Самодельные трубки Гейслера

Центр тяжести изготовления этих заманчивых для каждого любителя приборов заключается в получении внутри их вакуума (разреженного пространства).

Есть несколько способов образования потребного разрежения. Думаю, что хотя бы одним из описываемых ниже вы сумеете воспользоваться.

Начните вашу работу с изготовления не трубки, а целой «бутылки Гейслера», так как эта работа не требует знакомства с искусством стеклодува.

Для этого в любой бутылке острием трехгранного напильника, смоченного скипидаром, просверлите немного выше дна отверстие и, обровняв шкуркой его края, вставьте в это отверстие очень плотно резиновую пробку а (рис. 34), проколотую тонким стальным или железным гвоздем Ъ. Такую же, очень плотно входящую в отверстие резиновую пробку подберите к самой бутылке. Эту пробку также проколите насквозь гвоздем d.

Рис. 34.

В колбу е (или другую бутылку) бросьте горсть измельченного мела и облейте его слабой соляной кислотой. Она вытеснит (химически) из мела тяжелый угольный ангидрид, — тот газ, который выделяется нашим дыханием и который образуется при полном сгорании угля. Через несколько минут, когда этот газ вытеснит из колбы воздух, закройте колбу пробкой А с пропущенной сквозь нее стеклянной трубкой, изогнутой, как показано на рисунке. Внешний конец этой трубки опустите на дно будущей «гейслеровой бутылки». Угольный газ наполнит ее, вытесняя из нее воздух. Газ бесцветен; чтобы убедиться в том, что бутылка полна им, опустите в горло бутылки тлеющую спичку.

Если последняя тотчас погаснет, значит, воздух из бутылки вытеснен. Выньте трубку из бутылки, бросьте в бутылку кусочек едкого калия (обращаться с осторожностью, брать щипцами, а не руками!), плотно закупорьте ее пробкой с.

Через сутки прибор будет готов, углекислый газ соединится с едким кали в твердое вещество (поташ).

Читатель, знакомый с химией, скажет, что при этом выделится вода. Да, конечно, а потому хотя часть этой воды свяжется гигроскопическим поташем, но ее пары и воздух, бывший растворенным в угольном газе, останутся в бутылке, так что совершенно пустой она не будет, но все же давление внутри ее будет достаточно малым.

Тем же химическим путем, вытесняя воздух углекислым газом, а затем, поглощая последний едким кали, можно получить разреженное пространство внутри тонкостенных и легкоплавких трубок.

Для этого, нагрев длинную стеклянную трубку в пламени газовой или спиртовой горелки до размягчения, растягивают нагретое место так, чтобы образовалось сужение. Дав трубке остыть, переламывают ее, получая оттянутый кончик а (рис. 35,

II). Надев на кончик резиновую трубку, берут другой ее конец в рот и дуют в него, разогревая конец стеклянной трубки Ъ посредине так, чтобы в этом месте образовался шарик с (рис. 35,

III). Дав трубке остыть, оттянутый конец ее b соединяют резиновой трубкой с прибором для получения углекислого газа и током последнего вытесняют из трубки воздух; после этого конец а заплавляют в пламени лампы, вставив в него предварительно отрезок платиновой или серебряной (в крайнем случае нейзильберовой и тому подобное) проволоки — один из электродов будущей трубки Гейслера (рис. 35, IV).

Разъединив конец трубки b от аппарата, выделяющего угольный газ, быстро вводят в шарик кусочек едкого каля и тотчас заплавляют наглухо кончик трубки Ъ (рис. 35, V). Через сутки, когда едкий кали поглотит углекислый газ, вплавляют второй электрод d и, заплавив узенькую трубочку между шариком с и главной трубкой, отделяют шарик отламыванием (рис. 35, VI). Можно также, размягчая в одном месте стенку трубки и осторожно вдувая в нее воздух, получить в изготовляемой трубке, как и в предыдущем случае, шарик и, дав трубке остыть, наполнить его гашеной известью.

Рис. 35.

Раскалывая затем шарик с известью, выделяют из последней пары воды, вытесняющие из трубки воздух, после чего в трубку вплавляют электроды и заплавляют ее с обоих концов, не отделяя шарика с.

