ОСТРОЕ ОСТРИЕ


Г. ФРЕЙБЕРГ, преподаватель МФТИ


Когда известный теперь на весь мир украинский мастер миниатюр Николай Сядристый впервые принялся делать надпись на срезе рисового зернышка, то оказалось, что найти подходящий инструмент не так-то просто. Не годилась даже остро заточенная стальная иголка. Царапина от нее получалась такой же, как если бы в ученической тетради стали писать малярной кистью. Поиски привели его к обычному речному песку. Перебирая отдельные песчинки под микроскопом, он выбрал несколько из них с острыми углами. С их помощью ч была выполнена эта уникальная работа.

А каким должно быть это самое острое острие? Ведь при сильном увеличении кажутся тупыми и лезвие бритвы, и кончик швейной иглы, и даже грани песчинки. У всех острие заканчивается сферой с радиусом около тысячной доли миллиметра. Из десятков тысяч атомов образуется эта сфера, и снять лишний слой атомов вручную просто невозможно. Но сделать это можно очень просто, если использовать электрохимическое травление. Посмотрите на рисунок. Для изготовления острия, кончик которого был бы в сто раз острее бритвы, нужны: небольшая стеклянная банка, батарейка от карманного фонаря, угольный электрод, немного пластилина и кусок нихромовой или манганиновой проволоки диаметром не более 1 мм. Здесь может пригодиться и кусок старой спирали от электрической плитки.

Залейте в банку 10-процентный раствор щелочи или соляной кислоты. Соберите электрическую цепь. Включите ее. Буквально за считанные минуты вы увидите, как диаметр проволоки на участке АВ начнет уменьшаться. Но ближе к точке А утонение проволоки идет более быстро. Наконец наступает такой момент, когда в этом месте проволока становится настолько тонкой, что обрывается под действием собственного веса. Готовая иголка падает в пластилин. Острие получается таким, что в обычном микроскопе сферу на кончике уже не видно. Ведь само острие заканчивается несколькими десятками атомов. Оценить качество изготовленного острия можно лишь с помощью напряжения, при котором возникает электрический разряд прямо в воздухе. Чем меньше величина этого напряжения, тем острее кончик.

С изготовленными иголками можно проводить очень интересные опыты. Например, демонстрацию ионного ветра. Возьмите длинный плоский сосуд. Если его нет, то сосуд можно изготовить самим. Для этого нужны прямоугольный кусок стекла и пластилин, из которого делается бортик. В сосуд налейте воды и пустите в него маленький кораблик. На его корме установите несколько иголок, связанных электрическим контактом с водой. Над корабликом установите длинную металлическую линейку. Если теперь подать напряжение прямо от сети переменного тока,

ostrie1.jpg
 

то за счет возникновения реактивной силы от срывающихся с кончиков ионов кораблик начнет двигаться. Этот опыт требует особого внимания и соблюдения правил безопасности при работе с проводами, находящимися под напряжением. Помните, что нельзя прикасаться к ним во время проведения опыта. Прикасаться можно только к выключателю. Особенно красиво наблюдать за движением кораблика в полутемной комнате, когда хорошо видны электрические разряды.

ostrie2.jpg
 

Эффект ионизации воздуха около острия используется для работы аэроионизаторов (так называемая "люстра Чижевского"). Предложенная конструкция люстры-ионизатора будет работать лучше, если канцелярские булавки заменить на изготовленные таким способом иголки.

 

 

 

Автор: Илюшко.А.В.                                                                                                                                2008 г.