производить опыты с настоящей молнией страшно, но это не останавливало учёных.

В 1753 г. 25 июля над Петербургом разразилась страшная гроза. Чёрные тучи носились над самой землёй, страшно гремел гром. В это время в Петербурге занимался исследованием молнии учёный Рихман. В своём доме он устроил железный прут, который выставлялся над крышей и спускался через потолок в комнату. Во время грозы Рихман пригласил своего приятеля Соколова, чтобы наблюдать вместе, что произойдёт. По неосторожности Рихман подошёл слишком близко к пруту. Блестящая молния в виде огненного синеватого шара выскочила из железа и ударила Рихмана в голову. Рихман упал мёртвым… Соколова тоже сшибло с ног, но он скоро очнулся. На лбу и на груди Рихмана были сильные ожоги. На коже во многих местах виднелись синие и красные пятна, а в одном из башмаков оказалась дыра, будто он был прострелен… Несчастье, которое случилось с Рихманом по его неосторожности, могло произойти со всеми, кто производил подобные опыты, но ему одному пришлось поплатиться за всех…

Из сказанного вы видите, что электричество существует не только в янтаре. Оно существует и в грозовой туче. Сейчас мы увидим, что очень многие предметы могут электризоваться.

Мы знаем, что янтарь – смола. Не обладает ли способностью электризоваться всякая смола? Посмотрим. Поищем вокруг себя вещи, сделанные из смолы. Из смолы делается сургуч. Возьмём палочку сургуча и потрём ею о сукно. Поднесём натёртую палочку к мелко накрошенной бумаге (рис. 80). Бумага подскочит и прилипнет к сургучу. Значит, сургуч электризуется.

Рис. 80. Притяжение кусочков бумаги к наэлектризованной сургучной палочке

Электричество можно вызвать и в стекле. Возьмите обыкновенный чайный стакан (сухой) и потрите его куском кожи. Стекло наэлектризуется и притянет бумажку.

Вы можете теперь устроить очень занимательный фокус. Искрошите бумажку в мелкие куски и положите их на стол. Возьмите кусок стекла и нарисуйте на нём гуммиарабиком какую-нибудь фигурку. Показав это стекло издали, объявите товарищам, что оно волшебное: стоит вам только потереть тряпкой, и сейчас же появится рисунок. Вам не поверят. Положите тогда стекло гуммиарабиком вниз на края двух книг, расположенных недалеко одна от другой (под стеклом должна лежать мелко нарезанная бумага), и потрите стекло куском кожи. Оно наэлектризуется, бумажки подскочат и прилипнут к стеклу. Если вы возьмёте стекло в руку, то бумажки скоро упадут, но не все. Там, где стекло смазано ещё невысохшим гуммиарабиком, они останутся. Держите стекло против света, и на стене получится тень рисунка, который вы нарисовали на стекле гуммиарабиком (рис. 81). Зрители будут удивлены.

Рис. 81. Волшебное стекло

Рассказывают, что лет сто назад в Англии жил один придворный, который, по моде того времени, носил всегда чёрные шёлковые чулки. Позвали его как-то к королю, и должен он был явиться к нему в белых парадных чулках. Придворный заторопился, натянул белые чулки сверх чёрных и отправился во дворец. Возвратясь домой, он попробовал снять парадные чулки, но они не снимались. Потеряв терпение, придворный рванул чулок сразу; он снялся вместе с чёрным. С сердцем бросил придворный чулки; они ударились о стену и повисли, точно приклеенные. Придворный так и остолбенел от удивления.

Вы можете повторить это занимательное происшествие. Если у вас не найдётся дома шёлковой материи, возьмите просто кусок бумаги, приложите её к тёплой печке46 и натрите куском сукна или платяной щёткой. Бумага от трения наэлектризуется, прилипнет к печке и будет висеть на ней, точно приклеенная. Если вы отдерёте её наполовину и пустите, она опять прилипнет. Проделайте опыт вечером в тёмной комнате. Когда вы станете бумагу отдирать, между ней и печкой появятся светлые искорки. Почему же чулки придворного повисли на стене? Очевидно, и они от трения наэлектризовались.

Возьмите большую коробку. Подрежьте её ножницами так, чтобы высота её была не больше ¹/₂ вершка (ок. 2 см), и оклейте внутри листовым оловом47^*, годится и листовой свинец, которым обёртывают чай. Ещё вам нужен кусок стекла размером с дно вашей коробки. Запасшись стеклом, разрежьте пробку острым ножом на мелкие куски. Из этих кусочков наделайте крохотных людей, зверей, разных уродцев, сшивая для этого маленькие куски пробки ниткой. Положите всех уродцев в коробку, накройте сверху стеклом и стекло приклейте к бокам коробки узенькой полоской бумаги48^*. Теперь потрите стекло (непременно сухое!) куском кожи, и уродцы ваши пустятся в пляс: будут они и прыгать, и падать, и наскакивать друг на друга (рис. 82).

Рис. 82. Занимательная игрушка

Если у вас дома живёт такой зверь и вы с ним в довольно дружеских отношениях, то им можно воспользоваться для некоторых электрических опытов. Возьмите его к себе на колени и гладьте вдоль спины. Если вы этот опыт проделаете впотьмах, то увидите, что от шерсти отлетают маленькие искорки. Они будут больше, если вы станете гладить кота против шерсти. От этого трение усилится. Но будьте осторожны: кот не долго будет благосклонен к вашим научным опытам.

Пробку или бузинную сердцевину нарежьте кусочками величиной с горошину. При помощи иголки проденьте сквозь них по нитке, привяжите их на концы гуттаперчевой вставочки, а палку держите так, чтобы ваши пробочки свободно висели в воздухе. Наэлектризуйте стекло и прикоснитесь им к пробочке. Пробочка притянется стеклом, но через некоторое время отскочит. Если вы станете приближать к шарику стекло, он будет уходить ещё дальше. Что это значит? Шарик, прикоснувшись к стеклу, сам наэлектризовался, а два одинаково наэлектризованных предмета отталкиваются друг от друга.

Прикоснитесь к шарику пальцем. Электричество через вас уйдёт в землю. Шарик перестанет быть наэлектризованным и опять притянется к стеклу. Через некоторое время он опять отскочит и снова будет уходить от стекла, как только вы станете его приближать.

Наэлектризуйте палочку сургуча и приблизьте её к шарику. Шарик прилипнет к ней. Что это значит? А это значит, что электричество в стекле и в сургуче разное. Шарик отскочил от стеклянной палочки потому, что в него перешло стеклянное электричество, но это не мешает ему пристать к наэлектризованному сургучу. В сургуче смоляное электричество. Стеклянное электричество принято называть положительным, а смоляное – отрицательным.

Повторите опыт в обратном порядке. Прикоснитесь к шарику наэлектризованным сургучом. Шарик прилипнет к сургучу, а потом отскочит. Приблизьте теперь к шарику наэлектризованное стекло. Шарик к нему пристанет. Он наэлектризовался отрицательным электричеством. Это не помешало ему пристать к предмету, в котором положительное электричество.

Отсюда вы видите, что наэлектризованные предметы только тогда отталкиваются друг от друга, когда в них одинаковое электричество. Если же в них будет электричество разное, то они друг к другу притянутся49^*.

Медуза – это злое чудовище, в существование которого верили древние греки. У неё были крылья и непомерно огромная голова с высунутым языком и оскаленными зубами. Но самое страшное у Медузы – это её волосы, в которых извивались отвратительные змеи.

Рис. 83. Электризация бумаги

Мы не будем создавать Медузы, но сделаем только её волосы. Конечно, в них не будет змей. Волосы мы сделаем из бумаги, но они так же, как и Медузины змеи, будут расходиться во все стороны. Возьмите доску, нагрейте её над плитой, чтобы она была совсем сухая. Возьмите ещё лист бумаги, также хорошо высушенный. Положите его на доску и натирайте куском каучука (рис. 83). Бумага, конечно, наэлектризуется. Не снимая её с доски, вырежьте из неё широкую ленту и надрежьте её так, чтобы в свёрнутом виде она имела вид кисточки. Снимите теперь бумагу с доски и, свернув её, держите за один конец. Листочки разойдутся врозь. Почему?

Положите на два графина линейку так, чтобы она опиралась на горлышки своими концами, и подвесьте к ней на шёлковой нитке серебряную ложку. Под ложкой насыпьте мелко нарезанную бумагу. Прикоснитесь к верхнему концу ложки наэлектризованным стеклом или сургучом. Бумага тотчас же пристанет к ложке. Отчего? Ложка наэлектризовалась: электричество (электрические заряды) перешло в неё из стекла или из сургуча.

Замените ложку шёлковым шнурком. Прикоснитесь к нему наэлектризованным стеклом. Бумага к шнурку не пристанет, значит, в шёлк электричество не переходит.

Серебро называют проводником электричества, шёлк – непроводником (или диэлектриком). Все тела бывают проводниками электричества или непроводниками электричества (промежуточные – полупроводниками). Хорошие проводники электричества – все металлы и человеческое тело; примерами непроводников могут служить шёлк и стекло.

Молния причиняет очень много вреда: сжигает дома, убивает людей и животных. Ещё в начале XX в. в России от неё ежегодно погибало пять-шесть сотен человек; а сколько сгорало зданий! Чтобы обезопасить себя от вреда, который причиняет молния, люди придумали громоотвод. Они заметили, что молния чаще всего ударяет в высокие предметы. Громоотвод – это просто высокая железная палка, которую ставят где-нибудь на крыше здания. От этой палки спускается в землю толстая проволока. Вы уже знаете, что металлы проводят (передают) через себя электричество, и вам понятно, что молния, попавшая в громоотвод, по проволоке уходит в землю и не причиняет никому вреда.

На Урале есть гора Благодать50^*. Она почти целиком состояла из магнита. Магнит выламывали здесь и развозили по всей Руси. Магнитного камня находят много и в других местах: в Норвегии, Швеции, Северной Америке.

Люди очень давно познакомились с интересными свойствами магнита. Лет за тысячу до Рождества Христова, рассказывает старинное предание, жил в Азии пастух Магнес. Шёл он будто бы однажды по гористой местности и вдруг прилип к земле и, сколько ни старался, никак не мог сдвинуться с места: магнит притянул к себе железные гвозди на сапогах пастуха. Кое-как оторвался Магнес от горы, побежал в деревню и поведал всем о своей удивительной находке. Так с той поры и узнали люди магнит.

Предание это принадлежит к числу вымыслов. В старину железных гвоздей люди не знали и сапог не носили, а надевали вместо них на ноги сандалии. Да и, кроме того, природный магнит притягивает очень слабо.

Много и других басен сочинили люди о магните. Рассказывали они, будто ни один корабль не решался проехать мимо магнитных гор. Гора притягивала к себе все железные вещи на корабле. Гвозди выскакивали из досок, корабль разваливался, и люди гибли. Рассказывали ещё, будто рыцари, храбро боровшиеся с врагами, ничего не могли поделать с магнитной силой. Когда им приходилось в своих панцирях проходить по магнитным горам, они прилипали к земле, как мухи к медовому прянику.

На самом деле магнитные горы вовсе не страшны. Рудокопы отбивают магнитный камень обыкновенными железными орудиями и не чувствуют никакой особенной притягательной силы. Только железная пыль, отскакивающая от железных орудий, пристаёт к камням и покрывает их, как мох.

Всякую стальную пластинку можно легко превратить в магнит, стоит её только натереть магнитным камнем. Такие «искусственные» магниты бывают гораздо сильнее настоящих и часто притягивают очень тяжёлые вещи.

Раньше искусственным магнитам чаще всего придавали форму подковы, редко – форму палочек. Сейчас же научились делать сильные магниты и делают их в виде маленьких кирпичиков, кружочков или таблеточек. Раздобыть магнит довольно просто, и стоит он дёшево. С ним можно проделать много любопытных опытов и фокусов.

Возьмите стальную спицу. Положите её на стол. Возьмите в правую руку магнит и водите одним его концом по спице, начиная с середины и передвигаясь к концу (возвращаться к середине надо по воздуху). Проделав это 15—20 раз, водите магнит в другую сторону, опять начиная с середины и подвигаясь к другому концу. Это движение опять надо повторить 15—20 раз. После этого магнит готов. Ваша спица будет притягивать иголки, перья и т. п. вещи. С этим магнитом вы и проделаете несколько опытов.

Прикрепите ваш новый магнит к куску пробки и пробку положите на воду. Вы увидите, что проволока повернётся одним концом к северу, другим – к югу. Если вы её толкнёте, она немного покружится, но потом остановится и примет опять прежнее положение.

