Юный техник 1971-02, страница 56

КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ

(Окончание. Начало на стр. 44)

Повторение опыта Лебедева сделает честь любому современному экспериментатору. Действительно, рассмотрим хотя бы такую незаметную (буквально!) деталь, как тончайшая кварцевая нить. Как ее изготовить? В опытах Лебедева использовалась кварцевая нить толщиной около трех микрон (0,003 мм)! Напомним, что длина волны красного света равна 0,8 микрона. Попробуйте изготовить подобную нить.

Известный физик-экспериментатор

Стронг предлагает следующий способ. В качестве заготовки он рекомендует взять кварцевый стержень диаметром 3— 4 мм. Нагревая его в кислородно-газовом пламени горелки, растянуть размягченный кварц до диаметра 1 мм. Потом держать тонкую часть стержня в самом горячем месте пламени, пока он не станет совершенно мягким. Тогда кварц быстро вынимают из пламени и мгновенно растягивают руками на расстояние в 20—30 см. Таким способом могут быть вытянуты нити толщиной до 20 микрон.

Чтобы сделать нить еще более тонкой, ее помещают в вертикальное пламя газовой горелки. Находясь в пламени длиной до 400—500 мм, нить равномерно нагревается. Если температура пламени и размер нити подобраны правильно, она будет становиться тоньше и постепенно удлиняться, сначала медленно, а потом все быстрее. Наконец, верхняя ее часть начнет быстро подниматься к потолку. Нижний конец тут же удаляют из пламени. Полученная таким образом тончайшая нить достигает длины 2 м. Она настолько тонка, что ее можно видеть только в рассеянном свете.

Другой, более простой метод заключается в очень быстром растягивании раскаленного кварца при помощи стрелы,, выпущенной из лука или рогатки. Можно получить очень однородные длинные нити толщиной менее 10 микрон. Чем более нагрет кварц и чем быстрее проносится стрела, тем тоньше будет нить.

Конструкция прибора очень проста. Берется лук или рогатка со стрелой. К заднему концу стрелы прикрепляется один конец кварцевого стерженька диаметром около миллиметра, другой конец закрепляется на столе, например, в штативе.

При помощи кислородно-газовой горелки нагревают середину стерженька до размягченного состояния и спускают стрелу. Она увлекает за собой один конец кварцевого стержня и растягивает расплавленную его часть. (Требуется особая осторожность, когда стрелу поднимают — за ней тянется тончайшая кварцевая нить, плавающая в воздухе.) Полученную длинную нить следует разрезать на части и к концу каждой приклеить _ небольшую этикетку из бумаги. В этом случае и нить не затеряется, и ее удобно брать.

Если нет кварца или кислородно-газовой горелки, можно получить тончайшую нить из стекла. Для плавления стекла требуется меньшая температура и поэтому может быть использована обычная газовая горелка.

В технике кварцевые нити необходимы для изготовления чувствительных крутильных весов, которые позволяют взвешивать предметы с массой меньше одного миллиграмма. Их устройство настолько просто, что его легко понять из рисунка и сделать самому (см. рис. на стр. 44).

Чтобы проградуировать крутильные весы, надо приготовить мелкие кусочки тонкой проволочки. Сначала эти кусочки взвешивают на аналитических весах, а затем помещают в крутильные. Если при закручивании натяжение нити в какой-то момент станет постоянным, то можно с большой точностью считать: данный угол закручивания пропорционален весу. На шкале сделайте отметку — вес такой-то.

Кварцевые нити являются незаменимым материалом в точном приборостроении — по упругим свойствам значительно превосходят металлические нити, которые изменяют свои размеры со временем, в особенности в напряженном состоянии.

Какая задача ставится перед экспериментаторами — членами клуба? Получить тонкую кварцевую (стеклянную) нить длиной не менее 10 см как можно меньшей толщины. Нить должна быть одного дйа-метра на всей длине. С одной стороны к ней должна быть приклеена бумажная бирка с указанием толщины, длины нити и материала, из которого она изготовлена. Пришлите нить в конверте по адресу клуба.

Кроме того, постарайтесь изготовить крутильные весы. Не обязательно придерживаться той конструкции, что изображена на рисунке. Важно, чтобы они были достаточно чувствительны. Вот об этом также сообщите *нам, укажите еще и размеры весов.

Успеха вам, экспериментаторы!

Ф. ИГ0ШИН

54