V treh stopnjah. Učne knjige za slovenske šole v Italiji. Prireja učiteljski odsek za sestavo slov. šolskih knjig. II. stopnja. V besedilu je vtisnjenih 77 slik. Lit. 6- — Istituto Editoriale Sci^ntifico Trieste 1921 Fizika in kemija za meščanske šole. V treh stopnjah. Učne knjige za slovenske šoie v Italiji. Prireja učiteljski odsek za sestavo slov. šolskih knjig. % II. stopnja. V besedilu je vtisnjenih 77 slik. lstituto Editoriale Scientifico Trieste 1921 159020 /P' ? Vsebina I. iz nauka o kemiji. (Stran 1. do 38.) § 1. Zrak in njega sestavine. — § 2. Kemijske spojine. - § 3. Kisik. — § 4. Voda. — § 3. Vodik., — § 6. Morska voda. Brom. Jod. -- § 7. Ke¬ mijske prvine. Atomi. Atomske teže. — § 8. Kemijska pisava. — § 9. Ogljik. — § 10. Ogljikov oksid. — § 11. Ogljikov dioksid. — § 12. Klor. — § 13. Žveplo. — § 14. Žveplov dioksid. Žveplova kislina. — § 15. Žveplovodik. — § 16. Fosfor. — § 17. Apno. — § 18. Malta. — § 19. Kamena ali kuhinjska sol. Natrij. — § 20. Solna kislina. — § 21. Soliter. — § 22. Smodnik. — § 23. Solitrna kislina. — § 24. Amo¬ niak. Salmiak. — § 25. Pepelika ali kalijev karbonat. Jedki kalij. § 26. Soda ali natrijev karbonat. Jedki natrij. — § 27. Silicij (kremik). — § 28. Steklo. — § 29. Aluminij. — § 30. Glina. — § 31. Železo. — § 32. Baker. — § 33. Cink. — § 34. Kositer ali cin. — § 35. Svinec. — — § 36. Živo,srebro. — § 37. Srebro. — § 38. Zlato. — § 39. Platina. - § 40. Kovinske zlitine. II. Iz nauka o elektriki vzbujeni po dotiki (galvanski elek¬ triki). (Stran 39. do 51.) § 41. Osnovni galvanski pojavi. Galvanski členi. § 42. Galvanska baterija. — § 43. Razni galvanski členi. — § 44. Svetlobni in toplotni učinki galvanskega toka. — § 45. Kemijski učinki galvanskega toka. — § 46. Galvanoplastika. — § 47. Kako deluje galvanski tok na maguet- nico. — § 48. Gaivanometri. — § 49. Elektromagneti. — § 50. Elektriški brzojav ali telegraf. — § 51. Elektriški zvonec ali hišni brzojav. III. O gibanju in mirovanju trdnih teles. (Stran 51. do 74.) § 52. Vztrajnost. — § 53. Sestavljanje gibanja. — § 54. Razstavljanje gibanja v dvoje gibanje. — § 35. Sestavljanje in razstavljanje sil. § 56. Težišče. — § 57. Ravnotežje teles, na katera deluje le težnost. § 58. Stalnost položaja teles. Stojnost. — § 59. Vzvod. — § 60. Uporaba vzvodov pri tehtnicah. — § 61. škripec. § 62. Kolo na vretenu. § 63. Delo sil. — § 64. Ovire gibanja. IV. O tekočinah. (Stran 75. do 77.) § 65. Določevanje gostote trdnih in tekočih teles. V. O plinastih telesih. (Straii 77. do 82.) § 66, Sesalna črpalka. Tlačilna črpalka. — § 67. Heronova buča. Vozna brizgalnica. — § 68. Zračje črpalke. § 69. Koliko svoje teže izgub¬ ljajo telesa v zraku. (Zrakoplovi.) V]. Iz nauka o zvoku. (Stran 83. do 91.) § 70. Višina tonov. — § 71. Skala tonov. — § 72. Zveneče strune. § 73. Zveneče palice. — § 74. Zveneče plošče. — § 75. Piščali. — § 76. Jakost zvoka. — § 77. Sozvočenje. Resonanca. - § 78. Odboj zvoka. Jek. Odmev. VII. Iz nauka o svetlobi. (Stran 91. do 107.) § 79. Zakoni, po katerih se svetloba odbija. — § 80. Ravno zrcalo. — § 81. Sferična zrcala. — § 82. Razmet svetlobe. — § 83. Lom svetlobe. — § 84. Popolni >dboj svetlobe. — § 85. Lom svetlobe v telesih, ki so omejena z vzporednima ploskvama. — § 86. l om svetlobe v prizmah. — § 87. Razklon svetlobe v njene sestavine. — § 88. Barvnost teles. — § 89. Mavrica. I. Iz nauka o kemiji. § 1. Zrak in njega sestavine. Zrak je plin brez barve, vonja in okusa ter obdaja zemljo' kroginkrog kot debela plast. Liter suhega zraka pod pritiskom ene atmosfere in pri temperaturi 0°C tehta 1-3 g. Živa bitja ga vdiha¬ vajo in bi brez njega ne mogla živeti. Na mnogih telesih opazujemo kaj različne izpremembe, ako so v dotiki z zrakom. Železo izgubi na zraku svoj sijaj in se prevleče z neko skorjo, ki jo imenujemo rjo. Pravimo, da železo na zraku zarjavi. Baker postane na zraku medel in temen, svinec medel in sivkast; vino se na zraku pretvori v ocet ali jesih. Še hitreje se pod vplivom zraka vrše izpremembe mnogih teles, ako jih segrevamo. Na razbeljenem železu se tvori temna skorja, ki še s kovanjem odlušči v drobnih listkih. — Če v železni posodi raz- talimo svinec in ga polagoma dalje segrevamo tako, da ima zrak ves čas do njega pristop, se na površju prevleče s sivkasto skorjo, ki se polagoma pretvori v rumen prašek. — Ako živo srebro na zraku dolgo časa segrevamo, se pretvori v rdeč prašek — rdeči precipitat imenovan, dočim se na zraku pri navadni temperaturi ne izpreminja. Da morejo gorljiva telesa goreti, potrebujejo zraka. Ogenj v peči ugasne, ako vratca tesno zapremo in s tem zraku zabranimo pristop do kuriva. Pa tudi z zrakom samim se vrše različne izpremembe. V za¬ prtem prostoru, v katerem se nahaja mnogo ljudi, postane zrak po¬ lagoma slab in nesposoben za dihanje; sveče, petrolejske svetilke začno slabo goreti ali pa celo ugasnejo. — Goreča vžigalica ugasne, ako jo držimo v zračjem toku, ki vzhaja iz steklenega valja petro¬ lejske svetilke. V čem obstoje izpremembe, ki jih opazujemo na telesih pod vplivom zraka in izpremembe, ki se vrše pri zraku samem, po¬ jasnjujejo tile poizkusi: Senekovič, Fizika II. 1 2 Poizkus: a) Oba pola magneta podkovaste oblike vtakni v drobne železne opilke, da jih precej na njiju obvisi, potem obesi magnet s poloma navzdol na eno skledico navadne trgovske tehtnice, v drugo skledico pa položi toliko uteži, da se tehtnica uravna. Ako se z gorečo vžigalico dotakneš železnih opilkov, se vžge vsa masa in žari nekoliko časa sama ob sebi, tehtnica pa se na to stran precej nakloni. Žareči železni opilki so se pod vplivom zraka pretvorili v neko novo telo — železov pepel imenovano, ki ima več svojstva železa, kajti magnet ne deluje več nanj. Ker pa je železov pepel težji kakor so bili opilki sami, se je ta pretvorba morala vršiti na ta način, da so si železni opilki prisvojili nekoliko zraka in se z njim spojih ali zvezali v novo tvarino. Poizkus: b) \ stekleno cev, ki je na enem koncu zavarjena, vtakni listek staniola, to je tenko razvaljanega kositra, na močnem plamenu raztegni potem odprti konec v drobno konico in jo zavari! Ko si cev na tehtnici iztehtal, jo segrevaj toliko časa nad plamenom vinskega cveta, da se staniol stali in postane sivkast. Ako cev potem ohladiš in iztehtaš, vidiš, da ima prav isto težo kakor pred segre¬ vanjem. Če cev s koničastim koncem držiš v vodo in pod vodo od¬ lomiš konček cevi, steče v cev nekoliko vode. Staniol si je pri segrevanju prisvojil nekoliko zraka (približno eno petino, kar ga je bilo v cevi) in se z njim spojil v novo telo — kositrov pepel. Poizkus: c) V stekleno posodo nalij vode, na vodo položi na kosu plute majhno porcelanasto skledico s koščkom fosforja. Črez to Slika l. pa povezni steklen zvonec, ki ima gori zamašeno grlo (slika i.). Fosfor na skledici vžgi skoz zvon- čevo grlo s segreto železno žico, nato pa grlo trdno zamaši. Fosfor gori nekoliko časa prav živahno, pri čemer se razvija belkast dim; potem pa ugasne, ne da bi ves zgorel. V zvoncu pa začne voda vzhajati tako, da zavzema ostali plin, 'ko se je ohladil, le štiri petine poprejšnje prostornine. Pri gorenju fos¬ forja nastali belkast dim pa voda polagoma vpije. Ker ne zgori ves fosfor, moramo sklepati, da v zvoncu ostali plin gorenja ne vzdržuje, marveč ga zadušuje. Da je to res, spoznamo tudi iz tega, da goreča trska, ki jo vtaknemo skoz grlo v zvonec, v tem plinu takoj ugasne. 3 Iz navedenih poizkusov izvajamo: Zrak sestoji iz dveh bistveno različnih plinov, kojih eden gorenje vzdržuje, služi dihanju in po- vzročuje, da se nekatere kovine z njim v dotiki na površju 1 zpr einin j a j o, drugi pa gorenje duši in di¬ hanju ne služi. Prvega imenujemo kisik, drugega dušik. Vsakih pet prostoru inskih delov zraka sesto ji iz približno enega dela kisika in štirih delov dušika. V zraku nahajamo še tudi vodene hlape, prah, pepel in majhne množine drugih plinov. § 2. Kemijske spojine. Iz poizkusov, popisanih v prejšnjem paragrafu, razvidimo, da se marsikatera telesa s kakim drugim telesom tako združijo, da nastane novo telo, ki se od sestavin bistveno razločuje. V železovem pepelu ali v rji ni več spoznati železa, prav tako v kositrovem pepelu ne kositra itd. Ako se dve telesi združita v novo tvarino, ki ima bistveno druga svojstva kakor telesi sami, tedaj pravimo, da sta se kemijsko spojili ali združili. Novo nastalo tvarino imenujemo kemijsko spojino. Pojavi, pri katerih se telesom njih tvarina ali snov iz- preminja, so kemijski pojavi ali kemijske presnove. Z mnogovrstnimi poizkusi so dognali tele zakone: Ako dve telesi zmešamo, potem iz te zmesi sesta¬ vine lahko izločimo mehaničnim potem, pri kemij¬ skih spojinah pa tega ne moremo storiti... 1.) Na primer v zmesi iz železnih opilkov in zdrobljenega žvepla s povečalnim steklom lahko razločuješ železo od žvepla; s krepkim magnetom odstraniš železo, ki na magnetu obvisi, dočim magnet na žveplo ne deluje. Če to zmes poliješ z vodo, posodo krepko streseš in črez nekoliko časa vodo prelijcš v drugo posodo, ostanejo v prvi posodi malone sami železni opilki, ki so se kot specifično težji usedli na dno; v drugi posodi pa je malone samo žveplo. Ako pa si narediš zmes iz 7 g železnih opilkov in 4 g žvepla, potem to zmes v stekleni cevi — epruveti — nad ognjem toliko segreješ, da zažari, potem žari še nekoliko časa sama ob sebi, menja svojo poprejšnjo barvo ter postane čmorjava in trdna. Sedaj ne l* 4 gori v zraku kakor žveplo, magnet ne deluje več nanjo, kakor na železo; v toploti se tali pri temperaturi, ki je višja kot tališče žvepla in nižja kot tališče železa. — Železo in žveplo sta se s segrevanjem kemijsko spojila v novo tvarino — železov sulfid ime¬ novano, ki tehta 11 g. Kadar se dve telesi kemijsko spojita, se i a z v i j e v seka ar toplota, dočim kaj takega pri mehaničnem mešanju n i k da r n e o p a z i m o... 2.) Mehanično mešati se dado telesa glede na težo in prostornino v vsakem poljubnem razmerju, ke¬ mijske spojitve pa se vrše v čisto določenih težin- skih, pri plinih tudi prostorninskih razmerjih.. .3.) Teža kemijske spojine je enaka vsoti tež 1 Slika 2. posameznih sestavin. (Zakon o ohranitvi teže in tvarine.)...4.), Kemijska spojitev se dostikrat da po¬ spešiti s segrevanjem sestavin ... 5.) Poizkus: V steklenici z ozkim a precej dolgim grlom (slika 2.) segrevaj rdeči precipitat. — Črez nekoliko časa se nabirajo na mrzlem delu grla drobne kroglice živega srebra in iz grla odhaja plin, v katerem se tleča trska vžge z živim plamenom. S segrevanjem razpada rdeči precipitat v tisti dve sestavini, iz katerih je postal. Pojav, pri katerem se kako telo razdružuje v dve ali več bistveno drugih tvarin, ime- #j|f» nujemo kemijski razkroj ali kemijsko analizo; o telesu pa pravimo, da se r a z k r a j a. Kemijsko spajanje dveh ali več teles imenujemo tudi kemij¬ sko sintezo. § 3. Kisik. Poizkus: V posebno narejeni stekleni posodi, ki se imenuje retorta in je v sliki 3. zaznamenovana z a, razgrevaj kalijev klorat ali klorovokisli kalij, to je belo kristalasto telo. Kalijev klorat se začne kmalu taliti; segrevaš li dalje, začne ti pri cevi b uhajati neki plin, v katerem tleča trska vzplamti do močnega svetlega plamena. Ta razvijajoči se plin je kisik. Da moreš ta plin prestrezati, ravnaj takole: Konec cevi b postavi v posodo polno vode (p n e v ni a t i š k o k a d i č k o), kakor kaže slika; potem napolni stekleno posodo do vrha z vodo, polni j jo s 5 stekleno ploščo in jo povezni na poseben luknjičast mostič pnevmatiške kadičke, tako da je odprtina posode nad koncem cevi b. Ako odtegneš stekleno ploščo, ( voda ne izteče iz posode, ker jo vzdržuje zunanji zračji pritisk. Ko pa se začne v reiorti a razvijati plin, odhaja skozi cev b v to posodo in tlači iz nje vodo. — Da dobiš v prestrezni posodi čist, z navadnim zrakom ne pomešani kisik, moraš izprva toliko počakati, da je razvijajoči se kisik iz retorte a in cevi b izgnal ves zrak. Kisik je plin brez barve in vonja, neko¬ liko težji kakor zrak; voda ga nekoliko vpija. Sam ne gori, pospe¬ šuje pa vsako gorenje. Tleča trska vzplamti v kisiku s svetlim pla¬ menom; žareče jekleno pero zgoreva v njem s plamenom in z glasnim praškom, da se iskri¬ ce razletavajo na vse strani; prav tako tudi žareče oglje. Žveplo gori v kisiku z lepim modrim plamenom, magnezij in fosfor s sijajnim plamenom. Natrij zgori v kisiku z rumenim plamenom v bel prah, ki se v vodi izlahka topi. Raztopina ima okus po lugu in pomodri rdečo lakmovo raztopino. Ako pihamo kisik skoz tanko cev v plamen vinskega cveta, dobi plamen toliko toplote, da moremo v njem taliti žice iz jekla in platine. Ker je v zraku tudi kisik, umejemo, zakaj dobi vsak ogenj višjo temperaturo, ako vanj pihamo zrak. (Kovač piha z me¬ hom, zlatar in urar s pihalnico itd.) — Dihanju je kisik neobhodno potreben, brez njega ni živalskega življenja. Kisik nahajamo snmočist ali nespojen v zraku, nekoliko ga ima v sebi tudi voda, sicer bi živali v vodi ne mogle živeti. Največ pa ga je spojenega z drugimi prvinami, tako da je glavna sestavina naše zemlje. Spajanje kisika s kakim drugim telesom imenujemo o k i s a j e ali o k s i d a c i j o; proizvode oksidacije pa okside. Pri vsaki oksidaciji se razvija toplota. Oksidacija se imenuje gorenje, če se razvijata obenem toplota in svetloba. Pri počasni oksidaciji 'ne čutimo toplote, ker se polagoma razvija in izgublja v prostoru. Slika 3. 6 Rjavenje železa, trohnenje, dihanje ljudi in živali itd. so pojavi oksidacije. Razkisati se pravi oksidu odtegniti kisik. Nekateri oksidi so v vodi raztopljivi; voda dobi kisel okus in pordeči modro lakmovo tinkturo. Ker niti voda niti oksid sama nimata tega svojstva, sklepamo, da sta se voda in oksid kemijsko spojila. Okside s tem svojstvom imenujemo kisle ali kislino- tvorne, njih spojine z vodo pa kisline. Druga vrsta oksidov se tudi topi v vodi, raztopina pa dobi okus po lugu, med prsti se čuti opolzla in pomodri rdečo lakmovo raz¬ topino. Taki oksidi so osnovni ali bazotvorni (osnovo- tvorni), njih spojine z vodo imenujemo baze ali osnove. Tretja vrsta okisov se ne topi v vodi, nima nobenega okusa in ne izpreminja lakmove barve; taki so nerazločni oksidi. § 4. Voda. Čista voda je prozorna, brez barve, vonja in okusa; utegne pa biti trdne, kapljive ali plinaste skupnosti (led, voda, vodene pare). Pri temperaturi 0° č zmrzne in se strdi v led; pri 100° C in pod pritiskom ene atmosfere zavre in se pretvarja v pare, pri navadni temperaturi pa se pretvarja v plinasto telo le na površju. Izmed vseh tekočin je najbolj razširjena, kajti pokriva tri.'četrti zemeljskega površja. Plinasta telesa vsrkava v veliki meri in topi tudi celo vrsto trdnih teles. Rastlinskim hi živalskim telesom je glavna sestavina. V prirodi vendar ni nikoli popolnoma čista, temveč ima v sebi raztopljenih vso vrsto teles Najbolj čista je kot deževnica m snež- nica, to je voda, ki nastane po taljenju snega in ledu. Navadna voda ima v sebi poleg raznih raztopljenih trdnih teles tudi nekoliko kisika in drugega plinastega telesa, ki se imenuje ogljikov dioksid. Ogljikov dioksid ji daje posebno prijeten okus ter jo usposablja, da more raztapljati raznovrstne soli. Vodo, ki ima v sebi mnogo ogljikovega dioksida, imenujemo slatino ali kislo vodo. Trda voda ima v sebi jako mnogo raztopljenih apnenih'soli; mehka prav malo. Sočivja v trdi vodi ne moremo kuhati, ker se pri kuhanju izločuje apno, ki lupine popolnoma pokrije, tako da se ne prekuha do jedra. Tudi za pranje taka voda ni dobra, ker se v njej milo razkraja v neraztopljivo tvarino, ki pada v belih kosmih na dno. i V morski vodi je raztopljene mnogo navadne soli, ki jo dobi¬ vamo z izparivanjem vode. Iz globočine prišla voda je časih topla ter ima v sebi raztopljenih soli in rudnin (mineralne ali rud¬ ninske vode). Tudi organske tvarine (živalske in rastlinske) se dostikrat na¬ hajajo v vodi. Te pa začno kaj rade gniti. Pri gnitju razvijajoči se plini dajo vodi neprijeten in smrdljiv vonj in okus; taka voda sploh ni zdrava za pijačo. Neprijeten vonj in okus ji jemljemo s tem, da jo precejamo skoz oglje. Pitna voda mora biti čista, brez barve ter imeti prijeten okus, ne sme biti ne preveč trda ne preveč mehka in mora imeti temperaturo od 7° do 10 ° C. Slika 4. Poizkus: V horizontalno ležečo epruveto iz težko raztop- ljivega stekla (slika 4.) daj na koncu pri a železni prašek, ki si ga z vodo prav močno namočil, na sredi cevi pri točki b pa nekoliko suhega železnega praška. Nato zamaši cev z zamaškom, v katerem tiči zakrivljena steklena cev, ki vodi v pnevmatiški kadički k pod prestrezni stekleni valj V, kakor kaže slika. Ako potem suh železni prašek pri b toliko segreješ, da popol¬ noma zažari, nato pa moker železni prašek pri a segrevaš, da začne voda izparivati, vzhajajo skoz stekleno cev zračji mehurčki, ki se nabirajo v valju V. Ko se je stekleni valj napolnil s plinom, ga vzdigni s pnevmatiške kadičke, pa tako, da ostane njegova odprtina navzdol obrnjena, in vtakni vanj tlečo trsko! Trska ugasne takoj, a plin v valju gori z zelo slabo svetečim plamenom. V valju V je bilo torej neko plinasto telo, ki ni navadni zrak, ni kisik in tudi ni dušik; to plinasto telo se imenuje vodik in je nastalo iz vodenih par, ki so od a tekle po razbeljenem železnem prašku pri b. 3 Železni prašek pri b postane črn prav tako, kakor železo, ki ga segrevamo na zraku; pretvoril se je v železov pepel ali železov oksid, prisvojivši si kisika, ki ga je moral dobiti od vodenih par. Voda je sestavljena iz kisika in vodika in je kemijska spojina iz teh plinov. Slika 5. § 5. Vodik. Poizkus. Na dno steklenice a (slika 5.) daj nekoliko kosov cinka! Grlo steklenice zamaši z zamaškom, v katerem tiči plinovodna cev c in livnik b, ki seza do dna, kakor kaže slika. Skozi livnik nalij v steklenico z vodo razredčene žveplove kisline toliko, da je steklenici do tretjine polna. — Kmalu začne v steklenici šumeti, skozi plino¬ vodno cev pa odhaja neki plin, ki ga moreš istotako prestrezati v steklenih posodah, kakor smo učili pri kisiku. Ta razvijajoči se plin je brez barve, vonja in okusa, najlažji izmed vseh plinov (14%krat lažji kot zrak; iiter tega pli¬ na tehta le 0-09 g ). Imenuje se vodik. Goreča trska, ki jo vtakneš v vodik, ugasne v njem, vodik sam pa se užge ter gori s slabo svetečim a zelo vročim plamenom; živali poginejo v njem. To¬ rej vodik ne služi gorenju in dihanju, sam pa gori in razvija pri tem jako mnogo toplote. Poizkus: Plinovodno cev c drži v milno raztopino! Iz te vzhajajo potem mehurčki polni vodika. Ako se takega mehurčka do¬ takneš z gorečo svečo ali trsko, razpokne mehurček z močnim pokom. Vodik, pomešan z zrakom ali s kisikom, daje zelo razpokljivo zmes, pokalni plin imenovano. Poizkus: V posodi a (slika 5.) razvijaj vodik, plinovodno cev pa napelji v drugo cev, v kateri je klorkalcij. Klorkalcij jemlje odhajajočemu vodiku vso mokroto. Ko si se uveril, da iz cevi odhaja čist vodik brez primešanega zraka, vžgi uhajajoči vodik, nad pla¬ menom pa drži steklen zvonec! — Kmalu se zvonec orosi, kar kaže, da se v zraku goreč vodik spaja s kisikom v vodene pare, ki se na steklu zgoščujejo v vodene kapljice. 