Где-то в этой схеме скрывается источник бактериального заражения. Где именно?

ОТВЕТ • Работающий экран электронно-лучевой трубки монитора накапливает электрический заряд и может притягивать к себе частицы из воздуха, например пух, пыль или чешуйки кожи, плавающие в воздухе операционной. Так, если экран заряжен положительно, а частица в воздухе отрицательно заряжена, она притягивается к внешней поверхности экрана. Если же она электрически нейтральна, часть ее электронов может переместиться на ту сторону частицы, которая ближе к экрану, то есть на ней возникнет индуцированный заряд: одна ее сторона окажется отрицательно заряженной, а другая положительно (рис. 5.5а). Отрицательная сторона притянется к положительно заряженному экрану, а положительно заряженная сторона будет от экрана отталкиваться. Поскольку отрицательная сторона ближе к экрану, ее притяжение к экрану победит в этом «перетягивании каната».

Рис. 5.5 / Задача 5.31. а) Поперечное сечение экрана монитора. Положительно заряженный экран индуцирует заряд на пролетающей рядом нейтральной пылинке. б) Палец в перчатке (изображен не в масштабе) несет на себе индуцированные заряды и может притянуть пылинки из воздуха и с экрана.

Очевидно, многие частицы, собравшиеся на внешней поверхности экрана, несут на себе бактерии, поэтому экран становится зараженным бактериями. Предположим, что пальцы главного хирурга в перчатках приближаются к экрану на расстояние в несколько сантиметров, указывая на то место, к которому он хочет привлечь внимание ассистентов. Положительно заряженный экран вытягивает электроны из основания пальцев к подушечкам (рис. 5.5б). Тогда отрицательно заряженные подушечки собирают частицы (из воздуха или с экрана) на кончиках пальцах в перчатках. Когда хирург в следующий раз прикоснется к пациенту в таких перчатках, бактерии могут попасть на пациента или внутрь его тела. Чтобы избежать риска, хирургам не рекомендуется близко подносить руки к мониторам. Впрочем, современные мониторы на жидких кристаллах электризуются очень слабо.

Пчелы помогают опылять цветы, собирая пыльцу с одного цветка и перенося ее на другой, причем попадание пыльцы на пчелу происходит не случайно. На самом деле крупинки пыльцы прилипают к пчеле на первом цветке и слетают с нее на втором. Что заставляет частички пыльцы перемещаться на пчелу и с пчелы?

ОТВЕТ • При вылете из улья пчела может заряжаться трибоэлектрически, а в полете — от имеющихся в воздухе ионов (есть и другие механизмы). Заряд пчелы может оказаться разного знака. Допустим, что он положителен (при отрицательном заряде механизм тот же). Когда пчела пролетает мимо электрически нейтральной тычинки цветка (рис. 5.6а), электрическое поле пчелы наводит в пыльцевых зернах цветка индуцированный заряд. Эти зерна электрически нейтральны, но электрическое поле пчелы перераспределяет электрические заряды в них: некоторые электроны собираются в той части зерен, которая ближе к положительно заряженной пчеле. А дальняя сторона зерен оказывается положительно заряженной. Зерна остаются в целом нейтральными, но теперь отрицательный заряд находится на одной их стороне, а положительный заряд — на другой.

Рис. 5.6 / Задача 5.32. а) Пролетающая над цветком положительно заряженная пчела разделяет заряды в зернах пыльцы. В результате зерна перелетают на пчелу. б) Пыльцевое зерно перелетает с пчелы на рыльце второго цветка в место скопления электронов.

Отрицательная сторона пыльцевого зерна тянется к пчеле, а положительная отталкивается от нее. Поскольку отрицательная сторона ближе к пчеле, притяжение побеждает и зерно перелетает через воздушный коридор и прилипает к телу пчелы. Точнее, к покрывающим его волоскам. Если бы оно попало на тело пчелы, то потеряло бы электроны. Тогда на зерне остались бы только положительные заряды и оно слетело бы с положительно заряженной пчелы и не попало бы на следующий цветок.

Перенос пыльцы на другой цветок происходит, когда пчела пролетает мимо рыльца пестика этого цветка, электрически замкнутого на землю. Электрическое поле пчелы притягивает электроны рыльца, которые стремятся оказаться как можно ближе к пчеле, поэтому верхняя часть рыльца становится отрицательно заряженной (рис. 5.6б). Пыльцевое зерно все еще испытывает притяжение положительно заряженной пчелы, но заряд на верхней части рыльца больше, поэтому зерно перелетает с пчелы на рыльце, опыляя таким образом второй цветок.

Когда огненные муравьи Solenopsis invicta Buren из Центральной Америки стали стремительно расселяться на север, в США, их полчища облепляли и выводили из строя электрическое оборудование (например, коробки переключателей для светофоров), установленное под открытым небом на столбах и стенах зданий. Вначале это объясняли тем, что огненных муравьев привлекает либо электрическое поле, либо магнитное, возникающие при прохождении тока по электрическим проводам. Но как же в таком случае муравей чувствует присутствие любого из этих полей?

Однако при более внимательном изучении поведения муравьев исследователи нашли более простое объяснение. Случайно попавший в коробку с электрическими переключателями муравей может закоротить цепь, прикоснувшись одновременно к двум оголенным проводам или к одному оголенному проводу и заземленному контакту. Этот муравей либо погибает, либо становится очень-очень сердитым (у огненных муравьев вообще скверный характер). Живой или мертвый, огненный муравей выделяет некое химическое вещество, вызывающее беспокойство у его собратьев, — те собираются вокруг него, и их тоже убивает током. В конце концов образуется так много мертвых муравьев, закорачивающих электрические цепи, что либо срабатывает предохранитель и тогда цепь разрывается, либо оборудование сгорает из-за слишком большого тока.

Почему когда вы оборачиваете пластиковой пищевой пленкой стеклянную или пластмассовую миску и прижимаете ее к ободку посуды, пленка не отлипает? И если даже перевернуть миску вверх дном, содержимое не выльется.

ОТВЕТ • Когда вы отматываете пленку с рулона, на поверхности пищевой пленки могут находиться заряженные области, появившиеся на ней в процессе производства. Области с избытком электронов заряжены отрицательно, а области с недостатком электронов — положительно. Участки пленки с противоположными знаками зарядов притягиваются друг к другу, и это одна из причин, по которым пищевая пленка заворачивается сама на себя или же обратно на рулон.

Когда пищевая пленка прижимается к ободку миски, заряд переходит с одной поверхности на другую — этот эффект называется контактной электризацией. Например, пищевая пленка может перетянуть на себя часть электронов с края миски, и этот край окажется положительно заряженным. Отрицательно заряженная пленка и положительно заряженный ободок будут притягивать друг друга.