Подобные красивые бисеринки легко видеть простым глазом на нитях паутины ранним осенним утром, но это не продукт труда паука, а просто капельки росы. Они в совершенном виде воспроизводят шарообразную форму маленьких капель воды.
Фотографирование водяных струй
Фотографические снимки этого рода легко производятся по способу, описанному Чичестером Беллем. Вспышка света производится короткой искрой от нескольких лейденских банок Фонтан или водяная струя должны находиться на расстоянии около полутора метров от искры, а водяная струя насколько возможно ближе к фотографической пластинке. Фотографический снимок тени струи получается при этих условиях настолько хорошим, что даже при рассматривании через сильную лупу изображение оказывается резким. Для этой цели годятся любые быстро действующие фотографические пластинки. Конечно, в комнате во время установки пластинки и производства снимка должна быть полная темнота. Правильное разбивание струи на капельки может быть вызвано почти любым звуком. Прямая струя, изображенная на рис. 40 увеличенной в три или четыре раза, была разбита на правильные капельки путем простого свиста при помощи ключа. Разбивание струи фонтана на правильные капли было произведено путем прикрепления к выходной трубке деревянной палки, которая другим концом упиралась в подставку камертона. Звучание камертона поддерживалось при помощи электромагнитного прибора. Можно воспользоваться, хотя это и не так удобно, обыкновенным камертоном, который во время звучания должен касаться деревянной поддержки трубки фонтана.
Струя лучше всего разбивается при определенных нотах, но она может быть настроена и на более широкий диапазон изменением величины отверстия или давления воды, или того и другого вместе.
Фонтан и палочка сургуча
Почти невозможно обойти молчанием этот поразительный и все-таки простой опыт. Фонтан почти любого размера, с диаметром гладкой части от двух до шести миллиметров и около двух метров высотой, перестает разбиваться на ряд капель, когда на расстоянии около метра от него держат потертую фланелью палочку сургуча. Подходящий размер фонтана — это около одного с небольшим метра высоты с отверстием около одного миллиметра диаметром.
Выходная трубка должна быть поставлена таким образом, чтобы фонтан падал слегка наклонно. Сургуч электризуется трением о рукав, кусок меха или сухую фланель. Тогда он приобретает способность притягивать кусочки бумаги и пробки, но он продолжает еще действовать на фонтан, когда прекращается всякое видимое воздействие на кусочки бумаги и даже на чувствительные золотые листочки электроскопа.
Отскакивание водяных струй друг от друга
Этот красивый эксперимент требует небольшого упражнения для получения удовлетворительных результатов. Берется стеклянная трубка с просветом с гусиное перо и очень слабо растягивается (см. заметку о тонких трубках и капиллярности), так чтобы получилась шейка в три миллиметра диаметром в наиболее узкой части. Трубка разламывается как раз в этой части после того, как здесь производится царапина напильником. Каждая из полученных трубок при помощи резиновой трубки или иначе соединяется с резервуаром воды, и резиновые трубки сдавливаются винтовыми зажимами, пока не получатся две совершенно одинаковые водяные струи. Обе выходные трубки направляются таким образом, чтобы струи касались своими гладкими частями под очень малым углом. Тогда они в течение короткого времени будут отскакивать друг от друга не сливаясь. Если в воздухе много пыли, если вода не чиста или если вдоль трубки увлекаются пузырьки воздуха, тогда обе струи сливаются одна с другой сразу. При установке, которой я пользовался для проектирования на экране, обе трубки были почти горизонтальны, одна располагалась выше другой на один сантиметр, и обе они были едва-едва сходящимися. В своих положениях они были закреплены с помощью сургуча. Резиновыми трубками эти выходные трубки соединялись с резервуарами воды, расположенными сантиметров на пятнадцать выше, и винтовые зажимы служили для регулирования притока воды. Один из сосудов с водой был установлен на трех кусках сургуча, чтобы изолировать его в электрическом отношении, и соответственная выводная трубка поддерживалась исключительно сургучом. Вода в сосудах была предварительно профильтрована и в одном из них окрашена в синий цвет. При этих предосторожностях струи остаются раздельными довольно продолжительное время, но сразу же сливаются, если на расстоянии около двух метров от них поместить палочку наэлектризованного сургуча. Их можно снова разделить, вводя палец в воду близ одного из отверстий и отклоняя соответствующую струю; по удалении пальца струи начинают снова отскакивать одна от другой, как прежде. Это слияние и разделение могут чередоваться до десяти или двенадцати раз в минуту.
Фонтан в перемежающемся свете
Это явление с успехом может быть показано большому количеству людей сразу, если пользоваться электрическим дуговым светом. Но прибегать к этому свету нет необходимости, если показывать эволюцию капли каждому зрителю отдельно. Тогда нужно только поместить бьющий фонтан на ярком фоне, таком, например, как небо, разбить струю на капли при помощи камертона или другим музыкальным звуком, как было описано, и затем смотреть на него через картонный диск, разделенный на равных расстояниях у его края на участки в 5–8 сантиметров ширины, с отверстиями между каждой парой участков диаметром в одну треть сантиметра. Вполне подходящим является картонный круг в 12 сантиметров диаметром с шестью равноотстоящими отверстиями, удаленными на 1,5 сантиметра от края. Диск приводится тем или иным способом во вполне правильное вращательное движение с такой скоростью, что камертон или натянутая струна, если пользуются ею, кажутся во время колебаний неподвижными или почти неподвижными, если на них смотреть через отверстие. Тогда можно будет видеть отдельные капли и вообще все, что описано на предыдущих страницах, но, кроме того, станет ясным еще и многое другое.
Это один из самых интересных опытов, и стоит потрудиться, чтобы добиться успеха. Картонный диск удобнее всего приводить во вращение при помощи маленького электродвигателя, питающегося током от нескольких аккумуляторов.
Скорость хода регулируется таким образом, чтобы она немного превышала необходимую; тогда желательную скорость легко получить слабым давлением пальца на конец оси.
Поющая водяная струя
Для этих опытов нужно сделать очень маленькое отверстие, в одну треть миллиметра диаметром. Для получения его Белль держал конец стеклянной трубки диаметром с гусиное перо в пламени паяльной трубки и все время вращал его, пока он почти совершенно не заплавился. Затем он внезапно и с силой дунул в трубку[17]. Из нескольких изготовленных таким образом трубок, наверное, хоть одна окажется пригодной. Рэлей обыкновенно приготовлял трубочки, прикрепляя к концу стеклянной или металлической трубки кусочек тонкого листка металла, в котором проделано отверстие требуемой величины, например кусочек свинца с отверстием, сделанным сломанной иголкой. Для получения надлежащего давления воды резервуар поднимают на высоту около четырех с половиной метров. Вода должна быть совершенно чиста и свободна от пыли и пузырьков воздуха. Этого можно достичь, пропуская ее через трубку, набитую фланелью, ватой или каким-либо иным фильтровальным материалом. Между фильтром и выводной трубкой должна находиться хорошая черная каучуковая трубка с внутренним диаметром около одной трети сантиметра и длиной около одного метра. Лучше брать воду не прямо от водопровода, а из резервуара, расположенного на высоте четырех с половиной метров. Если нет подходящей цистерны, можно просто воспользоваться ведром, поставленным вверху лестницы, с трубкой, доходящей донизу. Это имеет то преимущество, что высоту резервуара над выходным отверстием в случае надобности легко регулировать.