9 V prirodi je vodik zelo razširjen, vendar ne samočistali ne- spojen, ampak le v spojinah. Največ ga je spojenega s kisikom (voda); organskim tvarinam je bistven del. Z vodikom napolnjeno posodo moraš držati navzdol obrnjeno, ko jo snameš s pnevmatiške kadičke, sicer ti vodik takoj izgine. (Zakaj?) Ko se v posodi a (slika 5.) razvija vodik, zgineva cink, se vedno manjša, tekočina pa postaja gostejša. — Ce to tekočino precedimo, potem pa toliko časa kuhamo, da izparimo malone vso vodo, dobimo v posodi brezbarvne drobne kristale neke soli, ki je očividno nastala iz cinka in žveplove kisline. Ta sol se imenuje bela galica ali cinkov vitrijol. § 6. Morska voda. Brom. Jod. Kakor smo že omenili, ima morska voda v sebi prav mnogo kuhinjske soli in po nekoliko tudi drugih soli. V vsakih 100 g morske vode nahajamo približno 3 -b g soli. V morski vodi pa so raztopljene tudi druge tvarine, ki prehajajo potem v telesa morskih živali in rastlin. Iz pepela morskih rastlin se dobivata tvarini brom in j od. Brom je rjavkastordeča, neprijetno dišeča in strupena teko¬ čina. Da ne izhlapeva, treba jo hraniti pod vodo. — Služi nam ali sam ali v spojinali v zdravilstvu in v fotografiji. j o d je pri navadni temperaturi trdna, grafitu podobna in strupena tvarina, ki vonja podobno kakor brom. V vodi se slabo topi, izlahka pa v alkoholu in etru. V alkoholu raztopljenega ime¬ nujemo jodovo tinkturo. Na zraku ležeč se pretvarja pola¬ goma, pri segrevanju pa hitro v vijoličaste hlape, ki se z ohlajenjem zgoščujejo v majhne iglice in luske. Škrob dobiva po jodu posebno vijoličasto barvo. — Jod služi v zdravilstvu, posebno pri boleznih na žlezah, in tudi v fotografiji. § 7. Kemijske prvine. Atomi. Atomske teže. Mnoga telesa se dajo razkrojiti v dve ali več tvarno različnih teles, na primer rdeči predpitat v živo srebro in kisik, voda v vodik in kisik. Našli pa so vendar telesa, katerih doslej ni bilo mogoče razkrojiti v tvarno različna telesa, na primer železo, živo srebro, kisik itd. Take kemijsko nerazkrojne tvarine imenujemo kemijske prvine. Doslej je znanih blizu 80 prvin; iz teh prvin in njihovih spojin je sestavljena naša zemlja in tudi vsa druga nebesna telesa. Prvine delimo običajno v kovine in nekovine. Kovine so, izvzemši 10 živo srebro, pri navadni temperaturi trdna, neprozorna, v vodi ne- raztopljiva in vlečna telesa, dobri provodniki toplote in elektrike ter imajo tudi neko posebno svetlost (kovinsko svetlost). Kovine se imenujejo lahke, če imajo manjšo specifično težo nego 5, sicer pa so težke. Nekovine so nekatere trdne, nekatere kapljivo tekoče, ne¬ katere plinaste. Po svojih svojstvih se med seboj kaj zelo razlikujejo. Najmanjše dele, v katere se da kako telo z mehaničnimi sredstvi razdeliti, imenujemo molekule. Te sestoje iz iste tvarine, iz ka¬ tere je sestavljeno vse telo. Kemija pa.nas uči, da molekule ne morejo biti najmanjši deli tvarine, kajti vsaka molekula rdečega precipitata sestoji iz živega srebra in kisika, vsaka molekula vode iz vodika in kisika. Najmanjše dele prvin, ki se nahajajo spojeni v molekulah, ki jih pa ne moremo z nobenim sred¬ stvom dalje razdeliti, imenu jemo atome. Molekule obstojajo same zase, atomi pa ne. Če izstopijo atomi iz kake kemijske spojine in najdejo druge prvine, s katerimi se- lahko spajajo, tedaj se neposredno s temi spojijo v molekule novih spojin, če pa takih drugovrstnih atomov ni, potem se atomi iste tvarine združujejo v molekule. Vsaka molekula katerekoli prvine ali spojine sestoji najmanj iz dveh atomov. Molekule različnih teles se vobče razlikujejo po svoji teži in velikosti. Iz mnogih dejstev pa sklepamo, da se nahaja v enakih prostorninah plinastih teles pri isti tempe¬ raturi in pri istem pritisku enako število molekul. (Avogadrova hipoteza.) Vsak atom ima svojo težo, ki pa se neposredno ne da določiti. Z natančnim tehtanjem so dognali, da tehta pod pritiskom ene . atmosfere in pri temperaturi 0°C en liter vodika 0-09 g, en liter kisika 1-44 g; en liter kisika ima torej 16krat večjo težo kakor pri istih razmerah en liter vodika. Ker je pri istern pritisku in pri isti temperaturi v enem litru vodika prav toliko molekul kakor v enem litru kisika in ker sestoji vsaka molekula vodika in vsaka molekula kisika iz dveh atomov, tedaj mora biti vsak atom kisika 16 krat težji nego en atom vodika. Vzamemo li težo enega atoma vodika za enoto atomske teže, potem je teža enega kisikovega atoma = 16. 11 Na podoben način so kemiki spoznali utežna razmerja med atomi vseh prvin in dognali, da ima vodikov atom najmanjšo težo. Vzeli so jo za enoto atomske teže ter izračunali, kolikokrat so težji atomi drugih prvin. Dognali pa so tudi, da so težinska raz¬ merja atomov ista, kakor težinska razmerja, v ka¬ terih se spajajo prvine. V naslednji tabeli so naštete najvažnejše kemijske prvine; pri¬ stavljeni so jim kemijski znaki in atomske teže. V prvem vertikalnem stolpcu stoji slovensko ime prvine, pri nekaterih tudi latinsko, in sicer pri onih, katerih latinsko ime se drugače glasi ali z dru¬ gimi črkami začenja kakor slovensko; v drugem razredku je kemijski znak prvine, v tretjem atomska (obenem tudi spojinska) teža. Znaki prvinam so začetne črke njih latinskega imena,.na primer znak za vodik (Hydrogenium) je H. Izmed dveh prvin z isto začetno črko dobiva pozneje znana k prvi črki še drugo; na primer žveplo (Sulfur) ima znak S, kositer (Staunum) pa Sn itd. § S. Kemijska pisava. S kemijskimi znaki, ki so navedeni v prejšnjem paragrafu, ne zaznamenujemo samo prvin, ampak obenem tudi težinska razmerja, v katerih se prvine spajajo. 12 Tako znači H en atom vodika z atomsko težo 1, O en atom kisika z atomsko težo 16 itd. S temi znaki zaznamenujemo tudi sestavo molekul iz atomov s tem, da stavimo znak k znaku. Kemijski znak ali kemijska formula za rdeči precipitat ali oksid živega srebra je HgO, kar znači, da sestoji ena molekula te tvarine iz enega atoma živega srebra in enega atoma kisika, da sta si v vsaki molekuli teža živega srebra in teža kisika kakor 200:16 in končno, da tehta vsaka molekula te tvarine 200 + 16 = 216. Kadar se nahaja v molekuli kake spojine več atomov ene in iste prvine, zaznamenujemo to tako, da pristavimo znaku prvine spodaj na desni še kazalec. Kemijska formula za vodo je: H 2 0, kar pove, da sta v vsaki molekuli vode dva atoma vodika in en atom kisika in da tehta ena molekula vode TX 2 + 16 = 18. Več molekul kakega telesa zaznamenujemo s koeficijentom; na primer 3H„0 pomeni tri molekule vode. Kemijske presnove zaznamenujemo z enačbami. Pred enačaj stavimo prvine ali njih spojine pred medsebojno spojitvijo, za ena¬ čajem pa proizvode spojitve. Take enačbe imenujemo potem črteže kemijskih presnov. Na primer h 2 + o = H 2 0 pomeni, da se spajata po dva atoma vodika in en atom kisika v Mio molekulo vode, ah 2H a + O a = 2H 2 0 pomem, da dobimo iz dveh molekul vodika in ene molekule kisika dve molekuli vode. 2H 2 0 = 2H 2 + 0 2 pa izraža, da se dve molekuli vode (i+O) razkrojita v dve molekuli vodika (H.) in eno molekulo kisika (0 2 ). § 9. Ogljik. Ogljik se nahaja samočist in kristaliziran kot diamant in grafit, brezličen kot oglje. Skupnosti je trdne, brez okusa in vonja, ne da se staliti, niti v kaki kapljevini stopiti; edino le taljeno železo ga nekoliko topi. Vsaka organska tvarina ima v sebi več ah manj ogljika, radi tega je ogljik poleg kisika in vodika v prirodi najbolj razširjena prvina. 13 Dumi ant je znan po svoji trdosti (steklarji režejo z njim steklo), sijaju ter menjavanju barv (veliki lomljivosti svetlobe). Ob¬ enem je tudi krhek in se da zmleti v droben prah. V kisiku zgoreva brez vsakega pepela. Grafit ali tuha je iudi kristaliziran ogljik, toda ne tako čist kakor diamant; gostota mu je 2-25. Grafit je sivkastočrn, kovinskega sijaja, na papirju pušča barvo (uporabljamo ga za svinčnike). Ker še bolj nerad gori kakor diamant, delajo iz njega posode za talitev različnih tvarin. Brezličen ogljik, oglje, se tvori, ako gore organske tvarine in jim primanjkuje zraka. Pri takem gorenju odhajajo razne plinaste ogljikove spojine, čisti ogljik pa ostaja; primešanih pa ima še neko¬ liko tvarin, ki ostanejo pri gorenju kot pepel. Lesno oglje dobivamo s tem, da les v posebnih kopah ali ogljenieah počasi zgoreva a ne dobiva zadosti zraka. Lesno oglje je zelo luknjičavo ter vsrkava vonjave pline in barvila v veliki množini. Z njim čistimo smrdljivo vodo kakor tudi rjavkasti sladkorni sok na ta način, da te tekočine precejamo skoz oglje. Služi nam tudi kot izborno gorivo. Kostno oglje dobivamo na podoben način kakor lesno oglje z razžarivanjem kosti v zaprtih posodah. Saje se izločajo, iz plamena gorečega lesa, oglja, smole, pe¬ troleja itd., ako držimo vanj kak hladen predmet ali če primanjkuje plamenu kisika ( zraka). Koks je oglje, ki se dobiva z razžari vanjem premoga v za¬ prtih posodah (retortah) pri izdelovanju svetilnega plina i.dr. Služi nam kot izborno kurivo. Šota in razne vrste premoga imajo v sebi 45 do 95%, ogljika; imenujemo jih prirodno ali fosilno oglje. To oglje se tvori s tem, da mahovi, listje, trave, drevje pod vodo, blatom ali prstjo polagoma gnijo, ne da bi mogel zrak do njih. § 10. Ogljikov oksid. Kadar gori ogljik, pa ne dobiva zadosti zraka, oziroma v njem se nahajajočega kisika, se tvori neki posebni plin brez barve, vonja in okusa, ki je zelo strupen in se imenuje ogljikov oksid (CO). V zraku, ki je z njim nekoliko pomešan, začne človeka boleti glava 14 in obhajati omotica; v večjih množinah vdihan usmrti ljudi in živali. V zraku gori z modrikastim plamenom ter se spaja s kisikom v ogljikov dioksid. Majhni modrikasti plamenčki, ki jih opa¬ zujemo na žarečem oglju, so goreč ogljikov oksid. Ako v peči zapremo zaklopnico, ne da bi oglje popolnoma zgo¬ relo, se razvija ogljikov oksid, ki se razširja po sobi in utegne ljudi udušiti. (Zato treba pri zapiranju peči previdnosti.) §11. Ogljikov dioksid. Kadar gori oglje v čistem kisiku ali kadar gori ogljikov oksid, se razvija neki plin posebne vrste, ki se imenuje ogljikov di¬ oksid ali dvokis. Njegov kemijski obrazec je C0 2 . Večje množine tega plina dobiš s temle poizkusom. V steklenico, ki smo jo opisali v sliki 5., daj nekoliko kosov zdrobljenega marmorja (ogljikovokislega apna), potem pa nalij skoz livnik z vodo razredčene solne kisline. V steklenici začne šumeti, skoz plinovodno cev pa uhajati plin, ki ga lahko prestrezaš v po¬ konci stoječi posodi. Ta plin je ogljikov dioksid. Ogljikov dioksid je plin brez barve, nekoliko kislega okusa ter T5krat težji nego zrak. Zato ga'lahko prelivamo iz posode v posodo kakor vodo. Goreče tvarine ugasnejo v njem, živa bitja se uduše; torej ne služi ne gorenju ne dihanju. Voda vsrkava ogljikov dioksid precej pohlepno, posebno pri nizki temperaturi ali ako ga vanjo pritiskamo, ter dobi potem malo kiselnat, prijeten in krepilen okus (sodovica). Da zvemo, se li voda in ogljikov dioksid samo mehanično me¬ šata ali pa kemijsko spajata, treba le, da vodi prilijemo nekoliko modre lakmove tinkture ter potem vanjo napeljemo ogljikovega dioksida. Lakmova tinktura dobi rdečo barvo, kar nam javi, da sta se voda in ogljikov dioksid kemijsko spojila v kislino, ki jo zovemo ogljikovo kislino. Ortež te presnove je C0 2 + H 2 Q — H_>C0 3 . Če ogljikovo kislino segrevamo, razpade zopet v vodo in ogljikov dioksid, kar spoznamo po uhajajočih mehurčkih in na lakmovi tinkturi, ki dobiva zopet modro barvo. Ogljikova kislina pa tudi razpade, kadar se pritisk nanjo zmanjša. (Sifoni in pokalice.) 15 Ako ogljikov dioksid zelo močno stiskamo, se zgosti v tekočino, ki pa se takoj pretvori v plin, ko neha pritisk. Pri tem zelo naglem razhlapenju se utaji toliko toplote, da ogljikov dioksid takoj zmrzne v čel prah. Nekateri vrelci imajo v sebi obilo ogljikove kisline, imenujemo jih slatine ali k i s e 1 i c e. Ogljikov dioksid puhti ponekod blizu ognjenikov tudi iz zemlje ter se nabira v najnižjih zračjih plasteh (Pasja jama blizu Neapolja); razvija se tudi pri alkoholskem vrenju in povsod, kjer gore ali gnijo ogljičnata telesa. Ljudje in živali ga izdihajo. Ogljikov dioksid ima velik pomen za rastlinsko življenje. Rast¬ line ga iz zraka vdihajo in razkrajajo; ogljik si prisvajajo, kisik pa izdihajo. § 12. Klor. Ako v retorti, kakršno smo opisali v sliki 3., polagoma segrevaš zmes iz zdrobljenega rjavega manganovca in solne kisline, se raz¬ vija plin rumenkastozelene barve in neprijetnega vonja, ki ga lahko prestrezaš v pokonci stoječi posodi. Ta plin se imenuje klor (Cl). Ako ga vdihaš, draži pljuča, sili h kašlju in k pljuvanju krvi, torej je strupen. Ker se da prestrezati v odprtih, pokonci stoječih posodah, je težji nego zrak (2-45krat). Voda ga vsrkava precej pohlepno, z njim nasičena se imenuje klorovnata voda. Goreča trska ugasne v kloru, svetilni plin pa v njem gori prav tako kakor v zraku. Fosfor se vname v kloru sam od sebe in zgori s slabo svetečim plamenom, pri čemer se razvijajo rumen¬ kaste pare, ki se ob stenah posode zgoščujejo v rumen prašek; prav tako se v kloru vnamejo zlate pene, to je zlitina bakra in cinka. Segret natrij zgori v kloru v bel prašek slanega okusa, v ka¬ meno sol. Rastline in barvano blago izgube v kloru svojo barvo. Klor razkraja nekatere barve, zaraditega belimo z njim platno, bombaž, slamo itd. S klorovnatim apnom, to je z žganim apnom, skoz katerega je krožil klor, razkužujemo zrak, ker klor uničuje marsikatere v zraku se nahajajoče provzročitelje bolezni. Spojine klora s kovinami imenujemo kloride. Kamena sol je natrijev klorid. 10 § 13. Žveplo. Žveplo je telo svetlorumene barve, zelo krhko, brez posebnega vonja in okusa. Če ga drgnemo, dobi neki posebni vonj in postane električno. V vodi se ne topi, i zlahka pa v alkoholu, etru in v vodi¬ kovem žveplecu. Ko izhlapeva raztopilo, se žveplo useda na dnu v obliki malih kristalov. — Žveplo je slab provodnik toplote in elek¬ trike. — V zraku gori z modrim plamenom. Če žveplo segrejemo do 111° C, se stali v redko, rumeno, ne¬ koliko medu podobno tekočino, ki postaja po nadaljnjem segrevanju pri temperaturi 150 do 160° C rjava in žilava, pri 250° C tako gosta in žilava, da je ne moremo iz posode izliti. Pri 440° C se vnovič razredči in zavre, pri čemer se pretvarja v rdečkastorjave pare. Ako te pare ohladimo, dobimo prah, žveplov cvet imenovan. Žveplo se nahaja v prirodi samočisto, posebno blizu ognjenikov (v Siciliji in Izlandijij, dalje med laporoin in apnencem. Največ pa ga je spojenega s kovinami v rudah, v žveplovokislih soleh, na pri¬ mer v mavcu, beli in modri galici itd. Čisto žveplo dobivamo deloma v prirodi sami, deloma z izpari- vanjem iz njegovih spojin. Uporabljamo ga za žveplenke, smodnik, zdravila itd. Z njim potrošamo grozdje, ako se ga lotijo bolezni itd. Žveplo se kaj rado spaja s kisikom, z vodikom in s kovinami. Njegove spojine s kovinami imenujemo sulfide. — (Železov sulfid, glej stran 3.) « § 14. Žveplov dioksid, žveplova kislina. Poizkus: Na širok krožnik vlij nekoliko vode; v majhno skle¬ dico, ki stoji više kakor voda, daj nekoliko žvepla in na stojalo nad žveplom položi mokro slamo, rdeče cvetlice in košček v modro lakmovo tinkturo namočenega papirja. Nato vžgi žveplo in povezni črez vse stekleni zvonec (slika 6.). Vkratkem ugasne modri plamen, s katerim gori žveplo, slama in cvetlice izgube svojo barvo ter popolnoma oblede, v lakmovo tinkturo namočen papir pa postane rdeč. Ako privzdigneš steklen zvonec, se razširja plin zelo ostrega vonja, ki sili h kašlju. — Ta plin je pri gorenju žvepla nastala spojina žvepla in kisika in se imenuje žveplov dioksid ali žve¬ plov dvokis; njegov kemijski obrazec je S0 2 . Slika 6. 17 Žveplov dioksid je plin brez barve, zelo rezkega okusa in sili h kašlju. Živali poginejo v njem, goreča trska pa ugasne. Voda ga rada vpija in dobi, ako je z njim nasičena, isti vonj in okus kakor plin. Z vodo se spaja ta plin v žveplenasto kislino (S0 2 + H,0 - H 2 S0 3 ). Žveplov dioksid in žveplenasto kislino rabimo za beljenje slame, volne, svile, slonove kosti in kot razkuževalno sredstvo. Kemiki so s poizkusi dognali, da se žveplov dioksid s kisikom spaja v žveplov trioksid (S0 3 ) ali anhidrid žveplove kisline. To je bela tvarina, ki zelo hlastno vsrkava vodo in se z njo spoji v žveplovo kislino (S0 3 -|-H 2 O — H 2 SO.,). Čista žveplova kislina, tudi angleška žveplova kislina imeno¬ vana, je brezbarvna, oljasta tekočina, jako jedka in vode pohlepna. Ako je nekoliko vlijemo v tankem curku v vodo, se obe takoj izdatno segrejeta. Če pa vlijemo nekoliko kapljic vode v žveplovo kislino, se voda takoj pretvori v pare, ki razprše tekočino vsled svoje razpenjavosti. Žveplova kislina odteguje zraku hlape, jemlje rastlinam in žival¬ skim tvarinam vodo, oziroma kisik in vodik, ter jih razdene in zogleni. Njena gostota je 1-84, pri 326° C zavre ter pušča na zraku megle. S kovinami se kaj rada spaja v soh, posebno če je z vodo ne¬ koliko razredčena. Proizvode take spojitve imenujemo sulfate. Ako v stekleni posodi polijemo nekoliko koščkov cinka z raz¬ redčeno žveplovo kislino, začne šumeti, na piano uhaja vodik (§ 5.), cink pa razpada in izgineva prav tako kakor raztopljiva telesa, kadar se v kaki tekočini tope. Zato tudi časih pravimo, da se c i n k v razredčeni žveplovi kislini topi ali da je v njej raztopi j iv. V resnici pa se cink ne topi, marveč se vrši z njim posebna kemijska presnova, kajti ako izparivamo v posodi ostalo tekočino, ne dobimo več cinka, ampak belo, kristalasto telo, ki se imenuje bela galica, cinkov vitrijol ali cinkov sulfat (ZnS0 4 ). ' Žveplova kislina se dobiva s tem, da zgoreva žveplo v zraku, dotikaje se vode in solitrne kisline (HNO,.). Pri zgoretju žvepla nastali žveplov dioksid jemlje solitrni kislini kisik in vodik ter se pretvarja v žveplovo kislino. To je tako imenovana angleška žveplova kislina. Razen te je običajna v trgovini tudi še kadeča se žveplova kis¬ lina, nordhausenska ali češka žveplova kislina (hudičevo olje). Ta se dobiva s prehlapanjem suhe, brezvodue železove galice; je oljasta in rjava ter pušča na zraku megle. Kadeča se žveplova kislina ni čista, primešan ima žveplov Senekovič, Fizika II. 2: 18 trioksid (SO a ), ki na zraku odhaja ter se spaja z vodo v pare žveplove kisline. Žveplova kislina se kaj mnogovrstno uporablja; rabimo jo pri galvanskih členih, elektriških akumulatorjih, v barvarstvu, strojarstvu, pri beljenju, pri izdelovanju sodovice i. dr. § 15. Žveplovodik. Slika 7. Poizkus: V stekleno posodo (slika 7.) daj nekoliko železovega sulfida z razredčeno žveplovo kislino ter segrevaj to zmes. Črez ne- koliko-časa začne pri cevi a uhajati plin, ki smrdi po gnilih jajcih in užgan gori z modrim plamenom. Steklena posoda, ki jo povezneš črez ta plamen, se orosi. Pri pla¬ menu zapaziš tudi vonj po žveplovem dioksidu. Iz tega izvajaj, da v plamenu zgorevata vodik in žveplo. Ta plin je žveplovodik; njegov kemijski obrazec je H 2 S. Žveplovodik je brezbarven, gorljiv in zoprno dišeč, pljučam škodljiv plin. Voda ga kaj rada vpija ter dobiva neprijeten, smrdljiv okus in pordečuje modro lakmovo