Занимательная физика. Книга 2

Устройство этого прибора, придуманного профессором Стреттом и обычно называемого «радиевыми часами», весьма несложно. Внутри стеклянной банки, из которой выкачан воздух, подвешена на кварцевой нити В (непроводящей электричества) небольшая стеклянная трубочка А, заключающая в себе несколько тысячных долей грамма радиевой соли. К концу трубочки подвешены, как в электроскопе, два золотых листочка. Радий, как известно, испускает лучи трех родов, называемые α, β и γ. В данном случае важнейшую роль играют легко проходящие через стекло β-лучи, которые состоят из огромного множества отрицательно наэлектризованных частиц (электронов). Разбрасываемые радием во все стороны, частицы уносят с собой отрицательный заряд, а потому сама трубка с радием постепенно заряжается положительно. Этот положительный заряд переходит на холодные листочки и заставляет их раздвигаться. Раздвинувшись, листочки прикасаются к стенкам трубки, теряют здесь свой заряд (в соответствующих местах стенок приклеены полоски фольги, по которым электричество уходит) и вновь смыкаются. Вскоре накопляется новый заряд, листочки вновь расходятся, опять отдают заряд стенкам и смыкаются, чтобы снова наэлектризоваться. Каждые две-три минуты совершается одно колебание золотых листочков, с регулярностью часового маятника – отсюда и название «радиевые часы». Так продлится целые годы, десятилетия, столетия, пока будет продолжаться испускание радием его лучей.

Рис. 80. Радиевые часы «с заводом» на 1000 лет.

А долго ли радий испускает свои лучи? Нам известен срок, в течение которого истощается способность радия высылать лучи: срок этот равен приблизительно 3000 годам. Но уже через 1500 лет эта способность радия ослабнет вдвое. Поэтому радиевые часы будут идти безостановочно не менее 1000 лет, лишь постепенно замедляя свои колебания вследствие ослабления электрического заряда. Если бы во времена Рюрика устроены были такие радиевые часы, то они действовали бы еще и в наше время!

Можно ли использовать этот «почти вечный двигатель» для каких-нибудь практических целей? К сожалению, нет: мощность этого двигателя, – т. е. количество работы, совершаемой им в секунду, – так ничтожна, что никакой механизм не может приводиться им в действие. Чтобы достичь сколько-нибудь осязательных результатов, необходимо располагать гораздо большим запасом радия. Если вспомним, что радий в десятки тысяч раз дороже золота, то согласимся, что вечный двигатель подобного рода оказался бы чересчур разорительным. Это не лишает «радиевые часы» права считаться наибольшим приближением к вечному движению, какое только было придумано до сих пор.

При свете молнии

Случалось ли вам во время грозы наблюдать картину оживленной городской улицы при кратких вспышках молнии? Вы, конечно, заметили при этом одну странную особенность: улица, только что полная движения, кажется в такие мгновения словно сразу застывшей. Лошади останавливаются в напряженных позах, держа ноги в воздухе; экипажи – также неподвижны; отчетливо видна каждая спица колеса…

Причина этой кажущейся неподвижности заключается в невообразимо ничтожной продолжительности молнии. Молния, как и всякая электрическая искра, длится чрезвычайно малый промежуток времени – настолько малый, что его даже нельзя измерить нашими обычными средствами. При помощи косвенных приемов удалось, однако, установить, что молния длится всего несколько миллионных долей секунды! За столь ничтожный промежуток времени ничто не успевает переместиться заметным для глаза образом. Неудивительно поэтому, что улица, полная разнообразных движений, представляется нам при свете молнии совершенно неподвижной: ведь мы наблюдаем ее менее одной стотысячной доли секунды! Каждая спица в колесах быстро мчащегося автомобиля успевает переместиться лишь на ничтожную долю миллиметра; а для глаза это все равно что полная неподвижность.

Рис. 81. Фотографический снимок молнии.

Сколько стóит молния?

В наши дни, когда электрическая энергия превратилась в товар, который отмеряют и оценивают, как и всякий другой, вопрос о том, какова стоимость молнии, вовсе не должен казаться бессмысленным. Задача состоит в том, чтобы учесть электрическую энергию, потребную для грозового разряда, и оценить ее хотя бы по таксе столичных обществ электрического освещения.

Вот расчет. Напряжение электрического тока при грозовом разряде определяется в 50 миллионов вольт. Сила тока исчисляется в 10.000 ампер. Мы знаем, что работа тока в ваттах определяется произведением напряжения и силы; перемножив 50 миллионов на 10.000, получаем для молнии расход энергии в 500.000.000.000 ватт.

Видя такое огромное число, вы, конечно, ожидаете, что денежная «стоимость» молнии определится колоссальной цифрой.