Мыльные пузыри - Бойс Чарльз Вернон - Страница 1

1

Чарльз Бойс

МЫЛЬНЫЕ ПУЗЫРИ

Из предисловия автора к первому изданию

Я советую молодым людям постараться повторить все описанные здесь опыты; они увидят, что во многих случаях для этого не требуется ничего, кроме стеклянной или каучуковой трубки или других предметов, которые так же легко достать. Я думаю, что их первоначальные затруднения будут вознаграждены дальнейшим легким успехом; и если, вместо того чтобы отчаиваться при первых неудачах, они постараются повторить опыт при помощи лучших из находящихся в их распоряжении средств, то самые трудные опыты станут для них самыми интересными.

МЫЛЬНЫЕ ПУЗЫРИ И ОБРАЗУЮЩИЕ ИХ СИЛЫ

«Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него; вы можете заниматься, может быть, вою жизнь изучением этого пузыря, не переставая извлекать из него уроки физики».

Кельвин, «Величина атомов»

Введение

Не думаю, чтобы среди вас нашелся хоть один, кто когда-нибудь не занимался пусканием мыльных пузырей и, любуясь совершенством их формы и дивными переливами цветов, не задавался вопросом, почему с такой легкостью можно вызвать к жизни эта великолепные явления.

Надеюсь, что никому из вас еще не наскучило пускать мыльные пузыри, и я рассчитываю показать вам, что простой мыльный пузырь представляет гораздо больше поучительного, чем это часто думают.

Восхищение и удивление мыльными пузырями, которые так великолепно изобразил на своей известной картине Миллэ, я надеюсь, не исчезнут после этих лекций; я полагаю, вы сами увидите, как ваше удивление будет расти при более близком знакомстве с этими явлениями. Плато в своем знаменитом труде «Статика жидкостей» упоминает о хранившейся в парижском Лувре этрусской вазе, на которой были изображены дети, пускающие мыльные пузыри. Однако, Плато говорит, что ни у одного классического автора нет упоминания о таких развлечениях, и только два намека на них встречаются у Овидия и Марциала. Напрасно я старался разыскать эту вазу в Лувре. Мне не удалось ее найти. Возможно, что она оказалась поддельной и была удалена из коллекций музея.

Быть может, некоторые из вас пожелают узнать, почему я выбрал предметом своих бесед мыльные пузыри; охотно удовлетворю их желание. Правда, есть множество вещей, еще более удивительных и увлекательных, но силы, образующие мыльные пузыри, тесно связаны с окружающими нас повседневными явлениями. Мы не можем налить воды из кувшина или из чайника, мы не можем ничего проделать с какой бы то ни было жидкостью, чтобы не привести в действие эти силы. Ваши собственные наблюдения не раз заставят вас вспомнить о том, чтó вы услышите и увидите в этой аудитории; но — и это, быть может, важнее всего — многие из вещей, которые я намерен вам показать, настолько просты, что вы сумеете сами без всяких приборов воспроизвести их у себя дома; а это, вы увидите, гораздо интереснее и поучительнее моих лекций.

Я хотел бы коснуться здесь еще одного вопроса, а именно — для чего я вообще показываю опыты. Вы, конечно, не задумываясь, ответите, что без опытов лекции были бы очень скучны. Это, может быть, и верно, но это не единственное основание. Когда перед нами возникает какой-нибудь новый вопрос, то открываются к его разрешению два пути. Мы можем обратиться к кому-нибудь, кто знаком с этим предметом, или же поискать ответа в книгах, написанных учеными; это очень хороший путь, если при этом нам посчастливится напасть на сведущего человека или дельную книгу; но мы можем избрать и другой путь, а именно— путь собственного опыта: мы можем добиться разгадки своими силами. Опыт, или эксперимент, — это вопрос, который мы ставим природе, и она всегда готова дать нам правильный ответ, если только мы правильно ставим вопрос, т. е. если мы умеем произвести надлежащий опыт. Опыт — это не фокус, не какая-нибудь хитрая штука, которая должна поразить вас; он показывается не ради красоты и не потому, что может внести разнообразие в монотонность лекций; если некоторые из моих опытов красивы или могут сделать беседу менее скучной, тем лучше; но главное их значение не в этом: они должны дать вам возможность самим получить правильные ответы на ваши вопросы.

Упругая перепонка на поверхности жидкости

Я начну с явления, которое вы все, вероятно, видели десятки раз, не подозревая, что имеете дело с настоящим физическим опытом. Вот у меня обыкновенная кисточка, какую употребляют для рисования красками. Как сделать, чтобы волоски кисточки слиплись и образовали заостренный кончик? Вы скажете, надо кисточку смочить, и тогда ее волоски слипнутся, потому что будут мокрыми. Хорошо. Попробуем произвести опыт. Так как кисточка мала и плохо видна сидящим далеко, я помещаю ее перед фонарем, и теперь вы все видите ее в увеличенном виде на экране (рис. 1, слева). Сейчас она суха, и волоски ее видны в отдельности. Теперь я погружаю кисточку в воду, вынимаю ее, и, как мы ожидали, волоски слипаются (рис. 1, справа), потому что, как мы обыкновенно говорим, кисточка мокрая. Теперь я опускаю кисточку в воду и оставляю ее там; и что же — волоски совсем не слипаются (рис. 1, посредине), а ведь они, несомненно, мокрые, раз они находятся в воде.

Рис. 1.

Очевидно, что наше обычное объяснение этого явления не вполне точно. Этот опыт, не требующий для своего выполнения ничего, кроме кисточки и стакана воды, показывает, что волоски кисточки слипаются не только потому, что они мокрые, но еще по какой-то другой причине, которая нам еще не известна. Он показывает также, что довольно распространенное мнение, будто мы не в состоянии открыть глаза под водою, не основывается: на фактах. Часто утверждают, что, когда мы ныряем в воду с закрытыми глазами, мы не можем как следует видеть, открывая глаза под водою, потому что вода будто бы склеивает ресницы; а потому, чтобы видеть под водой, рекомендуется нырять с открытыми глазами. В действительности же ничего подобного нет; совершенно безразлично, будете ли вы нырять с открытыми или закрытыми глазами, вы можете открыть их под водою и будете видеть так же хорошо, как и в первом случае. На примере нашей кисточки мы убедились, что вода сама по себе не вызывает слипания волосков, пока кисточка находится в воде, но, как только мы вынем ее из воды, волоски слипаются. Итак, хотя этот опыт и не объяснил нам причины слипания волосков, он нам показал по крайней мере, что обычное объяснение не совсем верно.

Произведем теперь другой опыт, такой же простой, как и предыдущий. Вот у меня трубка, из которой медленно, не сплошной струей, а по капелькам, вытекает вода; каждая капля медленно нарастает, пока не достигнет известной предельной величины и не оторвется сразу. Обращаю ваше внимание на то, что всякий раз, когда капля отрывается, она имеет одну и ту же величину и одну и ту же форму. Это не может быть делом простой случайности; должна существовать какая-нибудь причина, обусловливающая предельный размер и форму капли. Почему вообще вода держится на кончике трубки? Ведь вода обладает тяжестью и стремится упасть, однако, не падает сразу; она прилипает к кончику трубки и держится на нем, пока количество ее не достигнет определенной величины, а тогда капля сразу отрывается, как будто то, что держало воду, оказалось недостаточно крепким. Один ученый тщательно вычертил в увеличенном масштабе точные формы капли при различной ее величине, и этот рисунок перед вашими глазами (рис. 2, слева).

Рис. 2.