tinkturo. Vodo, ki ima v sebi obilo žveplovodika, imenu¬ jemo žveplovodikovovodo. Žveplovodik se razvija, kjer gnijo take organske tvarine, ki imajo v sebi žveplo (n. pr. jajca), nahaja pa se tudi v mnogih vrelcih (Varaždinske toplice, Baden pri Dunaju) in v vulkanskih plinih. Mnogo kovin, n. pr. baker, srebro, nikelj, se v žveplovodiku po¬ črni; tvorijo se namreč kovinski sulfidi. § 16. Fosfor. Fosfora v prirodi ne dobimo samočistega, ampak le v spojinah. Mnogo ga je spojenega z raznimi rudninami. Ko te preperevajo, prehaja iz njih v zemljo, iz zemlje pa si ga prisvajajo rastline; potem rastlinske hrane prihajajo fosforove spojine v človeška in živalska telesa. V možganih, živcih, jajcih, mesu, posebno pa v kosteh je mnogo fosfora. Čisti fosfor je prozoren, svetel, pri navadni temperaturi mehek kakor vosek, v mrazu krhek ter vonja po česnu. Na zraku pušča bele pare, ki se v. temi svetijo. Pri 44" C se tali, pri 290 0 C pa zavre in se pretvarja v brezbarvne pare. V suhem zraku se kaj rad vžge, časih zadošča že toplota roke, posebno ako ga nekoliko drgnemo. Hraniti ga je treba pod vodo, da ne more zrak do njega; sploh se mora z njim prav previdno 19 ravnati, ker je zelo strupen. Navadni fosfor se pretvori v rdeči fosfor, ako ga izpostavimo dalje časa svetlobi, ali ako ga v zraku brez kisika segrejemo od 240 do 250° C. Rdeči fosfor je brezličen prah brez vonja in okusa ter ni strupen. V temi se ne sveti, vžge se šele pri 260 l°C. Fosfor rabimo kot strup za miši in podgane, pri vžigalicah itd.; njegove spojine so rastlinam glavna hrana. Vžigalice se izdelujejo iz mehkega lesa na tale način. S po¬ sebnimi stroji se les razžaga in potem razkolje na drobne klinčke enake dolžine. Približno 2000 takih klinčkov utrdi delavec v po¬ sebnem okviru tako, da leže vsi konci v eni in isti ravnini; potem pomoči vse konce v raztopljeno žveplo (žveplenke), v parafin ali stearin (salonske vžigalice). Ko se je ta masa strdila, pomoči jih istotako v n etilno tvarino ali netivo. Žveplo, oziroma parafin ali stearin in netivo tvorita na vžiga¬ licah njih glavice. Netilna tvarina sestoji iz fosfora, arabskega gumija ali kleja in rjavega manganovca ali kake druge tvarine, ki ima v sebi obilo kisika, ki se z vodo zmešajo v precej gosto kašo. Časih se tej zmesi pri denejo tudi barvila, po katerih dobe glavice svojo barvo. Vžigalice vžigamo s tem, da njih glavice drgnemo ob kaki hrapavi ploskvi. Po toploti, ki nastane pri drgnenju, se vžge fosfor, od njega žveplo, oziroma parafin, stearin, od tega pa les. Fosfor sam bi. tako hitro zgorel, da bi se les v tem kratkem času ne mogel vžgati. . Glavice švedskih ali v a r n o s t n i h vžigalic nimajo fosfora, ampak so narejene iz kalijevega klorata, antimonovega sulfida in kakega lepiva Kalijev klorat izlahka oddaja kisik, antimonov sulfid pa rad gori. Ploskev, ob kateri vžigamo te vžigalice z drgnenjem, je pomazana z zmesjo iz rdečega fosfora, steklenega prahu in kleja. § 17. Apno. Poizkus: Večji kos marmorja iztehtaj in ga daj v ogenj, da se v njem popolnoma razbeli. Ako ga potem vzameš iz ognja in, ko se je ohladil, vnovič iztehtaš, vidiš, da je izgubil v ognju malone polovico svoje teže. Poleg tega pa tudi lahko spoznaš, da je v ognju razbeljen marmor dobil druga svojstva kakor jih je imel poprej. 2 » 20 Navadni marmor zasumi in vzkipi, če ga poliješ s solno kislino (primerjaj v § 11. popisani poizkus); ne vzkipi pa, če je bil v ognju razbeljen. Marmor se je v ognju pretvoril v drugo telo, ki se imenuje žgano apno. Isto opazujemo, ako žgemo sploh kak apnik. Natančno preiskovanje uči, da apnik v ognju razpade v dve različni telesi, v apno in ogljikov dioksid, ki je pri žganju ušel. Apnik je kemijska spojina iz kalcija (Ca), to je neke svetlo- rumene kovine s specifično težo 1-58, ki se v prirodi nahaja le v spojinah iz ogljika in kisika, imenujemo ga tudi kalcijev karbonat in je njegov kemijski obrazec CaC0 8 . Mo ga žgemo, izstopi ogljikov dioksid (C0 2 ) ter ostane še spojina CaO,ki jo imenujemo žgano apno. Žgano apno je jedkega okusa, razjeda organske tvarine, na primer platno, papir itd.; zaradi česar ga imenujemo tudi. jed k o apno. — Čisto jedko apno je belo in se v ognju ne tali, a hlastno vsrkava vodo. Ako ga malce polijemo z vodo, se napihne in močno segreje tako, da precej vode izpari, ter razpade v suh bel prah, gašeno apno ali kalcijev hidroksid (CaH 2 0 2 ). — Na vlažnem zraku razpada žgano apno samo ob sebi v prah, ker vleče iz zraka vlago nase in se tako samo gasi. Če gašenemu apnu prilijemo več vode, se naredi iz njega apnena kaša, ki se v večji množini vode pretvori v mleku po¬ dobno tekočino, apneno mleko ali belež. Če vržemo približno en gram žganega apna v tri četrt litra vode, se v njej popolnoma raz¬ topi. Taka raztopina j.e brez barve ter se imenuje apnena voda. Rdeč lakmov papir postane v raztopini žganega apna moder; zato moramo žgano apno ali kalcijev hidroksid prištevati bazam. Žgano apno, ki je dalje časa ležalo na zraku, postane težje in zašumi kakor apnik, če ga polijemo s solno kislino. Iz tega skle¬ pamo, da si iz zraka, v katerem se vedno nahaja nekoliko ogljikovega dioksida, polagoma prisvaja ogljikov dioksid in se s tem pretvarja v apnik ali kalcijev karbonat. Žgano apno nam služi zelo mnogovrstno. Krznarji in strojarji polagajo živalske kože v apneno mleko, da jih zrahlja ter da se potem lahko odstrga dlaka. Zidarji ga rabijo za beljenje; služi tudi pri čiščenju sladkornega soka, kot razkuževalno sredstvo itd. Po¬ sebno mnogo ga porabljajo zidarji za malto. 21 § 18. Malta. Z račja malta je zmes od gašenega apna, peska in vode. V katerem razmerju je treba mešati te tri sestavine, je odvisno od kakovosti apna. Malto rabimo kot klej, ki pri zidovju veže opeko in kamenje. Na zraku voda polagoma izhlapi, malta se posuši, apno pa vsrkava iz zraka ogljikov dioksid in se polagoma pretvarja v kalcijev karbonat. Obenem pa se del apna spoji s peskom v zelo trdno tvarino, kremenokislo apno ali kalcijev silikat, ki se opeke in kamenja zelo trdno prime. Ker se apno v vodi topi, ne moremo za stavbe pod vodo rabiti zračje ali navadne malte. Za take stavbe se dela malta iz hidrav¬ ličnega apna ali cementa, ki se dobi z žganjem neke vrste laporja, to je nekoliko z glino onečiščenega apnika. Zmes od cementa, peska in vode postane tudi pod vodo v kratkem času trdna kakor kamen in se potem imenuje beton. Iz cementa izdelujejo tudi razne kamenate izdelke, na primer cevi za kanale, razne nakite pri stavbah, stopnice, sohe itd. § 19. Kamena ali kuhinjska sol. Natrij. Kuhinjska ali kamena sol se nahaja v prirodi samorodna v obliki kock ali pa je gručava. Čista kamena sol je bela in prozorna kakor steklo, dostikrat je pomešana z ilovico, apnikom ali kako drugo tvarino, ki ji daje ali rdečo, zeleno, modro ali sivo barvo. Zelo mnogo kamene soli pa je raztopljene v morski vodi (malone 2-5 %), v nekaterih jezerih, v rudnicah in toplicah; po ne¬ koliko je nahajamo tudi v vodnjakih in potokih. Čisto kameno sol kopljejo in lomijo kakor drage rade. Ako je pomešana z dragimi tvarinami, jo raztope v vodi, pri čemer se pri¬ mešane neraztopljive primesi usedejo na dno. Nastala raztopina se zove slanica. Slanico varijo potem v solovarnicah v plitvih ponvah, da voda izhlapi in v ponvi ostane varjena sol. Iz morske vode se dobiva sol v posebnih gredicah. V- ta namen napeljejo morsko vodo v plitve jame, kjer voda polagoma izhlapi, sol pa ostane v obliki drobnih kristalov. Tako sol imenujemo morsko sol. Kamena sol ima značilen prijeten okus, se topi v vodi, v veliki vročini se tali in pretvarja v pare; na zraku se navzame vlage. 22 Kamena ali kuhinjska sol je potrebna začimba našim jedilom; jako dobro tekne tudi živalim. Z njo solimo meso, da si ga več časa varujemo gnilobe. Služi tudi kot gnojilo ter za izdelovanje sode, solne kisline, mila, stekla itd. iz česa obstoji sol, zvemo po teh dveh poizkusih: a) Plamen vinskega cveta je navadno temen; če pa v vinski cvet vržemo le zrnce kuhinjske soli, da se v njem raztopi, dobi plamen takoj rumeno barvo. Isto opazujemo, če pomočimo železno žico v raztopino soli in jo nato držimo v sicer temen plamen vinskega cveta ali svetilnega plina. Ker smo pri poizkusih s kisikom (§ 3.) spoznali, da gori natrij v kisiku z rumenim plamenom, moramo sklepati, da se v kuhinjski ali kameni soli nahaja prvina natrij. b) Ker smo pri poizkusih s klorom (§ 12.) spoznali, da zgori natrij v kloru v bel prašek slanega okusa, v kameno sol, mora v soli biti tudi prvina klor. Z raznimi drugimi poizkusi so kemiki dognali, da je kamena sol spojina iz natrija in klora, in sicer, da sestoji vsaka mole¬ kula kamene soli iz po enega atoma natrija in klora. Kemijski obrazec kamene soli je NaCl. Natrij je srebrnobeia, pri navadni temperaturi kakor vosek mehka kovina. Na zraku precej hitro oksidira; tali se pri temperaturi 96° C. Ako vržemo košček natrija v vodo, poskakuje sem in tja in polagoma zgineva, raz¬ kraja namreč vodo, ter se s kisikom spaja v natrijev oksid, dočim vodik uhaja. Na zraku gori-z' rumenim plamenom. Hraniti ga moramo pod kamenini oljem ali petrolejem. (Zakaj?) V prirodi nahajamo natrij le v spojinah. § 20. Solna kislina. Poizkus; V retorti segrevaj polagoma zmes iz kuhinjske soli in žveplove kisline. — Zmes se začne kmalu peniti, iz retorte pa uhaja plin, ki ga lahko prestrezaš v pokonci stoječi posodi. Ta plin je brezbarven, bodečega vonja, zelo kislega okusa in pordeči modro lakmovo tinkturo; ne služi ne dihanju ne gorenju. Voda vsrkava ta plin zelo pohlepno. (Pri temperaturi 15°C in pod navadnim zračjim pritiskom more liter vode vsrkati 180 / tega plina.) Ta plin se imenuje klorovodik; njegov kemijski znak je HCl, 23 S klorovodikom nasičeno vodo imenujemo solno kislino. Čista solna kislina je brezbarvna, jedka in na zraku kadeča se tekočina. Ako jo segrevaš, oddaje svoj klorovodik. Če s solno kislino polijemo železne opilke ali koščke cinka, se razvija vodik; če pa segrevamo zmes zdrobljenega rjavega manganovca in solne kisline, dobimo klor (§ 12.). Solna kislina, kakršna se prodaja v prodajalnah, ni čista, mar¬ več ima v sebi nekoliko organskih tvarin, žveplove kisline in železo¬ vega klorida. — V solni kislini se tope malone vse kovine; pri čemer se klor spaja s kovino, vodik pa uhaja. Solno kislino rabimo v zdravilstvu, barvarstvu, za dobivanje klora. Nekoliko solne kisline se nahaja tudi v želodčevem soku pri ljudeh in živalih. Spojine solne kisline s kovinami imenujemo kloride. § 21. Soliter. Navadni soliter, ki se imenuje tudi kalijev soliter, je bela sol, slanega in obenem tudi hladečega okusa ter tvori prozorne stebričaste kristale. Pri temperaturi 350 0 C se tali v tanko tekočino, ki se pri višji temperaturi razkraja, oddajoč kisik. V gorki vodi se rad topi, v mrzli pa prav malo. Ako vržemo v raztaljen soliter ne¬ koliko oglja ali žvepla, zgorita ti telesi z živahnim plamenom kakor v čistem kisiku. Ako segrevamo kalijev soliter in železne opilke, uhaja plin, ki ga lahko spoznamo kot dušik. Plamen vinskega cveta, v katerega potreseš nekoliko kalijevega solitra, dobi nekoliko vijoličasto barvo, iz česar sklepaj, da se v njem nahaja neka kovina, ki daje plamenu to barvo. — To kovino imenujemo kalij. Kalijev soliter pa je spojina kalija, dušika in kisika ter ima kemijski znak'KNO a . Soliter se dela povsod, kjer na zraku gnijo živalski odpadki, nai primer na gnojiščih, živalskih stajah itd. V takih krajih se prikaže na zidovih in po kamenih kot bel prah ali tenka skorja. V nekaterih pokrajinah na Ogrskem, v Vzhodni Indiji in v Egiptu cvete po deževnem vremenu iz zemlje kot bel prah. Čilski ali natrijev soliter je navadnemu solitru v marsi¬ čem podoben, razlikuje pa se ponajveč v tem, da se v vodi izlahka 24 topi, da iz zraka vleče vlago nase in da daje plamenu rumeno barvo. Iz zadnjega pojava sklepamo, da ima v sebi natrij. Njegov kemijski znak je NaN0 3 . Čilski soliter se nahaja v velikih množinah na zapadnem obrežju Južne Amerike. Kalijev soliter rabijo pri izdelovanju solne kisline, umetelnega ognja, v zdravilstvu in kot gnojilo. Z njim solimo svinjino, preden jo prekajamo. Zelo mnogo pa se ga porabi za izdelovanje strelnega prahu ali smodnika. Čilski soliter služi kot izvrstno gnojilo in za izdelovanje kalijevega solitra. § 22. Smodnik. Smodnik je zmes iz 75 delov solitra, j 2 delov žvepla in 13 delov lesnega oglja. Izdelujejo ga v smodnikarnah ali stopah za smodnik. Najprej zmeljejo vsako tvarino zase v posebnih stopah ah mirnih v droben prah. Ta prah zmočijo z vodo in zmešajo vse tri tvarine v testo, ki ga stlačijo skozi sita, da se narede zrna. Ta zrna še v posebnih vrtečih se bobnih zbrusijo in zglade in prevlečejo z grafitom. Ako smodnik segrevamo, se vžge najprej ogelj, od njega pa žveplo. Obe telesi dobita od solitra toliko kisika, da hipoma zgorita in razpuhneta. Pri tem se razvija velika vročina (približno 2000° C) in poleg nekega trdnega telesa množina plinov: ogljikov dioksid, dušik in drugo. Ti plini so izprva stisnjeni na majhen prostor, ki ga je zavzemal smodnik, zato imajo zelo veliko razpenjavost, ki se v nastali vročini še izdatno poveča. Ta razpenjavost je tista sila, ki meče iz topov in pušk izstrelke v ogromne daljave, ki trga in lomi najtrše skale, ako jih s smodnikom razstreljujemo. § 23. Solitrna kislina. % Poi zkus: V retorti a (slika 8.) segrevaj kalijev soliter (KNO g ) m čisto žveplovo kislino. Razvijajoči se plin prestrezaj v posodo b, na katero pada curkoma mrzla voda. Z ohlajen jem se plin zgoščuje v teko¬ čino, in ta je solitrna kislina fHN0 3 ). Čista solitrna kislina je pri na¬ vadni temperaturi podobna vodi, zelo kislega okusa in jedka ter pordeči modro lakmovo tinkturo. Na zraku pušča 25 megle. Z vodo se meša v kateremkoli razmerju. Na solncu se po¬ lagoma razkraja v kisik in dušikove okside, ki se v njej raztope in jo orumene. Rastlinske in živalske tvarine, na primer les, kožo, lase, rogo- vino itd., najprej orumeni, potem pa razje. V prodajalnicah se prodaja tudi kadeča se soli trna kislina, to je zmes čiste soli trne kisline in dušikovega dioksida (N0 2 ). Ta zmes je rumenkastordeča ali rumena in pušča na zraku rjavkaste megle; sicer pa deluje še bolj močno kakor čista solitrna kislina. Solitrna kislina se spaja z vsemi kovinami, izvzemši zlato in platino, v sol i tr n oki s le soli ali nitrate. Take soli so: srebrov nitrat ali peklenski kamen (AgNO-), kalijev nitrat (kalijev soliter, KNO.,), natrijev nitrat (čilski soliter, NaNO s ) itd. Z vodo pomešana solitrna kislina se zove ločnica, ker se v njej topita baker in srebro, zlato pa ne. Zmes dveh delov solne kisline in enega dela solitrae kisline se zove z 1 a t o t o p n a v o d a, ker se v njej topita tudi zlato in platina. Solitrno kislino rabimo kot zdravilo, za izjedanje in ločenje kovin, zlasti srebra in zlata, za izdelovanje strelnega bombaža itd. § 24. Amoniak. Salmiak. Poizkus: V trgovini običajni salmiak pomešaj z jedkim apnom ter segrevaj to zmes v retorti. Skozi grlo retorte začne uhajati plin brez barve, zelo bodečega vonja, ki v očeh zelo peče. Ta plin se imenuje amoniak, njegov kemijski znak je NH 3 . Amoniak sam ne gori, ne služi tudi gorenju, ker goreče tvarine v njem ugasnejo. Pod pritiskom 6 3 /2 atmosfere ali pri temperaturi — 10 n C se zgosti v tekočino; pri temperaturi — 80 0 C pa se strdi. Ako tekoči amoniak izhlapeva, se utaja prav dosti toplote, zaradi česar se temperatura njemu in okolici izdatno zmanjša. Voda ga vpija prav pohlepno ter dobi pri tem vsa svojstva amoniaka; z amo¬ niakom nasičena se imenuje salmiakovecali jedki amoniak. V amoniaku se tolšče tope, rdeča lakmova tinktura pa dobi modro barvo. Poizkus: Ako prilijemo salmiakovcu toliko z vodo razredčene soline kisline, da zmes izdatno ne izpremeni ne modre ne rdeče 26 lakmove tinkture, in potem to zmes izparivamo, preostaja v posodi bela, kristalasta sol vlaknatega zloga, ki se v vodi topi, je slanega okusa in jo imenujemo salmiak. Črtež kemijski presnovi je: NH 3 + HC1 — NH 4 C1. Ako pomočiš izmed dveh koščkov pivnika enega v salmiakovec, drugega v razredčeno solno kislino, ter ju potem položiš drugega poleg drugega, se tvori gost bel dim -- salmiak. Amoniak se razvija v obili meri po gnojiščih in straniščih, posebno ob slabem vremenu, sploh vsakikrat, kadar gnijo dušičnate tvarine. — Služi nam v zdravilstvu, za pranje in odstranjevanje toiščnih madežev iz oblačil, pa tudi pri umetnem izdelovanju ledu. — Bolečine, ki nastanejo po piku čebele ali ose, se zmanjšajo, ako pičeno mesto pomažeš s salmiakovcem. — Žveplova kislina naredi na temnem suknu rdeče pege, ki pa izginejo, ako dotično mesto izpereš s salmiakovcem. Salmiak rabijo kleparji pid lotanju, rab.i pa se tudi v bar- varstvu, zdravilstvu in pri neki vrsti galvanskih členov (Leclanche). § 25. Pepelika ali kalijev karbonat. Jedki kalij. Poizkus: V navadni posodi nalij na lesni pepel tople vode. Črez nekoliko časa precedi to zmes, precedino pa pusti mirno stati, da se izčisti. Čista precedina ima lužnat okus in pomodri rdečo lakmovo tinkturo. Če jo toliko časa segrevaš, da izhlapi vsa voda, dobiš sivo tvarino, ki se imenuje sirova lugova sol ali si¬ rova pepelika. V njej se nahajajo vse tiste tvarine pepela, ki se v vodi raztope — ki jih je voda izlužila; poleg teh je še tudi nekoliko organskih, ki niso popolnoma zgorele. Pepeliko očistimo njenih primesi s tem, da jo dva- do trikrat polijemo s toliko množino mrzle vode kakor znaša njena prostornina. V tej vodi se raztopi po- največ le pepelika, ker so druge njene primesi vse manj raztopljive. Ako se raztopina odlije in izpariva, dobimo čisto pepeliko. Čista pepelika je bela sol, lužnatega okusa, ki se v vodi kaj rada topi in kožo razjeda. Če potresemo par zrn pepelike na temen plamen vinskega cveta, dobi plamen vijoličasto barvo — v pepeiiki se nahaja kalij. — Ako v epruveti polijemo nekoliko pepelike s solno kislino, se razvija ogljikov dioksid. Pepelika je kemijska spojina kalija in ogljikovega dio¬ ksida — ali kalijev karbonat (K 2 C0 3 ). Pepelika se rabi pri izdelovanju stekla, galuna, solitra in mila, pri pranju, za proizvajanje kalijevih spojin. Poizkus: V železni posodi kuhaj raztopino od enega dela pepelike v dvanajstih delih vode ter ji polagoma dodaj dve tretjini gašenega apna. Črez nekoliko časa precedi za preizkušnjo nekoliko te tekočine in ji prilij nekoliko kapljic solne kisline. Ako tekočina več ne vzkipi, odstavi posodo od ognja in čakaj, da se tekočina izčisti. Čista tekočina, ki jo odtočiš od usedline, se imenuje kalijev lug, z izparivanjem vode dobiš kakor kamen trdo tvarino, jedki kalij ali kalijev hidroksid (KOH). Jedki kalij je bela neprozorna tvarina, lužnatega in zelo jedkega okusa. Ako ga toliko segreješ, da postane temnordeč, se stali v brez¬ barvno, olju podobno tekočino; v veliki vročini se pretvarja v pare in se tudi sam ob sebi razkraja. V vodi se kaj rad topi, pri čemer se razvija toplota. Jedki kalij (prav tako tudi kalijev lug = raztopina jedkega kalija v vodi) razjeda organske, posebno živalske tvarine (kožo, tolščo, volno) in je zaradi tega zelo