Тот конец магнита, который обращён к северу, называется северным полюсом магнита, а тот, который обращён к югу, – южным полюсом магнита.

Если вы магнитную спицу снимете с пробки и повесите за середину на нитке, дав ей горизонтальное положение, то опять северный полюс обратится к северу, а южный – к югу.

Возьмите подковообразный магнит и подвесьте его за середину на некручёной шелковинке. Он повернётся опять одним боком к северу, другим – к югу. На той стороне, которая повернулась к северу, будет лежать у подковообразного магнита северный полюс, с другой стороны располагается его южный полюс. Верхняя половина магнита обыкновенно бывает выкрашена в красный цвет. Отметьте на ней карандашом или приклеенной бумажкой, который полюс северный и который – южный.

Любопытное свойство магнита, с которым мы сейчас познакомились, сослужило людям большую службу. В старину люди не решались пускаться в далёкие плавания по морю: боялись заблудиться. На море нет никаких примет, по которым можно узнать дорогу: кругом – вода, над головой – небо; находить дорогу по небесным светилам тогда ещё не умели. Когда люди обратили внимание на интересную способность магнита обращаться одним концом к северу, другим – к югу, страх перед морскими путешествиями исчез. Был устроен простой прибор, называемый компасом. Это – просто магнитная стрелка, положенная на острый конец иглы. Одним концом она всегда смотрит на север; с нею в море не заблудишься.

Возьмите опять вашу стальную магнитную проволоку, укрепите её на пробке и пустите в воду. Приблизьте к северному полюсу её южный полюс подковообразного магнита. Проволока пойдёт к магниту навстречу: она притянется им. Переверните подкову, обратите её северным полюсом к тому же концу проволоки, и проволока, точно испуганная, отскочит от магнита: она оттолкнётся им. Отсюда вы видите, что одинаковые полюсы магнита отталкиваются друг от друга, разные – притягиваются друг к другу.

Это свойство магнита позволяет нам сделать очень интересную игрушку – разумного гуся.

Вылепите из воска маленького гуся, прикрепите его к плоской пробке и в клюв вставьте кусок намагниченной стальной спицы или, ещё лучше, кончик намагниченного стального пера51^*. Гусь готов. Когда соберутся к вам товарищи, вы можете устроить представление. Начните его таким рассказом: «Давным-давно жил в Греции искусный скульптор. Выбил он из мрамора человека и оживил его. Я, правда, не достиг ещё такого искусства, но всё же могу сделать если не человека, то гуся. У него как раз будет столько разума, сколько гусю нужно. Вот этот гусь. Он сумеет отличить, что годится ему в пищу и что нет». После этого вы возьмёте в руки магнитную проволоку, и если на конце клюва у гуся находится северный конец, то вы наденете на южный конец проволоки кусочек хлеба. Стоит только поднести хлеб к гусю, он с жадностью на него бросится. Поверните теперь проволоку другим концом и прикрепите к нему что-нибудь такое, что не только гусям, но и никому в пищу не годится, например кусок ваты, смоченный горчицей. Приблизьте вату к гусю, – он отскочит от неё.

Представление будет иметь полный успех. Вы можете объявить удивлённым зрителям, что ваш гусь заткнёт, пожалуй, за пояс иного человека: он, дескать, и арифметику знает, и ответит на любой вопрос из географии. «Жаль только, – заключите свой рассказ, – гусь мой хоть и всё понимает, но не умеет говорить. Вокруг чашки я помещу на бумажке все цифры. Если вы зададите моему гусю задачу, то он клювом укажет её решение». Задачу, конечно, сейчас же гусю зададут. Тогда вы спрячьте в руку магнитную палочку так, чтобы только выступал её маленький кончик, и ведите руку над гусем, как бы ободряя его в трудном путешествии. Гусь, конечно, поплывёт туда, куда вы его поведёте, и если вы сами в арифметике сильны, то решение будет верно.

Если хотите, чтобы гусь отвечал на вопрос из географии или из какой-нибудь другой науки, то кругом чашки придётся написать азбуку.

Достаньте железных опилок, – их можно приобрести у слесаря52. Они помогут нам сделать очень интересные опыты с магнитом.

Поставьте магнит на стол, обоими концами кверху, положите на него кусок писчей бумаги. Насыпьте на бумагу опилки через кисею или сквозь сито. Опилки расположатся на бумаге правильными красивыми фигурами, вроде представленных на рис. 84.

Замените бумагу картоном, куском стекла, грифельной доской, листом оловянной фольги и насыпьте на них опилки по-прежнему. Получаются такие же фигуры, как и раньше.

Рис. 84. Магнитные фигуры из опилок

Но возьмите вместо бумаги тонкий железный лист, например дно от жестяной коробки. Когда вы станете сыпать на него железные опилки, то увидите, что, упав на лист, они не тронутся с места и расположатся в беспорядке.

Итак, через бумагу и через жестяной лист магнит действует различно: это происходит оттого, что бумага от действия на неё магнита не приобретает новых свойств, а железо само намагничивается.

Поднесите магнит к ключу.

Ключ притянется магнитом. Не отрывая ключа от магнита, прикоснитесь им к гвоздю, к проволоке или к какому-нибудь другому железному предмету. Этот предмет пристанет к ключу. В свою очередь, он опять может притягивать железные или стальные предметы. Таким образом, вы можете составить целую цепь, которая будет тем длиннее, чем сильнее магнит (рис. 85).

Отнимите магнит от первого звена этой цепи, то есть в нашем примере от ключа, и цепь немедленно распадётся. Что показывает этот опыт? Железный ключ, притянутый магнитом, сам становится магнитом и притягивает железные и стальные предметы. Но он моментально теряет свои магнитные свойства, как только магнит будет удалён.

Рис. 85. Магнитная цепь

Магнит надо беречь от сырости и ржавчины. Его нельзя ронять. Всего лучше сохранять в коробке с сухими железными опилками.

Чтобы усилить магнит, повесьте его где-нибудь на верёвке на гвоздь, а к полюсам приложите кусок стали или железа. К этому куску привяжите верёвочкой маленькое ведёрко или коробку. Через каждые три или четыре дня всыпайте туда по одной дробинке или по щепотке железных опилок. От такого ухода магнит усилится и станет притягивать более тяжёлые предметы. От какого-нибудь случайного толчка кусок железа, притянутый магнитом, может отскочить. Чтобы дробь при этом не рассыпалась, не мешает железную пластинку слабо привязать верёвкой к середине магнита.

Мы узнали главные свойства магнита. Устроим теперь ещё несколько игрушек, основанных на свойствах магнита.

Давным-давно в Греции жил замечательный художник, который, говорят, умел так хорошо рисовать разные вещи, что все принимали их за настоящие. Видя его лошадей на картинках, живые лошади ржали. Когда он рисовал фрукты, то птицы слетались к ним и клевали картинку. Ну а мы сумеем нарисовать такой гвоздь, на который можно будет прямо ключ повесить: он примет этот гвоздь за настоящий…

Повесьте на стену магнит, закройте его сверху бумагой и хорошенько заметьте на бумаге то место, под которым лежат полюсы магнита. Когда к вам соберутся товарищи, расскажите им о замечательном греческом художнике и объявите, что вы умеете рисовать не хуже его если не лошадей, то, например, гвозди. Вам не поверят, тогда нарисуйте шляпку гвоздя как раз на том месте бумаги, где находятся концы магнита, приложите ключ к нарисованному гвоздю, и он повиснет.

Сделайте из куска пробки маленькую рыбку и в рот ей воткните небольшой кусок железной проволоки. Привяжите нитку к прутику, а на конце её прикрепите крючок, сделанный из стальной проволоки, которую перед тем надо намагнитить. Когда вы этот крючок опустите в воду недалеко от рыбки, она немедленно им притянется. Сделайте много маленьких рыбок, тогда вы можете считать себя самым счастливым рыбаком в мире.

Возьмите большую деревянную коробку. Оторвите крышку и, вместо неё, наклейте кусок бумаги. Под бумагой надо укрепить магнит так, чтобы он мог вертеться. Вы и сами, быть может, придумаете для этого приспособление. Я же посоветовал бы вам поступить так: выньте дно коробки и приклейте к нему или прибейте гвоздями толстую деревяшку; только на два пальца она не должна доставать до бумаги (рис. 86). В этой деревяшке просверлите буравчиком глубокую дырку и вставьте в неё палочку, к верхнему концу палочки приделайте картонный кружок, а к кружку привяжите нитками подковообразный магнит. Под кружком намотайте на палочку бечёвку и конец её проденьте через боковую стенку коробки, которой вы накроете ваш механизм. Когда вы потянете за свободный конец бечёвки, то она станет разматываться; палочка, а вместе с ней и кружок завертятся. Надо магнит приладить так, чтобы при вращении кружка он скользил под бумагой. Весь механизм готов. Остаётся сделать мышку и домик для неё.

Рис. 86. Бегающая мышка

1 – подставка для магнита, приклеенная ко дну коробки; 2 – она же с кружком для магнита и шнурком; 3 – вид кружка и магнита сверху (магнит в трёх местах привязан к кружку); 4 – домик мышки и верхняя часть коробки

(На второй фигуре этого рисунка допущена неточность: кружок с прикреплённым к нему магнитом должен быть поднят выше, к самому концу палочки, так чтобы последняя над ним не выступала.)

Домик склейте из картона или из старых карт. В нём надо сделать две дверцы на таком расстоянии друг от друга, чтобы при вращении картонного круга оба полюса магнита проходили как раз через эти дверцы. Чтобы не ошибиться, можно сначала отметить на бумаге карандашом путь, который проходят полюсы магнита, а потом вырезать в домике дверцы.

Мышку сделайте из серой шерсти. Не беда, если она выйдет немного уродлива, бегать всё-таки сумеет. Внизу прикрепите к мышке кусок шпильки… Игрушка готова. Поставьте мышку в одну из дверей домика и медленно поворачивайте магнит. Магнит потянет мышку за собой, и мышка побежит в домик или из домика. И всё время, пока вы магнит вертите, мышка будет бегать: через одну дверцу она входит в домик, через другую выходит.

Посмотрите на этих забавных людей, изображённых на рисунке. Сидят они на концах зажжённой свечи и качаются то вверх, то вниз. Эти люди вырезаны из бумаги. Не желаете ли сами устроить таких фокусников? Запаситесь двумя стаканами, двумя блюдечками, двумя булавками и свечой. Поставьте рюмки на стол на расстоянии ³/₄ вершка (ок. 3 см) одна от другой. Воткните в свечу с обоих боков по булавке (предварительно нагрев их) и положите её на рюмки, как показано на рис. 87. Свеча, конечно, наклонится или в ту, или в другую сторону. Осторожно поскоблите ножом тот конец, который тяжелее. Скоблите его до тех пор, пока свеча не будет лежать горизонтально. Зажгите теперь её с обоих концов… Стеарин начнёт таять, и скоро с одного конца свечи упадёт капелька. Конец, откуда упала капля, сделается легче и поднимется. Тотчас же с другого конца упадёт несколько капель, и свеча наклонится в противоположную сторону: она станет качаться. Вырежьте из бумаги двух человечков и прикрепите их к свече. Чтобы капли стеарина не испортили стол, под каждым концом свечи надо поставить по блюдечку53. Когда вы захотите прекратить опыт и дать отдых фокусникам, потушите свечу.

Рис. 87

Не правда ли, наши качели немного напоминают весы? Я посоветовал бы вам приобрести весы. Маленькие роговые весы, называемые иногда аптекарскими, стоят не очень дорого. Весы позволят вам сделать много очень интересных опытов и при дальнейших работах понадобятся не раз. Раньше в лавках на таких весах отвешивали сахар, кофе и другие товары. Лавочник клал на одну чашку весов гири, а на другую насыпал отвешиваемый товар и ждал, пока вторая чашка перетянет. На хороших весах можно взвешивать очень лёгкие предметы. Были такие весы, которые начинали раскачиваться, если на одну чашку положить крошечную пушинку, и можно было узнать на них, сколько пушинка весит. Такие весы очень берегут: их держат под стеклянным колпакам в сухой комнате; если они немного заржавеют или покроются пылью, то станут неверными54^*.

