Физика на каждом шагу - Яков Перельман

Рис. 94

Вот обман зрения в том же роде: на рис. 95 левая картинка кажется больше правой. Но скопируйте их и переставьте правую на место левой. Вы ожидаете, что теперь будет больше правая картинка. Оказывается, что и на этот раз крупнее левая. На самом же деле картинки в точности одинаковы по величине; все дело в обмане зрения.

Рис. 95. Какая картинка больше?

Обманы зрения на сцене

Обманами зрения нередко пользуются фокусники, чтобы показывать на сцене свои необычайные «номера». Мне довелось раз присутствовать при борьбе фокусника с «привидением». Происходило это так:

Вместе с другими я вошел в зал; мы сели и начали смотреть на сцену, где стоял фокусник. Вдруг рядом с ним, неизвестно откуда, явилась прозрачная фигура, которая двигалась, как живая. Фокусник выхватил шпагу и храбро кинулся на фигуру. Но сколько ни рубил, ей ничего не делалось: шпага разрезала призрак, не оставляя следа. Фокусник даже несколько раз прошел через фигуру насквозь, словно через воздух, а она оставалась цела.

В действительности на сцене, разумеется, никакой прозрачной фигуры не было. Между публикой и сценой стояло наклонно большое стекло, такое гладкое и так хорошо вычищенное, что, глядя на сцену, его не замечают: оно прозрачно, как воздух. А внизу перед сценой невидимо для публики помещался человек, помощник фокусника, одетый в широкое белое платье. Эта-то фигура, хорошо освещенная, отражается в стекле, как в зеркале, только не так отчетливо. Публике же кажется, будто на сцене призрак; отражение нельзя ведь поранить или разрезать шпагой. Вот еще пример того, как фокусники пользуются обманами зрения. Фокусник приказывает «невидимому духу» подать ему табурет – и в воздухе тотчас же повисает затребованный предмет. Все, что ни понадобится фокуснику, таким же загадочным образом появляется в воздухе и по требованию фокусника сразу же исчезает.

Здесь секрет в том, что задняя стена сцены затянута черной материей, на фоне которой помощник фокусника, также весь закутанный в черное, остается для публики совершенно невидимым. Он-то и подает затребованные предметы; а когда надо, чтобы они исчезли, он набрасывает на них черную материю, которая на черном заднем фоне неразличима для глаз зрителей.

Вопреки тяжести

Помощью зеркала вы можете удивить товарищей, показав им маленькое чудо: шары, вкатывающиеся вверх по крутому уклону, словно бы тяжесть для них не существовала. Само собою разумеется, что это будет обман зрения.

Рис. 96. Кажется, будто шар катится вверх

Вам придется смастерить из картонного ящика маленький театр. Рис. 96 показывает, как он должен быть устроен. В передней стенке делается большой вырез – удаляется вся ее верхняя половина. На уровне нижнего края выреза прилаживается перегородка. В нижней, скрытой от зрителя половине ящика устанавливают наклонно доску с извилистым желобом. Доска эта должна отражаться в зеркале, помещенном над нею так, чтобы зритель мог его видеть между кулисами на «сцене». Когда вы сзади будете скатывать шарика по наклонной доске, зрителю покажется в зеркале, что они вкатываются вверх!

Чтобы опыт вышел эффектнее, нужно над доской оставить для освещения достаточное отверстие и катать много шариков разных цветов по нескольким желобам сразу.

Зрительные обманы в природе

Существуют обманы зрения, которые не подстраиваются кем-либо намеренно, а возникают в природе сами собой. Таковы, например, те миражи, которые случается видеть нередко путешественникам в знойных пустынях.

Вот описание миража в африканской пустыне:

«Утром и вечером земля имеет обыкновенный вид. Между вами и ближайшими селениями вы видите только землю. Но с того часа, как почва достаточно нагреется солнцем, и до самого вечера земля вдалеке от вас словно покрывается водою. Селения кажутся островами посреди обширного озера. Под каждым селением видно его перевернутое, несколько туманное изображение, как если бы перед вами была отражающая поверхность воды. Когда вы подходите к селению ближе, берег кажущейся воды уходит назад; тот морской залив, который как будто отделял вас от селения, становится уже и наконец пропадает вовсе. Но тогда то же самое повторяется с новым селением, видимым дальше».

Эта несуществующая вода – обман зрения: нагретый воздух над раскаленным песком пустыни отбрасывает лучи света наподобие зеркала, и оттого кажется, что земля вдали залита водой, в которой и отражаются предметы.