nevarna tvarina. Trden jedki kalij služi v zdravilstvu, v vodi raztopljen (kalijev lug) mno¬ gim obrtnikom, zlasti milarjein za izdelovanje mila in pericam, da iz perila izperejo tolščne madeže. Milarji pridelujejo kalijev lug neposredno jz lesnega pepela. V to svrho nakopičijo na kamenitih tleh kup pepela, na vrhu mu narede jamo, ki jo napol¬ nijo z gašenim apnom. Ko je črez nekoliko časa rpno razpalo, pomešajo vse- vkup, spravijo to zmes v lužnjake in jo polijejo z vodo. V 24 urah dobe dober lug. § 26. Soda ali natrijev karbonat. Jedki natrij. Soda je sol močno lužnatega okusa, pomodri rdečo lakmovo tinkturo ter je pepeliki zelo podobna; razločuje pa se od te posebno v tem, da se na zraku ne razmoči. Dobiva se v kristalih, ki imajo v sebi dosti vode (do 63%). V vodi se rada topi, na zraku pa hitro prepereva in razpada v bel prah. Ako jo segrevamo, se v svoji kri¬ stalni vodi raztali, potem izhlapeva voda in naposled ostane soda brez vode — žgana ah k a 1 c i n i r a n a soda. V prah zdrobljena soda daje plamenu rumeno barvo kakor natrij. če jo polijemo s solno kislino, uhaja ogljikov dioksid. V sodi se nahajata torej natrij in ogljikov dioksid, zato se ime¬ nuje natrijev karbonat ali tudi ogljikovokisli natron; njen kemijski znak je Na 2 C0 3 . . Soda se nahaja samorodna ali zmešana z drugimi spojinami. Na nekaterih krajih Ogrske pricvete poleti iz tal kot bel prah. Nahaja se tudi v nekaterih vodah, posebno v takozvanih natronskih 2 S jezerih v Egiptu in Mehiki. Soda je glavna sestavina morskim ha- iugam in drugim v morju rastočim dračam. Iz pepela takih rastlin se dobiva na podoben način kakor pepelika. , Sodo rabijo pri izdelovanju stekla in mila, v barvarstvu, za beljenje tka¬ nin, pri pranju itd. Sploh služi istim namenom kakor pepelika, pa je cenejša. če v vodi raztopljeno sodo kuhamo in ji polagoma priaenemo toliko žganega apna, da ne vzkipi, kadar ji prilijemo nekoliko kapljic solne kisline, dobimo vodeno raztopino, ki jo imenujemo natrijev lug. Če iz luga izparimo vodo, dobimo jedki natrij ali natri¬ jev hidroksid (NaOH). Jedki natrij je bela in krhka, kristalasta tvarina, ki se v vročini izlahka tali, razjeda kožo in druge organske tvarine. Vobče ima ista svojstva kakor jedki kalij in služi istim namenom kakor ta. Če raztopini jedkega natrija dovajamo ogljikovega dioksida, dobimo dvojno ogljikovokisli natrij (HNaC0 3 ), to je bel, kristalast prašek, ki se v vodi topi in močno zasumi, če njegovi raztopini prilijemo raztopine vinske kisline. — V prirodi ga dobimo raztopljenega v mnogih rudninskih vodah (slatinah), na primer v Rogatcu, Gleichenbergu, Giefihiiblu. — Uporabljamo ga v zdra¬ vilstvu in je dobro sredstvo proti kislinam, ki se tvorijo v želodcu (šumeči praški). § 27. Silicij (kremik). Silicij ali kremik je prvina, ki se v prirodi ne nahaja samorodna. ampak le spojena s kisikom (v kremenici) ali spojena s kisikom in kovinami (v kremikovokislih soleh). Dobivamo ga iz njegovih spojin ali v drobnih, temnosivkastih, svetlih, luskavih in zelo trdnih krista¬ lih, ali pa kot brezličen rjavkastosiv prah, ki se spoji, razvročen na zraku ali v kisiku, s kisikom v silicijev hidroksid ali kre¬ men ico (Si0 2 ). 1.) Krem eni ca je ali kristalizirana ali brezlična, časih bolj, časih manj čista. Čista kremenica se nahaja v kremenjaku v mnogih različkih, kakor: kamena strela, ametist, čadavec, dtrin, ahat, kalcedon, kresilnik i. dr. Zdrobljen kremenjak imenujemo pesek. Brezlična kremenica se nahaja v opalu in v kremenovi sigi. Kreme¬ nica ima veliko trdoto in se tali edino le v plamenu gorečega po¬ kalnega plina. Če se tali skupno ali z jedkim kalijem ali z jedkim natrijem, se tvori steklu podobna tvarina, ki se topi v vroči vodi in se imenuje vodena s to steklo. 29 Kremenica se rabi v obliki kremenjaka ali peska pri izdelovanju stekla, porcelana, za opeko in za malto; v obliki lepih kristalov pa služi kot nakit. — Les, platno, papir, ki jih pomažemo z natrijevim ali kalijevim steklom, ne gore več s plamenom, ampak le malo tle. — Na zidovje, fasade itd., ki so na površju namazane z vodenastim steklom, se vremenski vplivi izdatno zmanjšajo. 2.) Kremikova kislina. Če vodenasto steklo polijemo z nekoliko solne kisline, se naredi neka nova, žolci podobna tvarina, kremikova kislina (H 4 Si0 4 ). Ta kislina se posuši na zraku v bel prah, v vodi in kislinah pa se raztopi. Razžarjena razpade v kremenico in v vodo, ki takoj izhlapi. S kovinami se spaja v razne kremikovokisle soli ah silikate. Kremikova kislina se nahaja v mnogih vrelcih in vodnjakih. Z vodo prihaja tudi v rastline in celo v živalska telesa. Nekatere rastline je imajo zelo veliko v sebi. § 28. Steklo. Steklo je zmes dveh ali več skupaj staljenih kremikovih spojin ah silikatov. Čisto steklo je brezbarvno, popolnoma prozorno, trdo m zelo krhko. Če se toliko segreje, da žari v rdeči barvi, se zmehča kakor testo, ter se da napihniti, razvleci, zvaljati ali stisniti v kalupe. V veliki vročini se stali in se da vlivati. V kislinah in sploh v teko¬ činah se ne topi, edina jedavčeva kislina ga nekoliko razjeda. Glede na sestavine, iz katerih sestoji, razločujemo štiri vrste stekla, namreč: natrijevo steklo, kalijevo steklo, svinčevo steklo in navadno steklo. 1. ) Natrijevo steklo sestoji iz natrijevega karbonata (sode), kalcijevega karbonata in kremenjaka, je zelenkasto in se laže tah nego kalijevo steklo. Iz tega stekla izdelujejo šipe za okna ah zrcala in raznovrstne namizne steklene posode. 2. ) Kalijevo steklo je silikat kalija in kalcija ter se iz¬ deluje iz kalcijevega karbonata, pepelike in kremenjaka. To steklo je popolnoma čisto in težko taljivo. Iz tega stekla izdelujejo najboljšo stekleno robo in take kemijske in fizikalne posode, ki jih je treba močno razgrevati, ne da bi se stalile. Največ takšnega stekla iz¬ delujejo na Češkem; zategadelj se imenuje tudi češko steklo. Ako sestoji iz samih čistih snovij, se imenuje tudi kronsko steklo. 3. ) Svinčevo steklo se izdeluje iz svinčevega oksida, kalci¬ jevega karbonata in kremenjaka. To steklo je zelo mehko, brez¬ barvno, močno sijajno in se najlaže tali. Odlikuje pa se posebno 30 v tem, da lomi svetlobo tako močno, kakor nobeno drugo steklo. Takšnega stekla razločujemo glede na množino v njem nahajajočega se svinca tri vrste. Najmanj svinca ima v sebi kristalno ste¬ klo, največ pa stras; flint ali kremikovo steklo pa manj nego stras a več nego kristalno steklo. Iz ilinta izdelujejo optične leče, iz strasa pa posnemke dragih kamenov. 4.) Navadno steklo za buteljke ima najmanjšo vred¬ nost. Dobiva se iz najnavadnejših tvarin, iz kalcijevega karbonata, gline, sode, pepelike, peska itd. časih ima v sebi železovega oksida in celo neke hribine (basalta in trahita). Barva mu je različna, n. pr. rjava, zelena, rumena itd., ter je zavisna od železovih spojin v tvarinah, ki se rabijo za izdelovanje stekla. Iz takega stekla se izdelujejo steklenice za kislo vodo, za vino, pivo, zdravila itd. Barvano steklo se dobiva s tem, da se steklovini primešajo razni kovinski oksidi. Kromov oksid daje steklu smaragdnozeleno barvo, bakrov oksid zeleno, antimonov oksid rumeno, manganov oksid vijoličasto barvo. § 20. Aluminij. Aluminij je svetlobela, srebru podobna, vendar od tega dosti lažja kovina (specifična teža 2-6), ki je jako tenljiva in se da raz- kovati v zelo tenke ploščice. Debelejši kosi aluminija se s kisikom ne spajajo niti pri navadni temperaturi niti v veliki vročini; tenki listki ali drobne žice pa gore v kisiku s svetlim plamenom. Tudi razredčene kisline nimajo nanj posebnega vpliva. V prirodi se nahaja aluminij le v spojinah, a v teh je v rud- ninstvu zelo razširjen. Aluminijev oksid ali glinica (A1 2 0 3 ) se nahaja čist in kristaliziran kot korun, rubin in safir, nečist kot smirek. Največ aluminija pa se nahaja v spojinah s kremikovo kislino (aluminijevih silikatih), na primer v živcu, sljudi, ilovici in glini. Aluminij izdelujejo s pomočjo galvanskega toka iz glinice. Iz njega iz¬ delujejo ključe, kuhinjsko posodo, razne nakite, razne instrumente itd. § 30. Glina. Glina je jedrnata, gručava in krhka tvarina, ki se med prsti čuti opolzla, kakor bi bila mastna. Suha se prileplja na jezik in pušča neki posebni vonj, ako nanjo hukamo ali ako se je navzela 31 nekoliko vlage. Vodo in tudi nekatere druge tekočine, zlasti olje, vpija hlastno, vendar jih ne propušča. Z vodo nasičena se omehča, ter postane tenljiva in gnetna kakor testo. V ognju izpusti vodo, se skrči in tako utrdi, da zveni; obenem pa postane tudi luknjičava. talina se dela povsod, kjer prepereva in prhni ali sam živec ali živčnato kamenje. Zrak, voda in mraz delujejo na kamenje tako, da polagoma razpada v drobne kose in naposled v prah, pri čemer se vrše tudi kemijske presnove. Pravimo, da kamenje prepereva ali prhni ali se pretvarja v prst. Prhlenina ostane časih na mestu, največkrat pa jo voda sproti odnaša in naplavlja drugod v nižavah. V kemijskem oziru je glina aluminijev silikat, ki so mu navadno primešane še druge spojine: Železove spojine ji dajo rumeno ali rjavo barvo. Časih se nahajajo v njej tudi trohneče organske tvarine. Čisto glino imenujemo kaolin ali porcelanko. Ta je bele barve in se v ognju ne tali pri nobeni temperaturi. Iz porcelanke se izdeluje najlepša in najboljša lončena roba. — Porcelanki zelo podobna je glina za pipe, ki je bele ali rumene barve. — Ne¬ čisto porcelanko imenujemo navadno glino. Lončarska in suknarska glina imata primešanega kalcijevega karbonata in železovega oksida. V ognju postaneta rumeni ali rdeči. Suknarska glina ima tudi to svojstvo, da vsrkava tolščo iz tolstih tvarin, ako jih z njo namažemo, ko smo jo poprej v vodi namočili. Iz lončarske gline se izdelujejo in žgo navadne gli¬ naste posode; suknarsko glino pa rabijo posebno v suknarnah. Navadno glino, ki je pomešana s peskom, in ima dostikrat tudi katere organske tvarine, imenujemo ilovico. Iz nje se izdeluje in žge navadna opeka. Prst je zmes gline, ilovice, peska, apna, laporja in gnijočih ter trohnečih ostankov od živali in rastlin. Robo, ki jo izdelujemo iz gline, delimo v gosto in luknji¬ čavo. K prvi prištevamo porcelan in kamenino, k drugi navadno lončeno robo, fajenco in opeko. Izdelovanje porcelanske robe. Cisti glini (kaolinu) se primeša nekoliko živca, potem se obe tvarini drobno zmeljeta, dobro zmešata in večkrat z vodo poplakneta. Nato se zmes iztisne v platnenih vrečah in toliko umesi, da postane tenljiva in vlečna kakor testo. Iz te mase se delaje bodisi na lončarski 32 plošči, bodisi v posebnih formah različne posode in drugi predmeti. Ko so se ti izdelki na zraku posušili, pridejo v posebno peč, kjer se pri ne posebno visoki temperaturi polagoma žgo. Ko pridejo iz peči in so se popolnoma ohladili, pomočijo jih v kašo iz živčnatega prahu in vode in puste, da se posuše. Nato pridejo še enkrat v peč, kjer se pri zelo veliki vročini žgo 24 do 30 ur. V veliki vročini se živec raztopi, zamaši luknjice v glini in obenem tvori na površju gladko skorjo — c s t e k 1 i n o ali glazuro. Žgana porcelanasta roba se v peči sami ohlaja do navadne temperature. Porcelan je čisto bel, prosojen, trši kakor steklo, zveneč ter ni občutljiv za nagle izpremembe tempera¬ ture. — Porcelan brez glazure se imenuje biskuit. Kamena roba se izdeluje iz manj čiste gline, ki pi.se ji primeša več živca (do 50 %,). Kamena roba (naši navadni krožniki, sklede itd.) je medlo- bela, sivkasta ali rdečkasta, neprozorna, ter ne prenaša naglih izprememb temperature. Luknjičavo ali navadno glinasto robo izdelujejo iz one- čiščene gline, ki se tali pri nižji temperaturi kakor živec. Zato se ta roba iz¬ deluje brez živčeve primesi. Da ti izdelki ne prepuščajo vode, jih na površju p o 1 o š č i j o ali prevlečejo z glazuro. F a j e n c a je neprozorna, na lomišču prstena in luknjičava, se da z nožem praskati in ni posebno trdna. Žgo jo po dvakrat kakor porcelan. Gla¬ zuro ima časih prozorno, časih neprozorno (email), sestoječo navadno iz svin¬ čevih spojin. Navadno gliuast.o robo izdelujejo iz navadne gline, ki ima pri mešanega apna in železa. Njena glazura je neprozorna. Opeka se izdeluje iz ilovice. Svojo rdečo barvo dobi od železovega oksida. §31. Železo. Kemijsko čisto železo je belosivo, po barvi nekoliko srebru podobno, tenljivo, žilavo, trdno in sijajno, in se topi le pri zelo visoki temperaturi (1600° C). Na prelomišču je zrnkasto, se da kovati in dobro ugladiti. Če. ga razbelimo, se tudi nekoliko omehča. Ako po¬ ložimo dva razbeljena kosa železa drugega na drugega ter ju s kladivom tolčemo, se tako močno sprimeta, da ju ne moremo več razdražiti — pravimo, da sta se zvarila. Navadno razločujemo tri vrste železa, namreč sirovo ali livno železo, kovno železo in jeklo. Sirovo ali livno železo ima v sebi dva do pet odstotkov ogljika, ki je deloma z njim spojen, deloma pa primešan v obliki drobnih luskinic. Časih ima v sebi tudi še nekaj silicija, fosfora, mangana, žvepla in drugih tvarin. Krhko je in zrnato, se ne da niti kovati niti variti. Tali se pri dosti nižji temperaturi kakor vsako drugo železo. Glede barve je sivo ali belosivo. V sivem livnem 33 železu ogljik ni spojen z železom, marveč mu je primešan le v obliki drobnih luskinic. Tako železo je precej mehko, se da vrtati, piliti in stružiti. Od tega se ulivajo različne reči (ulitine), na primer peci, razne posode. — V belem livnem železu je ogljik z železom spojen; trdo pa je tako, da se ga pila ne prime. Tudi za ulitine ni kaj prida. Od tega se izdelujeta kovno železo in jeklo. Kovno železo ima v sebi prav malo ogljika (0-5%), časih tudi malce mangana in silicija. Tali se le v zelo veliki vročini (1600° C), je vlaknato, na prelomu rogljasto in sivo, odlikuje pa se po veliki tenljivosti in žilavosti. Da se dobro kovati, variti in piliti. Iz kovnega železa izdelujejo razne žice, pločevino in ' vsakovrstne kovane železne reči. Jeklo*ima v sebi ogljika en do dva odstotka, poleg tega tudi nekoliko dušika, časih tudi malce mangana in silicija. Dobivamo ga ali od sirovega železa, če temu odvzamemo nekoliko ogljika, ali od kovnega, ako temu dodamo nekoliko ogljika. Jeklo je sivobele barve, zrnasto in bolj trdo nego kovno železo, se da kovati, variti in lepo izgladiti; glede trdnosti pa prekaša vsako drugo železo. Od drugih kovin se odlikuje posebno v tem, da mil moremo zelo močno izpre- minjati trdoto in prožnost. Če se razbeljeno jeklo ohlaja prav počasi, postane mehko, raztezno in zvarilo kakor železo — postane pa krhko in trdo kakor steklo, ako ga hitro ohladimo s tem, da ga pogreznemo v mrzlo vodo — ukalimo. Čim bolj je jeklo razbeljeno in čim hitreje se ohladi, tem bolj trdo postane. Ako ukaljeno jeklo segre¬ vamo, menjava svojo barvo; najprej porumeni, potem postane po vrsti zlatorumeno, škrlatasto, vijoličasto, modro in naposled čm- kastosivo. Pri vsaki teh barv menja tudi trdoto in prožnost; najtrše in najbolj krhko je, kadar je rumeno, najbolj mehko in prožno, kadar je modro. Jeklo služi za izdelovanje vsakovrstnega orodja, na primer nožev, sekir, Škarij, britev, pil, žag, svedrov, prožnih peres itd. Samorodnega železa je v prirodi zelo malo; zelo razširjene pa so železove spojine. Največ kemijsko spojenega železa je v tako- zvanih „železnih rudah". Najbolj imenitne železne rude so: magnetovee ali magnetit (Fe s O,, 72% železa), ruši železovec (Fe 2 0 3 , 70%, železa), jek len ec ali sider it (FeCO a , 40 do 48% železa), rjavi železovec [Fe 2 (OH 0 )J. Nekoliko kemijsko spojenega železa se nahaja tudi v rastlinah, v živalski, krvi in v nekaterih vodah. Železo dobivamo na veliko od železnih rud v po¬ sebnih talilnicah ali plavžih. Senekovič, Fizika II. 3 34 § 32. Baker. Baker se odlikuje po posebni barvi, ki se po njem imenuje bakrena; je jako teni j iv in žilav, se da dobro kovati, ne pa variti. Baker je izboren prevodnik toplote in elektrike. Na zraku polagoma oksidira (bakrena rja), izgubi svojo lepo barvo in lesk ter otemni; na vlažnem zraku pa se prevleče z zeleno prevlako — zeleni volk, tudi patina imenovano, ki nastane, ker se bakrov oksid polagoma spaja s kisikom in ogljikovim dioksidom, ki se nahaja v zraku. Ako baker žarimo na zraku, se okisuje v bakrov oksid (CuO), ki se tvori kakor črna skorja in odpade, ako po njej s kla¬ divom tolčemo. S kislinami se baker precej rad spaja, posebno, če ima do njega pristop obenem tudi zrak. Vse bakrove spojine so strupene, in če so v vodi raztopljive, tudi zoprnega in gnusnega okusa. Baker se nahaja v prirodi samoroden in v raznih rudah spojen z drugimi prvinami. Dobiva se ponajveč iz bakrenih rud, na primer iz rdečega bakrenca ali kuprita (Cu 2 0), bakrenega kršca (Cu 2 F 2 S 4- ), bakrenega sijajnika (Cu 2 S). Zelo važna bakrova spojina je bakrov sulfat ali modra galica (CuSO, f SH._,0), ki se rabi kot sredstvo proti strupeni rosi, pri galvanoplastiki, v barvarstvu in zdravilstvu. Iz bakra se izdelujejo razne posode, se kuje denar, se vlečejo žice za elektrovode itd. Bakrene posode za jedila ali sploh takšne posode, ki pridejo v dotiko s kislinami, je treba znotraj pociniti, ali pa kar največ snažiti, ker se sicer dela zeleni volk. § 33. Cink. Cink je bel a nagiblje malo na modro; sijaja je kovinskega. Pri navadni temperaturi je precej krhek, pri temperaturi med 120 do 150° C postane tenljiv, pri višji temperaturi pa zopet krhek. Pri 420° C se tali, pri temperaturi 1000° C pa zavre. Ako staljeni cink na zraku razvročimo do 500° C, se vžge in zgori s svetlim plame¬ nom vcinkov oksid (ZnO), ki je znan kot trpežno belo barvilo in se navadno imenuje cinkovo belilo. Na suhem zraku obdrži cink dolgo časa svoj sijaj, na vlažnem pa kmalu potemni in se pre¬ vleče s sivo prevlako, ki se v vodi ne topi in pod seboj ležeči cink varuje nadaljnje oksidacije. Rad se spaja z raznimi kislinami. Cink sam kakor tudi njegove spojine so strupene. 35 V prirodi ga nahajamo le v spojinah. Dobivamo ga največ iz dveh rud: iz k a lami n e (ZnCOri in iz cinkove svetlice (ZnS). Cink rabimo v raznovrstne namene. Iz cinkove pločevine izdelujejo razne posode, žlebove pri strehah; z njo pokrivajo strehe itd. Mnogo cinka se porabi tudi pri galvanskih baterijah. § 34. Kositer ali cin. Kositer je malone srebrnobele barve in kovinskega sijaja. Ako ga izprevijaš, škriplje. Mehkejši je kot zlato, tudi je zelo tenljiv in se da razvaljati v tanke ploščice kakor papir, ki jim pravimo staniol. Pri temperaturi 230° C se tali in dobi na površju tenko sivo skorjo kositrovega oksida.