Нитки и петли в кольце
Эти опыты не представляют труда. Кольцо с свободно привязанной поперек ниткой погружается в мыльный раствор или же поверх кольца проводят куском бумаги, целлулоида или резины, обильно смоченными мыльным раствором. Смоченная мыльным раствором игла может служить для того, чтобы показать свободное передвижение нитки внутри пленки. Для разрывания пленки пригодна та же игла, слегка нагретая на пламени свечи, или кусок пропускной бумаги.
Задувание свечи мыльным пузырем
Для этого пузырь надо выдувать на расширенном конце короткой толстой трубки. Можно воспользоваться для этой цели обыкновенной стеклянной воронкой.
Равновесие двух мыльных пузырей
Эти опыты лучше всего удаются в небольшом масштабе. Для составления прибора пригодны куски тонкой латунной трубки около сантиметра диаметром. Хорошо иметь особый приборчик, снабженный кранами для быстрого впускания или выпускания воздуха из пузырей и для того, чтобы приводить в сообщение два пузыря, когда это понадобится. Нетрудно осуществить этот опыт, пользуясь соединительными резиновыми трубками с зажимами вместо кранов[14]. Здесь надо указать еще на одну подробность, от которой зависит успех или неудача опыта. Это применение стеклянного мундштука с тонко оттянутым концом, чтобы можно было точно регулировать впуск воздуха и не вдуть его случайно больше, чем это необходимо. Иначе представляется очень трудным ввести как раз необходимое количество воздуха в подобные маленькие пузыри. При уравновешивании сферического и цилиндрического пузырей короткий кусок трубки, через которую вводится воздух, должен быть устроен таким образом, чтобы его легко было перемещать по отношению к неподвижному отрезку трубки такого же размера, закрытому с противоположного конца (рис. 23). Затем по обоим концам короткой трубки натягивается по мыльной пленке с помощью смоченного в мыльной воде куска бумаги или резины, но конец неподвижной трубки не должен быть затянут пленкой. Обе трубки должны находиться близко одна к другой, пока не образуется сферический пузырь. Тогда они постепенно раздвигаются все больше и больше, и внутрь их вдувается воздух так, чтобы стенки цилиндрического пузыря оставались прямыми, пока цилиндрический пузырь не станет достаточно длинным и не приблизится к пределу своей устойчивости. Тогда гораздо легче, чем в случае короткого цилиндра, по изменению его формы определить момент, когда давление сферического пузыря уравновешивается давлением цилиндрического пузыря. Если измерить тень пузырей или их изображение, полученное с помощью линзы на экране, можно будет установить, что шар обладает в точности двойным диаметром по сравнению с диаметром цилиндра.
Водяные капли в парафиновом масле и сероуглероде
Сюда относится все сказанное по поводу опыта Плато. Совершенно шарообразные и большие капли воды можно получить в смеси двух жидкостей, составленной таким образом, чтобы нижняя часть была- чуть-чуть плотнее, а верхняя немного менее плотна, чем вода. Прибавление сероуглерода увеличивает плотность смеси. Сероуглерод — весьма огнеопасная жидкость, обладающая таким отвратительным запахом, что ее лучше не вносить в дом[15]. Форму висящей капли и способ ее отрывания можно наблюдать при помощи воды и одного только парафинового масла, но опыт удается лучше, когда к парафину прибавлен сероуглерод, вследствие чего вода надает в полученной смеси медленнее. Явление это удобно наблюдать с помощью открытой с обоих концов трубки в 1,5 или 2,5 сантиметра диаметром. Налив некоторое количество подкрашенной синей краской воды в стеклянный сосуд и покрыв ее слоем парафинового масла или парафиновой смеси сантиметров 6—10 толщиной, погрузить в воду стеклянную трубку, закрыв сначала верхнее отверстие большим пальцем или ладонью. По удалении руки вода устремится в трубку. Снова закройте верхнее отверстие, как прежде, и поднимите трубку, пока нижний конец ее не будет достаточно высоко над водой, оставаясь еще погруженным в парафин. Тогда в трубку очень медленно впускают воздух, едва-едва сдвигая палец с верхнего отверстия. Вода будет медленно вытекать, образуя большую нарастающую каплю, величина которой перед отрыванием будет зависеть от плотности жидкости и от размеров трубки.
Чтобы получить водяной цилиндр в парафине, нужно наполнить трубку водой, как прежде, но на этот раз следует верхний конец трубки оставить открытым. Затем, когда все успокоится, трубка быстрым движением в направлении ее длины вытаскивается прочь, и тогда увлеченная ею вода повиснет на несколько мгновений в парафине в форме цилиндра. Затем она будет разбиваться на отдельные шары и притом, если была взята широкая трубка, настолько медленно, что весь процесс можно наблюдать невооруженным глазом. Толщина слоя парафина должна как раз в десять раз превосходить диаметр трубки.
Для получения пузырей воды в парафине трубка погружается в воду с открытым все время верхним концом, так что трубка в большей своей части окажется наполненной парафином. Затем она на короткое время закрывается и поднимается, пока ее конец не окажется совершенно вне воды. Если теперь, осторожно поднимая трубку, медленно впускать в нее воздух, образуются водяные пузыри, наполненные парафином, которые можно отделить от трубки, как и мыльные пузыри, соответствующим резким боковым движением трубки.
Если в парафине внутри трубки плавает несколько водяных капель, а этого нетрудно достичь, тогда внутри полученных пузырей может оказаться несколько других капель или даже несколько других пузырей. Очень небольшое количество сероуглерода, впущенного осторожно по стенкам трубки, образует тяжелый слой на поверхности воды, на котором будут плавать эти сложные пузыри.
Цилиндрические пузыри воды в парафине можно получить, погружая трубку в воду и быстро вытаскивая ее оттуда, причем верхний конец ее все время остается открытым. Эти цилиндрические пузыри разбиваются затем на сферические пузыри совершенно так же, как жидкий цилиндр разбивается на шары жидкости. Как и прежде, удобнее ортотолуидин и вода или соленая вода, чем смесь — сероуглерод и вода[16].
Капельки жидкости на паутинных нитях
Их можно обнаружить на нитях паутины всех ткущих паутину пауков. Хорошую паутину можно найти в изобилии на открытом воздухе осенью или же в оранжереях в течение почти целого года. Чтобы удобнее было рассматривать эти капельки, берется какое-либо плоское кольцо или кусок картона с отверстием. Поверхность кольца или картона смазывается небольшим количеством крепкого клея. Затем выбирается свежесработанная паутина, и через нее проводят кольцом или картоном так, чтобы некоторые нити ее, но не из центральной части, приклеились к кольцу и оказались натянутыми поперек отверстия. Шарики жидкости слишком малы, чтобы их можно было видеть простым глазом. Сильное увеличительное стекло или слабый микроскоп покажут нам эти капельки жидкости в их удивительной правильности. На паутине молодых пауков они расположены не с такой правильностью, как у вполне взрослых экземпляров.
14
Можно выдувать пузыри на маленьких стеклянных воронках (диаметр 3–4 сантиметра), соединенных стеклянными трубками и кусками резиновой трубки с зажимами. —
16
Удобнее не утяжелять воду примесью сероуглерода, но уменьшать разницу в плотностях двух жидкостей прибавлением к воде спирта (денатурата); смесь можно подкрашивать анилиновыми красками или чернилами. Хорошо получаются также капли чистой воды в вазелиновом масле. —