Охлаждаясь, известь вновь соединяется с водой, и в трубке давление понижается. После этого заплавляют узенькую трубочку между главной трубкой и шариком, оттягивают ее и обламывают шарик.

Пользуясь тем, что упругость водяного пара тем меньше, чем ниже его температура, можно достичь разрежения в трубке таким «физическим» путем. Для этого на конце трубки, предварительно заплавленной в пламени горелки и согнутой под прямым углом, выдувают шарик а (рис. 35, VII), а другой конец оттягивают в узенькую трубочку. Затем вплавляют в трубку электроды (как и в предыдущем случае, если можно, платиновые, а то хотя бы железные) с и d и дают трубке остыть. Потом снова, слегка нагрев всю трубку, оттянутый ее конец Ъ погружают в воду. При нагревании воздух в трубке расширяется и часть его выходит наружу, а при остывании трубки на его место давлением наружного воздуха в нее вгоняется вода. Дав ей перелиться в шарик а, нагревают ее до кипения. Выделяющийся пар вытесняет воздух из трубки.

Когда почти вся вода, бывшая в шарике, испарена, другой лампой нагревают оттянутый кончик трубки Ъ до плавления и, прекратив нагревание шарика а, окончательно заплавляют кончик Ъ.

Дав прибору постепенно остыть, шарик а помещают в чашечку со льдом. Пар, наполнивший трубку, при этом частью конденсируется в шарике, упругость его падает до 1/185 нормальной. Наполняя же чашечку искусственной охладительной смесью (азотно-аммониевая соль и снег в равных по весу количествах), удастся понизить температуру до 30°, а упругость пара внутри трубки до 1/2535 нормальной. При таких упругостях разряд, при соединении электродов трубки ckd с клеммами вторичной обмотки работающей спирали Румкорфа, дает весьма интересные световые явления внутри трубки.

Охлаждая шарик трубки до более или менее низкой температуры, получают и упругость внутри гейслеровой трубки тем меньшую, чем ниже температура охлаждения шарика, что дает возможность наблюдать картину светового разряда при разных степенях разрежения. Если же отогнутое вниз колено трубки сделать достаточно длинным, то, сильно охладив шарик и, следовательно, значительно разредив воздух в трубке, можно заплавить ее за электродом с и затем отделить от нее нижнюю часть с шариком.

Для того чтобы разредить воздух в трубке механическим путем, трубку снизу закрывают герметически пробкой а, проваренной в парафине с пропущенной сквозь нее медной проволокой Ь, расплющенной сверху в пуговку, а снизу, вне трубки, согнутой в крючок (рис. 35, VIII).

Ранее чем вставить в трубку эту пробку, через тот же конец вводят другую пробку с. Через нее пропускается более длинная медная проволока, припаянная к медному кружку, прилегающему к нижнему основанию пробки, а на другом конце согнутая в кольцо. Введя эту пробку неглубоко внутрь трубки, закрывают последнюю плотно второй пробкой и после этого вытягивают пробку с до верхнего края трубки, разрежая тем самым воздух в пространстве между пробками.

Пробка с также должна быть совершенно плотной, и сверх нее наливается тонкий слой вазелинового масла. На проволоке, проходящей через пробку с, делается в небольшом расстоянии от ее верхнего края колечко е. Когда оно вытянется выше верхнего края трубки, в нее вставляют стальной штифтик, чтобы внешним давлением пробка не вгонялась внутрь трубки.

При помощи проволок, проходящих сквозь пробки, трубка соединяется с электродами действующего источника тока. Трудно, конечно, в течение более или менее долгого времени сохранять внутри трубки пониженное давление. С течением времени воздух проникает в зазоры между стеклом и пробкой, пробкой и проволоками — электродами, и свечение прекращается. Зато не трудно снова повторить описанную операцию и вновь разредить воздух в трубке.

При изготовлении гейслеровых трубок во всех случаях можно предварительно ввести внутрь их фосфоресцирующие вещества, некоторые из которых светятся не только во время разряда в трубке, но продолжают светиться и после того, как прекращен ток. Таковы, например, сернистые кальций и барий. Очень красиво ярко-зеленое свечение двойной фтористой ураново-аммониевой соли; менее эффектно, но все же весьма занимательно оранжевое сияние сернистого цинка, зеленое азотнокислого урана и других солей.