5.18. Петрушка, шалфей, розмарин и тимьян

Если липкую ленту оторвать от пластиковой поверхности и на ее место осторожно нанести смесь из двух размолотых в пыль порошков, почему эти порошки разделятся — один соберется в одной области, а второй — в другой?

Тонкий слой порошковой пыли поможет узнать кое-что интересное об искре, которая возникает, например, если сначала походить по ковру, а потом поднести палец к большому металлическому предмету или водопроводной трубе. Для этого квадратик майларовой (лавсановой) пленки нужно прикрепить по краям, скажем, к металлическому шкафу. Затем походить по ковру, чтобы зарядиться (не все ковры подходят для эксперимента, а только некоторые; к тому же высокая влажность может испортить эксперимент). Если после этого поднести палец (или металлический ключ, зажатый в руке) к пленке, через воздушный зазор мгновенно проскочит искра. Почему, если осторожно опылить пленку смесью двух порошков, на ней остается след потока электронов в этой искре?

А вот как этот эффект можно использовать, если у вас есть под рукой смесь мелко размолотых трав или порошок из тонера принтера или ксерокса (осторожно, порошок пачкается и может испортить одежду и оргтехнику). Если порошки в смеси имеют разный цвет, разделение на компоненты будет более наглядным.

Порошки засыпаем в мягкий пластиковый контейнер и туда же бросаем металлические болты или гайки. Теперь сильно потрясем контейнер, чтобы порошки как следует перемешались. Затем сожмем корпус контейнера, чтобы выпустить через отверстие небольшое количество смеси, и подождем, когда она осядет на пластиковую поверхность. Потом можно наклонить поверхность и слегка постучать по ней, чтобы лишний порошок ссыпался вниз.

ОТВЕТ • Когда некоторые порошки смешивают и встряхивают, при столкновениях между разными видами порошинок происходит разделение зарядов: на одних появляются избыточные электроны, перешедшие с порошинок другого типа. Когда липкая лента отдирается от неметаллической поверхности, на поверхности остаются пятна, заряженные положительно, и пятна, заряженные отрицательно. Часть зарядов из пятен вскоре уйдет из-за влаги, содержащейся в воздухе. Они могут уйти и если «непроводящая поверхность» в действительности немного проводит. Если немного порошковой смеси рассыпать над поверхностью, на которой имеются заряженные пятна, частички порошка будут осаждаться на ней, причем отрицательные заряды соберутся на положительно заряженных пятнах, а положительные — на отрицательно заряженных. Если порошки окрашены в разные цвета (например, смесь черного порошка тонера и коричневой корицы), пятна становятся видимыми. Этот эффект особенно наглядно можно наблюдать на некоторых смесях, например смеси измельченного красного перца и порошка для тонера. А вот перец и мука притягивают друг друга так сильно, что даже «не замечают» заряженные пятна на пыльной поверхности и покрывают ее почти ровным слоем.

Когда искра проскакивает между пальцем и майларовой (лавсановой) пленкой, прилепленной к большому металлическому предмету, поток зарядов оставляет на пленке заряженные области, по крайней мере до того, как из-за влаги заряд оттуда уйдет. Если майларовую пленку слегка опылить смесью молотого тмина и порошка для тонера, на ней проявятся узоры одного из двух основных типов, называемые фигурами Лихтенберга в честь немецкого ученого и публициста Джорджа Кристофа Лихтенберга, открывшего их в 1777 году.

Если, походив по ковру, вы зарядитесь отрицательно, то есть у вас появится избыток электронов, они перетекут с пальца на пленку, и там вокруг искры появится круглое пятно отрицательных зарядов (можно будет разглядеть и протянувшиеся от него тонкие радиальные линии). Если же вы зарядитесь положительным зарядом и у вас образуется недостаток электронов, электроны будут вырываться с поверхности пленки и устремятся по разветвленным линиям к искре, а оттуда перетекут на ваш палец. Разветвленные линии при этом останутся положительно заряженными. Так что, если на порошке, которым покрыта пленка, образуется отрицательно заряженное круглое пятно, значит, вы зарядились отрицательным зарядом. А если на нем видны положительно заряженные разветвленные линии, значит, вы зарядились положительным зарядом. У некоторых людей, ставших жертвами молнии, на коже тоже обнаруживался узор из разветвленных линий, выжженных молнией.

Некоторые магазины, торгующие научными сувенирами, продают небольшие плексигласовые цилиндрики или кубики, внутри которых выжжены разветвленные узоры. Чтобы получить такой узор, кусочек плексигласа (оргстекла) протягивается через пучок электронов в электронном ускорителе (установка, в которой электроны ускоряются электрическим полем до очень больших скоростей). Электроны останавливаются внутри плексигласа и оказываются в ловушке. После этого кусок плексигласа быстро ставится на заземленную подложку, а к противоположной стороне образца прикасаются заземленным остроконечным проводником. Из-за высокой концентрации электронов внутри образца возникает сильное электрическое поле, особенно в месте его касания заостренным проводником, и там проскакивает искра. Высокая температура, возникающая при прохождении искры, приводит к тому, что плексиглас по ее траектории обугливается и, следовательно, становится проводящим. Поэтому электрическое поле распространяется от этой токопроводящей линии внутрь кубика. И от новых мест концентрации электрического поля тоже побегут искры и прожгут новые токопроводящие пути, и так будет продолжаться до тех пор, пока электроны, закачанные в плексиглас на ускорителе, не уйдут в заземленный заостренный проводник. Все эти прожженные в плексигласе линии образуют внутри кубика видимую разветвленную древоподобную структуру.