(SnO). Če ga na zraku dovolj segrejeino, zgori v kositrov dioksid (Sn0 2 ). Na zraku in v vodi se ne izpremeni. S kislinami, izvzemši solno kislino, se ne spaja rad. Samorodnega kositra v prirodi ni; dobivamo ga iz njegovih spojin, posebno izkositrovca ali kosite rita (Sn0 2 ). Iz kositra izdelujejo razne posode, igrače, nekatera cerkvena orodja, piščali za orgle; razvaljajo ga v staniol. Mnogoterim bakrenim, medenim ali železnim posodam dajemo prevlako iz kositra, da ostanejo svetle in da ne oksidirajo. V kositrnih posodah je sploh tudi nekoliko svinca, to pa zaradi tega, da postanejo bolj trde in se hitro ne obrusijo. § 35. Svinec. Svinec je sivkastobela, zelo tenljiva, kovna, malo trdna in tako mehka kovina, da jo moreš rezati z nožem. Pravo svetlost kaže le na novih ploskvah: na zraku pa kmalu potemni. Tali se pri tem¬ peraturi 330° C. V mehki ali destilirani vodi, ki ima v sebi kaj zraka, se topi nekoliko, pri čemer se tvori svinčev hidroksid (PbH 2 0 2 ); ne loti se ga pa voda, v kateri so raztopljeni karbonati ali sulfati (trda voda). Z razredčeno solitrno kislino se spaja kaj rad, spaja se tudi polagoma z očetovo kislino in z drugimi organ¬ skimi kislinami, ako je obenem v dotiki tudi z zrakom. Ne spaja se rad z žveplovo kislino, s solno kislino in z jedavčevo kislino. Svinec sam je zdravju škodljiv in strupen, istotako. tudi vse njegove spojine. V prirodi je samorodnega svinca kaj malo, a množine svinca se nahajajo v spojinah z žveplom v svinčenem sijajniku ali galenitu (PbS), poleg tega tudi v raznobarvnih sv in čenči h (v belem, rumenem in zelenem svinčencu). Dobiva se iz ene teh rud. 3 * 36 Iz svinca se izdelujejo razne plošče za kemijske tovarne, vodovodne cevi. kotli, retorte in druge priprave, ki jih rabijo v kemijski industriji, ulivajo se svinčenke (za puške) in šibre. Za izdelovanje kuhinjskih posod pa zaradi svoje strupenosti ni poraben. § 36. Živo srebro. Živo srebro je edina kovina, ki je pri navadni temperaturi kapljivo tekoča; pri temperaturi —40° C se strdi, pri 360° C pa zavre in se pretvarja v pare, ki so zdravju škodljive. Tudi pri na¬ vadni temperaturi nekoliko izhlapeva. Belo je kakor srebro, svetlost pa mu je živo kovinska. Čisto živo srebro je 13-6krat težje od vode. Po steklu, porcelanu i.dr. teče v okroglih kapljicah; ako ima pri¬ mešanih drugih kovin, teče v podolgastih kapljicah ter pušča tenko sivo kožico. Na zraku dolgo časa ne izpremeni svoje barve. V solni kislini in razredčeni žveplovi kislini se ne topi, a precej rado se topi v solitrni kislini in v vreli žveplovi kislini. Zlato, srebro, kositer, cink ih svinec se tope v živem srebru ter tvorijo z njim zlitine, ki jih imenujemo amalgame. Živo srebro se nahaja v prirodi tudi samorodno, največ ga je spojenega z žveplom v cinobru (HgS). Najbogatejši rudniki za živo srebro so v Idriji, potem v Almadeuu na Španskem in v Kaliforniji. • Z živim srebrom polnimo barometre in termometre; z njim se loči zlato in srebro iz stolčenega zlatonosnega, oziroma srebronosnega kamenja. S ko¬ sitrovim amalgamom se zastirajo steklene plošče, da služijo potem za zrcala. Z zlatim amalgamom se v ognju pozlačujejo druge kovine. § 37. Srebro. Srebro se odlikuje po svojem lepem zvenku, po krasno beli barvi in lepem kovinskem sijaju; je zelo tenljivo in pri tem tudi žilavo ter se da raztezati v drobne žice ali razvaljati v pločevino tanko kakor papir. Njegova specifična teža je 105. Srebro je najboljši provodnik toplote in elektrike, tali se približno pri temperaturi 1000° C. V ognju in čistem zraku se ne izpremeni, zato ga štejemo med žlahtne in drage kovine. V dotiki s tvarinami, ki imajo v sebi žveplo, in na zraku, v katerem je kaj žveplovodika, potemni srebro ter se prevleče s črno kožico, ker se spaja z žveplom v srebrov sulfid (Ag 2 S). S solitrno kislino se kaj rado spaja v srebrov nitrat ali pekle- li e c (AgNO ;1 ), ki se rabi' v zdravilstvu. Srebro se nahaja v prirodi samorodno ali pa v srebrnih rudah, izmed katerih je najbogatejša srebrni sijaj n ik ali argentit (Ag 2 S). 37 Iz srebra izdelujejo razne posode, lepotičja, svečnike, kujejo novce itd. Srebrove spojine: srebrov klorid (AgCl), srebrov bromid <( : AgBr) in srebrov jodid (AgJ) služijo v fotografiji. Ker je srebro samo zelo mehko, se mu navadno primeša več ali manj 'bakra, da dobi večjo trdoto. § 38. Zlato. Zlato, najbolj dragocena kovina, ima čislano rumeno barvo in krasno svetlost, ki se ne izpremeni niti v vodi niti v ognju. Mehko je kakor svinec in izmed vseh kovin najbolj tenljivo. Tenki zlati listki so prosojni in propuščajo zeleno barvo. Topi se v zmesi solne kisline in solitrne Idsline jv zlatotopki); druge kisline pa se ga ne lotijo. V prirodi se nahaja samorodno, a povsod le v majhni množini. Največ ga je nadrobljenega v raznem kamenju, posebno v kre¬ menjaku. Dobiva se iz zlatonosnih rud tako, da se take rude stolčejo in potem izpirajo ali z vodo ali z živim srebrom, s katerim se zlato amalgamira. Iz takega amalgama se živo srebro v vročini izhlapi, zlato pa ostane. Ako zlatonosne rude razprhnejo in razpadejo, pride zlato v pesku in ilovici tudi v reke, ki ga neso dalje. Iz zlata se izdelujejg razne posode in nakiti, kuje se denar. Druge kovine se z njim pozlačujejo. Ker je samo premehko in se hitro obrabi, pomeša se navadno s srebrom ali tudi z bakrom. § 39. Platina. Platina je kovina težja od zlata (specifična teža 21-5), ima belo barvo kakor kositer in močno svetlost. Penijiva in žilava je kakor srebro, vendar izgubi svojo žilavost, ako so ji primešane druge kovine, n.pr. iridij. Tali se le v največji vročini (1775° C); razbeljena se zmehča ter se da variti in kovati kakor železo. Na zraku se ne izpremeni, ker se s kisikom sploh ne spaja; topi se edino le v zlatotopki. Platina ima to posebnost, da na svojem površju vsrkava in zgoščuje razne pline, to pa posebno takrat, kadar se nahaja v obliki drobnega praha — platonske gobe. Taka goba zgoščuje v :k s tako silo, da se vodik vžge in goreč razbeli gobo. Platina se nahaja sicer samorodna, pa vendar je sploh po- nekoliko pomešana z drugimi kovinami. Iz platine se izdelujejo ponajveč le kemijska orodja; za izdelovanje druge robe ji je cena previsoka. 38 § 40. Kovinske zlitine. Kovine imajo to posebnost, da se v raznem razmerju pomešajo ali zlijejo, ako jih skupaj stalimo. Take kovinske zmesi imenujemo zlitine. (Zmesi živega srebra z drugimi kovinami se zovejo amalgami.) Zlitine imajo sploh nekoliko druga svojstva nego njih sestavine. Njih trdota je navadno večja, tališče pa nižje kot pri posameznih sestavinah. Njih barva je zavisna od razmerja, v katerem so kovine zlite. Najbolj navadne zlitine so: 1. ) Med ali mesi n g, to je zlitina bakra in cinka. Rumena med ima okoli 30% cinka in 70 % bakra, rdeča inecj pa 85% bakra in 15% cinka. 2. ) Baker in kositer se mešata v zlitine v različnem razmerju. Zvonovina sestoji iz 78% bakra in 22% kositra, topovina iz 90 % bakra in 10 % kositra. 3. ) B r o n o v i n a, iz katere se vlivajo razni spomeniki, okraski itd., je zlitina bakra s cinkom in kositrom. Časih ima v sebi tudi nekoliko svinca. 4. ) Britanska kovina je zlitina 1% bakra, 3% cinka, 86% kositra in 10% antimona. 5. ) Novo srebro ali p a k fon g je zlitina bakra, cinka in niklja. Posrebren pakfong se imenuje kitajsko srebro. 6. ) Aluminijev bron je zlatobarvna, trda in jako trpežna zlitina aluminija in bakra. 7. ) M a g n a 1 i j je srebmobela zlitina aluminija in magnezija. 8. ) Pismenovina, iz katere se ulivajo črke, je zlitina svinca in antimona. 9. ) Rosejeva kovina je zlitina enega dela kositra, enega dela svinca in dveh delov bismuta. Ta zlitina se tali pri temperaturi 94° C. 10. ) Zavarila ali loti so razne zlitine kositra in svinca, ki služijo kleparjem in sploh delavcem s kovinami v to, da z a va r- j a j o ali 1 o t a j o z njimi različne kovine. 39 II. Iz nauka o elektriki, vzbujeni po dotiki (galvanski elektriki). (Olej I. stopnjo §§ 54. do 66.) Cu Ponovilo. Katera telesa imenujemo električna? —* Kako vzbujamo elektriko? — Katera telesa so dobri, katera slabi provodniki elektrike? — Katero elektriko imenujemo pozitivno, katero negativno? — Kako delujeta druga na drugo? — Kaj je elektrenje po podelitvi, kaj elektrenje po influenci? — Popiši elektriški kolovrat in lejdensko steklenico. — Centu služi lejdenska steklenica? § 41. Osnovni galvanski pojavi. Galvanski členi. V stekleno posodo, ki je do tri četrtine napolnjena z zelo raz¬ redčeno žveplovo kislino, postavi po eno ploščo iz cinka (Zn) in bakra (Cu) tako, da se nikjer ne dotikata. Na vsako teh plošč pa pritrdi daljši kos bakrene žice (slika 9.)! Poizkusi: a) Ako spraviš konca bakrenih žic za . slika 9 . hip v dotiko in ju nato hitro narazen potegneš, zapaziš na dotikališču majhno iskrico. — b) Položiš li konec ene žice na jezik, drugega pod jezik, dobiš neki poseben okus. — c) Drobna magnetnica se iz svoje ravnotežne leže nekoliko odkloni, ako zvežeš oba konca žic, potem pa žico držiš prav blizu magnetnice vzporedno z njeno ravnotežno _ smerjo. — c) S pomočjo zelo občutljivega elektroskopa se da dokazati, da se nahajata izven tekočine moleča konca bakra in cinka v elektriškem stanju, in sicer da je baker pozitivno električen, cink pa negativno. Baker in cink postaneta po dotiki z razredčeno žveplovo kislino na svojih iz tekočine molečih kon¬ cih električna, in sicer baker pozitivno, cink pa negativno. Gori popisano pripravo imenujemo Voltov člen ali vobče galvanski člen. Iz tekočine moleča konca kovin zovemo pola gal¬ vanskega člena, in sicer je baker pozitivni, cink pa negativni pol. Raznovrstni poizkusi uče, da se vzbuja vsakikrat, kadar se do¬ tikata dve kovini, ali ena kovina in oglje kake elektrovodne tekočine, ne da bi se v tekočini kaj dotikali, na teh telesih elektriško stanje, ki je na enem pozitivno, na drugem negativno. 40 Po dotiki dveh teles vzbujeno elektriko imenujemo galvan¬ sko (tično, ali časih tudi voltovsko) elektriko; vzrok električnosti dotikajočih se teles zovemo elektrobudno silo. čim višja je stopinja električnosti na vsakem dveh dotikajočih se teles, ali čim večja je gostota in napetost na njih vzbujene elek¬ trike, tem jačjo si moramo misliti med njima delujočo elektro¬ budno silo. Ako pri Voltovem členu (slika 9.) zvežemo na baker in cink pritrjeni žici, teče po tej pozitivna elektrika z bakra proti cinku, negativna pa nasprotno s cinka proti bakru in se pri tem enake množine raznoimenskih elektrik uničujejo. Dokler ima elektrobudna sila isto jakost, nadomešča takoj odteklo elektriko, zaraditega teče nepretrgoma pozitivna elektrika z bakra proti cinku in nasprotno negativna, in sicer toliko časa, dokler se na kovinah in tekočini ne izvrše take izpremembe, ki elektrobudno silo ali oslabe ali pa popolnoma uničijo. Tako gibanje elektrike imenujemo galvanski tok. iz pove¬ danega je razvidno, da imamo dvojni tok, pozitivni in negativni. Navadno govorimo le o smeri pozitivnega toka. Vsako pripravo, v kateri zlagamo dve kovini ali sploh dva trdna dobra elektrovoda z eno ali dvema elektrovodnima tekoči¬ nama v ta namen, da dobivamo galvanski tok, imenujemo galvan¬ ski člen. Iz tekočine moleči del trdnega telesa, ki je pozitivno električen, imenujemo pozitivni pol, drugega, ki je negativno električen, pa n ega ti v n i pol. Galvanski člen je sklenjen, ako sta oba pola zvezana po dobrem elektrovodu, sicer pa odprt ali prekinjen. Žica, ki veže oba pola, se zove polarna žica. Ga Ivani je (1.1789.) prvi opazoval, da se z dotiko teles vzbuja elek¬ trika, vendar je mislil, da vzbuja to elektriko živalsko življenje, a ne samo dotika. Volta je (L 1789.) opazoval, da se vzbuja sploh elektrika, ako se dva dobra elektrovoda dotikata. § 42. Galvanska baterija. Ako zvežemo več galvanskih členov tako, da je pozitivni pol prvega kovinsko zvezan z negativnim drugega, pozitivni pol drugega z negativnim tretjega itd., imenujemo tako sestavo galvanska baterijo. Slika 10. kaže galvansko baterijo ali gal- 41 vanski lanec, zložen iz petih členov; baker prvega člena je zvezan s cinkom drugega, baker drugega s cinkom tretjega itd. Iz kapljevine moleči cink prvega in baker zadnjega člena imenu¬ jemo pola galvanske baterije. Pozitivna elektrika ba¬ krene plošče v prvem členu se razprostira črez vse elektrovode sledečih čle¬ nov; pozitivna elektrika bakrene plošče v drugem členu se razprostira črez elektrovode sledečih členov, negativna elektrika cinkove plošče dru¬ gega člena pa črez elektrovode pred njim stoječega člena. Pozitivna elektrika tretjega, četrtega, ... člena se razprostira črez elektrovode vseh sledečih členov, negativna elektrika tretjega, četrtega, ... člena pa črez elektrovode pred njim stoječih členov. Iz povedanega torej sledi, da sta elektriška gostota in elektriška napetost na cinku prvega člena in na bakru zadnjega člena petkrat večja nego na cinku in bakru posameznega člena. Ako zvežemo pola galvanske baterije s polarno žico, kroži po njej tem jačji galvanski tok, čim več členov je zvezanih v baterijo. § 43. Razni galvanski členi. Poleg opisanega Voltovega člena rabijo fiziki še celo vrsto drugih členov. Ti se razločujejo po svoji vnanji obliki in velikosti, po jakosti elektrobudne sile in v tem, da elektrobudna sila pri nekaterih hitro po¬ jema, pri nekaterih pa ostane več časa stalna. Najbolj običajni členi so: 1.) Dani el lov člen (slika 11.). V stekleni posodi V stoji odpri cinkov valj Z, v njem luknjičast prsten lonec (diafragma Z>), v lonca samem pa odprt bakrov valj C. V prstenem loncu je nasičena raztopina modre galice, v stekleni posodi pa z vodo razred¬ čena žveplova kislina. Baker je pozitivni, cink pa negativni pol. 42 2. ) Leclanchejev člen (slika 12.). V stekleni posodi stoji luknjičast in valjast prsten lonec, v njem pa ogljena plošča v zmesi ogljenega prahu in rjavega manganovca. Zunaj prstenega lonca stoji cinkova palica. Posoda se napolni s salmiakovo raztopino. Ogel j je pozitivni, cink pa negativni pol. 3. ) Orenetov steklenični člen ali člen s kromovo kislino. Trebušnata steklenica s širokim grlom je pokrita z ebo- nitnim pokrovom, na katerem sta pritrjeni dve vzporedni ogljeni plošči. Sredi pokrova je vde¬ lana medena cev, po kateri: se'gori in doli premika medena paličica. Na nje spodnjem koncu je cinkova plošča tako pritrjena, da biva vedno sredi ogljenih plošč in vzporedno z njima. Z majhnim sklopnim vijakom se da cinkova plošča v poljubni višini utrditi. Steklenica je do polovice napolnjena z raztopino iz enega težinskega dela dvojnokromovokislega,,kalija v treh delih vode in v dveh delih žveplove kisline. — Kadar se člen ne rabi, se privzdigne dnk tako visoko, da se tekočine več ne dotika. V vsakem galvanskem členu je cink amalgamiran z živim sre¬ brom. — Iz posameznih členov sestavljamo baterije, kakor smo pokazali pri Voltovem členu. § 44. Svetlobni in toplotni učinki galvanskega toka. Poizkus: a) Ako galvanski tok sklenjene galvanske baterije prekineš s tem, da ločiš polarni žici, zapaziš v tem hipu med njunima koncema majhno iskrico. Ta iskrica je bolj živahna, ako postaviš eno žico v živo srebro, drugo pa vanj vtikaš, a zopet izvlačiš. — Če pri¬ trdiš eno žico na pilo, z drugo pa vlačiš po njej, siplje pila iskre. Poizkus: b) Ako zvežeš polarni žici s tenko in kratko železno žico, se razgreje in razbeli in tudi stali, ako teče po njej precej jak galvanski tok. Isto opazuješ tudi na drugih kovinah. Čim slabši elektrovod je kovina, čim tanjša in krajša je, čim jačji je po njej krožeči galvanski tok, tem bolj se segreje. Elektriške žarnice. Slika 13. kaže elektriško žarnico v obliki, kakor jo je izumil Edison. V stekleni posodi A, ki ima obliko 43 — hruške in iz katere je zrak kolikor moči odstranjen, se nahaja tenka zogljena nitka od bambusovih ali pavolnatih vlaken. Ta nitka je privarjena na dve žici iz platine, ki sta v spodnjem delu v steklo vtopljeni. Hruška ima nastavek B, s katerim se da priviti v okov C. Pristavljene puščice kažejo smer, v kateri teče elektriški tok po ogljeni niti. Kadar po tej niti kroži zadosti jak Slika '3. galvanski tok, zažari nit in daje lepo prijetno luč, ki je tem bolj svetlobela, čim višja je temperatura niti. V novejšem času nadomeščajo pri žarnicah ogljene niti s tenkimi a precej dolgimi žicami iz tantala, osmija ali volframa, to je kovin, ki se tale šele pri zelo visokih temperaturah. Elektriške obločnice. Poizkus: Na konca polarnih žic močne galvanske baterije pritrdi dva pri¬ ostrena oglja. Ako spraviš njuni osti v dotiko in potem zopet nekoliko razmakneš, nastane med njima zelo svetel plamen, ki šviga od ene osti do druge. Oglja se pri tem razbelita in obenem tudi krajšata. Elektriški tok odtrguje namreč ogljene delke, ki pre¬ vajajo potem elektriko z osti na ost. Najhitreje se krajša pozitivni ogelj, to je ogelj, s katerega teče pozitivna elektrika na drugega; ta ogelj ima tudi višjo temperaturo kot drugi. V plamenu med ogljema se tale vse kovine. Plamen ugasne sam ob sebi, če je raz¬ dalja med ogljema prekoračila gotovo mejo. Da ga zopet vžgemo, moramo oglja spraviti v dotiko a potem zopet nekoliko razmakniti. — Luč, ki jo daje plamen med ogljema, je za solnčno lučjo najbolj intenzivna in se imenuje elektriška obločna luč. Aparate, s katerimi prirejamo elektriško obločno luč, imenujemo elek¬ triške obločnice. Bistven del vsake obločnice je mehanizem, ki spravi oglja v dotiko, kadar obločnico prižgemo, potem ju malo razmakne in ju drži ves čas v isti razdalji, ju torej v tem razmerju približuje, v katerem se vsled gorenja krajšata. Davy je 1.1813. prvi prirejal elektriško obločno luč z 2000 Danieilo- vimi členi. Elektriške žarnice imajo pred drugo lučjo mnogo ugodnosti; ne delajo saj, ne kvarijo zraka, se dajo izlahka prižgati in ugasniti. —* Zakaj mora biti iz žarnice zrak kolikor moči odstranjen? — Zakaj žarnica ugasne, akc steklo razpoči? — Ako žarnico obviješ s črnim papirjem, se papir, ko žarnica gori, v kratkem toliko segreje, da se vžge. — Črni papir vsrkava temne toplotne žarke, ki prihajajo skozi steklo in se tako segreje. — Raditega utegne tudi žarnica provzročiti požar, če se nahaja v bližini temnih in lahko gorljivih reči. 44 § 45. Kemijski ličinki galvanskega toka. Poizkus: u) Skozi dno steklene posode A (slika 14.) sta na¬ peljana dva platinova listka na zunanjih koncih s sklopnima vija¬ koma ff. V posodi je voda, ki ji je primešanih nekoliko kapljic žveplove kislin e, da dobi večjo pro vodljivost. Nad platinova listka sta poveznjeni stekleni cevi h in o polni vode. Ako pritrdiš polami žici galvanske baterije v vijakih ff, da kroži galvanski tok skozi okisano yodo, vzha¬ jajo nad listkoma plinavi mehurčki, ki izpodrivajo vodo iz cevi. V cevi nad listkom, kjer vstopa po¬ zitivni tok v vodo (nad pozitivnim polom), se raz¬ vija le polovica toliko plina, kakor v cevi, kjer vstopa negativni tok (nad negativnim polom). Ako črez nekoliko časa galvanski tok pre¬ kineš, cevko o obrneš in vanjo podržiš tlečo trsko, vzplamti ta s svetlim plamenom. Če pa isto storiš s cevko h, se uhajajoči plin sam vžge in zgori z malo svetečim plamenom. Plin v cevki o je kisik, v cevki h pa vodik; to sta tista plina, iz katerih je sestavljena voda. , Galvaaski tok, tekoč skozi vodo, jo razkraja v njeni sestavini: v kisik in vodik. Mesto, kjer vstopa pozitivni tok v vodo, imenujemo anodo (vhod); kjer izstopa pozitivni tok, pa je k a toda (izhod). Poizkus: b) Stekleno posodo napolni z raztopino modre galice; v to raztopino- obesi dve bakreni plošči tolika vsaksebi, da se nikjer ne dotikata, in zveži potem eno teh plošč s pozi¬ tivnim, drugo z negativnim polom galvanske baterije. — Ko je gal¬ vanski tok nekoliko časa krožil skozi raztopino, postane negativna plošča debelejša, ker se na njej izločuje čist baker, pozitivna bakrena plošča pa postaja vedno drobnejša; raztopina poleg pozitivne plošče obdrži svojo temnomodro barvo, poleg negativne plošče pa po¬ staja bolj svetla. Galvanski tok razkraja tudi modro galico tako, da se čisti baker izločuje na onem trdnem telesu, po katerem izstopa galvanski tok iz raztopine (na katodi). Iz teh poizkusov razvidimo, da galvanski tok, tekoč skozi ne¬ katera telesa, ista razkraja v tvamo nove dele ali sestavine. Takšne Slika 14. — 45 — učinke galvanskega toka imenujemo kemijske; razkroj teles po galvanskem toku pa elektrolizo. Telesa, ki so po galvanskem toku razkrojna, se zovejo elektroliti. Vobče se dajo po galvanskem toku razkrajati le tista sestavljena telesa, ki so dobri elektrovodi ali sama ob sebi tekoča ali pa raztopljena ali staljena. Sestavine elektrolitov se izločujejo v istem težinskem razmerju, v katerem se nahajajo v elektrolitu. § 46. Galvanoplastika. Na poizkus b), opisan v poprejšnjem paragrafu, se opira gal¬ vanoplastika, to je ponarejanje plastičnih predmetov v bakru s pomočjo galvanskega toka. To se,vrši takole: Od predmeta, kate¬ rega hočemo v bakru ponarediti, si napravimo najprej negativni odtis iz voska ali druge plastične tvarine s tem, da predmet prav močno nanjo pritiskamo. Površje tega od¬ tisa posujemo s kovinskim prahom ali grafitom, da postane provodno. Tako pripravljeni odtis obesimo potem v kadičko od slabe¬ ga elektrovoda na drog B (slika 15,), kadičko pa na¬ polnimo z nasičeno raztopino modre galice. Na drugi drog D obe¬ simo v raztopino večjo bakreno ploščo. Drog B zvežemo potem z negativnim, drog D pa s pozitivnim polom galvanske baterije. Na negativnem odtisu se izločuje čist baker v obliki skorje, ki je tem debelejša, čim dalje časa kroži galvanski tok po raztopini. Ta skorja se da odluščiti ter je predmetu v vsem podobna; zove se pozi¬ tivni odtis. Z enim in istim negativnim odtisom si moremo narejati po več pozitivnih odtisov. Galvauoplastiko sta leta 1838. izumila j akobi v Petrogradu in Anglež Spencer. — Kovinske predmete moremo na podoben način s pomočjo galvanskega toka pozlatiti, posrebriti ali ponikljati. V ta namen je treba na¬ mesto raztopine modre galice vzeti raztopine soli, ki imajo v sebi zlato,, oziroma srebro in nikelj. Tako postopanje se imenuje g a 1 v a n o s t e g i j a.. Slika 15. 