25
если их нижние слоны имеют более высокую температуру, чем верхние. Не важно, чем создан такой перепад температуры: тем ли, что жидкость подгревается сизу или охлаждается сверху, — существенно только, чтобы температура уменьшалась сизу вверх. Явление может проявляться в самых разных масштабах. Француз Анри Бенар, который в 1900 году впервые заметил его, пользовался для наблюдения микросkopом*). Однако это явление можно видеть и в области над землей, и на поверхности воды в морях, и даже в структуре фотосферы Солнца.
На поверхности горячего кофе ячеки Бенара хорошо видны благодаря следующему явлению. Интенсивный поток молекул водыного пара, поднимающегося от горячего поверхности кофе, действует на непосредственное прилегающее к поверхности жидкости слоны более холодной атмосферы с силой, направленной вверх. Бóльшая часть водыных капель, конденсирующихся в насыщенном влагой воздуха, либо опускается назад в жидкость, либо поднимается в атмосферу и испаряется в ней. Однако именно и такие капельки, которые слишком велики, чтобы подняться вверхние слоны воздуха, и одновременно — слишком малы, чтобы их сила тяжелости могла преодолеть давление восшенных в воздухе над поверхности горячего кофе. На границах же ячеек Бенара имеется низходящий поток пара, капельки оседают, и здесь черная поверхность кофе обжадает. Если воспользоваться микросkopом, обладающим небольшим увеличением, то можно заметить, что пылевидные пятна над восходящими потоками горячего кофе составят из
*) При отсутствии построенных возможностей на поверхности жидкости видна почти правильная сетка шестиугольных завихрей, причем по оси каждой ячеки жидкость поднимается, а вдоль ее внешних границ стекает вниз. (Прим. ред.)
плотно упакованных крошечных однородных водяных капелек. Размеры капелек и высота их локализация над уровнем жидкости определяются давлением паров воды, числом центров конденсации в данной объеме и силой тяжести.
To, что число и размеры капелек определяются начиным центров конденсации, можно доказать с помощью захженной спички, поднесенной ниже края чашки. Пламя спички создает, как известно, дополнительные центры конденсации*), в результате чего концентрация капелек резко уменьшается, размеры их становятся заметно меньше, и они локализуют близкие к поверхности горячего жидкости.
Если поверхности жидкости осветить ярким горизонтальным паралельным пучком света (например, лучами восходшего Солнца, световым пучком из проектора для диапазитов или из яркого фонаря) и вести наблюдение в направлении освещения и близко к оси светового пучка, то над поверхности темной жидкости можно увидеть спектрально разложенный свет. Явление дифракции света на мелких капельках в высоких слоях atmosферы приводит иногда к появлению окраски венцов вокруг Солнца или Луны, когда они закрывают облаками, состоящими из почти однородных капелек**).
Искусный и настоящий экспериментатор может заметить также характерное и довольно любопытное электрическое явление. Если к поверхности жидкости поднести назначительизованный предмет (например, эбонитовый гребенку), то взвешенные в воздухе капельки влаги исчезают. Это показывает, что капельки сильно заряжены. Если жеизлектризованный предмет заряжен не очень
*) Под действием пламени спички часть молекул воздуха инцирруется. Образовавшиесяоны действуют как центры конденсции. (Прим. ред.)
**) Большое подробно о явлении дифракции света на мелких капельках можно прочитать, например, в книге М. Мин нарта «Свет и цвет в природе» (М., «Нука», 1969 г., с. 222 и далее). Заметим только, что дифракция света на капле происходит точно так же, как на круглом ответсти в экране. (Прим. ред.