Нетрудно самому устроить довольно удобные весы. Понадобится только крепкая нитка и две четырёхугольные тоненькие дощечки или два куска толстого картона. Весы должны быть укреплены на краю стенной полки или на краю рабочего стола. Вбейте в край полки или стола два гвоздя приблизительно на расстоянии полтора аршина (ок. 1 м). Привяжите к ним двумя концами крепкую нитку длиной 1 или 2 аршина (ок. 0,7—1,4 м). По возможности в самой середине нитки завяжите узел или, если нитка светлая, сделайте посредине её метку чернилами. Теперь из дощечек приготовьте чашки для наших весов. Просверлите в их углах отверстия, проденьте сквозь них нитки и свяжите вместе их верхние концы. Длина нитей должна быть приблизительно 7—8 вершков (30—35 см). Когда чашки будут готовы, привяжите их к протянутой между двумя гвоздями нити на одинаковом расстоянии от её середины, как показано на рис. 88. Позади весов к столу или полке прикрепляется кнопкой или приклеивается кусок бумаги; на нём ставится метка, показывающая, где находится узел, когда обе чашки пусты.

Весы готовы. Предположим, вы хотите взвесить булку. Положите её на одну из чашек. Эта чашка тотчас опустится, а другая поднимется. Запаситесь разновесами и кладите теперь их на пустую чашку, пока узел не займёт своего первоначального положения. После этого посмотрите, сколько положено разновесок, и вес булки будет вам известен.

Рис. 88. Верёвочные весы

Много интересных опытов можно сделать со старой почтовой карточкой. Отыщите в ней середину. Для этого проведите от одного угла до другого две линии крест-накрест. Там, где эти линии пересекутся, и лежит середина карточки. Вытяните указательный палец левой руки вверх и подоприте им карточку в середине. Она не упадёт… Вместо пальца, подоприте её спичкой. Карточка будет держаться и на спичке. При некотором терпении можно уравновесить её и на игле. Подперев иглой ту точку, где пересекаются линии, осторожно передвигайте карточку вправо, влево, назад и вперёд. После долгих проб вы можете достигнуть цели (рис. 89).

Рис. 89. Опыт с аспидной доской

Вместо почтовой карточки можно взять аспидную (грифельную) доску… Уравновесить её на пальце очень легко, на спичке – труднее, а на игле и совсем трудно.

Держите карточку на указательном пальце или на спичке; она не упадёт, если подпёрта в середине. Положите на неё справа или слева обломок спички. Карточка сейчас перевернётся и упадёт. Почему? Та половина, куда вы положили спичку, сделалась тяжелее и перетянула.

Это самое обыкновенное кольцо. Ничего не стоит заставить его катиться в гору (рис. 90). Возьмите несколько тяжёлых оловянных пуговок и свяжите их вместе. Ещё лучше взять маленький мешочек, наполненный дробью. Прикрепите эти пуговки воском куда-нибудь с внутренней стороны кольца. Положите длинную линейку так, как показано на рисунке, и поставьте на неё кольцо, чтобы пуговки находились вверху, ближе к левому боку, чем к правому. Отнимите руку, и кольцо покатится вверх. Почему? Одна половина у кольца тяжелее: к ней прилеплены оловянные пуговки. Эта половина и перетянет.

Рис. 90

Приготовим теперь яйцо, которое никак невозможно будет положить набок. Вопреки обыкновению всех яиц в мире, оно будет становиться на острый конец, чем приведёт всех присутствующих в неописуемое изумление. Сделайте в курином яйце иглой маленькое отверстие. Через это отверстие выпустите желток и белок. Достаньте мелкой дроби и набросайте её внутрь яйца. Всыпав три-четыре десятка дробинок, накапайте внутрь сургуча или даже воска. Дробинки слипнутся вместе и пристанут к яичной скорлупе. Чтобы не было заметно, что яйцо ваше поддельное, залепите дырку чем-нибудь, хоть тем же воском. Положите такое яйцо набок. Оно сейчас же привскочит и обернётся тем концом книзу, где находится дробь. Почему? Когда вы положите яйцо набок, то одна половина его будет тяжелее, а другая легче. Лёжа на столе, оно опирается одной точкой. А мы знаем, что предмет, опирающийся на одну точку, будет в равновесии тогда, когда по обе стороны этой точки находятся одинаковые по весу части. Поэтому когда яйцо положено боком, то тяжёлая сторона перетянет, а когда яйцо станет на тот конец, где находится дробь, то правая и левая, задняя и передняя его половины будут одинаковы по весу.

Непослушное яйцо легко превратить в старого знакомца, который в игрушечных магазинах известен как ванька-встанька (или неваляшка). Приделайте к лёгкому концу пробочную головку, на голову наденьте бумажную шляпу, прикрепите пробочные руки, наденьте на туловище цветное платье, и ванька-встанька готов; будет он кланяться сколько хотите.

Рис. 91. Ванька-встанька

Можно сделать и послушное яйцо. Оно будет стоять в каком хотите положении: будет держаться на краю стакана, стола, на конце спички… Опять проколите в курином яйце дырку, выпустите всё содержимое и насыпьте внутрь песок. Песок должен занять треть яйца. Залепите дырочку воском – и послушное яйцо готово. Как вы его ни поставьте, песок пересыплется вниз, и по обе стороны точки, на которую яйцо опирается, всегда будут равно тяжёлые части.

Рис. 92. Послушное яйцо

В некоторых городах Европы попадаются странные здания. Так и кажется, что архитектор захотел блеснуть своим остроумием и построил их вопреки законам природы. Эти здания так сильно наклонились в сторону, что должны были бы давно упасть.

Но они незыблемо стоят целые сотни лет. Вероятнее всего, архитектор нисколько не повинен в кривизне этих своеобразных построек, сама природа скосила их. Земля осела под ними, но здания были построены крепко. Цемент, слепляющий их кирпичи, отвердел в камень, и башни только покосились, но не упали.

Особенной известностью пользуются башни в городе Болонье. Их две. Меньшая построена в 1712 г., высота её 20 сажен55^*; она наклонена так сильно, что если бы с верхушки спустить верёвку до земли, то её конец отстоял бы от основания на целую сажень (2,1336 м). Страх охватывает путешественника, когда ему впервые приходится проходить около этой башни. Так и кажется, что она сейчас рухнет и похоронит тебя под своими развалинами.

В городе Пизе падающая башня состоит из восьми этажей. Высота её около 24 сажен (ок. 51 м). Бывшее высочайшим здание города Сарагоссы – тоже падающая башня56^*. Удивительно было ещё то, что в верхнем этаже её висел страшно тяжёлый колокол, весом более 3000 пудов (ок. 49 т). Падающие башни находятся ещё в Равенне, Мантуе, Венеции, а ближе к нам, например, в городе Юрьеве57^*.

Рис. 93. Болонские падающие башни

Рис. 94

Вы можете устроить модель падающей башни. Поставьте несколько небольших кубиков друг на друга так, как показано на рис. 94, и модель готова. Это – образец такой страшной башни, какой нигде нет. Положим, ширина вашего кубика – 4 вершка (ок. 18 см). Ширина висящей в воздухе части равна почти 2 вершкам (ок. 9 см). Если вы себе представите башню с основанием 4 сажени (8,5 м) шириной, то наклон её по вашей модели будет 2 сажени (ок. 4 м), то есть вдвое больше, чем в Болонской башне.

Конечно, по прочности ваша модель не может сравняться с настоящими башнями: там отдельные кирпичи склеены крепким цементом и фундамент ушёл глубоко в землю. В модели же кубики просто положены один на другой, потому-то они и качаются, и достаточно лёгкого толчка пальцем, чтобы построенная вами башня упала.

Падающие башни представляют один из интересных случаев равновесия.

В обыденной жизни мы все предметы целиком ставим на стол, на пол, на полки. Таких вещей, у которых одна половина стояла бы на столе, а другая свешивалась под стол, мы вовсе не делаем. Об этом можно только пожалеть. От вашего внимания ускользнул целый ряд интересных случаев равновесия. Вот они:

Рис. 95

1) Воткните нож в карандаш так, как это показано на рис. 95. Поставив карандаш на палец правой руки и сгибая или разгибая ножик, вы легко достигнете того, что карандаш будет стоять отвесно на пальце. Его можно даже подтолкнуть легонько, он покачается из стороны в сторону, а с пальца не упадёт.

Секрет опыта заключается в том, что тяжёлая ручка ножа находится ниже пальца, на который нож опирается. Заметьте: предмет всегда очень трудно свалить, если самая тяжёлая его часть расположена ниже точки, на которую он опирается. Это позволяет нам сделать ещё много любопытных опытов.

2) Интересен случай равновесия, представленный на рис. 96. Здесь на головке иглы, воткнутой в пробку, лежит горизонтально другая игла, а к этой игле прикреплена пробка с двумя ножами. Вам даже не верится, что такой опыт можно сделать. Но секрет прост. Ножи должны быть так вставлены в пробку, чтобы тяжёлые ручки их расположились под ушком той иглы, которая служит опорой для всего хитрого сооружения. Можно пробку даже подтолкнуть: ножи закачаются, но не упадут. Иголки гладки и могут скользить друг по другу; поэтому горизонтальную иглу надо так положить на вертикальную, чтобы головка второй чуть-чуть вошла в ушко первой.

Рис. 96

3) Можно установить тарелку на краю бутылки или подсвечника так, как это показано на рис. 97. Для этого надо взять суповую ложку (половник) и шумовку58. Обе эти вещи надо скрепить так, как показано на рисунке. Скрепить их можно далее верёвочкой. Половник задевается за край тарелки просто своим крючком. Опять тяжёлая часть нашей группы лежит ниже точки опоры. Соскользнуть же с края тарелка не может потому, что шумовка тянет её в свою сторону.

Рис. 97

Рис. 98

4) На рис. 98 представлен нож, лежащий на краю рюмки. К этому ножу подвешен половник. Опыт удаётся, если половник подвешен так, что самая тяжёлая его часть приходится как раз под тем местом рюмки, где лежит нож (сравните этот опыт с опытом 2).

Искусные акробаты умеют стоять на одной ноге на канате. В руках они держат палку с тяжёлыми концами. В этой палке и заключается секрет их искусства; при её помощи акробат превращается в предмет, у которого самая тяжёлая часть лежит ниже точки опоры.

Представленный на рис. 99 танцор стоит на одной ноге на верхушке игрушечного домика. Такого акробата сделать очень легко. Возьмите самую обыкновенную куклу и привяжите к ней проволоку, изогнутую дугой, как на рисунке. К концам проволоки приделайте оловянные59^* шарики. Если вы возьмёте куклу большую и тяжёлую, то шарики должны быть очень велики, если же возьмёте бумажного плясуна и приклеите сзади деревяшку, чтобы он не падал, то достаточно прикрепить по две или по три оловянные пуговицы с каждой стороны.

Можете также провести верёвку между двумя столбиками и заставить весёлого акробата плясать по ней.

Ещё интереснее акробат, проделки которого представлены на рис. 100—108.

Возьмите деревянную дощечку и в середину её воткните толстую медную проволоку, как показано на рис. 105. Выстрогайте из щепочки маленькую палочку, заострите её на концах, сквозь эту палочку проденьте тонкую железную проволоку так, чтобы палочка приходилась как раз на половине проволоки. Проволоку надо загнуть вниз дугой, а к концам приделать оловянные или свинцовые шарики (см. правый рис. во втором ряду). Поставьте деревянную палочку на медную проволоку, которую вы приделали к деревянной дощечке. В верхнем конце медной проволоки надо сделать маленькое углубление для того, чтобы нижнее остриё деревянной палочки не соскользнуло с неё.

Рис. 99. Акробат

Купите в игрушечном магазине маленькую куколку, которая могла бы прямо стоять на ногах, не сгибаясь. Одну ногу этой куколки прикрепите к деревянному кружку. Просверлите в кружке маленькую дырочку и наденьте его на верхнее остриё палочки с железной проволокой. Возьмите ещё небольшой прямой кусок проволоки или спичку и к её концам приделайте тоже по свинцовому шарику (см. рисунки). Привяжите эту палочку к рукам вашей куклы. Смотря по тому, куда и как вы её привяжете, куколка примет то или другое положение; некоторые из них изображены на рис. 100—108.

Рис. 100—108. Ловкий акробат

Можно вашу куклу заставить ездить верхом на бочке. Если бочку вам не хочется делать, то возьмите глубокую коробку от монпансье; в её дне и крышке сделайте по дырке, как раз через центры. В эти дырки вставьте палочку, которая могла бы свободно вертеться. К середине этой палочки (внутри коробки) привяжите вторую палочку так, чтобы она шла сверху вниз, и на её концах укрепите тяжёлый свинцовый шарик. Вот бочка и готова. Куклу для предстоящего путешествия надо выбрать такую, которая не сгибалась бы и была бы как можно легче. Всего удобнее отправить в прогулку бумажного плясуна. Можно самому нарисовать подходящую фигурку, раскрасить её, наклеить на тонкий картон и вырезать. Прикрепите её ноги к выступающим концам палочки, которую вы продели сквозь коробку. Толкните теперь вашу «бочку». Она покатится, а кукла преспокойно будет сидеть верхом и раскланиваться с вами.