46 § 47. Kako deluje galvanski tok na magneinico. Poizkus: Bakren pravokotnik bcdf (slika 16.), na katerem se nahajajo tri odklonite, postavi tako, da se strinja njegova ravnina z magnetiškim meridijanom in da kaže stra- Slika 16. niča N proti severu; potem pritrdi polami žid galvanske baterije v sklopna vijaka b in g, in sicer pozitivno pri b, negativno pri g. Dokler po pravokotniku ne kroži galvan¬ ski tok, leže magnetnice natančno nad stra¬ nico cd, oziroma gf. Ko pa galvanski tok skleneš, se odklonijo vse tri magnetnice iz svoje ravnotežne lege v smeri pristavljenih puščic; ko se po nekoliko nihajih umire, kaže južni pol magnetnice na vrhu pravokotnika nekoliko proti levi, južna pola drugih dveh magnetnic pa nekoliko proti desni. Če tok prekineš, se magnetnice vrnejo v svojo poprejšnjo lego (magnetiški meridijan). Galvanski tok, ki kroži v bližini magnetnice, jo odklanja iz njene ravnotežne lege. Fizik Ampere je (1.1825.) z mnogovrstnimi poizkusi dokazal, da dobimo smer magnetiškega odklona po temle pravilu: Ako si mislimo človeka, ki plava v smeri pozi¬ tivnega toka in gleda proti severnemu polu magnet¬ nice, tedaj se odklanja ta pol v ono stran, kamor kaže plavačeva levica. Poizkusi kažejo dalje: 1.) Isti galvanski tok deluje na magnet¬ nim z manjšo silo, ako ga od nje bolj oddaljimo, in obratno. — 2.) Pri enakih razdaljah delujejo jačji toki na magnetnico z večjo silo nego slabejši. — 3.) Galvanski tok teži na to, da magnetnim pravokotno postavi na svojo smer. § 48. Galvanometri. Galvanometri so aparati, ki nam kažejo prisotnost, smer in jakost kateregakoli galvanskega toka. Najenostavnejši galvanometer dobimo, ako pod magnetnim v sliki 16. postavimo v stopinje raz¬ deljeno krožnico, na kateri beremo, za koliko ločnih stopinj odkloni magnetnim ta ali oni galvanski tok. 47 Galvanometer, ki služi pri merjenju prav slabih galvanskih tokov, kaže slika 17. Ta galvanometer je sestavljen iz otlega, lesenega, podolgastega okvirčka AB, okoli katerega je s svilo omotana bakrena žica v horizontalnih ovojih ovita 50- do 100- ali še večkrat, in iz magnetne palice ns, ki se v notranjem delu okvirčka lahko vrti okoli horizon¬ talne, skozi njeno težišče idoče osi. Na magnetnici je pravokotno pritrjen kaza¬ lec z, ki se s svojim koncem giblje pred delom na ločne stopinje razdeljene krož¬ nice. — Ako izpustimo po bakreni žid okoli okvirčka AB galvanski tok, se inagnetnica odkloni iz svoje ravnotežne lege; število stopinj tega odklona nam javlja kazalec z. Opisani galvanometer, ki ga ime¬ nujemo tudi multiplikator, je zelo občutljiv, kajti učinek toka na magnet- nico se pomnoži s tem, da tok kroži prav blizu in mnogokrat okoli, magnetnice. Galvanometri nam kažejo, da vsak lok iz galvanske baterije polagoma pojema, kakor tudi to, da stavijo elektrovodi galvanskemu toku neki poseben upor. Ta upor imenujemo pr o vodni upor. Cim večji je provodni upor kakega elektrovoda, tem manjšo elektriško provodljivost ima telo in obratno. Izmed kovin je srebro najboljši elektrovod, baker boljši kakor železo itd. Elektrovodi iz iste tvarine imajo tem manjši upor, čim krajši so in debelejši. Slika 17. § 49. Elektromagneti. P o i z k u s: a) Bakreno žico, po kateri kroži galvanski tok, položi v železne opilke. Če jo privzdigneš, obvisi nekoliko opilkov na njej kakor na magnetu. Opilki pa odpadejo, ko tok prekineš. Poizkus: b) Okoli železnega valja ovij bakreno in s svilo omotano ali prepredeno žico v isto smer 20- do 50krat. Ako konca žice zvežeš s poloma galvanske baterije, se železo v trenutku omagneti, ko skleneš tok, ter ostane magnetno, dokler kroži okoli njega galvanski tok. Če tok prekineš, izgubi železo svojo magnet- nost, a jo takoj vnovič dobi, če tok skleneš. Tudi jeklo se na ta način omagneti, a po prekidu toka ostane trajno magnetno. (Glej sliko 18.) 48 Slika 18. Galvanski tok, ki kroži okoli železa ali jekla, ju pretvori v magnete, elektromagnete imenovane. Jekleni elektromagneti obdrže svojo magnetnost trajno, železni pa le začasno, dokler kroži okoli njih galvanski tok. Čim jačji je galvanski tok, čim večkrat' kroži okoli jekla ali železa, tem krepkejši postane elektromagnet. Poizkus: c) Ako bližaš elektromagnetu magnet- nico na onem koncu, ob katerem kroži tok okoli njega v isto smer kakor kazalec na uri, privlačuje magnet njen severni pol, odbija pa južnega. Na ta način najdeš pri vsakem elektromagnetu lego njegovih polov. Isto lahko zveš tudi po Amperovem pravilu. 1 -\ Običajno dajemo elektromagnetom podkovasto obliko ter žice tudi ne ovijamo neposredno na železo, temveč na lesene tuljave, ki jih potem nataknemo (slika 18.). Kadar ima elektromagnet iz železa na svojih polih kotvico, ostane tudi po prekidu toka še nekoliko magneten, vendar mu ma¬ gnetnost izgine, če mu kotvico odtrgamo. § 50. Elektriški brzojav ali telegraf. Brzojav imenujemo vobče vsako pripravo, s katero dajemo s posebnimi znaki poročila v daljavo. Morsejev pisalni elek- triškibrzojav, kije sedaj po vsem svetu razširjen, je sestavljen iz treh delov: 1.) iz galvanske baterije, 2.) iz ključa, s katerim galvanski tok sklepamo in prekinjamo, 3.) iz preje¬ mala ali pisalnega stroja. 1.) Ključ (slika 19.). Na leseni podstavi stoječ meden steber ab nosi dvoročen meden vzvod ff, ki ga prožno pero g pritiska tako, da se njegov pred¬ nji konec naslanja na meden stožec s. Pri c ima vzvod nekoliko navzdol moleč nos, ki se dotakne kovinskega stebrička n, kadar vzvod pri gumbi h pritisneš navzdol. Pri n, a in s so luknjice, v katerih z vijaki pri¬ trjujemo elektrovodne žice. 49 2.) Prejemalo ali pisalni stroj (slika 20.). Na leseni podlagi stoji dvokrak elektromagnet bb; njemu nasproti pa na dvoročnem vzvodu dd železna kotvica c c. Na drugem koncu vzvoda d d je nekoliko šiljast in pošev stoječ klinec. Prožno pero f nateguje Slika 20. Ako spustimo po elektrovodu okoli elektromagneta galvanski tok, se železo omagneti, pritegne nase kotvico in pritisne klinec d na papir. Prekinemo li tok, izgubi železo svojo magnetnost, pero f potegne vzvod dd \ poprejšnjo lego. Klinec d naredi na počasi drsa- 4 vzvod tako, da je kotvica od elektromagneta nekoliko oddaljena, dokler okoli magneta ne kroži galvanski tok. Na levi strani se na¬ haja še kolesje, ki vrti valja h in r, med katerima drsa 1 cm širok papirnat trak. Slika 21. Senekovič, Fizika 17. 50 jočem papirju ali piko ali črto, ako kroži tok okoli elektromagneta le za hip ali pa več časa. Iz takih pik in črt je sestavljena vsa abeceda. Na vsaki postaji je treba ključa, prejemala in stalne galvanske baterije. Obe postaji, med katerima hočemo brzojaviti, morata biti zvezani po dobrem elektrovodu, da more galvanski tok krožiti od ene do druge in nazaj. V to svrho zadostuje že ena, med postajama izolirano, navadno na lesenih drogih razpeta žica, brzojavna žica, ker more galvanski tok od druge postaje do prve nazaj teči tudi v zemlji. Slika 21. kaže, kako je treba na dveh postajah med seboj zvezati posamezne brzojavne aparate. V sliki zaznamenuje s ključ, m prejemalo, b galvansko baterijo, P kovinsko ploščo, zakopano v vlažno zemljo. Ključ na desni strani ima tako lego, da je galvanska baterija na tej postaji sklenjena. Pristavljene puščice kažejo smer krožečega toka Ako pritisk na ključ pri s poneha, se galvanski tok prekine, ker se vzvod vrne v svojo ravnotežno lego. Za zaznamenovanje črk in številk služijo znaki: Anglež Hughes je izumil brzojav, pri katerem prejemalo črke kar tiska na papirnati trak. — Pri prekmorskih brzojavih služijo kot prejemala občutljivi galvanometri. Ako galvajiski tok premenoma pošiljamo okoli mag- netnice enkrat v tej, enkrat v drugi smeri, se magnetnica odklanja na različni strani. Iz odklonov magnetnice na dve različni strani se da sestaviti abeceda na podoben način kakor iz črk in pik. — Za provajanje galvanskega toka pri prekmorskih brzojavih jemljemo kablje, ki leže na morskem dnu in so takole narejeni: z gutaperčo izolirane bakrene žice, ki služijo kot elektrovodi, so ovite s pokalranjeno juto; okoli tega ovoja je svinčen plašč, ki je zopet ovit s pokatranjenim predivom iz konopelj. § 51. Elektriški zvonec ali hišni brzojav. Elektriški zvonec (slika 22.) je takole sestavljen: Na štirioglati deski je pritrjen elektromagnet pockovaste oblike e; okoli njega navita osamljena bakrena žica se okončuje v stebričkih 51 p in p'. Magnetnima poloma nasproti stoji kotvica m /, ki tiči pri m na prožnem peresu in se naslanja na prožno pero g. Zgoraj ima kotvica kladivce K, ki udari ob zvonec T, ako jo elektromagnet pritegne k sebi. Stebriček p in kotvica mi sta zvezana po bakreni žici; pri g in p' pa se pritrjujeta polami žici galvanske baterije. Recimo da je p zvezan s pozitivnim, g . z negativnim polom galvanske baterije. Pozitivni tok kroži tedaj po žici okoli elektro¬ magneta do stebrička p, odtod po žici v kot¬ vico, iz te po peresu g in od tega po polarni žici proti negativnemu polu. Ko sklenemo na ta način tok, se elektro¬ magnet omagneti ter pritegne kotvico k sebi; s tem pa se tok prekine, ker se kotvica in pero g več ne dotikata. Po prekinjenju toka izgubi elektromagnet svojo magnetnost, pero pri m odtrga po svoji prožnosti kotvico od magneta ter jo nasloni na pero g, — tok se vnovič sklene, in poprejšnji pojav se ponovi. Pri vsakokratnem sklepu toka udari kladivce K ob zvonec T. Ako elektriškega toka na kakem drugem mestu ne prekinemo, udarja kladivce nepretrgoma ob zvonec. Hočemo li z zvoncem dajati ob gotovih časih znamenja, treba da imamo v tokovem krogu pripravo, poseben ključ, s katerim moremo tok skleniti in prekiniti, kadar nam je drago. III. O gibanju in mirovanju trdnih teles. (Glej I. stopnjo §§ 16. in 17.) Ponovilo. Na čem spoznaš, da se kako telo giblje ali da miruje? — Kdo provzročuje gibanje- — Kaj treba vpoštevati pri vsaki sili? — Katero gibanje je enakomerno? — Kako izračunaš pri enakomernem gibanju pot, hitrost in čas gibanja? § 52. Vztrajnost. Poizkusi: a) Na steklenico s precej širokim grlom postavi pokonci majhen obroč; na obroč pa deni denar, da leži ravno nad grlom. Ako udariš obroč naglo v stran, pade denar v steklenico. — b) Na mizo postavi skledo polno vode. Ako potegneš skledo precej hitro nekoliko naprej steče nekoliko vode nazaj. Ko pa gibanje 4 * 52 ustaviš, steče nekoliko vode naprej. — c) Ako zavrtiš vrtalko na gladkih tleh, se vrti dolgo časa. Hoteč jo ustaviti, čutiš poseben upor. — Iz teh poizkusov izvajaj: Vsako telo hoče vztrajati v stanju, v katerem se nahaja. Ako miruje, hoče ostati mimo, ako se giblje, se hoče neprenehoma gibati. Da se mirujoče telo začne gibati, ali da se gibajoče se telo ustavi ali izpranem smer ali hitrost svojega gibanja, je treba vsakikrat zunanjega vzroka — neke sile. Svojstvo teles, da sama ob sebi vztrajajo v stanju, v katerem se nahajajo, imenujemo vztrajnost. Vztrajnost je svojstvo vsakega telesa in vsakega njegovega dela. Iz čim več delov je telo sestavljeno, tem večjo vztrajnost ima; zato je vztrajnost sorazmerna masi vsakega telesa. Ker zaradi vztrajnosti nobeno telo samo ob sebi ne more izpremeniti ne svoje hitrosti ne smeri svojega gibanja, se mora gibati enakomerno in premočrtno toliko časa, dokler vnanji vzroki ne provzročijo kake iz- premenibe. Izkušnja nas uči, da se vsako gibajoče se telo sčasoma samo ob sebi ustavi, umiri. Po natančnem opazovanju se prepričamo, da se gibajoča se telesa ne ustavljajo kar sama iz sebe, iz lastnega nagiba, marveč, da imamo temu pojavu iskati vzroka izvun teh teles. Ako potočimo na primer kroglo po horizontalni ravnini, tedaj mora pred seboj odrivati zrak, v katerem se giblje; poleg tega sta krogla, kakor tudi telo, po katerem se giblje, na površju bolj ali manj hrapava, takorekoč gričasta, kar gibanje izdatno ovira. Cim bolj gladki sta krogla in ravnina, tem dalje steče krogla. § 53. Sestavljanje gibanja. 1. Mislimo si 20 m dolg vlak in na vlaku človeka, ki hodi po njem od enega konca do drugega, ter vzemimo, da se vlak v treh minutah premakne 200 z« naprej in da ta človek v tem času na vlaku pride od zadnjega konca do sprednjega. Ta človek se je v treh minutah s svojega prvotnega stojišča, oddaljil za 220 m ali on je v treh minutah naredil 220 m dolgo pot, kajti vlak ga je zanesel 200 m naprej in sam se je poleg tega še premaknil na vlaku za 20 m. Ako bi pa človek v tem času, ko se premika vlak za 200 m naprej, šel od prvega, sprednjega voza do zadnjega, oddaljil bi se v treh minutah od svojega prvega stojišča le za 180 m. Omenjeni,človek se giblje na dvojen način; on se giblje z vlakom vred in obenem tudi na vlaku po isti črti, po kateri se giblje vlak. Tako gibanje imenujemo sestavljeno. 53 Slika 23. v navedenih primerih bi človek naredil prav isto pot, to je človek bi se oddaljil od svojega prvega stojišča prav toliko, kakor takrat, kadar bi se vsako gibanje (gibanje vlaka in gibanje človeka) vršilo posamič; ko bi namreč človek miroval v tem času, kadar se giblje vlak, in šele potem, ko se vlak ustavi, po vozeh šel od enega konca do drugega. — Iz povedanega izvajamo. Ako čini kako telo istočasno po isti črti dvoje gibanje v isto ali v nasprotno smer, naredi v dolo¬ čenem času pot, ki je enaka vsoti ali diferenci obeh poti, ki bi jih to telo naredilo, ako bi se vsako gi¬ banje vršilo posamič... 1.) 11. Vzemimo, da delujeta na neko telo v točki a (slika 23.) isto¬ dobno dve sili, kojih prva hoče telo gibati v smeri preme ax, druga v smeri preme a y. (Tak slučaj imamo na primer, če veslamo v čolnu črez kako reko. Reka nese čoln v smeri tekoče vode, dočim ženemo čoln z veslom ali pravo¬ kotno ali pošev na smer tekoče vode.) jasno je, da se pod vplivom istodobnega delovanja obeh sil to telo ne more gibati ne v smeri preme a x, ne v smeri preme ay. Točko, v kateri se nahaja to telo koncem določenega časa, pa dobimo, ako si mislimo, da ne delujeta obe sili istodobno, ampak posamič druga za drugo. Recimo, da bi telo v nekem času naredilo pot a b, ako bi nanje delovala le prva sila, in da bi v enakem času naredilo pot a c, ako bi nanje delovala le druga sila. Če prva sila neha delovati, ko je prišlo telo do b, in če odslej deluje enak čas le druga sila vzporedno svoji smeri ay, se premakne telo do d, tako da je bd — a c in s to vzporedna. Ako delujeta nanje obe sili istočasno, še nahaja telo koncem določenega časa v točki d. Če potegnemo še premo c d, dobimo paralelogram abcd, ki ga imenujemo paralelogram gibanja. Točka a, od katere se telo začne gibati, je izhodišče. Iz tega izvajamo: Ako silita istočasno dve sili telo na gibanj: v dveh smer ih, ki oklepata kot, tedaj se nahaja teio koncem določenega časa na onem o g 1 i š č u paralelo¬ grama gibanja, ki leži izhodišču nasproti... 2.) Pot telesa od a do d utegne biti ali prema ali kriva črta ter je zavisna od kakovosti delujočih sil. 54 § 54. Razstavljanje gibanja v dvoje gibanje. Vzemimo, da se neko telo giblje iz točke a (slika 23.) v smeri preme a d in da naredi v nekem času pot a d. Ako potegnemo po¬ ljubna polutraka ax in ay in ako načrtamo paralelogram abcd, v katerem se nahaja dana pot kot diagonala, potem lahko nadomestimo gibanje v smeri preme a d z dvojim stranskim gibanjem v smerih a x in ay, pri katerih naredi telo v istem času, ko pride od a do d, v smeri preme ax pot ab in v smeri preme ay pot a c. — Da je to pravilno, sledi iz tega, kar smo učili v poprejšnjem paragrafu Ker nad dano premo lahko načrtamo poljubno število paralelogramov, v katerih se nahaja ta prema kot diagonala, je razvidno, da vsako gibanje lahko razstavimo na poljubno število načinov v dvoje stransko gibanje. Gibanje pa se da razstaviti v dvoje stransko gibanje samo na en način le takrat, kadar sta dani smeri stranskega gibanja ali pa smer in pot enega stranskega gibanja. § 55. Sestavljanje in razstavljanje sil. Kamen, ki ga vzdigneta dva dečka, lahko vzdigne en sam od¬ rasel mož. — En konj vleče na vozu toliko breme kakor pet mož. — Dva slaba konja moreš pri vozu nadomestiti tudi z enim samim, seveda razmerno močnejšim. Na eno in isto telo utegne delovati istočasno več sil, bodisi v isto ali v nasprotno smer ali tako, da njih smeri oklepajo kot; učinek njih delovanja more biti, ah da so si ravnotežne, ali da nastane gibanje. Ako nastane gibanje, se more telo gibati samo veno smer. Potem pa je tudi lahko možno dve ali več sil nadomestiti z eno, ki v smeri gibajočega se telesa deluje nanje z istim učinkom kakor vse druge sile. Sila, ki z istim učinkom nadomešča dve ali več sil, se zove njih rezultanta ali sestavljenka, nadomeščene sile pa sile komponente ali s e s t a v 1 j a č e. Ako iščemo rezultanto dveh ali več sil, imenujemo to postopanje sestavi j an j e sil Nasprotno moremo tudi eno silo nadomestiti z dvema drugima z istim učinkom delujočima. Tako postopanje je razstavlja n j esil. Pri iskanju rezultante dveh ali več sil je vobče treba si pred- očiti z načrtovanjem prijemališče, jakost in smer posameznih sil. To pa se vrši na tale način: 55 Neka daljica nam predočuj enoto sile! To daljico načrtamo potem na polutraku tolikokrat, kolikor enot ima sila, ki si jo ho¬ čemo predočiti z načrtovanjem. Začetna točka preme, ki pred očnic silo, zaznamenuje prijemališče, smer te preme zaznamenuje smer, v kateri deluje sila, dolžina preme pa jakost sile. Vzemimo, dapredočuje mn (slika24.) enoto jakosti sile (en kilogram), potem pred- očujejo daljice a a' — 3 mn, bb' = 5 mn, c c' — 6 mn tri sile, katerih prva ima 3, druga 5 in tretja 6 enot (kilogramov) in ki prijemajo v točkah a, oziroma b in c ter delujejo v smerih a z, oziroma by in c z. a) Sestavljanje sil s skupnim prijemališče m in v isti smeri delujočih. Poizkus: Ako položiš v skledico navadne tehtnice dve uteži 2 kg in 3 kg, je učinek ravno tisti, kakor če položiš vanjo utež 5 kg. Rezultanta v eni točki v isti smeri delujočih sil je enaka vsoti komponent ter ima isto smer in isto prijemališče... 