Техника - молодёжи 1992-12, страница 11

отклонение указателя). Для этого был измерен период колебаний Т подвешенного к -нити эталонного грузика с точно известным моментом инерции J относительно оси вращения (в частности, для шара J = 0,4 mr, где m - масса, г-радиус). Зная Т и J, можно определить момент силы D, необходимый для поворота тела на единичный угол, из известного соотношения: Т - 4n²J/D.

Оказалось, что при толщине нити 10 мкм и массе указателя 1 г для заметного отклонения достаточно момента силы порядка 10 Н ■м. Иными словами, весы настолько чувствительны, что при отсутствии помех могли бы зарегистрировать гравитационное притяжение приблизившегося человека!

Опыты с разными вариантами KB дали сходные результаты; вот главные из них.

В стационарных условиях указатели весов за время порядка минуты «сами собой» устанавливаются в некотором направлении. В дальнейшем оно медленно меняется, причем в этих изменениях прослеживается суточная цикличность.

Если повернуть весь прибор вокруг вертикальной оси, указатель (примерно за то же время) принимает ориентацию, близкую к «избранной» ранее. Значит, причина его движений находится вне прибора.

Момент внешней силы, упорно разворачивающей указатель в одном направлении, достаточно велик. Он всегда намного больше, чем сопротивление кручения нити. В этом легко убедиться, закрепив ее верхний конец в подшипнике. Если направление указателя установилось, то, чтобы сдвинуть его хоть на несколько градусов, приходится поворачивать подшипник (то есть закручивать нить) на десятки, а то и сотни градусов.

Находящийся у прибора человек притягивает указатель к себе. Наиболее чувствительные экземпляры весов ощущают вас за несколько метров и даже через стену! Правда, для этого приходится ждать около часа.

Точно такую же реакцию притяжения вызывает и любой другой объект, в том числе гораздо меньшей массы — лишь бы он был теплым.

Овощи и фрукты, положенные около прибора, обычно также притягивают указатель. А вот если потереть их на терке — отталкивают. Причем последний результат опять-таки вызывается любым холодным предметом, скажем, куском льда.

Отсюда напрашивается вывод, что источник загадочного явления —про-сто-напросто разность температур. Но, как выяснилось, применение теплоизоляции (например, слоям ваты) не уничтожает эффекта. Более того: указатель отклоняют даже тела, находящиеся в тепловом равновесии с воздухом. В этом случае характер отклонения обычно определяется только их поверхностью: банка с водой и пустая банка действуют одинаково.

Анализируя подобные явления с позиций причинной механики Козырева, В.В.Насонов решил, что крутильные весы реагируют на всякое изменение энтропии: теплый предмет остывает, лед тает с разрушением кристаллической структуры, тертые овощи находятся в процессе умирания и т.п.

Такая гипотеза, конечно, куда интереснее. Но описанный ниже опыт ставит ее под сомнение.

Около крутильных весов помещался стакан с гексадеканом— веществом, которое плавится при комнатной температуре (19°С). В том же сосуде находился электронагреватель, пока выключенный. В исходном, твердом состоянии гексадекан был охлажден, так что указатель KB устойчиво отталкивался от стакана. Затем его содержимое приходило в тепловое равновесие с окружающей средой. Как всегда в таких случаях (см. выше), коромысло принимало новую стабильную ориентацию. Примерно через час включался нагреватель, начиналось плавление, и... ничего не менялось. Хотя, с точки зрения Насонова, следовало и тут ждать четкого отталкивания — ведь всякое плавление означает рост энтропии. Зато когда оно завершалось и температура жидкого гексадекана становилась выше комнатной, указатель, опять же как оС:_;тчно, притягивался к стакану.

Таким образом, приходится признать: на KB описанной конструкции все же влияет именно температура окружающих тел, а не происходящие в них процессы. Остается вопрос — каков же конкретный механизм этого влияния? Ответить помогают следующие опыты.

Подвесим в одном сосуде на отдельных нитях два указателя: один внизу, а другой наверху, вблизи крышки. Они всегда ориентируются в противоположных направлениях.

Теперь подвесим в нижней части сосуда несколько небольших указателей. Обычно они располагаются как показано на рисунке.

Наконец, выкачаем из сосуда воздух. Эффект во всех случаях пропадает.

Итак, ответ становится очевидным: конвекция. Около более теплой стенки корпуса нагретый воздух всплывает и

перетекает вверху на противоположную сторону. Там он, охлаждаясь, опускается и понизу течет обратно. В литровом сосуде для появления такой циркуляции достаточно разности температур в сотые доли градуса. А как показали прямые измерения с помощью дифференциальной термопары, температурный перепад на корпусе KB может быть даже на порядок выше. И коромысло, подобно флюгеру, в любой точке сосуда указывает не что иное, как направление воздушных потоков. Аналогичная ориентация бумажного дискового указателя связана с неизбежным его изгибом, отклонением формы от круга, расположенного строго в горизонтальной плоскости.

Важно понять, что на температурное поле вблизи KB влияют не только нагретые и охлажденные предметы." Тела, пребывающие в тепловом равновесии, экранируют и отражают инфракрасное и оптическое излучение, а также меняют циркуляцию воздуха в помещении. Ясно, что в этом случае как раз и важна только поверхность влияющего предмета

Тертые овощи или фрукты отталкивают указатель, поскольку их температура ниже комнатной из-за испарения сока.

Сохранение эффекта при введении теплоизоляции объясняется всего лишь ее неидеальностью. Но если вам удастся изолировать KB достаточно надежно (например, поместив их в сосуд Дьюара), они не реагируют ни на предметы, ни на человека. Здесь обнаружено лишь влияние магнитного поля, связанное с парамагнитными свойствами материала указателя. Наконец, если корпус KB изготовлен из диэлектрика, эффект может возникать за счет электризации материала или от внешних электрических полей.

Мораль проста: наблюдая странное поведение крутильных весов, не торопитесь объяснять его «сверхъестественными» причинами.

От редакции. Полностью разделяя выводы А.Пархомова, нельзя не отметить двух обстоятельств, все же оставляющих проблему открытой. В статье Е.Демина описаны не только опыты с крутильными весами. По его словам, загадочный эффект подтвердился и на установке совершенно иного типа — с использованием маятника. Правда, может быть, и здесь удастся объяснить «тайну тени» действием конвекционных потоков. Но что тогда сказать о другом утверждении автора: в его экспериментах явление не просто сохраняется в вакууме, но даже усиливается?!

9