Рис. 109

Почему кукла не перевернётся вверх ногами, предоставляю решить вам уже самим.

В глубокой древности в городе Сиракузы, принадлежавшем Греции, жил знаменитый учёный Архимед. Он сделал много великих открытий в науке и устраивал зажигательные зеркала, умел построить корабль и возвести какое угодно сложное по тем временам сооружение.

Однажды при жизни Архимеда царь сиракузский Гиерон заказал своему придворному мастеру сделать для идола Юпитера золотую корону и дал ему для этого 12 фунтов60 (ок. 5,4 кг) золота. Мастер сделал, и в короне было ровно 12 фунтов. Но царь прослышал, что мастер украл часть золота и вместо золота подмешал к короне серебра. Он обратился к Архимеду и попросил его узнать, из чистого ли золота мастер сделал корону. Долго думал над этим Архимед. Рассказывают, что однажды пошёл он в баню, сел в ванну и всё думал о том же. И вот, когда он сидел в ванне, он почувствовал, что в воде тело его стало легче. Вы сами знаете, что в воде можно, например, повернуть такой камень, какого на берегу с места не сдвинешь. Тут Архимед и догадался, как узнать, украл ли мастер золото или нет. Говорят, он так обрадовался своему открытию, что выскочил из ванны и голый побежал по улицам города домой с криком: «Эврика, эврика!» – что значит: «Нашёл, нашёл!»

Прибежав домой, он тотчас начал проверять своё открытие. Он достал фунт золота, опустил его в воду и взвесил в воде. В воде оно стало легче и потянуло всего 91 золотник61 (ок. 388 г), то есть на 5 золотников меньше. Потом он взял фунт серебра и тоже взвесил его в воде; оказалось, что серебро потянуло в воде не на 5, а на 10 золотников меньше, то есть всего весило 86 золотников. Тогда Архимед и говорит: если корона вся из золота, то в воде она должна потерять 12 раз по 5 золотников, то есть всего 60 золотников. Взвесил он тогда её в воде; корона потеряла не 60, а 70 золотников, то есть 10 золотников лишних. Теперь уже нетрудно было решить, сколько мастер украл золота. Фунт серебра против золота теряет в воде 5 лишних золотников, а всего корона потеряла лишних 10 золотников; значит, в короне вместо золота было прибавлено 2 фунта серебра.

Но мало того. Архимед узнал также, почему тела теряют в воде часть своего веса и сколько именно теряют. Он взял фунт золота и опустил его в стакан, полный воды. От этого часть воды из стакана вылилась, так как золото заняло место в стакане и вытеснило воду. Потом он взвесил вылившуюся воду и увидел, что она весит как раз столько же, сколько веса потеряло золото в воде. Со многими телами он делал такие опыты, и всегда получалось, что тело теряло в воде столько своего веса, сколько весила вытесненная им вода. Тут уже Архимеду нетрудно было догадаться, почему тела в воде меньше весят, чем в воздухе. Вода давит на них и выпирает их вверх с такой силой, с какой она давила на ту воду, которая этими телами вытеснена. Так Архимед и открыл великий закон, которым мы пользуемся и теперь, что всякое тело, погруженное в воду, теряет в воде столько своего веса, сколько весит вытесненная им вода. Закон этот важен особенно потому, что разъясняет нам, когда тело должно плавать на воде и когда тонуть. Очевидно, тело будет плавать тогда, когда вес вытесненной им воды будет равен его весу; тогда оно как бы совсем теряет свой собственный вес. Вот почему небольшой черепок глиняного горшка идёт ко дну, а большой пустой горшок плавает. Удивительным кажется нам, как держится на воде огромный корабль, сделанный из железа и нагруженный товарами или тяжёлыми пушками. А между тем он не тонет только потому, что своей подводной частью вытесняет воды столько, сколько весит сам со всем своим грузом.

Будучи великим учёным, Архимед был и великим гражданином. Все свои знания он употребил на пользу своему народу, и, когда под конец его жизни город осадили римские войска, он наводил на них страх своими изобретениями. Он придумал, прежде всего, грозные метательные снаряды. Как только он привёл в действие свои машины, на римскую армию посыпался целый град стрел и настоящий каменный дождь, падавший с огромной силой. Никто не мог устоять под ударами орудий Архимеда. Они опрокидывали всё на своём пути и вносили беспорядок в ряды войска. Немало доставалось и флоту. О машинах Архимеда рассказывают просто чудеса; то, говорят, появлялись с вершины стен громадные брёвна и, опускаясь на корабли, топили их собственным весом, то протягивались к кораблям какие-то железные лапы и длинные клювы и перевёртывали их дном кверху, то, наконец, что-то заставляло корабли вертеться на месте и затем бросало их на подводные камни. Однажды Архимед, гласит предание, поджёг римский флот, наведя на него солнечные лучи с помощью своих зажигательных зеркал. Римляне были до того напуганы, что при виде спускавшейся со стены верёвки или полена бежали с криком: «Это опять какая-нибудь машина, придуманная Архимедом на нашу гибель!»

Однако великий ум Архимеда не в силах был спасти родной город. Римляне хитростью завладели Сиракузами, и войска их ворвались в город. Строго-настрого было приказано солдатам не трогать Архимеда. Римляне хотели взять его живым и, быть может, дали бы ему и свободу. Но судьба решила иначе. Жизнь Архимеда прервалась в ту минуту, когда потерял свободу его родной город. Когда римские войска овладели Сиракузами, Архимед сидел на площади, погружённый в глубокую задумчивость, и рассматривал начерченные им на песке фигуры. В это время его заметил опьянённый убийствами солдат и убил его. «Не трогай моих фигур», – были предсмертные слова Архимеда.

Привяжите к одной чаше весов на ниточке какой-нибудь предмет, например два железных гвоздя. На другую чашку насыпьте песок или дробь, пока весы не станут ровно. Сколько вам придётся положить песка? Как раз столько, сколько весят гвозди. Подставьте теперь под ту чашу, к которой привязаны гвозди, стакан с водой и, не отвязывая гвоздей от чаши, опустите их в воду. Сейчас же песок перетянет. Что это значит? Гвозди стали в воде легче. Возьмите вместо гвоздей другой предмет, например маленькую склянку, наполненную фольгой или песком. Вы увидите, что всякий предмет теряет в воде часть своего веса.

В воде гораздо легче можно поднять вверх очень тяжёлые камни, чем в воздухе. Ведро с водой легче тянуть из колодца, когда оно ещё в воде, и труднее, когда оно выйдет на воздух. Объясните, почему всё это происходит?

Теперь узнайте, сколько теряют своего веса в воде разные тела. Возьмите небольшой стакан и несколько свечных огарков62^*. Наполните стаканчик водой доверху и узнайте, сколько эта вода весит. Теперь вылейте воду, досуха вытрите стакан и смажьте его внутри салом или маслом. Положите свечные огарки в жестяную коробку и растопите их на тёплой плите. Насыпьте в стакан железных гвоздей и залейте их жидким стеарином. Стакан надо наполнить стеарином доверху. Когда стеарин застынет, его можно будет вытащить из стакана. Гвозди останутся внутри стеаринового куска. Узнайте, сколько потеряет веса такой стеариновый цилиндрик в воде. Вы увидите, что эта потеря как раз равна весу воды, помещающейся в стакане. Эта вода занимает столько же места, сколько и весь кусок стеарина. Значит, тело теряет в воде столько своего веса, сколько весит вытесненная им вода.

Если вы при помощи стакана отольёте стеариновый цилиндрик, но гвоздей не положите внутрь его, то этот цилиндрик будет на воде плавать. Только часть его будет в воде, а часть над водой. Когда вы положите его в наполненный водой стакан, то воды немного выльется. Вылившаяся вода будет весить как раз столько, сколько весит весь кусок стеарина. Сколько же ваш цилиндрик потеряет своего веса? Он потеряет весь свой вес. Это кажется невероятным. Привяжите цилиндрик к одной чашке весов, а на другую ничего не кладите. Первая чаша сильно опустится. Поднесите теперь сосуд с водой так, чтобы стеарин плавал, а нитка, на которой он висит, была натянута. Обе чашки весов станут ровно. Значит, и в самом деле стеарин ничего не весит. Стало быть, тело плавает тогда, когда вес вытесненной им воды равняется его собственному весу63^*.

Опустите в таз с водой блюдечко дном книзу. Оно поплывёт. Опустите его ребром – оно потонет. Отчего один и тот же предмет и тонет, и плавает, смотря по тому, как его пустишь? На этот вопрос вы могли бы теперь ответить и сами. Подумайте, когда воды выльется больше: в том ли случае, когда я блюдечко опущу в воду ребром или когда я опущу его дном книзу? Ясно, что воды во втором случае выльется больше. Внутри блюдечка находится воздух, и когда оно плавает в воде дном книзу, то занимает больше места, значит, и воды выльется больше. Вес этой воды больше веса всего блюдечка, а потому блюдечко не может погрузиться в воду совсем, погрузится только часть. Когда я опускаю блюдечко ребром, воды выльется меньше, и вес её будет меньше веса всего блюдечка. Блюдечко потонет.

Решите теперь сами, почему барка, нагруженная товаром, сидит глубже в воде, чем барка пустая? Отчего корабли, почти целиком сделанные из железа, не тонут? Зачем люди надевают на себя пробковые пояса, когда хотят спастись во время крушения? Зачем они, учась плавать, подвешивают к себе пузыри, наполненные воздухом?

Мы узнали, отчего тела плавают, и можем теперь сделать много интересных игрушек.

Если вы положите на воду кусок стеариновой свечи, то он ляжет набок и будет плавать. Постарайтесь же поставить свечку в воду. Сделаем для этого нижний конец её потяжелее – воткнём туда гвоздь64. Железо тонет в воде, а потому нижний конец свечи, куда воткнут гвоздь, перетянет и погрузится в воду. Но потонет ли вся свеча? Нетрудно сообразить, что вес её вместе даже с гвоздём будет меньше веса вытесненной воды. Значит, свеча, стоя в воде, будет плавать (рис. 110). Её можно зажечь. Свеча будет стоять в воде, как в подсвечнике. По мере сгорания она станет подниматься кверху; она уменьшается и делается всё легче и легче. Но догорит ли она до конца? Когда останется маленький кусочек свечи, тогда вес её вместе с гвоздём, пожалуй, сделается больше воды? Она должна потонуть? В том-то и дело, что нет. Посмотрите на правую часть рисунка: там изображена свеча, догоревшая почти до конца. Вверху вы видите углубление: свеча превращается словно в чашку. Если вы не взяли чересчур большой гвоздь, то свеча будет плавать потому же, почему плавает блюдечко, повёрнутое дном книзу.

Рис. 110. Своеобразный ночник

Почему в свече образуется углубление? Стеарин плавится от пламени. Около краёв он прикасается к холодной воде и застывает. Внутри свечи стеарин сгорает, и кругом образуется как бы стеночка.

Налейте полстакана молока или сливок. Поставьте в стакан воронку так, чтобы она почти касалась дна. В крайнем случае воронку можно свернуть из бумаги. Лейте через эту воронку кофе до тех пор, пока стакан не наполнится. Вы увидите странную картину: в нижней половине стакана будет только кофе, в верхней – только сливки, низ у стакана – чёрный, верх – белый. Почему? Сливки легче кофе и плавают на нём так же, как дерево на воде. Секрет опыта заключается только в том, чтобы обе жидкости не взболтнуть; потому-то и надо лить кофе осторожно на самое дно.

Можно в стакан налить несколько жидкостей. Они образуют целый ряд слоёв. Налейте на дно сладкий кофе. Сверху, опять через воронку, налейте потихоньку воды, потом налейте также масла и, наконец, спирт, если он у вас имеется. Все жидкости будут лежать друг на друге.

Опустите яйцо в банку с водой – оно потонет. Разведите в воде как можно больше соли и опустите яйцо в такой рассол – оно будет плавать. Почему? Яйцо тяжелее воды, но легче рассола. Ничего не стоит устроить совсем послушное яйцо, которое может висеть в жидкости на какой угодно высоте: можно опустить его почти до самого дна и поднять почти до самого верха; оно будет держаться и в середине банки. С яйцом для этого ничего не нужно делать. Налейте полбанки воды. Положите в воду яйцо и приливайте понемногу рассол, пробуя каждый раз, не будет ли яйцо держаться в середине. Вам непременно удастся наконец составить такую смесь, в которой яйцо не будет ни плавать, ни тонуть (рис. 111). Почему? Яйцо весит как раз столько, сколько вытесненная им жидкость; эта жидкость тяжелее воды и легче крепкого рассола. Поэтому оно как бы теряет под водой весь свой вес.

