Физика с разоблачением
Чего мы ждём от фокусов? Кто-то хочет погрузиться — пусть хоть на мгновенья — в атмосферу волшебства, когда цирковой фокусник превращается в мага и чародея. А кому-то удовольствие принесёт разгадка «необъяснимого» трюка: есть ли там место ловкости рук иллюзиониста или всё дело в хитром приспособлении, с помощью которого он изумляет почтенную публику. Но существует другая категория фокусов — физические. В них кажущееся нарушение принципов здравого смысла в реальности оборачивается строгим следованием законам физики. И хорошенько поразмыслив над увиденным, нарисовав схему или написав формулы, получаешь научное и простое объяснение необычному феномену. Эффектные физические опыты можно даже рассматривать как отдельный жанр популярной науки, который сначала привлекает внимание внешней формой, а уже потом заставляет задуматься и разобраться в сути явления.
Человеку (как, впрочем, и многим другим живым существам) присуще любопытство, заставляющее искать объяснения всему, что происходит вокруг нас. В конце концов, от того, насколько мы понимаем мир вокруг, зависит то, как мы поведём себя в будущем и какие решения будем принимать, принесут наши действия пользу или вред. Поэтому стремление докопаться до сути вещей, понять истинные причины тех или иных явлений неразрывно связаны с научным методом познания окружающего мира. А яркие и запоминающиеся примеры, вроде тех же физических фокусов, привлекут, в конечном счёте, больше внимания к науке. Ведь и книжки с картинками читать интереснее всем, независимо от возраста.
Но всё ли правильно «изобразил» автор заметок про физические фокусы, опубликованных в «Науке и жизни» 130 лет назад? Не допустил ли он каких-то ошибок? Не отошёл ли в сторону от научной картины мира?
Физика без аппаратов
Плавление металлов на игральной карте
Всем известно следующее явление. Если суп очень горяч, то можно сильно обжечь себе губы, хлебая его металлической ложкой (напр. серебряной). Хлебая тот же суп деревянной ложкой, мы не обожжемся. Ложечка, опущенная в стакан горячего чая, нагревается так сильно, что ею можно обжечь пальцы. Вот еще пример.
Войдите осенью в нежилую комнату, или в амбар и попробуйте прикладывать руку к разным предметам. Положим, что долгое время температура была +4о. Все предметы в комнате имеют одинаковую температуру. Положив руку на обитый мягкой материей стул, мы почти не почувствуем холода; деревянный стол нам покажется уже гораздо холоднее; если же мы возьмем в руку железный предмет, находившийся в этой комнате, то он покажется вам очень холодным. Почему? Потому, что железо хороший проводник тепла, а дерево и мягкая ткань — дурные; поэтому железо будет жадно поглощать теплоту нашей руки, и мы почувствуем холод. Можно при этом сделать следующее уподобление. Два человека черпают воду одинаковыми ковшами из одинаковых же ушатов; но первый черпает вдвое скорее второго. Очевидно, что первый начерпает два ведра воды в то время, когда второй начерпает только одно, хотя ковши у обоих одинаковые. Следовательно, когда у первого в ушате останется только половина, у второго будет 3/4 ушата, т. е. убыль воды будет больше в ушат первого. Эта аналогия вполне применима и в нашем случае. Убыль тепла при прикосновении руки к железу и дереву одинаковой температуры больше, когда мы касаемся железа.
По этой же причине нельзя делать в жилых комнатах каменных полов. Ступая босыми ногами на каменный пол, легко простудиться, а при деревянном поле опасность гораздо меньше. В некоторых общественных зданиях полы делаются из чугунных плит; при посещении их необходимо иметь в виду, что, при обуви, совершенно теплой для зданий с деревянными полами, в зданиях с чугунными полами все-таки можно простудиться, а потому, идя туда, надо обуваться теплее обыкновенного. Посему весьма похвален обычай покрывать каменный, или чугунный пол церквей коврами.
Вот еще несколько интересных опытов. Возьмите обыкновенный чугунный утюг и поставьте его так, чтобы гладкая поверхность его была кверху. Натяните на утюг тонкую и редкую бумажную, или шелковую ткань, напр. тонкий платок. Затем возьмите несколько небольших пылающих углей, положите сверху на платок и продолжайте сильно раздувать угли. Если через несколько секунд и даже минут быстро сбросить угли, то платок окажется совершенно целым; между тем раскаленные угли непременно прожгут дыру в течение одной, двух секунд в том же самом платке, если он положен, напр., на стол. Дело в том, что чугун быстро поглощает тепло. Для успешности опыта необходимо, чтобы поверхность утюга была очень гладкая, а также, чтобы платок был тонок и плотно прилегал к утюгу. Вместо утюга, можно взять кусок другого полированного металла.
Прилагаемая гравюра изображает подобный же опыт. Возьмите обыкновенную игральную карту и выгните из нее коробочку. Затем возьмите пластинку какого-либо легкоплавкого металла, напр. олова (плавится при +230о), или свинца (плавится при +325о).
Зажигаем лампу (лучше всего спиртовую), или газовую горелку и на пламя наводим дно карточной коробки. Через некоторое время свинец, или олово расплавятся, а коробка останется целой. Для успеха опыта необходимо, чтобы пластинка олова или свинца была хорошо выровнена, так чтобы плотно прилегала к карте. Затем необходимо, чтобы пламя касалось карты только там, где сверху ее лежит металл, так как во всяком другом месте карта тотчас же загорится. Наконец, надобно кончать опыт, лишь только металл расплавится.
Варка щей и ухи в бумажной коробке
В восточных уездах Вологодской губернии приходилось видеть весьма остроумный способ варить щи, делающий большую честь изобретательности русских мужичков.