Рис. 97

Случаются миражи и иного рода, когда далекие предметы, например, корабли на море, как бы отражаются не от нижних, а от верхних слоев воздуха. Тогда видны в небе над настоящими кораблями их перевернутые отражения. Иной раз видны бывают на небе даже два отражения далекого корабля – одно прямое, другое перевернутое. Такие миражи нередки в наших странах.

Глава седьмая Электрические опыты

Наэлектризованный гребень

Если вы еще даже ничего не знаете из науки об электричестве, не знакомы даже с первыми буквами ее азбуки, вы и в таком случае можете проделать ряд электрических опытов, любопытных и во всяком случае полезных для вашего будущего знакомства с этой удивительной силой природы.

Лучшее время и место для этих опытов – хорошо натопленная комната в морозную погоду. Опыты такого рода хорошо удаются только в сухом воздухе, а нагретый воздух зимою гораздо суше, чем летом при такой же температуре.

Итак, приступим к опытам. Вам приходилось, конечно, проводить эбонитовым[22] гребнем по сухим (вполне сухим) волосам. Если вы делали это в натопленной комнате и при полной тишине, вы могли слышать легкое потрескивание, издаваемое гребнем при расчесывании. Ваш гребень наэлектризовался от трения о волосы.

Эбонитовый гребень можно наэлектризовать и не только о волосы: если потереть его о сухую шерстяную ткань (или кусок фланели), он также приобретает электрические свойства, даже еще в большей степени. Проявляются же свойства эти весьма разнообразно и прежде всего в притяжении легких тел. Поднесите натертый гребень к обрезкам бумаги, к мякине, к шарику из бузиновой сердцевины и т. п. – все эти мелкие предметы поднимутся и пристанут к гребешку. Сделайте из тонкой бумаги крошечные кораблики и пустите их на воду: помощью наэлектризованного гребня вы сможете управлять движениями вашей бумажной флотилии, как «волшебным» жезлом.

Можно обставить опыт еще интереснее: в бокальчик (рис. 106 вверху) положите яйцо, а на нем уравновесьте горизонтально довольно длинную линейку. Такая линейка при приближении наэлектризованного гребня[23] к одному из ее концов проворно поворачивается. Вы можете заставить ее послушно следовать за гребнем – двигаться в ту или другую сторону, даже вращаться кругом. Своего рода колдовство: двигать вещи, не дотрагиваясь до них!

Таким же «волшебным» свойством можете вы наделить не только эбонитовый гребень, но и другие предметы. Палочка сургуча, потертая о фланель или о рукав вашего платья, если оно шерстяное, обнаруживает те же свойства. Электризуется также стеклянная трубка или палочка, если ее натирать шелком; но опыт со стеклом удается лишь в очень сухом воздухе, если к тому же и шелк и стекло хорошо высушены нагреванием.

Электрическое взаимодействие

Механика учит, что одностороннего притяжения – и вообще одностороннего действия – быть не может: всякое действие есть взаимодействие. Если наэлектризованная палочка притягивает разные предметы, то она и сама должна притягиваться к ним. Чтобы убедиться в этом, нужно только сообщить гребню или палочке подвижность, например, подвесив ее на нитяной петле (лучше, если нить шелковая). Тогда легко обнаружить, что всякий ненаэлектризованный предмет – хотя бы ваша рука – притягивает гребень, заставляет его поворачиваться и т. п. Это, повторяем, общий закон природы. Он проявляется всегда и всюду: всякое действие есть взаимодействие двух тел, действующих друг на друга в противоположном направлении.

Отталкивание

Возвратимся к сейчас описанному опыту с подвешенным наэлектризованным гребнем. Мы видели, что он притягивается всяким ненаэлектризованным телом. Интересно испытать, как действует на него другой, тоже наэлектризованный предмет. Опыт убедит вас, что это взаимное действие двух наэлектризованных тел может быть различно. Если к наэлектризованному гребню приблизить наэлектризованную стеклянную палочку, оба предмета будут притягивать друг друга; но если приблизить к гребню наэлектризованную сургучную палочку или другой гребень, то взаимодействие проявится в форме отталкивания.

Физический закон, охватывающий этот род явлений, гласит: электричества разноименные притягиваются, одноименные отталкиваются. Одноименными будут электричества эбонита или сургуча (так называемое «смоляное», или отрицательное); разноименными – электричество смоляное и электричество стекла (положительное). Старинные названия – «смоляное» и «стеклянное» электричества – теперь уже не употребляются; они совершенно вытеснены названиями «отрицательное» и «положительное» электричества.