Рис. 111

Достаньте кусок бычьего пузыря. Заменить его можно куском резины от игрушечного воздушного шарика или осторожно снятой кожицей от широкой колбасы. Возьмите ламповое стекло65^*. Закройте один конец его куском резины или бычьего пузыря, концы их пригните к стеклу и обмотайте бечёвкой несколько раз. Резина или бычий пузырь должны хорошо держаться на ламповом стекле, ни одной щёлки нельзя оставить. Налейте в стекло воды, – она не выльется, если вы хорошо завязали дно. Посмотрите на вашу резину или пузырь, – что с ним сделалось? Он надулся, выпятясь вниз. Отчего? Вода давит на дно всем своим весом, оттого дно и выпячивается.

Положите на воду в лохань кусочек картона или толстой бумаги. Поставьте на картон ламповое стекло и придерживайте его рукой. Хорошо, если вы перед тем нижний край стекла немножко смажете маслом. Надавливайте теперь на стекло, опускайте его понемножку в воду – вместе со стеклом опустится и бумажка. Она сделается как бы дном у стеклянной трубки. Бросайте внутрь стекла дробинки или просто шарики, скатанные из фольги. Вы их можете набросать туда очень много, и дно не отвалится. Картон точно приклеился к стеклу. Вытащите стекло наружу – и картон отвалится, дробинки рассыплются. Отчего же картон так плотно приставал к стеклу в воде? Очевидно, вода давит на него снизу вверх. Подумайте-ка теперь, отчего тело теряет в воде часть своего веса? Ведь чем больше вес тела, тем больше оно тянет вниз. Когда мы хотим попробовать без весов, какой предмет тяжелее, то кладём их на руки и смотрим, который больше давит. В воде, конечно, предмет будет давить меньше. Почему? Потому что вода на него давит снизу вверх, отнимая часть его веса.

Возьмём крепкую картонную коробку. Сделаем в ней сбоку несколько отверстий, заклеим их тонкой папиросной бумагой, но не будем натягивать бумагу плотно: она должна немного оттопыриваться наружу. Чтобы бумага была прочнее, пропитаем её русским (топлёным) маслом. Станем наливать в коробку воду, но осторожно, чтобы от толчка не разорвать папиросную бумагу. Когда воды будет налито наполовину, бумага сильно вздуется, оттопырится. Если вы попробуете вдавить её внутрь пальцем, то почувствуете, что изнутри на палец что-то давит. Давит, конечно, вода. Что показывает опыт? Показывает, что вода давит не только вниз и вверх, но также и в сторону.

Мы можем теперь устроить очень интересную игрушку – водяную вертушку. Она сама будет вертеться.

Несколько соломинок, три грецких ореха, один покрупнее и два помельче, – вот всё, что нужно для устройства вертушки. Срежьте у большого ореха напильником или маленькой пилкой тупую верхушку и выньте ядро. В нижней части скорлупы сделайте буравчиком напротив друг друга две небольшие дырочки. Они должны быть такой величины, чтобы в них можно было вставить соломинки. В нижний острый конец ореховой скорлупы воткните булавку так, чтобы выступала наружу только её головка. В малых орехах тоже сделайте по две дырочки: одну на тупом конце их, а другую сбоку. Проволокой с загнутым концом выскоблите изнутри ядро. Теперь всё приготовлено, и устроить мельницу ничего нет легче. Посмотрите на рис. 112 и соедините орехи, как там показано. Эти соломинки должны быть 4 вершка (ок. 18 см) длиной. Вставить их в отверстия нужно как можно крепче. Можно даже для прочности облить их кругом сургучом. В боковые дырочки малых орехов тоже надо вставить по короткой соломинке. Длина этих соломинок должна быть не больше ³/₄ вершка (ок. 3 см). Возьмите бутылку, заткните её пробкой. Поставьте большой орех на пробку, острым концом вниз. Вы знаете уже из прежних опытов, что это можно сделать (см. с. 160 – «Интересные случаи равновесия»). Для этого только надо, чтобы малые орехи были тяжелее большого. Если орех у вас не стоит на пробке, то надо привязать к двум нижним орехам по оловянной пуговке. Может быть, одной пуговки будет недостаточно, тогда надо будет взять две, три, сколько понадобится. Когда наконец вам удастся установить орех, лейте в него тонкой струёй воду. Вода по соломинкам потечёт на орехи, а оттуда будет выливаться через короткие соломинки наружу. Понятно, что бутылку надо поставить в лохань, чтобы не залить водой комнату. Как только вода станет вытекать, орех ваш и завертится. Почему – вы можете уже объяснить сами.

Рис. 112. Водяная вертушка

К большому ореху вы можете прикрепить при помощи очень тонкой проволоки двух-трёх бумажных человечков, которых вы или сами нарисуете, или купите готовыми. Лучше всего выбирать фигурки позабавнее и интереснее, чтобы стояли на одной ноге, посылали рукой привет или держали в ней шляпу и т. п.

Посмотрите на рис. 113 и 114. Соедините, как там показано, два ламповых стекла (или стеклянные трубки). Для этого лучше всего в пробку каждого стекла вставить небольшую стеклянную трубочку. Обе трубочки соединяются посредством резиновой «кишки», которую можно купить в аптеке. Налейте в одно из стёкол воды. По трубочке вода перейдёт в другое стекло, и наконец в обоих стёклах она будет стоять на одной высоте. В двух сосудах, соединённых между собой, вода поднимается до одного уровня. Большая часть морей, находящихся на земле, соединена между собой проливами. Вода находится во всех таких морях на одной и той же высоте. Вот почему, желая определить высоту какой-нибудь горы, говорят: «Она возвышается над уровнем моря на столько-то верст».

Рис. 113. Сообщающиеся сосуды

Рис. 114. Сбоку нарисован крюк К, посредством которого надо укрепить стёкла

Рис. 115. Фонтан

Нетрудно устроить и фонтан. Заткните ламповое стекло пробкой, а в пробку вставьте такую же изогнутую трубку, какую вы видите на рис. 115. Когда вы нальёте в ламповое стекло воды, она по стеклянной трубке потечёт вниз, а потом по короткому загнутому концу трубки станет подниматься вверх. Вода должна подняться на ту же высоту, на которой она стоит в стекле. Но трубка кончается гораздо ниже. Вода над трубкой поднимется и станет бить фонтаном. Чтобы фонтан совсем удался, надо короткий конец трубки оттянуть на огне и сделать дырку очень маленькой.

Вы могли бы ламповое стекло поместить в одной комнате, а трубку – в другой, и фонтан всё равно бил бы. Вместо лампового стекла можно взять ведро и поставить его где-нибудь высоко на полке. В это ведро вы опустите изогнутую дугой трубочку так, чтобы одно колено её выходило кверху. После этого вытяните из трубки ртом воздух, и вода польётся из ведра. Теперь наденьте на вашу трубку резиновую трубочку и проведите её в другую комнату. В другой комнате будет бить фонтан. Можно провести трубку в аквариум, если он у вас есть, – тогда фонтан будет бить в аквариуме.

Рис. 116. Обычное устройство фонтана

Все водопроводы в городах устраивали так же, как мы устраивали наш фонтан. В Петрограде, против Дворца Урицкого66^*, стояла водокачка. Она была самым высоким зданием, выше всех домов в Петрограде. Она имело вид башни. На самом верху этой башни был сделан бак, то есть огромнейший сосуд. В него можно было налить так много воды, что хватило бы на весь Петроград, а в нём больше миллиона населения! Большими машинами накачивали воду в этот бак, а от бака шла вниз труба. От этой трубы разбегались в земле в разные стороны другие трубы. Они шли ко всем домам Петрограда и поднимались в самые верхние этажи.

Похожим образом поливали улицы. На каждой улице находилась пустая тумба с крышкой. Она была соединена с водопроводной трубой. Дворник привинчивал к этой тумбе длинную резиновую кишку (шланг). На конце шланга находилась тонкая металлическая трубка с мелкими отверстиями. Вода била оттуда фонтаном. Она шла с водокачки.

Недалеко от Петрограда лежит небольшой город Петергоф67^*. Есть в этом городе большой тенистый парк, а в парке бьют фонтаны. Славится Петергоф своими фонтанами на всю страну. Вода падает там с рёвом по мраморным лестницам, летит вверх прямыми и косыми струями, течёт из трубочек, которые статуи держат в руках. Когда все фонтаны открыты, петергофский парк представляет собой великолепное зрелище. Везде слышится рёв воды; капельки, как драгоценные камни, летают по воздуху и переливаются всеми цветами радуги.

Все эти фонтаны устроены несколько иначе, чем водопроводы в Петрограде. Вода в них идёт главным образом из ключей, расположенных в 20 верстах от Петергофа на значительной высоте.

Наполните стакан водой до самого верха. Закройте его куском бумаги. Придерживая рукой бумагу, переверните стакан. Когда вы руку отнимете, бумажка не упадёт и вода не выльется. Почему? Бумажку держит воздух, он давит на неё. Воздух лежит над землёй толстым слоем в несколько сот вёрст. Верхние слои давят на нижние, воздух давит на всё, находящееся на земле, давит он и на бумажку, которой закрыт стакан.

Рис. 117. Вода не выливается из опрокинутого стакана

Сделайте ещё несколько опытов. В банку, наполненную водой, опустите кусок стеклянной трубки. Трубка должна быть покрыта водой. Вода, конечно, наполнит всю трубку. Не вынимая её из воды, плотно закройте верхний конец пальцем, а потом вытащите трубку. Трубка ничем внизу не закрыта, а вода из неё не выливается: на неё давит снизу воздух. Отнимите вверху палец, и сразу вся вода выльется: воздух давит на неё теперь сверху с такой же силой, как снизу. Вода же имеет вес, а потому теперь падает.

Этот интересный опыт требует некоторой сноровки и быстроты движений. Заранее надо приготовить пустой графин, кусок ваты, спирт, спички и яйцо, сваренное вкрутую и очищенное от скорлупы. Намочите комочек ваты спиртом, положите его на горлышко графина, зажгите спичкой и быстро втолкните внутрь. Тотчас после этого положите на горлышко графина яйцо узким концом вниз. Яйцо станет втискиваться в графин и наконец проскочит внутрь. Конечно, вместо ваты, смоченной спиртом, можно употребить и горящую бумагу, но втолкнуть её в графин труднее.

Когда все достаточно насладятся опытом, тогда вы должны объяснить, в чём дело.

Брошенная в графин вата продолжает гореть и после того, как вы положите на горлышко яйцо. Конечно, горит она недолго, но этого достаточно, чтобы воздух внутри графина нагрелся и расширился. А так как расширенный воздух вскоре вновь сожмётся при остывании, то внутри графина давление будет меньше, чем вокруг него. Избытком давления наружного воздуха яйцо и протолкнётся внутрь.

Рис. 118

Возьмите обыкновенную бутылку, подберите к ней хорошую пробку и проделайте в ней накалённой проволокой два отверстия. В одно из них вы вставите длинную стеклянную трубку с оттянутым концом, который должен находиться внутри бутылки; в другое отверстие вставляется трубка, один конец которой изогнут крючком, как показано на рис. 11968. Этим концом она должна быть обращена внутрь бутылки. Наружный конец трубки, для удобства, хорошо изогнуть под прямым углом (рис. 119). После этого вы вставите пробку в бутылку, опрокинете последнюю вверх дном и подставите под ней стакан, наполненный наполовину водой, так чтобы в него была опущена прямая стеклянная трубка. Наконец вы наденете на свободный конец изогнутой трубки резиновую трубочку, которую можете купить в аптеке или магазине резиновых изделий, сильно вытянете через неё воздух из бутылки и затем трубочку зажмёте (можно просто перевязать её верёвочкой). Тотчас же в бутылке забьёт фонтан. Почему? Вы разредили воздух в бутылке, вытянув через трубку часть его. Давление стало в бутылке меньше наружного. Вода в стакане находится под давлением всего воздуха, находящегося вокруг неё и над ней. Этим давлением она и вгоняется в бутылку.

Рис. 119. Фонтан в разреженном воздухе

Рис. 120. Более удобное устройство фонтана

Можно и иначе, гораздо удобнее устроить тот же прибор, а как – это показано на рис. 120. Вы, конечно, сами сумеете его сделать.

