Занимательная электротехника. Самодельные электрические приборы - Владимир Владимирович Рюмин

Право, трудно назвать иначе как волшебными те удивительно красивые электросветовые явления, которые можно наблюдать в специально для этого изготовленных гейслеровых[34] трубках.

В магазинах электротехнических принадлежностей и тем более там, где продают физические приборы, можно найти разнообразнейший выбор этих «волшебных» трубок, разных размеров и форм, зачастую весьма причудливых и сложных (рис. 33, А и В), наполненных газами того или иного химического состава и большей или меньшей степени разрежения и увеличивающих красоту разряда через эти газы побочными явлениями люминесценции[35] и флуоресценции[36] стекла, из которого трубки выдуты, и предметов внутри их включения.

Рис. 33.

Разнообразию трубок Гейслера соответствует и разнообразие их цен от нескольких копеек до десятков рублей.

Дешевые трубки не всегда бывают исправными: случается, что вплавленные в них электроды оказываются отпаявшимися от металлических наконечников с ушками, а сами наконечники отклеившимися от стекла (их приклеивают к стеклу сургучом). Такие трубки, если только вплавленные в них провода сидят плотно, могут быть исправлены. Для этого надо только припаять провода к наконечникам, а наконечники приклеить сургучом к стеклу. Во всяком случае, покупая, надо обязательно тут же, в магазине, испробовать трубки, хранить же их дома надо в коробке, обложенными ватой, и отнюдь не давать никому в руки.

Для подвешивания трубок надо устроить стоечку из толстой медной проволоки так, чтобы при прикреплении ушка трубки к проводу, соединенному с полюсом источника тока, ушко не оттягивалось, а лишь свободно касалось провода.

Картина свечения газа внутри таких трубок меняется в зависимости от того, насколько сильно его разрежение.

Вы знаете, что воздух при обычном давлении является хорошим изолятором и что разряд через воздух происходит лишь при значительной разности напряжений, имея вид миниатюрной молнии. Если же воздух частью выкачан или другим путем удален из трубки, то картина разряда меняется.

При упругости в 10–12 раз меньше нормальной блестящая искра заменяется тихим сиянием, соединяющим разноименные электроды. При уменьшении давления внутри трубки в 100 и более раз сияние, заполнявшее трубку, сосредоточивается вблизи полюсов, а при дальнейшем уменьшении упругости воздуха – расширяется. Когда упругость доведена до 1/380 нормальной, сияние у анода (положительного электрода) красноватое и отделено от катода (отрицательного электрода) темным пространством, а катод окружен синеватым светом.

Это – момент возникновения катодного потока, потока свободных электронов, из которых состоят атомы газов, наполняющих трубки, и которые сами являются как бы «атомами электричества». Начиная от этого момента и до уменьшения давления (упругости) внутри трубки до 1/25 000 нормального изменение картины свечения идет в таком порядке: сияние у катода ширится, у анода отступает, становится ярче и белее и распадается на слои, разделенные темными промежутками, голубое сияние у катода продолжает расширяться. По мере его расширения сияние у анода слабеет и наконец совершенно исчезает, катодный свет заполняет всю трубку, и освещенные им места ее стеклянных стенок флуоресцируют ярким изжелта-зеленым светом.

Катодные лучи (поток электронов) не видны глазу и обнаруживаются упомянутым свечением стекол, особенно так называемого уранового, и многих минералов. В особенности ярко, при падении на них катодных лучей, испускают видимые световые лучи: алмаз (небесно-голубого цвета), гранат (красно-оранжевого), доломит (желтого), известняк (красного), корунд (пурпурового), куприт (ярко-красного), мрамор и мел (оранжевого), сланец (желтого), плавиковый шпат (фиолетового) и мн. др.

Рис. 33-а.

Сделанный, например, из тонкой жести букет искусственных цветов, листья, веточки и лепестки которого покрыты флуоресцирующими красками, будучи помещен внутри круксовой[37] трубки и подвергнутый действию катодных лучей, представляет по своей красоте зрелище, ни с чем, кажется, не сравнимое. Сделайте его из алмазов, сапфиров и рубинов – он все же далеко не будет так красив. Описать эту красоту словами нельзя, ее надо видеть!

К сожалению, такие трубки с введенными внутрь их самосветящимися веществами стоят не очень-то дешево, сделать же их самому, не имея специального ртутного насоса для получения почти полной пустоты внутри гейслеровских трубок, необходимой для образования катодного потока, к сожалению, нельзя.

Зато трубки с не столь сильным разрежением могут быть изготовлены и любителем, не слишком искушенным в приемах ручного труда. Для этого не надо быть даже особо искусным стеклодувом.

К описанию самодельных гейслеровых трубок я и перехожу.

Самодельные трубки Гейслера

Центр тяжести изготовления этих заманчивых для каждого любителя приборов заключается в получении внутри их вакуума (разреженного пространства).

Есть несколько способов образования потребного разрежения. Думаю, что хотя бы одним из описываемых ниже вы сумеете воспользоваться.

Начните вашу работу с изготовления не трубки, а целой «бутылки Гейслера», так как эта работа не требует знакомства с искусством стеклодува[38].

Для этого в любой бутылке острием трехгранного напильника, смоченного скипидаром, просверлите немного выше дна отверстие и, обровняв шкуркой его края, вставьте в это отверстие очень плотно резиновую пробку a (рис. 34), проколотую тонким стальным или железным гвоздем b. Такую же очень плотно входящую в отверстие резиновую пробку подберите к самой бутылке. Эту пробку также проколите насквозь гвоздем d.

В колбу е (или другую бутылку) бросьте горсть измельченного мела и облейте его слабой соляной кислотой. Она вытеснит (химически) из мела тяжелый угольный ангидрид – тот газ, который выделяется нашим дыханием и который образуется при полном сгорании угля. Через несколько минут, когда этот газ вытеснит из колбы воздух, закройте колбу пробкой A с пропущенной сквозь нее стеклянной трубкой g, изогнутой, как показано на рисунке.

Рис. 34.

Внешний конец этой трубки опустите на дно будущей «гейслеровой бутылки». Угольный газ[39] наполнит ее, вытесняя из нее воздух. Газ бесцветен; чтобы убедиться в том, что бутылка полна им, опустите в горло бутылки тлеющую спичку. Если последняя тотчас погаснет, значит, воздух из бутылки вытеснен. Выньте трубку из бутылки, бросьте в бутылку кусочек едкого калия[40] (обращаться с осторожностью, брать щипцами, а не руками!), плотно закупорьте ее пробкой с.

Через сутки прибор будет готов, углекислый газ соединится с едким кали в твердое вещество (поташ).

Читатель, знакомый с химией, скажет, что при этом выделится вода. Да, конечно, а потому, хотя часть этой воды свяжется гигроскопически поташом, но ее пары и воздух, бывший растворенным в угольном газе, останутся в бутылке, так что совершенно пустой она не будет, но все же давление внутри ее будет достаточно малым.

Тем же химическим путем, вытесняя воздух углекислым газом, а затем поглощая последний