1.) Obratno lahko eno silo nadomestimo z več drugimi istosmer- nimi silami, katerih vsota je enaka dani sili. V točki O (slika 25.; prijemata dve sili v nasprotnih smerih; v smeri Ox sila 70 g, v smeri Oy sila 30 g. Da najdemo njuno rezultanto, razstavimo silo 70 g v dve komponenti po 30 g in 40 g. Sili 30 g na desno in 30 g na levo sta si ravno¬ težni ter ne provzročita nobenega gibanja (I. stopnja, § 16.), ostane torej še sila 40 g. Točka O se mora v smeri O x gibati tako, kakor takrat, kadar nanjo deluje v smeri O x sila 40 g. Rezultanta dveh v isti točki, a v nasprotni smeri delujočih sil je enaka razliki komponent in deluje v smeri večje komponente... 2.) Obratno moremo eno silo razstaviti v dve, v naspromi smeri delujoči sili, ako je njuna razlika enaka dani sili in smer večje sile ista, kakor smer dane sile. Slika 25. Slika 24. 56 Akc deluje v isti točki več sil na eno in več sil na nasprotno stran, dobimo rezultanto vseh sil s tem, da sestavimo najprej vse v isti smeri delu¬ joče sile v po eno silo. Rezultanta teh dveh je rezultanta vseh danih sil. b) Sestavljanje sil s skupnim prijemališčem in v kotu delujočih. Poizkus: Na lepenki si načrtaj paralelogram abcd (slika 26.) tako, da je 06 — 3 din, a c — 2 dni, diagonala itd—4 dm. Paralelogram postavi med stebroma, nosečima škripca g in k tako,da stoji diagonala vertikalno. Črez škripca g in k ovij vrvico in obesi na levem koncu utež P = = 2 d kg, na desnem koncu utež O = 3 dkg, pri o pa izkušaj obesiti toliko utež/?,, da ostaneta dela vrvi o g in o k vzporedna s stranico a c, oziroma ab. Da se to zgodi, mora biti utež R = = 4 dkg. Ako vzameš R manjšo kot 4 dkg, se o dvig¬ ne, ako pa vzameš R večjo kot 4 dkg, pa o nekolikopade. Ker na vrvi ne opazu¬ ješ gibanja, mora biti rezul¬ tanta sil P in Q enaka sili R in delovati v nasprotno smer kakor sila R. Načrtaj še druge paralelograme in ponavljaj to postopanje! Vsakikrat boš našel, da se imata v stanju ravnotežja vz¬ poredno s stranicama delujoči sili proti vzporedno z diagonalo delujoči rezultanti tako kakor dolžini p a r a 1 e 1 o g r a m o v i h stranic proti dolžini diagonale. Iz tega izvajaj: Rezultanto dveh v točki A (sli¬ ka 27.) delujočih sil AB in A C do¬ bimo, ako načrtamo paralelogram nad premama AB in A C, predstav¬ ljajočima dani sili, in ako poteg¬ nemo v tem paralelogramu diago¬ nal o /4 />. Prema,4Z)predstavljaja- kost in smer rezultante danih sil. Slika 27. 57 Ta paralelogram se imenuje paralelogram sil. Ako sta komponenti enako veliki, razpolavlja diagonala kot, ki ga okle¬ pata smeri sil; ako sta različno veliki, leži rezultanta bliže večji komponenti. (Dokaži to z načrtovanjem!) Čim manjši kot oklepata komponenti, tem večja je rezultanta. — Kolika je rezultanta dveh sil, ki oklepata kot 0° ali 180°? Rezultanto več v isti točki prijemajočih in v razne smeri delu¬ jočih sil P, , P 2 , P s ... dobimo, ako sestavimo po zakonu o paralelo¬ gramu sil, najprej sili P, in P 2 , zatem rezultanto teh s silo P 3 itd. c) Razstavljanje dane sile v dve sili, ki imata isto prijemališče, katerih smeri pa oklepata kot. Recimo, da je A D (slika 27. j dana sila, ki jo hočemo razstaviti v dve komponenti, ki prijemata v isti točki A, pa oklepata kot. Skozi točko A potegnimo dve poljubni premi A x in A y; na to pa načrtajmo paralelogram ABC D, ki ima dano silo za diago¬ nalo. Stranici AB in AC sta iskani komponenti, kajti njuna rezul¬ tanta je = .4 D. Nad dano premo A D moremo načrtovati brezkončno mnogo paralelogramov, torej eno silo razstavljati na brezkončno mnogo načinov. Ako pa je dana smer vsake komponente ali smer in jakost ene komponente, more¬ mo razstaviti dano silo le na en način. Slika 28. § 56. Težišče. Poizkus: a) Pletilno iglo ab (slika 28.) pritrdi v sredini c na nit, ki jo obesiš na posebno stojalo kakor kaže slika. — Pletilna igla ostane čisto horizontalna. Ako se • prvi hip igla postavi nekoliko pošev, treba le nit c nekoliko premikati proti tisti po¬ lovici, ki se je nagnila proti zemlji. Na vsak način pa lahko dosežeš, da visi igla čisto v horizontalni smeri. — Ako nit prerežeš, ali ako se sama ob sebi utrga, pade pletilna igla v vertikalni smeri proti zemlji, padajoča pa ostane vzporedna svoji legi ab. Pletilno iglo ab si lahko mislimo sestavljeno iz majhnih koščkov am, mn... bo, or... Na vsak tak košček deluje težnost, to je sila, 58 — s katero ga vleče zemlja nase. Na vso iglo deluje torej toliko sil, iz kolikor delov je sestavljena; vse te sile so med seboj vzporedne, ker vse delujejo v vertikalni smeri, in morajo imeti svojo rezultanto. Prijemališče te rezultante mora biti v točki c, ker ostane v tej točki obešena igla horizontalna; smer rezultante je vertikalna, ker pade igla v vertikalni smeri, ako nit pretrgamo; jakost rezultante pa je tolika, kolikršna je sila, s katero je treba nit vleči navzgor, da igla ne pada. Ta sila pa je enaka absolutni teži pletilne igle. Točko, v kateri prijema rezultanta vseh sil, s katerimi vleče zemlja kako telo nase, imenujemo težišče tega telesa. Pri pletilni igli (slika 28.) se nahaja težišče v središču igle, v točki c. Igla a b ostane v horizontalni legi tudi takrat, kadar jo v točki c postavimo na kako ost ali pa položimo na oster rob. Vsako skozi težišče potegnjeno premo imenujemo t e ž i š č n i c o; težiščnico, ki je obenem tudi vertikalna, pa črto namerilieo, ker nam kaže smer prosto padajočega telesa. Slika 30. Slika 29. C B B Poizkus, b) Iz deske si izreži trikotnik ABL (slika 29.) ter ga obesi pri vrhu C na nit. Če podaljšaš smer napete niti Črez trikotnikovo ploskev, se s šestilom prepričaš, da gre ta smer črez razpolovišče c osnovnice A B. Da si to pojasniš, načrtaj na trikot¬ nikovo ploskev vrsto premic, ki so vse vzporedne z osnovnico AB in leže prav blizu druga poleg druge. Te črte ti razdele trikotnik 59 v preme paličice, ki so vse vzporedne med seboj in z osnovnico AB. Po poizkusu a) ima vsaka teh paličic svoje težišče v središču, torej paličica, ki tvori osnovnico A B, v točki c, razpolovišču A B, in tako po vrsti vse paličice gori do vrha C. Težišča vseh paličic leže v premi C c, v smeri podaljšane napete niti in tvorijo črto namernico trikotnika ABC. Zato mora biti težišče trikotnika ABC nekje na premi C c. — Da izvemo lego težišča prav natančno, obesimo tri¬ kotnik na nit pri vrhu A (slika 30.). Tudi pri tem uvidimo, da raz¬ polavlja podaljšek napete niti stranico B C v točki a. Iz istega raz¬ loga, ki smo ga navedli poprej, leži težišče trikotnika ABC \ črti namemid A a. Ker je težišče trikotnika ABC na. črti C c in A a, mora biti v presečišču teh črt, v točki D. Ako primerjaš dolžini a D in c D z dolžinama A a in C c, se prepričaš, da je aD= . A a in c D = \ C c. Ako trikotnik ABC v točki D obesimo na nit ali ga položimo na kako ost, ostane v horizontalni legi miren. V težišču telesa si moremo misliti združeno vso njegovo maso. V istem telesu se teža in medsebojna razdalja posameznih delov ne izpremenita, če telo tako ali tako zasučemo. Zato se nahaja težišče v enem in istem telesu vedno v isti točki, ter njegova lega v telesu ni zavisna od položaja telesa, ležišče pa pride v istem telesu na drugo mesto, če njega maso drugače razvrstimo. Težišča teles določujemo na dvojen način: a) s tem, da telo obešamo za¬ poredoma v dveh različnih točkah; b) s tem, da telo v dveh različnih smerih polagamo na oster prem rob, na primer na ravnilo in ga toliko časa premi¬ kamo, da ostane na tem robu v horizontalni legi. V prvem slučaju imajo težišč- nice smer napete niti, na kateri telo visi; v drugem slučaju pa smer ostrega premega roba, na katerem ostane telo mirno. Težišče leži vsakikrat v pre¬ sečišču dveh tako določenih težiščnic. — Pravilna in na vse strani enako gosta telesa imajo težišče v svojem geometrijskem središču. V telesih nepravilne oblike pa se težišče nahaja bolj na tisti strani, kjer je največ mase. Težišče ctlih teles se nahaja v njih otlini, torej izvun njih tvarine. § 57. Ravnotežje teles, na katera deluje le težnost. Da telo vsled težnosti ne pada, marveč da ostane na istem mestu mimo — v ravnotežju -- treba mu narediti več točk ali vsaj eno točko nepremakljivo, da se ob njih nepremakljivosti uničuje rezultanta vseh privlačnih sil. Ako je v telesu nepremakljiva samo ena točka, mora ležati v črti namernici, torej ah vertikalno nad ali 60 pod težiščem ali v težišču samem, ce nepremakljiva točka leži nad težiščem, pravimo o telesu, da visi, če pa leži pod težiščem ali v težišču samem, pravimo, da je telo podprto. * Glede na to, kje se v telesu nahajajo nepremakljive točke, ki telesu zabranjujejo padanje, razločujemo tri vrste ravnotežja, ki jih poizkusoma dokažemo s tenko deščico pravokotne oblike A B, ki ima dve majhni luknjici, eno v presečišču obeh diagonal, v točki T, drugo v točki O. V Slika 29.) Poizkus: a) Deščico AB nasadi v točki O na horizontalno stoječo iglo, ki je nekoliko tanjša nego luknjica, tako da se deščica izlahka vrti. — Deščica se postavi sama ob sebi v vertikalno smer tako, da pride točka T, ki je obenem težišče deščice, ''vertikalno pod os O (slika 31.). Če deščico premakneš nekoliko v stran, a jo potem iz¬ pustiš, se vme po nekoliko nihajih v svojo prvo lego. Pri vsakem premikanju deščice iz njene ravnotežne lege, opiše težišče lok s polumerom OT in se pri tem vzdiguje. O telesu, ki se vrača v svojo prvobitno lego, ako ga iz te nekoliko premaknemo, pravimo, da se nahaja v povračljivem ali stalnem ravslotež j u... 1.) Poizkus: b) Deščico A B nasadi , ka¬ kor pri poizkusu a) na horizontalno os ter jo obrni tako, da pride težišče 7' nad os (slika 32.). če leži težišče natančno nad točko O, ostane deščica mirna, zasuče pa se za 180 stopinj, če jo le nekoliko v stran A pomakneš, in se po nekoliko nihajih umiri tako, da pride težišče vertikalno pod os, kakor pri poizkusu a); težišče opiše pri tem lok s polumerom OT in pada, dokler ne pride na najnižje mesto. Telo, ki se ne vrne v poprejšnjo lego, ako ga premaknemo iz njegove ravnotežne lege, marveč pade v novo lego, se nahaja v padi ji vem ravnotežju.. .2.) Viseča telesa so v stalnem, v eni točki podprta pa v padljivem položaju. Slika 31. B Slika 32. B 61 Slika 33. A Slika 34. Poizkus: c) Ako nasadiš deščico AB (slika 33.) na horizon¬ talno os v točki T, v težišču, ostane deščica mirna, naj jo zasučeš okoli osi tako ali tako. Pri vsakem vrtenju deščice ostane težišče na enem in istem mestu. Telo, ki ostane v ravnotežju v vsaki legi, v katero ga premaknemo, se naha¬ ja v nerazločnem ra vnotež j u . . . 3.) Iz navedenih po¬ izkusov tudi razvidimo, da sili težišče vsakega telesa vedno na najni¬ žje mesto. Na niti viseč kamen je v stalnem ravnotežju. — Stožec, ki stoji na osnov¬ nici, se nahaja v stalnem v padljivem, in ako leži ob strani, pa v ne¬ razločnem ravnotežju. (Zakaj?) Kupica z okroglim in debelim dnom se posiavi sama pokonci. — V sliki 34. vidiš lesen stožec, skozi katerega je potegnjena ukrivljena žica, ki ima na koncih uteži PP. Ako ta stožec postaviš na sto¬ jalo A, ga lahko v stran nagiblješ in vrtiš, a vendar ne pade. Stožec stoji torej v stalnem ravnotežju. (Zakaj?) B ravnotežju; ako stoji na vrhu, § 58. Stalnost položaja teles. Stojnost. Da ostane podprto telo v stalnem ravnotežju, ne zadošča ga podpreti samo v eni ali v več v isti premi ležečih točkah, marveč ga je treba podpreti najmanj v treh točkah, ki ne leže v prani črti. Ploskev, ki jo oklepajo skoz skrajna podporišča potegnjene preme, imenujemo podporno ploskev. Podprto telo se nahaja v stal¬ nem ravnotežju tedaj, kadar seče črta namernica podporno ploskev, pride pa v padljivo ravnotežje, ako leži težišče nad robom podporne ploskve. Podporna ploskev mize je četverokotnik, njegova oglišča leže ob skrajnih robih nog. — Podporna ploskev ria obeh nogah stoječega človeka je trapeč itd. Zakaj pošev stoječa stolpa v Pizi in Bolonji ne padeta? — Človek, ki nosi v levi roki breme, se nagiblje nekoliko na desno; noseč pa breme na hrbtu, nekoliko naprej. (Zakaj?) — Gredoč premičemo težišče svojega telesa ed podporne ploskve pod eno nogo na podporno ploskev pod drugo nogo. 62 — Vsako telo, čeravno je v povračljivem ravnotežju, se da vendar podreti, treba, da ga na primer v horizontalni smeri delujoča sila ob robu njegove podporne ploskve toliko zavrti, da nainernica ne seče več podporne ploskve. Zato pa so pri raznih telesih potrebne različno velike sile. Telesu prisojamo večjo stoj n ost, ako je treba večje sile, da ga podere. Lesen steber podereš laže kakor kamemtega, ki ima prav iste dimenzije. Na eni nogi ne stojiš tako sigurno kakor na obeh, ko je pod¬ porna ploskev bolj široka. Ozko pa visoko naložen voz se raji vzvme nego široko na¬ ložen voz. Steber podereš laže, če ga v stran pritiskaš visoko pri vrhu. Iz tega izvajamo; Telesa imajo večjo stojnost, ako imajo; a) večjo težo; b) širjo podporno ploskev; c) ako je njih te¬ žišče blizu podporne ploskve; c) akojeprijemališče podirajoče sile blizu podporne ploskve. Stolom in mizam dajemo navzvun ukrivljene noge. Stoječe svetilke, sveč¬ niki itd. so spodaj široki in obteženi ali s svincem ali peskom. — S slamo ali s senom visoko ualožeui vozovi se kaj radi vzvrnejo. — Kadar treba na isti voz nakladati zaboje različne teže, treba najbolj težke naložiti spodaj, potem šele tiste, ki so bolj lahki. (Zakaj?) § 59. Vzvod. Če je treba nekoliko privzdigniti težak kamen, storimo to lahko s tem, da pod kamen potisnemo precej dolg drog AB (slika 35.}, ki ga pri C prav blizu kamena podpremo z drugim 'Ramenom, na S1 _ ka drugem koncu droga pri A pa drog pritiskamo navzdol. Pri tem se drog zavrti okoli podporišča G, konec A gre _J, navzdol, konec B navzgor in tako se breme nekoliko vzdigne. Čim daljši je del droga A C v primeri z delom BC, tem manjše sile je treba, da vzdignemo eno in isto breme. Vsak drog, ki se lahko vrti okoli nepremične osi in na katerem težita dve sili na to, da ga zavrtita v nasprotno smer, imenujemo 63 vzvod ali navor. Mesto, v katerem je vzvod podprt in vrtljiv, se zove podporišče. Ona sila, ki jo hočemo z drugo premagati, je breme. Pravokotni razdalji podporišča od smeri šil imenujemo vzvodovi ročici, in sicer razločujemo ročico bremena in ročico sile. Slika 36. Vzvodi so dvoročni, ako se nahaja podporišče med prijema- liščern sile in bremena, in enoročni, ako sila in breme prijemata oba na isti strani podporišča. Na vzvod, ki je podprt v svojem težišču, težnost nima nobenega vpliva; tak vzvod se imenuje enostaven ali matematičen. Poizkus: a) Palica AB (slika 36.) je v svoji sredini malo nad težiščem prevrtana in nasajena na horizontalen, na stojalu D pritrjen klinec. Palica sama je razdeljena na enake dolgostne dele in ima v raz- deliščih kljukice, na katere lahko obešaš uteži. Ta palica je enostaven vzvod. Ako obesiš na levi strani na šesto kljukico utež 4 dkg, se leva polovica palice zavrti navzdol, desna pa navzgor. Da ostane v ravnotežju, treba na šesto kljukico na desni strani • obesiti prav toliko utež. Prav tako je vsaka utež, ki jo obesiš na 7., 8., . . . kljukico na desni, ravnotežna enaki uteži, ki visi na levi strani na 7., 8. . . . kljukici. Če smatramo utež na eni strani kot breme, utež na drugi strani kot silo, potem izvajamo: Enakoročen vzvod, to je vzvod, pri katerem sta ročici bremena in sile enako dolgi, ostane v ravno¬ težju, ako je sila enaka bremenu... 1.) P o i z k u s: Na šesto kljukico na levi strani obesi utež 24 dkg. Da dobiš ravnotežje, moraš obesiti na desni strani ali 12 dkg na dvanajsto kljukico ali pa 48 dkg na tretjo kljukico. S tem si dobil neenakoročen vzvod. Ako smatraš utež 24 dkg za breme, potem meri njegova ročica šest dolgostnih delov. Temu bremenu je ravnotežna sila 12 dkg z ročico 12 ali pa sila 48 dkg z ročico tri. — Iz tega izvajamo: 64 Na neenakoročnem vzvodu je enemu in istemu bremenu ravnotežna 2-, 3-, 4-,...krat manjša sila, ako je njena ročica 2-, 3-, 4-,...krat daljša, ali: Na neenakoročnem vzvodu sta si sila in breme ravnotežna, ako se imata, kakor obratno njuni ročici ... 2.) Ker je 24 X 6 = 12 X 12 = 48 X 3 — 144, moremo navedeni zakon izraziti tudi takole: Na vzvodu je ravnotežje, ako je produkt iz mer¬ skih števil sile in njene ročice enak produktu iz merskih števil bremena in njegove ročice ... 3.) Produkt iz merskega števila sile in njene ročice imenujemo vrtilni moment te sile. Oziraje se na to, slove zakon 3.) tudi takole: Na vzvodu je ravnotežje, ako je vrtilni moment sile enak vrtilnemu momentu bremena ... 4.) Slika 37. Poizkus: c) Na dvotočen enostaven in v točki m vrtljiv vzvod (slika 37.) obesi na levi strani v razdalji 3 utež 10 dkg in v raz¬ dalji 4 utež 3 dkg; na desni strani v razdalji 2 utež 5 dkg, v razdalji 4 utež 2 dkg in v razdalji 6 utež 4 dkg. Te uteži so si ravnotežne. Vsota vrtilnih momentov dveh sil, ki težita vzvod zavrteti na levo in U stran, je 10 X 3 f- 3 X 4 = 42; vsota vrtilnih momentov drugih treh sil, ki teže vzvod zavrteti na desno, je 5 X 2 2 X 4 -4- 4X6 = 42. Iz tega izvajamo: Ako deluje na vzvodu več vzporednih sil, tedaj so si ravnotežne takrat, kadar je vsota vrtilnih momentov sil, ki delujejo v istem zmislu, enaka vsoti vrtilnih momentov sil, ki delujejo v nasprot¬ nem zmislu . . . 5.) Vsi ti zakoni veljajo tudi pn enoročnem vzvodu. Pri fizičnem vzvodu se je treba ozirati tudi na njegovo težo, to je silo, prijemajočo v težišču vertikalno navzdol. Ravnotežje na fizičnem vzvodu določuj po zakonu 5.). Zaporna ranta pri železnici ali mitnici je dvoročen vzvod, istotako so vzvodi: klešče, škarje, vile, motika, podnožki pri brusih, kolovratih itd. Imenuj še druge vzvode ter povej, kdo daje silo, kdo breme! 