Вы, вероятно, знакомы со стеклянной спринцовкой, которой можно пользоваться для промывания ушей и которую можно купить в аптеке. Вы опускаете спринцовку в блюдечко с водой, тянете ручку с поршнем вверх, и вода поднимается. После этого вы вынимаете спринцовку с блюдечка, подходите к ведру и надавливаете ручку. Поршень входит внутрь, а вода бьёт из спринцовки фонтаном. Отчего же это происходит? Вы уже, вероятно, догадались. Когда поршень опущен до самого низа, в спринцовке под поршнем воздуха почти нет. Вы опускаете её в воду, на которую давит обыкновенный атмосферный воздух, и поднимаете поршень. Воздушным давлением вода вгоняется внутрь стеклянной спринцовки и поднимается всё выше и выше. Теперь, когда вы надавите на неё поршнем, она фонтаном вылетит наружу.

Рис. 121. Спринцовка

Почти так же устроен водяной насос, посредством которого достают воду из колодцев. Он изображён на рис. 122—127 в разрезе. Как вы видите, в колодец спускается труба, которая состоит из двух частей – верхней широкой и нижней узкой. Там, где эти части соединяются, устроен клапан, который поднимается только вверх. В широкой части трубы двигается поршень, как в нашей спринцовке. Только этот поршень несколько иного устройства: в нём находится отверстие, закрывающееся клапаном, который опять поднимается только вверх (рис. 122). Над поршнем сбоку трубки проделано отверстие, через которое вода выливается наружу. Вот и всё устройство. При помощи особой рукоятки поршень то поднимают, то опускают, а вода непрерывной струёй льётся через боковое отверстие69. Почему?

Рис. 122. Водяной насос

Рис. 123

В колодце вода находится под обыкновенным атмосферным давлением. Когда вы поднимаете поршень (рис. 123), за ним поднимается и вода: она вгоняется в трубу давлением воздуха. Клапан в поршне в это время закрыт. Его сам собой закрывает воздух, над ним находящийся. Клапан же, отделяющий узкую часть трубы от широкой, в то же время остаётся открытым: его отбрасывает вода, поднимающаяся наверх и увлекающая за собой воздух, который над ней находится (рис. 123).

Действие водяного насоса

Но вот мы подняли поршень до некоторой высоты и начинаем его опускать. Тогда нижний клапан сам собой закроется, а верхний откроется, и часть воздуха из-под поршня перейдёт в ту часть трубы, которая находится над поршнем (рис. 124). При следующем движении поршня вверх (рис. 125) поднимается из колодца ещё порция воды и при опускании поршня (рис. 126) перейдёт в верхнюю часть трубки. Таким образом, при каждом новом движении поршня в верхней части трубы уровень воды всё поднимается и наконец достигает бокового отверстия. С этого момента вода начинает выливаться наружу непрерывной струёй (рис. 127).

Действие водяного насоса

Насос был известен уже в глубокой древности, но объясняли его действие неправильно. Даже лучшие учёные прежних времён думали, что природа «боится пустоты», а потому в насосе вода заполняет её тотчас, как только такая пустота образуется. Но думать так можно было, пока не произошёл…

В XVII в. один герцог во Флоренции устраивал при своём доме роскошный сад. Ему захотелось, чтобы в саду были ручьи и фонтаны, а между тем воды в том месте, где разводился сад, не было. Обильный водой колодец находился ниже. Тогда решили поставить насос и при его помощи поднять воду вверх, наполнить ею пруд и из пруда пустить воду по саду, как того желал герцог. Сказано – сделано: поставили насос и приделали к нему очень длинную трубу, в 7 сажен (ок. 15 м) высотой. Начали работать, но, к удивлению всех, вода поднялась только немного выше 4¹/₂ сажени (ок. 9,6 м), а дальше не пошла. Сперва думали, что насос устроен плохо. Проверили: всё оказалось в порядке. Тогда решили обратиться за советом к знаменитому учёному Галилею. Галилей спросил:

– До какой высоты дошла вода в колодце?

– До тридцати четырёх футов70, – отвечали рабочие.

Старый учёный не мог объяснить им, почему вода поднялась только на такую высоту, но понимал, что в этом чудесного нет. Нельзя же было допустить, что природа «боится пустоты» только до 34 футов (ок. 10 м)!

Это явление заинтересовало ученика Галилея – итальянского учёного Торичелли. Он очень много занимался физикой и привык каждое своё рассуждение подтверждать опытом. Он знал, конечно, что вода сама собой не может подниматься по трубе; было ясно, что её что-то гнало вверх. Не воздух ли? Ведь только он и находится поверх воды в колодце. Может быть, он давит на неё и заставляет подниматься как раз на 34 фута?

Торичелли задумал сделать опыт, но не с водой, а с ртутью, которая тяжелее воды в 14 раз. При этом Торичелли рассуждал так: если вода поднимается на высоту 34 футов от давления воздуха, то ртуть должна остановиться ниже, подняться на высоту в 14 раз меньшую, то есть всего только на 30 дюймов (76 см). Для проверки своего предположения Торичелли взял стеклянную трубку, запаянную с одного конца, длиной больше 30 дюймов, налил её доверху ртутью, закрыл пальцем открытый её конец (рис. 128) и опрокинул в чашку, где была налита также ртуть. Палец он отнял уже под поверхностью ртути, так что в трубку не мог попасть воздух. Часть ртути из опрокинутой трубки вылилась в чашку, наверху осталась пустота, и ртуть остановилась как раз около черты на стекле, отмечавшей высоту в 30 дюймов (рис. 129). Учёный оказался прав; опытом своим он доказал, что воздух давит на находящиеся в нём предметы. Для определения силы этого давления вычислили, что в трубке с отверстием в 1 кв. дюйм (ок. 2,5 кв. см) столбик ртути в 30 дюймов высотой весит 15 фунтов (ок. 6,8 кг). Отсюда стало ясно, что давление воздуха близ земной поверхности равняется 15 фунтам на каждый квадратный дюйм (либо 1 кг на 1 кв. см).

Рис. 128. Трубка, наполненная ртутью

Рис. 129. Трубка, погружённая в ртуть

Старые учёные ни за что не хотели признавать открытия Торичелли, но скоро спорить против него стало невозможно.

Французский учёный Паскаль, узнав об открытии Торичелли, заинтересовался им и один из первых понял, что пустота вполне возможна и что природа пустоты не боится. Ему пришло на мысль проделать опыт Торичелли несколько раз в один и тот же день, с той же самой трубкой и той же ртутью, но на разных высотах, например у подножия горы и на её вершине, с тем чтобы узнать, зависит ли высота ртути в трубке от положения её над уровнем моря.

Рис. 130. Опыт Паскаля с водяным барометром

Чтобы проделать этот опыт, Паскаль выбрал гору Пюи-де-Дом и просил зятя своего Перье произвести его.

– Если окажется, – говорил Паскаль, – что высота ртути в трубке меньше на вершине, чем у подошвы горы, то надобно будет допустить одно из двух: или природа боится пустоты у подножия горы более, чем на вершине, или же единственная причина этого явления заключается в атмосферном давлении. Но первое допущение – очевидная нелепость. Стало быть, надо положиться на опыт и ждать, что он покажет.

Опыт вполне оправдал ожидания учёного. Но этим Паскаль не удовольствовался и сам повторил наблюдения у подножия собора Парижской Богоматери в Париже и на крыше его. И здесь опыт удался блистательно. Но чтобы получить истину, надо всячески проверять вывод, и вот наконец Паскаль устанавливает огромную водяную трубку на одной из улиц своего родного города Руана (рис. 130). И тут открытие Торичелли подтверждается. Наука могла торжествовать над старым предрассудком…

Опыт Торичелли привёл к мысли устроить прибор, служащий для измерения давления атмосферы и называемый барометром. Оказалось, что давление в одном и том же месте бывает не одинаковым в разное время. Чтобы точно измерить его, стали пользоваться Торичеллиевой трубкой, приделав к ней дощечку с делениями. Давление выше 76 см считают высоким, ниже 76 см – низким, а в 76 см – нормальным.

Около того же времени бургомистр71^* города Магдебурга в Германии Отто Герике взвесил воздух и произвёл интересные опыты, которые наглядно показали силу давления воздуха.

Рис. 131. Магдебургские полушария

Сначала Герике стал выкачивать насосом воду из закрытой наглухо бочки, но не успел он это закончить, как от давления наружного воздуха стенки бочки лопнули. Второй раз он взял очень крепкую бочку с толстыми железными обручами. Бочка выдержала, но, когда был выкачан воздух, через скважины дерева наружный воздух с силой протискивался внутрь бочки, и в ней раздавался свист. После этого опыта Герике убедился, что воздух давит на окружающие предметы с большой силой. Ему захотелось узнать, какова же эта сила.

Он поставил в большую бочку другую, поменьше, и налил в обе воды, велел их плотно закупорить и выкачал воду из внутренней бочки. Когда потом бочки были открыты, то все увидели, что вода просочилась из большой бочки в маленькую и наполнила её почти до половины. С такой страшной силой давил воздух на наружные стенки бочки!

После этого опыта Герике решил выкачать из сосуда воздух, как выкачивал он воду. Прежние опыты показывали, что из деревянного сосуда выкачать воздух нельзя, всё равно он войдёт сквозь стенки. Поэтому учёный велел сделать из меди шар, и стали через кран выкачивать из него воздух. Шар лопнул. Сделали новый – и с ним опыт удался. Воздух выкачали, взвесили пустой шар, снова наполнили его воздухом и взвесили ещё раз. Таким образом, Герике доказал также, что воздух имеет вес.

После этого он захотел показать жителям города силу давления воздуха. Он велел сделать металлический шар, составленный из двух половин, плотно прилегающих друг к другу (рис. 131). К одному полушарию было приделано горлышко с краном. Поперечник этого шара был 11 вершков (ок. 49 см). Когда в полушариях был воздух, они не держались вместе и распадались, но когда сложили их вместе и, крепко прижимая одно к другому, выкачали через кран воздух, полушария как бы спаялись, и их ни один человек не мог разорвать. На городской площади была устроена прочная перекладина на столбах, как для весов. Собралось много народу, чтобы посмотреть, что будет делать бургомистр с медным шаром. Шар повесили на крюк к перекладине, а снизу к другой половине подвесили на цепях доску весов и наложили на неё гири (рис. 132). Наложили их 65 пудов (ок. 1 т), а шар всё-таки не разделился. Когда же сняли все гири, отняли доску и отвернули кран, так что воздух вошёл в шар, обе половины его распались сами собой… Все зрители были изумлены. Но они ещё больше удивились, когда Герике показал им другой опыт.

Рис. 132. Один из опытов Герике

Он велел привязать к кольцам полушарий верёвки, запрячь в них лошадей, по две с каждой стороны, и гнать лошадей в разные стороны, но и тогда шар устоял. Сила четырёх лошадей также не могла разорвать полушария. Лишь 16 лошадей с большим трудом разъединили эти полушария.

Этот опыт с полушариями Герике повторил ещё раз; шар был побольше, имел 1 аршин (ок. 71 см) в поперечнике, выдержал вес в 135 пудов (ок. 2,2 т) и не поддался даже силе 24 лошадей.

Такие медные полушария можно найти теперь во многих физических кабинетах, и называются они магдебургскими.

После того как Герике произвёл свои опыты, стало ясно, почему воздух давит на все окружающие предметы. Он давит потому, что, как и другие тела, имеет вес. Стало также ясно, что с высотой давление должно уменьшаться, так как над высокими местами лежит слой воздуха более тонкий, чем над низинами. Действительно, учёные, поднимавшиеся на горы с барометром, убедились, что там давление меньше, чем внизу. Но ещё более интересные наблюдения принесли воздухоплаватели, поднимавшиеся в высшие области атмосферы и испытавшие на себе, что значит малое давление.

Весь наш организм приспособлен к тому давлению, которое существует на поверхности, и мы только потому не чувствуем страшной тяжести воздуха, что все газы и жидкости, находящиеся внутри нас, давят с такой же силой. Понятно, что при уменьшении давления в нашем организме должны происходить мучительные изменения: должно быть затруднено дыхание, должна течь из носа кровь. Учёные Глейшер и Коксвель72^* поднялись на высоту около 10 верст (ок. 10,7 км) и за это чуть не поплатились жизнью73^*.

