Чудеса природы

Чудеса природы

Поймайте молнию в акрил. Заморозьте разряд в пластике или тонере для принтера, и вы увидите, как движется электричество.

ВОКРУГ ГОРОДКА НЬЮТОН-ФОЛЛС в Огайо есть много необычного — магазин компании «Уолмарт» со стойлами для повозок амишей, военная база с вертолётами и танками, гордо возвышающаяся на холмах…

Но я приехал туда из-за самой необычной вещи — тамошнего динамитрона. Я собирался создать замороженную молнию.
Новый лучевой прибор Государственного Университета Кента динамитрон высотой в четыре этажа имеет ускоритель частиц напряжением в пять миллионов вольт и напоминает телевизионную трубку, только очень большую. (Да, телевизионные трубки — это домашние ускорители частиц.) И динамитрон, и телевизоры используют высокое напряжение и магниты для стрельбы электронами по цели. В телевизорах такой целью служит экран с люминофором, а в динамитроне – пластиковые компоненты водопроводных труб, твердеющие после обработки излучением. Но когда я присоединился к компании отставного инженера-электрика Берта Хикмена, физиков Билла Хатауэя и Кима Гоуинса, получились фигуры Лихтенберга — молнии, навсегда запёчатлённые в куске прозрачного акрила.

Мы арендовали динамитрон на день, установили напряжение на три миллиона вольт и обстреливали электронами акриловые плиты толщиной 12 мм. Пластик — очень хороший изолятор, поэтому он удерживает электроны. Плита, извлечённая из аппарата, как будто бы такая же, как была, но в действительности это осиное гнездо электронов, жаждущих вырваться наружу.
Если электроны не тревожить, они останутся в ловушке многие часы. Но если ударить по плите чем-то острым, им открывается путь для быстрого бегства.

Электроны собираются изо всех частей плиты, и на пути к точке выхода соединяются во всё более мощные струи электрического тока. Разряд, проходя по плите, разогревается и разрушает пластик, навсегда оставляя след по всей длине своего пути. Если бы можно было заглянуть внутрь грозовой тучи за наносекунды до появления молнии под ней, мы увидели бы нечто подобное. Форма молнии отнюдь не произвольна, она собирает заряд со всей тучи.

Вы можете создать похожие, правда, не такие «вечные» фигуры Лихтенберга с помощью тонерного порошка для ксерокса или принтера и любого источника статического электричества (см. «Как сделать узор в виде молнии», с. 170). Именно так впервые поступил в XVIII в. немецкий учёный Георг Кристоф Лихтенберг, сделавший одно из величайших открытий в истории электричества. Он использовал порошок серы. Сегодня его фигуры стали прекрасным средством изучения электрических разрядов и… классным недорогим сувениром, сделанным с помощью невероятно дорогого прибора.

Как cделать узор в виде молнии

ЧТО ВАМ НУЖНО:
Электрофорная машина или генератор Ван дер Граафа.
Металлическое острие и провод
Чистый, сухой, неповреждённый лист акрила.
Порошок тонера для принтера.

1 Расположите металлическое острие так, чтобы оно касалось центра изолирующего предмета. (Лихтенберг использовал древесный каучук, сегодня же лучше всего подойдёт акрил.)
2 С помощью электрофорной машины I (на снимке внизу) или генератора Ван дер Графа, или же сильно потерев шерсть, создайте статическое электричество, потом коснитесь металлического острия пальцем (если вы тёрли шерсть) или электродом машины, чтобы разрядить его. На пластике образуется стандартный узор фигуры Лихтенберга, но она ещё не видима.
3 Высыпьте на поверхность принтерный тонер. Он прилипнет к заряженным местам, показав красивую фигуру Лихтенберга. Открытие немецкого учёного открыло дорогу к изобретению ксероксов и лазерных принтеров, где разряд отпечатывается в виде слов и картинок.

Автор

Запись опубликована 22 Апрель 2013 в разделе Новости