Вот что пишет о своём поднятии Глейшер:

«Когда мы поднимались, день был безоблачный, тёплый; наш шар медленно уходил всё вверх. Постепенно город и люди начали скрываться из наших глаз. Люди стали казаться небольшими чёрными точками, затем в такие же точки превратились дома, церкви, самые высокие и самые большие здания, и наконец они пропали совсем из глаз, и земля закрылась от нас каким-то голубоватым туманом. Шар поднимался всё выше; мы почувствовали холод и вынуждены были надеть что-нибудь потеплее; записали высоту – было около трёх верст (ок. 3,2 км). В это время мы были окружены туманом, потом вынырнули на солнце, и перед нами с вершины безоблачного неба открылось великолепное море облаков. Поднимаемся выше и выше, становится всё холоднее, приходится так сильно и тяжело дышать, будто мы вбегаем на крутую гору. „Выше, выше“, – говорим мы себе и сбрасываем несколько мешков с песком, которые были наложены у нас в лодке для равновесия; шар вздрогнул и сразу поднялся на несколько сажен; я не сводил глаз с инструментов и записывал высоту: было уже более 6 вёрст (ок. 6,4 км), – мы всё поднимались, выбрасывая постепенно один за другим мешки; воздух на этой высоте был так редок, что мы дышали с трудом, сердце билось необычайно часто, в ушах шумело, карандаш едва держался в руках. Товарищ мой совсем обессилел; я посмотрел на термометр и увидел, что в воздухе 10° мороза, хотя внизу был тёплый летний день. Мы выкинули ещё несколько мешков, и шар в 10 минут поднялся на высоту около семи с половиною вёрст (ок. 8 км). Было уже 15° мороза. Мой товарищ дышал всё труднее и труднее; выкинули ещё несколько мешков и поднялись на высоту более восьми вёрст (ок. 8,5 км); здесь я начал терять зрение и не мог различить инструмента; хотел попросить товарища помочь, но он был занят своим делом. Вскоре я почувствовал, что руки мои коченеют, пробовал делать движения, но при этом заметил, что у меня как будто нет ни рук, ни ног; голова моя склонилась на плечо; я хотел ещё раз двинуться, но не мог поднять руки – силы меня оставили, и я упал в лодку, устремив глаза на товарища, – он представлялся мне в тумане; я пытался говорить, но не мог. Затем мгновенно лишился зрения и погрузился в совершенную темноту, впрочем сохранив полное сознание; относительно слуха я ничего не могу сказать: здесь, на высоте, высшей чем 10 вёрст (ок. 10,7 км), ни один звук не нарушал мёртвой тишины, – я думал, что смерть застигнет меня, если мы сейчас не спустимся вниз, но тут вдруг я потерял сознание и впал в глубокий сон. Прошло несколько минут, я лежал без движения, до меня доносились какие-то неясные слова, я чувствовал, что товарищ мой в лодке, что он говорит со мной, ободряет меня, после чего возвратились ко мне сознание и слух; я слышал явственно слова товарища, но не мог ни видеть, ни говорить с ним, ни двигаться; мне слышались только его слова: „Попробуйте ещё, прошу – попробуйте“. Затем, словно в тумане, представились мне инструменты. Я встал, посмотрел вокруг себя, будто пробуждаясь от тяжёлого сна, и сказал: „Был в беспамятстве“. – „И со мной чуть этого не случилось“, – ответил мой товарищ и рассказал мне, что когда он заметил, что я лежу без чувств, то хотел подойти ко мне, но не мог, и почувствовал, что и сам теряет сознание. Зубами схватился он за верёвку, за которую нужно было дёрнуть, чтобы начать спускаться вниз: дёрнул за неё, и шар начал опускаться. Когда мы достигли земли, ко мне окончательно вернулись сознание и силы, и я мог дойти пешком до ближайшей деревни».

Рис. 133. Полёт Глейшера и Коксвеля

Это был на редкость счастливый полёт. Тиссандье74^* поднимался на меньшую высоту, но оба его спутника (Кроче-Спинелли и Сивель75^*) при этом погибли. Лица их были черны, глаза мутны, рот открыт и полон крови. Сам Тиссандье долго был в беспамятстве…

Теперь на аэропланах удавалось подниматься ещё выше (12 вёрст)76^*. Чтобы не задохнуться, воздухоплаватели берут с собой воздух, сжатый в особых сосудах, и дышат им через трубку.

В заключение нашего знакомства с воздухом мы можем произвести ещё один интересный опыт.

В игрушечных магазинах раньше можно было найти маленького человечка, плавающего в воде. Называли его «американским жителем» (рис. 134). Баночка, в которой сидел этот человечек, была завязана сверху куском резины. Стоило только на эту резину надавить пальцем – и «американский житель» спускался на дно; отнимали палец – «американский житель» поднимался. Мы можем сами приготовить такую игрушку – рыбку, которая будет забавно нырять (рис. 135).

Рис. 134. Американский житель

Из свежего яйца выпустите желток и белок – проколите где-нибудь в его тупом конце дырочку, довольно большую; через эту дырочку вылейте всё содержимое. Залепите дырочку куском промасленной бумаги. Бумагу прикрепите сургучом. Булавкой проколите в ней крохотное отверстие. Из яичной скорлупы мы сделаем голову рыбки. Нарисуйте на ней у острого конца круглые глаза; всего лучше нарисовать их лаком с сажей или масляной краской77^*. Ну а если ни того ни другого не найдётся, не беда, пусть наша рыбка будет слепой. Выкройте из сукна две безголовые рыбки, вроде представленной на рис. 135. Эти кусочки сукна надо друг на друга наложить и прошить по линии, проведённой на рисунке точками. Приклейте сургучом этот мешочек к яичной скорлупе. Рыбка готова. На время залепите воском маленькую дырочку в яичной скорлупе. Пустите её на воду. Она будет плавать. Надо устроить так, чтобы она держалась у самого уровня воды. Припомните, как вы устраивали водяной подсвечник. Воткните и теперь несколько гвоздиков в хвост рыбки, или, сделав маленькую щёлку в её туловище, всыпьте туда дроби, или, наконец, привесьте к её плавникам маленькие шарики, скатанные из фольги. Но удобнее дробь или мелкие камешки. Сыпать их надо до тех пор, пока рыбка почти вся не уйдёт в воду. Только голова должна чуть-чуть выступать над её поверхностью. Когда вы это сделаете, снимите с дырочки воск. Вода не вольётся в яйцо: там находится воздух, и рыбка не потонет. Если банка не совсем полна, долейте воды. Завяжите её сверху куском резины от воздушного шарика. Если вы теперь станете давить рукой на резину, то рыбка нырнёт. Почему? Между водой и резиной осталось немного воздуха. Мы сдавили его. Он хочет занять прежнее место и сильнее давит на воду. Вода давит на воздух в яичной скорлупке, сжимает его и сама вливается в скорлупу. Рыбка делается тяжелее и тонет. Когда вы отнимете палец, воздух под резиной станет давить на воду слабее, а вода перестанет сжимать тот воздух, который находится в скорлупе. Он снова займёт своё прежнее место, и вода выльется из рыбьей головки. Рыбка сделается легче и поднимется.

Рис. 135. Учёная рыбка

Вместо рыбки можно сделать и настоящего «американского жителя». Для этого только придётся иначе выкроить сукно и сделать из него туловище, руки и ноги. На скорлупе же надо будет нарисовать глаза, брови, нос, рот, волосы и уши.

Мы уже знаем, что такое электричество (см. гл. IV). Постараемся теперь собрать электричества побольше и получить настоящие искры. Для этого нам нужна электрическая машина. Всего лучше машину купить уже готовую или достать на время в музее учебных пособий либо у знакомых. Но при некоторой опытности в столярном деле её нетрудно сделать и самому.

Главная часть машины – бутылка с гладким дном. Всего лучше взять аптекарскую склянку ёмкостью фунта в два (воды) (ок. 1 л). Сквозь горлышко и дно этой бутылки мы проденем палку. Для этого в дне надо сделать дырку. Самим вам вряд ли удастся просверлить её; дома не найдётся подходящих инструментов. Но стекольщик за небольшую плату сделает вам в дне отверстие. Когда бутылка будет готова, проденьте сквозь горлышко и дно гладко обстроганную палочку (рис. 136). Если между горлышком и палкой останется щель, то её надо забить кусочками пробки: бутылка должна сидеть на палке крепко. Вместо того чтобы просверливать в дне бутылки отверстие, можно совсем отрезать дно78 и вместо него вставить деревянный кружок с отверстием для оси. Можно, вместо бутылки, взять толстое ламповое стекло (от свечной лампы), закрыть оба конца пробками, а через пробки пропустить ось.

Рис. 136. Вал электрической машины

Рис. 137

Рис. 138. Простая электрическая машина

После этого надо сделать подставку для электрической машины (рис. 138).

Возьмите две доски, одну длиннее, другую короче, и сколотите их друг с другом так, чтобы получилась скамеечка, у которой недостаёт одной ноги. Положите её на стол сиденьем книзу и просверлите в ножке отверстие. В это отверстие вставьте один конец палки, которая продета сквозь бутылку. Подоприте бутылку книгами, чтобы она не упала, и отыщите ещё дощечку. Из неё мы сделаем вторую ножку к скамейке. Сначала просверлим в доске отверстие на такой же высоте, как и у прибитой ножки. Проденем в это отверстие другой конец палки. Когда это сделано, перевернём скамеечку сиденьем кверху и прибьём вторую ножку. Главная часть машины готова. Если теперь опять поставим нашу скамеечку сиденьем книзу, то бутылку можно будет вертеть. Чтобы вертеть её было удобнее, надо ещё к одному концу приделать ручку, как у шарманок или старых швейных машин.

Рис. 139. Подушка

Сбоку бутылки надо устроить подушку из кожи (рис. 139); когда мы будем вертеть бутылку, она станет тереться о кожу и наэлектризуется. Как эту подушку сделать? Возьмите маленькую дощечку и обейте её простой нелакированной кожей или замшей. Замшу или кожу надо пока прибить только с трёх сторон. Натягивать её не следует.

Возьмите мягкую шерсть. Можете нащипать ниток из шерстяных тряпок. Засуньте эти нитки под кожу. Когда подушка будет достаточно мягкая, прибейте замшу с четвёртой стороны.

Возьмите ещё доску такой же величины, как обе подставки, на которых держится бутылка. Прибейте её одним концом к задней стороне подушки. Прибивать надо не особенно большими гвоздями, чтобы они не прокололи всю подушку. Приложите подушку к бутылке, переверните всю машину и прибейте дощечку, на которой держится подушка, к сиденью нашей скамеечки. Прежде чем прибивать, надо всё хорошенько вымерить и если подставка длинна, то подпилить её.

Оклейте верхнюю половину подушки куском чёрной шёлковой материи, нижнюю же половину амальгамируйте. Амальгама состоит из одной части олова и двух частей цинка, сплавленных вместе, растёртых в порошок и перемешанных со свиным салом. Приготовить амальгаму очень трудно, и вы лучше закажите её у оптика. Амальгамировать же кожу следует так:

1. Намазать кожу свежим свиным салом.

2. Хорошенько, почти досуха вытереть кожу.

3. Истолочь амальгаму в мелкий порошок.

4. Посыпать этим порошком кожу и другим кусочком растирать его, пока не получим на коже блеска.

Предположим, что всё это сделано и машина готова. Вертите бутылку за ручку. Она станет тереться о подушку и сильно наэлектризуется. Электричество со стекла надо собрать. Мы приделаем для этого к машине «проводник» – «кондуктор». Возьмём две скалки: одну потолще и подлиннее, другую покороче и потоньше. Сколотим их вместе так, чтобы получилась буква Т. Все концы скалок округлим. Приделаем к толстой скалке подставку и укрепим нашу букву Т так, чтобы она прикасалась к бутылке своей верхней перекладиной и находилась против подушки. В тонкую скалку вколотим несколько проволок так, чтобы получились грабли. Зубцы этих грабель подострим напильником. Согнём проволоки так, чтобы они совсем лежали на стекле. Обклеим теперь обе скалки листовым оловом; нигде не должно остаться голого дерева, не должно быть и складок. На конце толстой скалки хорошо ещё прикрепить на проволоке шарик, обклеенный свинцом. Машина совсем готова. Прежде чем вертеть бутылку, поставим машину на четыре стеклянные баночки, а ручку обмотаем шёлком. Сделаем мы всё это для того, чтобы электричество не ушло в землю.

Если вы станете вертеть бутылку, она наэлектризуется, с бутылки электричество перейдёт на грабли, с грабель на скалки и, наконец, на шарик. Прикоснитесь к шарику кондуктора. Появится великолепная яркая искра. Она изогнётся зигзагом. Ваш труд вознаграждён. Много и других опытов можно сделать с электрической машиной.

Такой машиной с большим успехом пользовался на своих лекциях знаменитый физик Тиндаль79^*. Но само собой разумеется, что сделать машину надо хорошо, иначе она не будет действовать. Почти всё зависит от вашего искусства в столярном деле.

Так называется прибор, изобретённый в городе Лейдене в 1746 г. Сделаем его (рис. 140).

Достаньте широкую банку из чистого и ровного стекла, высотой ¹/₄ аршина (ок. 17 см) или даже больше. Постарайтесь подобрать такое стекло, в котором не было бы пузырьков. Снаружи и внутри банку надо оклеить листовым оловом, но не всю. Приблизительно пятая часть банки должна быть вверху неоклеенной. Оклейку начните со дна. Листовое олово тщательно разгладьте, чтобы не было морщин. Оклеить надо очень тщательно, чтобы нигде не осталось голого стекла; кусок оловянного листа, которым оклеено дно банки, надо немного загнуть на стенки. Приклеивается олово гуммиарабиком или свиным салом, тонко растёртым по стеклу.

Рис. 140. Лейденская банка

Верхнюю часть стенки, где олова нет, покрывают снаружи и изнутри сургучом. Для этого сургуч истолките и положите в чистый спирт. Сургуч растворяется в спирте, как сахар в воде. Полученной жидкостью намажьте стекло. Пока банка сохнет, займитесь приготовлением проволоки для неё. Лучше всего взять проволоку медную и отрезать от неё кусок в 1,5 раза длиннее банки. Один конец проволоки надо немножко согнуть под углом. Вырежьте из картона кружок такой величины, чтобы он мог быть крышкой для банки. Через середину кружка проткните заготовленную проволоку. Закройте банку кружком, а проволоку вдвиньте внутрь так, чтобы загнутым концом она прикоснулась к дну. Залейте теперь весь картон сургучом, чтобы нигде не осталось щёлок и чтобы кружок плотно прилип к банке. Кружок надо и снизу покрыть сургучом80. На верхний конец проволоки наденьте шарик, сколоченный из листового свинца. Лейденская банка представлена на рис. 140.

Маленькую лейденскую банку можно сделать проще. Возьмите аптекарскую бутылочку, изрежьте листовое олово на маленькие кусочки и высыпьте его в бутылку так, чтобы только пятая часть осталась пустой. Снаружи бутылку оклейте листовым оловом. Вверху оставляется опять голое стекло. Закройте бутылку пробкой и проткните сквозь пробку проволоку до самого дна. Голую часть бутылки вместе с пробкой залейте сургучом. К концу проволоки приделайте шарик. Таких банок надо заготовить побольше.

Держите банку за покрытую оловом её поверхность и поднесите шарик проволоки к проводнику электрической машины. Покажется искра, и послышится треск. Электричество перейдёт в банку. Повторите опыт раз двадцать, и в банке как бы соберётся двадцать электрических искр.

Лейденская банка была открыта случайно. Один учёный хотел наэлектризовать воду. В сосуд с водой он опустил металлическую проволоку и прикоснулся ею к проводнику электрической машины. Пробежала искра. Учёный дотронулся до проволоки и вдруг получил сильный удар в грудь и в руки. Он испугался и уронил сосуд. Стал он думать, почему это произошло, и изобрёл лейденскую банку. Вместо воды, он положил в сосуд только фольгу.

Рис. 141. Батарея

Опыты с лейденской банкой долго казались страшными. Один учёный получил удар и сильно испугался. Он говорил после этого, что за всё французское королевство не согласится повторить опыт. Но люди, невзирая на опасности, добиваются истины, узнают понемногу, почему происходят вокруг них разные явления. И опыты с лейденской банкой продолжались. Электрический удар пропускали через ряд людей, держащихся друг за друга. Один старинный французский учёный пропустил его через строй из 180 гвардейцев и ещё через длинный шнурок. Так люди узнали, что электричество мгновенно пробегает огромные расстояния81^*.

Можно соединить вместе несколько лейденских банок. Для этого проводят тонкие проволоки от шарика одной к шарику другой так, как это показано на рис. 141. Получается целая батарея. В ней соберётся электричества гораздо больше, чем в одной банке. Удар от неё заметно сильнее.

«Я показывал, – рассказывал один учёный, – электрические опыты публике. В зале возле меня стояла батарея из пятнадцати лейденских банок. По неосторожности я дотронулся до проволоки, идущей от батареи; разряд прошёл через меня… Я не почувствовал никакой боли, но жизнь на несколько мгновений совсем оставила меня. Я ничего не видел, не слышал, не чувствовал. Понемногу я стал приходить в себя. Я смутно увидел публику, машины, банки, стал понимать, что со мной случилось. Пола под собой я долго не чувствовал. Всё тело казалось мне собранием отдельных частей: руки, ноги, голова были как бы оторваны от туловища и висели в воздухе».

Такой сильный разряд получается только от настоящей электрической машины и от хорошо изготовленной лейденской банки. Ваша маленькая самодельная машина не представляет ничего страшного. Но всё-таки будьте осторожны и разряда от целой батареи через себя не пропускайте. Интересно сделать опыт, когда соберутся к вам товарищи. Возьмитесь за руки, и пусть первый в ряду прикоснётся к электрической машине или пропустит через себя разряд лейденской банки. Все почувствуют толчок.

Отчего лейденская банка обладает описанными свойствами? На проводнике электрической машины собирается стеклянное электричество. Когда вы, держа лейденскую банку в руке, прикоснётесь её шариком к кондуктору, то электричество перейдёт на внутреннюю обложку банки, а наружная обложка сама собой наэлектризуется; на ней появится смоляное электричество. Прикоснитесь теперь одной рукой к шарику банки, а другой – к её наружной обложке. Оба электричества потекут в вас и там соединятся. Вы почувствуете удар, а банка разрядится: электричества в ней больше не будет.

Лейденскую банку не надо очень сильно заряжать, иначе два разных электричества могут соединиться друг с другом через стекло; банка лопнет и никуда не будет годиться.

Можно разрядить лейденскую банку, не пропуская электричество через себя. Согните проволоку в дугу и к обоим её концам приделайте свинцовые шарики или, ещё лучше, сверните на этих концах небольшие кольца. Середину проволоки обмотайте шёлковой тряпкой. Такую проволоку называют разрядником (рис. 142).

Рис. 142. Разрядка лейденской банки

Возьмите разрядник в руку за то место, которое обтянуто шёлком. Прикоснитесь одним шариком разрядника к наружной обложке лейденской банки, а другую руку поднесите к её головке. Появится искра, раздастся треск, лейденская банка разрядится. Но вы не почувствуете ни малейшего толчка. Оба электричества соединятся в проволоке. Шёлк не пропустит электричества в вас: он плохой проводник.

Поставьте открытое письмо между шариком разрядника и головкой лейденской банки. Разряд пройдёт через письмо, – в нём появится маленькая дырочка. Эта дырочка совсем не похожа на прокол иглы. Дырка, сделанная иглой, с одной стороны имеет гладкие края, с другой они выступают. Здесь же вы замечаете выступающие края с обеих сторон, будто какая-то невидимая игла вышла из середины открытого письма в разные стороны.

Дотронемся рукой до головки лейденской банки – почувствуется толчок. Дотронемся до её наружной обложки – опять получится толчок. Повторим опыт раз тридцать и больше – толчки будут делаться всё слабее. Наконец мы их совсем не почувствуем: лейденская банка разрядилась.

Можно разрядить её и иначе. Оберните снаружи лейденскую банку проволокой или цепочкой. Спустите проволоку или цепочку до самой земли. Прикоснитесь рукой к головке банки. Банка разрядится. Разряд пройдёт сквозь землю.

Прежде всего сделаем человека, который испугался (рис. 143). Хорошо, если дома есть шар от крокета. Из него выйдет отличная голова. Если шара не найдётся, то придётся взять деревянный чурбанчик и придать ему округлённую форму. Оклейте ваш шарик листовым оловом, приделайте к нему волосы из тонких полос бумаги и разрисуйте лицо. Наденьте шарик на каучуковую вставочку, сделайте к ней подставочку, – человек или, вернее, только его голова готова. Заставим эту голову испугаться. Соедините её проволокой с кондуктором электрической машины. Приведите машину в действие. Ужас охватит вашего человека – волосы у него поднимутся дыбом.

Рис. 143

Из пробки вырежьте маленький шарик и приклейте к нему восемь небольших бумажек. Это будут лапки паука. Проденьте сквозь него шелковинку и повесьте его около кондуктора электрической машины на одной высоте с последней. Приведите машину в действие. Паук притянется к кондуктору. Поставьте недалеко от паука вашу руку. Паук через несколько мгновений отскочит от кондуктора и притянется к руке. Немного спустя он опять подбежит к кондуктору, затем опять к руке и так будет качаться, пока машина действует.

Достаньте стеклянную трубку длиной 9 вершков (ок. 40 см) и шириной в ¹/₂ вершка (ок. 2,2 см). Её продадут вам в аптеке. На такой трубке можно писать огненными буквами.

Из оловянной фольги вырежьте 30—50 штук маленьких четырёхугольных пластинок. Наклейте их на трубку винтообразно, так чтобы остриями они были обращены друг к другу. Между каждой парой пластинок надо оставить немного пустого места, величиной 1 мм. Заткните трубку с обоих концов пробками, а пробки обклейте фольгой. В одну из пробок вставьте кусок проволоки с шариком (рис. 144).

Рис. 144

Прикоснитесь шариком трубки к проводнику электрической машины. Пусть в это время кто-нибудь вертит машину. Искры из проводника станут перескакивать на трубку. Скользя по фольге, они будут перебегать от одной пластинки к другой. Опыт будет эффектнее, если вы проделаете его впотьмах.

Рис. 145

Теперь нетрудно получить и огненную рукопись. Возьмите кусок стекла и наклейте на него узкую ленточку из листового олова. Эта ленточка должна идти так, как показывает зигзагообразная линия на рис. 145. Один конец ленточки надо соединить с металлическим шариком. Если вы прикоснётесь шариком к проводнику электрической машины, то искра мгновенно пробежит по всей ленточке. Вы её не заметите. Прорежьте ленточку в тех местах, где на рис. 145 стоят крестики. Если вы теперь поднесёте шарик к проводнику электрической машины, то в прорезах мелькнёт искра. Она опишет букву О. Можно прорезы расположить иначе и составить из них целые слова. Тогда в темноте вы можете показать товарищам огненную рукопись.

Из пробки или бузинной сердцевины нарежьте шариков. Высыпьте их на стеклянную пластинку и закройте рюмкой. Под рюмку введите проволоку. Соедините другой конец этой проволоки с кондуктором электрической машины82. Когда вы завертите машину, шарики запрыгают (рис. 146). Вместо шариков можно положить под рюмку людей, сделанных из бузинной сердцевины или вырезанных из бумаги. Запляшут они превосходно (рис. 147).

Плясуны

На конец толстой проволоки укрепите небольшой кружок из картона. Оклейте его листовым оловом. Нарежьте из разноцветной папиросной бумаги узенькие ленточки. Приклейте их к кружку, как показано на рис. 148. Соедините нижний конец проволоки с кондуктором электрической машины. Как только вы приведёте машину в действие, ленточки поднимутся. Получится раскрытый зонтик. Отнимите его от кондуктора и прикоснитесь к проволоке пальцем. Электричество уйдёт в землю, бумажные ленточки опустятся – зонтик закроется.

Рис. 148

Укрепите на доске сургучом две стеклянные палочки (два куска стеклянной трубки). Протяните между ними шелковинку. К этой шелковинке надо привесить «облака». Вырежьте их из старой почтовой карточки и оклейте листовым оловом. Прикрепите их ниткой к шелковинке на расстоянии ¹/₂ вершка (ок. 2,2 см) друг от друга. В те края облаков, которые обращены друг к другу, воткните по булавке (рис. 149). Соедините одно «облако» с внутренней обкладкой лейденской банки. Для этого проведите проволоку от «облака» к шарику банки. Другое «облако» надо соединить с наружной обкладкой лейденской банки. Как только вы это сделаете, банка разрядится через «облака». Между «облаками» мелькнёт искра, послышится треск… Но всё это произойдёт только в том случае, если машина будет хорошо работать. Если же она слаба, то опыт не удастся.

Рис. 149

Чтобы это сделать, придётся немного изменить предыдущий опыт. Укрепите на шелковинке только одно «облако». Недалеко от него поставьте блюдечко с водой,

Рис. 150

а на воду пустите бумажный кораблик с проволочной мачтой (рис. 150). Мачта должна находиться не дальше ¹/₂ вершка (ок. 2,2 см) от «облака». Соедините облако с внутренней обкладкой лейденской банки, а мачту корабля – с наружной обкладкой. Раздастся треск, из облака вылетит искра и ударит в мачту корабля.

С электрической машиной можно проделать много и других опытов. Если описанные в книге забавы вам удались, то вы и сами сумеете придумать новые.