65 Na drogu, podprtem v njegovem težišču, leži v razdalji 40 cm 400 kg težek kamen: v kateri razdalji na drugi strani podporišča je utež 15 kg temu kamenu ravnotežna? — Ena ročica enostavnega vzvoda meri 24 cm, druga 54 cm; kolika sila je ravnotežna bremenu 20 kg, ako visi breme a) na koncu krajše; b) na koncu daljše ročice? — Zakone o ravnotežju pri vzvodih je spo¬ znal Grk Arhimedes (1.287. do 1.212. pred Kr.). § 60. Uporaba vzvodov pri tehtnicah. I. Trgovska tehtnica, kakršno rabijo v prodajalnicah, lekarnah itd., je enakoročen vzvod AB (slika 38.), narejen iz kovine — prečka ali g r e d e 1 n i c a. Ta se vrti v Škarjah E okoli horizon¬ talne osi C. Na koncih prečke visita skledici; v eno devamo telesa, Pri kemijskih tehtnicah (slika 39.) sestoji os iz ostrega jeklenega klina, ležečega s svojim ostrim robom na vertikalnem stebru v jami- častem valju iz jekla ali ahata. Jeziček kaže navzdol in se njegov konec giblje pred krožno delitvijo, kažoč na ničlo, ko se postavi prečka v horizontalno smer. Skledici visita na kljukicah, vrtljivih okoli ostrih robov. Vsaka tehtnica mora biti taka, da je: I. njen položaj povračljiv, to je, da se tehtnica vrne, nekoliko vstran odklonjena, sama v horizontalno smer (težišče vzvoda mora biti pod podporiščem); 2. točna ali pravična; 3. ob¬ čutljiva. Senekovič, Fizika II. 5 66 Tehtnica je točna, ako se vsakikrat postavi v horizontalno smer, kadar sta sila in breme enaki; ako stoji torej prečka neobtežena ali obtežena z enakimi utežmi v horizontalni smeri. Da je tehtnica točna, treba: a) daimata oba dela prečke enako dolžino in enako težo; b) da sta njuni težišči od osi enako oddaljeni; cj da imata skledici sami zase enako tež o. Je li tehtnica točna ali ne, o tem se prepričamo, če skledi t ci zamenjamo; ako po zameni skledic tehtnica ne ostane več v hori¬ zontalni smeri, je en del prečke daljši od drugega in ena skledica težja od druge. Občutljiva je tehtnica, kadar se prečka izdatno ukloni, ko je ena skledica le nekoliko bolj obtežena od druge. Tehtnica je zeloobčutljiva, ako ima: a) dolgo prečko, b) majhno težo, c) težišče blizu osi in d) ako so v skledicah majhne uteži. Da so tehtnice občutljive in morejo nositi precejšnje teže, so njih prečke narejene iz štirioglatih medenih paličic v obliki trapeča (glej sliko 39.). Težo kakega telesa določujemo s tehtnico tako, da položimo v eno skledico dotično telo, v drugo pa toliko uteži, da se postavi prečka v horizontalno smer — da se uravna —, kar spoznamo iz tega, da stoji jeziček pred določenim znamenjem; te uteži dolo¬ čujejo potem težo tistega telesa. II. Rimska tehtnica ali tehtnica s kembljem (brzo- tehtnica) je neenakoročen vzvod A B (slika 40.), vrtljiv okoli osi C. Telo, ki ga treba iztehtati, visi na kljuki A; na drugi ročici pa pre- mičemo določeno utež O, kem bel j, od osi C proti B za toliko, da ostane prečka horizontalna, kar kaže jeziček nad C. Ako se nahaja težišče tehtnice pod točko C in se torej prečka, ko ni ob¬ težena, postavi v horizontalno smer, tedaj je teža telesa P tolikokrat večja od teže kemblja, kolikorkrat je A C krajši od CD. Navadno pa tehtnica ni tako narejena, da bi nje težišče bilo pod podporiščeni, marveč tako, da je neobtežena prečka naklonjena proti horizontalni smeri. V tem slučaju se deli prečka C B s poizkušanjem. Na kljuko A se obesi utež 1 kg, kembelj pa se toliko premakne, da se 67 prečka postavi v horizontalno smer — da se tehtnica uravna. Na mestu, kjer visi kembelj, se naredi zareza 1 kg. Isto se ponavlja z utežmi 2, 3, ... n kg. Tehtnica s kembljem ni niti občutljiva niti prav točna; rabimo jo takrat, kadar hočemo lelesa iztehtati hitro in z malimi utežmi in kadar nam ni veliko na tem, jeli zvemo tezo večjega telesa na grame ali polovico grama na¬ tančno ah ne. III. Decimalna tehtnica ali tehtnica z mostičem, ki jo rabimo za tehtanje zelo težkih tovorov, je v poglavitnem sestav¬ ljena iz treh vzvodov. Vzvod A B (slika 41.) s podporiščem v točki C tvori prečko ali gredelnico in je razdeljen na enake dolgostne dele. Slika 41. 10 95765^32101 2 3 5 V točki A (10. razdelišču) nosi skledico za uteži, v točkah D 'm B (v 1. in 5. razdelišču) pa visita v zgibih vezni paličici DE in B(j. Paličica BO je z zgibom zvezana z enoročnim vzvodom OH, ki ima svoje podporišče v točki tl; paličica DE je z zgibom zvezana z eno¬ ročnim vzvodom E E, kojega podporišče leži točno v prvi petini na vzvodu G H. Vzvod E E tvori mostič, na katerega polagamo telesa, ki jih hočemo tehtati. Vsi deli so tako odmerjeni, da se nahaja gredelnica A B, kadar je tehtnica nepbtežena, v horizontalni smeri, kar kaže jeziček /, ki stoji takrat v isti višini s konico K- Na mostič si mislimo položen 60 dkg težak kamen, da leži njegovo težišče od točke F točno v prvi tretjini vzvoda E F. Vsled svoje teže pritiska kamen na vzvod, ter vleče paličico pri E z neko silo navzdol, pri J pa pritiska z neko silo na spodnji vzvod E E. Koliki sta ti siii, zvemo s sledečim razmotrivanjem. E E je enoročen vzvod, breme na njem znaša 60 dkg. Ako hočemo, da ostane vzvod v ravno¬ težju, mora pri E navzgor delovati sila, ki je tolikokrat manjša od bremena, kolikorkrat je njena ročica daljša od bremenove ročice, to 5 * 68 Je v našem slučaju 3krat. Pri E je bremenu 60 dkg torej ravnotežna sila 60:3 — 20 dkg, prav tolika je sila, s katero vleče breme 60 dkg paličico ED navzdol. — Da zvemo silo, s katero pritiska kamen na spodnji vzvod v točki F, si hočemo misliti, da ima vzvod svoje pod- porišče v točki E in da treba poiskati silo, ki je v točki F ravnotežna bremenu, ležečemu od E v drugi tretjini vzvoda. Po zakonu 3. v § 50. mora ta sila biti enaka 60 X f = 40 dkg. S toliko silo pritiska kamen na podponšče v točki F. Ta pritisk pa je na vzvodu G H obenem breme, ki mu je ravnotežna sila, ki je v petkrat od podporišča bolj oddaljeni točki G petkrat manjša, torej enaka S dkg. S to silo vleče vzvod zvezno paličico BG navzdol. To vlačno silo pa lahko nadomestimo z dingo silo, ki prijema, v točki D, treba le jo vzeti tolikokrat večjo, kolikorkrat je C Z) krajša od C B, v našem pri¬ meru petkrat ali enako 40 dkg. —• Iz povedanega izvajamo: Kamen, tehtajoč 60 dkg in ležeč na mostiču, pritiska na oba vzvoda navzdol in s tem vleče zvezni paličici DE in BG s prav takim uspehom navzdol, kakor bi bila vlačna sila, ko bi isto.breme obesili nepo¬ sredno v točki D, v našem primeru 60 dkg. Ker je A C desetkrat daljša nego CD, ostane AB v ravnotežju, ako položimo v skledico desetkrat manjšo, utež, to je 6 dkg. Pri tej tehtnici potrebujemo za tehtanje teles vsakikrat desetkrat manjše uteži kot je teža telesa, ki ga tehtamo; zato se imenuje ta tehtnica decimalna tehtnica. Ko bi ročico A C naredili sto¬ krat daljšo kot je C,D, bi dobili centesimalno tehtnico, na kateri tehtamo telesa s stokrat manjšimi utežmi. § 61. Škripec. Škripec je okrogla plošča, ki se v posebnih Škarjah izlahka vrti okoli osi, idoče skozi njeno središče. Na obodu ima žleb, okoli katerega se vije vrv. Škripec je n e p r e m i č e n ali pritrjen, ako se njegova os v prostoru ne more premikati, premičen pa je ta¬ krat, ako se tudi njegova os premika v prostoru, ko se škripec vrti okoli svoje osi. Na nepremičnem škripcu (slika 42.) visi breme Q na enem koncu vrvi, na drugem koncu pa deluje sila P. Ta škripec je prav¬ zaprav dvoročen vzvod z ročicama A O in B O. Ker je A O = B O (polumer kroga), velja zakon: Nepremični škripec ostane v ravnotežju, ako je sila enaka bremenu. 69 Nepremični škripec je zaradi tega priročen, ker more na njem sila delo¬ vati v zanjo najpripravnejsi smeri. Uporabljamo ga, da vzdigujemo bremena (sila more delovati navzdol ali pa pošev); da se zapirajo duri same ob sebi; da nacejamo viseče predmete premične, na primer svetilke, svečnike itd. Slika 42. Slika 44. Na premičnem škripcu (slika 43 ) je en konec vrvi pri A trdno privezan, odtod se vije vrv po žlebu premičnega škripca B D in po žlebu nepremičnega škripca. Na drugem njenem koncu prijema sila P. Breme Q visi na Škarjah premičnega “škripca. Ako sta oba dela vrvi vzporedna in vertikalna, nosita oba vse breme v enaki meri, torej nosi vsak- teri le polovico bremena. Da ostane premični škripec v ravnotežju, treba vrv pri D natezati s silo P = Premični škripec ostane v ravno¬ težju, ako je sila enaka polovici bre¬ mena; vendar mora biti vit vertikalno napeta. Pravzaprav se mora bremenu prištevati še teža premičnega škripca. J.) Sestavljeni škripci (škripčevje) sestoje iz več premičnih in nepremičnih škripcev, zvezanih z eno samo vrvio. Pri navadno sestavljenih ^ škripcih (slika 44.) so po trije škripci v enih Škarjah. Zgornji trije škripci so nepremični, spodnji trije pa premični. Slika kaže, kako se vije vrv čez vse škripce. 'Hi Breme visi na Škarjah premičnih škripcev. V tem slučaju visi breme na šestih delih vrvi. Da si po- 70 staneta sila m breme ravnotežni, treba oni del vrvi, ki se vije črez zadnji zgornji škripec,natezati s silo, ki je enaka šestemu delu bremena. Pri navadno sestavljenih škripcih nastane ravnotežje, akojesilaenakatolikemudelubremen a, kolikor je škripcev. Bremenu je prištevati tudi težo vseh premičnih škripcev. Ako sestavimo več nego šest škripcev, potrebu¬ jemo še manjše siie, da je ravnotežna danemu bremenu; ali potem postane tudi trenje večje in prijemališče sile mora narediti daljšo pot, da vzdignemo breme v do¬ ločeno višino. Kolika siia je ravnotežna na premičnem škripcu visečemu bremenu 80 kg, ako teže škripca ne jemljemo v poštev? — Koliko pot naredi prijemališče sile, ako dvignemo brente 3 m visoko? — Koliko ljudi more vzdržati s potnočjo sestavljenih šest škripcev ravnotežje bremenu '2200 kg, ako je teža premičnih treh škripcev — 14 kg in ako vsak mož vleče s silo 40 kg? - Koliko je breme na premičnem škripcu, kateremu je sila 16 kg ravnotežna, ako tehta škripec 0-4 kg? Slika 45. § 62. Kolo na vretenu. Slika 46. Kolo na vretenu je sestavljeno iz valjastega telesa, vre¬ tena, in-iz pravokotno na vreteno, a sosredno z njim, nabitega kolesa tako, da se oba lahko vrtita okoli skupne osi (slika 45.). Breme Q visi na obodu vre¬ tena, sila P pa deluje na obodu kolesa. — Breme in sila delujeta sicer v raznih ravninah; ker pa je vreteno trdno zvezano s kolesom, smemo brez razločka v učin¬ ku smatrati obe sili delujoči v isti ravnini. Potem pa je ta stroj dvoročen vzvod. Ročica bremena je enaka polurnem vretena A O, ročica sile pa polurnem kolesa B O. Kolouavretenujevravnotežju, akoseimatasila in breme kakor polumer vretena in polu mer kolesa. Namesto belega kolesa je na vretenu dostikrat ena ali več ročic (slika 46.). Sila prijema potem na koncu ročice. 71 Kolo na vretenu, čigar os je horizontalna, se imenuje mo lovilo; tisto, čigar os je vertikalna, pa vitel. Kolika sila mora delovati na obodu kolesa s polumerom 1 -.4 m, da je ravnotežna bremenu 200 kg, visečemu na vretenu s polumerom 7 cm? — Vitel ima štiri ročice po 60 cm dolge, te vrtijo štirje možje, vsak s silo 10 kg; koliko sme biti breme na vretenu, čigar polumer je 20 cm, da sta si sila in breme ravnotežni? § 63. Delo sil. Da dvigneš kamen na določeno višino, moraš ves čas dviganja zmagovati njegovo težo; ako cepiš drva, moraš zmagovati mole¬ kularno zveznost. Da se telo po horizontalni ravnini giblje, treba zmagovati zračji upor in trenje med njim in podlago. Da se telo po toploti razteza, mora toplota zmagovati molekularne privlačne sile in zračji pritisk. Kadarkoli zapazimo učinek kake delujoče sile, vselej zmaguje sila neki upor na določeni poti. S tem, da zmaguje kak upor, pa opravlja delo. Ako dvigne eden izmed delavcev 50 kg težko breme 20 d m visoko, drugi pa isto breme 40 dm visoko, tedaj je drugi delavec opravil dvakrat večje delo nego prvi. Istotako opravi delavec dvakrat večje delo, ako dvigne 50 kg težko breme 20 dm visoko, nego tedaj, če dvigne do iste višine breme 25 kg. Iz tega izvajamo: Delo dane sile je 2-, 3-, 4-,.../zkrat večje, ako je pot, po kateri je ista sila zmagovala isti upor 2-, 3-, 4 .., n krat več j a ... 1.) D e 1 o d a n e s i 1 e j e 2 -, 3 -, 4 -,...« k r a t v e č j e, a k o z m a- g u j e s i 1 a n a i s t i p o t i 2-, 3-, 4-, ... n k r a t v e č j i u p o r ... 2.) Da moremo delo sil medsebojno primerjati in s števili izraže- vati, jemljemo za enoto dela delo tiste sile, ki more 1 kg težko breme dvigniti 1 m visoko, in imenujemo to enoto k i 1 o g r a m o - meter (kgm). Ako dvignemo 1 kg težko breme 5 m visoko, storimo po 1.) delo 5 kgm; če pa dvignemo 10 kg težko breme 5 m visoko, storimo delo 5X10 = 50 kgm. Da telo ne pada, mora nanj delovati vertikalno navzgor sila, ki je enaka teži tega telesa, torej enaka bremenu, ki ga zmaguje. Ako to silo nekoliko povečamo, nastane gibanje v njeni smeri, to je telo se premika vertikalno navzgor. Pot delujoče sile je enaka višini, do katere je sila vzdignila telo (breme). 72 Delo sile je enako produktu delujoče sile in dol¬ žine poti, ki jo naredi njeno prijemal išče ... 3.) Ako zaznamenuje D delo, P delujočo silo, S pot, ki jo naredi delujoča sila, izfazimo zakon 3.) z enačbo D = PS kgm. Silo jemljemo v račun v kilogramih, pot pa v metrih. Da prav ocenimo delo kake sile, moramo vpoštevati čas, v ka¬ terem sila opravi kako delo. Primerjalna števila dobimo, ako jem¬ ljemo v poštev dela, storjena v enakih časih, na primer v eni sekundi. — Delo, ki ga stori kaka sila v eni sekundi, imenujemo efekt te sile. Za enoto efekta nam služi sekundni kilogramometer, to je delo tiste sile, ki stori v eni sekundi delo enega kilogramometra. Ako merimo efekte večjih sil, na primer pri parnih strojih, rabimo večje enote nego je sekundni kilogramometer, namreč konj¬ sko silo; ta je določena na Ib kgm. Izkušnja namreč uči, da more navaden konj v vsaki sekundi povprečno storiti delo Ib kgm. Jasno je, d.i mora biti sila večja, ako ima v določenem času storiti večje delo. Kar popelješ z enim konjem dvakrat, lahko popelješ z dvema enkrat. Koliko delo si storil dvignivši 8 kg težko breme 4 m visoko? — Človek, 70 kg težek, zleze v štirih'mirmtah 15 m visoko; koliko delo je storil? — Iz studenca je treba v Vsaki minuti 30 m visoko dvigniti 800/ vode; koliko delo je za to potrebno, in kolika sila ga more opraviti? Kolik je efekt? Delo na strojih. Vsako pripravo, na kateri se javi učinek delujoče sile na drugem mestu in v drugi smeri, kakor deluje sama, imenujemo stroj. Upor, ki se stavi delujoči sili nasproti in ki ga hočemo zmagovati s pomočjo sile, imenujemo breme. — Vzvod, tehtnica, škripec, kolo na vretenu . . ., so stroj i. Ako z drogom AB (slika 35.) privzdiguješ kamen, potrebuješ za to tem manjše sile, čim daljša je ročica A C v primeri z ročico C B. Čim daljša pa je ročica A C, tem daljšo pot mora narediti prijema- lišče sile, da vzdigneš kamen do gotove višine. Poizkus: Na premičnem škripcu (slika 43.) obesi kot breme <3 utež 40 dkg, temu bremenu je ravnotežna sila P = 20 d kg, potem pa premikaj škripec tako, da prideta breme in sila (Q in P) v isto horizontalno ravnino. Ako potem uteži P podeliš majhen sunek, na¬ stane.enakomerno gibanje, utež P pada, utež Q pa se vzdiguje. Če pade utež P za 4 dm, se vzdigne utež Q le za 2 dm, o čeifier se prepričaš z merilom. 73 Produkt merskega števila sile in poti, narejene od njenega pri- jemališča, je enak produktu iz merskega števila dvignjenega bremena in njegove poti. Delo sile je enako delu bremena. Isto najdemo pri vzvodu, kolesu na vretenu, sploh pri vsakem stroju. Zato izvajamo: Ako s pomočjo stroja dvignemo kako breme na določeno višino, naredi prijemališče sile toliko¬ krat daljšo pot, kolikorkrat je v slučaju, da sta sila in breme ravnotežni, sila manjša od bremena. Na stroju glede dela nimamo nobenega dobička; delo je isto, če vzdignemo 40 kg težko breme neposredno (brez stroja) 3 m visoko ali pa s pomočjo stroja. Kar na stroju prihranimo sile, izgubimo na poti, torej tudi na času, ker mora pri¬ jemališče narediti prav tolikokrat daljšo pot, koli¬ korkrat je sila manjša od bremena. Ker imamo na vsakem stroju še trenje, je treba za zmago¬ vanje tega tudi še posebnega dela. Potemtakem imamo pri strojih še celo izgubo na delu. Kljub temu jih rabimo, ker moremo z njih pomočjo opravljati dela, ki jih drugače s svojimi slabimi silami ne zmoremo. Noben človek na primer ne vzdigne neposredno 1000 kg težkega bremena; s pomočjo stroja pa to izlahka stori. § 64. Ovire gibanja. Na mizi ležeča knjiga ne zdrsne na tla, četudi mizno ploščo precej pošev nagneš. Na strehah obleže kosi opeke, listje in druge reči, dasiravno je streha močno strma. Izkušnja nas uči, da se vsako gibajoče se telo polagoma ustavi, umiri, če nanj ne deluje kaka sila v smeri gibanja, dasiravno bi se po zakonu o vztrajnosti moralo gibati enakomerno. Zato morajo biti ovire, ki gibanje ustavljajo. Take ovire gibanja so: 1.) trenje, 2.) upor sredstva. 1.) Trenje imenujemo tiste ovire gibanja, ki se javljajo, kadar se kako telo giblje po površju drugega. Telesa na svojem površju niso nikdar čisto gladka, marveč bolj ali manj hrapava. Ako se kako telo giblje po površju drugega, se morajo povišbe enega dvigati črez povišbe drugega, ali pa je treba povišbe enega ali drugega odkrhniti in zlomiti. Za to pa je treba 74 posebne sile; čim večja je ta sila, tem večje imenujemo trenje in obratno. — Trenje je sila, ki deluje ravno v nasprotni smeri, kakor se telo giblje, in zato ustavlja gibanje. — Trenje je dvojno: a) trenje pri drsenju ali drsno trenje, ako eno telo po drugem drsa, na primer sam po snegu; b) trenje pri valjanju ali takanjui, ako se okroglo telo po drugem valja ali taka, na primer vozno kolo po cesti. Trenje je vobče zavisno od teročih se tvarin in je večje, kadar so telesa bolj hrapava, ter je sorazmerno pravokotnemu pritisku na ploskve, ki se trd; nezavisno pa je od hitrosti drsenja in od števila točk, v katerih se teroča telesa dotikajo. V začetku gibanja je trenje nekoliko večje kakor pozneje. Trenje pri valjanju ali takanju je sploh manjše nego trenje pri drsenju in je tem manjše, čim večji je polumer takajočega telesa. Drsno trenje pretvarjamo dostikrat v trenje pri valjanju in obratno. Po klancu navzdol vozeč podlagamo pod kolo cokljo, da se kolo ne more vrteti, ampak le drseti, ali pa ga zaviramo s tem, da ob kolo s silo pritiskamo, zavor. — Da trenje zmanjšujemo, mažemo stroje, s tem izpolnjujemo dupline in jih narejamo bolj gladke. Trenje je časih škodljivo, časih koristno. Škodljivo je pri strojih, ker zaradi trenja potrebujemo večjih sil, da povzročimo gibanje. Zaradi trenja se tudi Strojevi deli radi ogulijo in pokvarijo. — Brez trenja na tleli bi ne mogli ne varno stati ne hoditi; brez trenja bi ne držal ne vijak ne klin itd. — Železniški vlak se more pomikati le takrat, ako je trenje med kolesi loko¬ motive in kolesnicami zadosti veliko. Imenuj še nekaj drugih primerov, kjer je trenje ali škodljivo ali koristno! Pri vsakem trenju se razvija toplota. 2.) Upor sredstva Telesa se gibljejo vedno v kaki tvarini, na primer v zraku ali kaki tekočini. Te tvarine so sredstva gibanja. — Da more gibajoče se telo v sredstvu naprej, mota pred seboj izpodrivati sredstvo, v katerem se giblje; s tem pa izgubiva na svoji hitrosti. Upor sredstva je večji, če ima sredstvo večjo gostoto (v vodi se teže giblješ kakor v zraku), in je zaviscn tudi od velikosti, oblike in hitrosti gibajočega se telesa. Natančni računi tudi kažejo, da postaja upor sredstva 4-, 9-, 16-,... n 1 krat večji, če istemu telesu hitrost 2-, 3-, 4-, . . . /z krat povečamo. Da upor sredstva zmanjšujemo, priostrujemo telesa na onih straneh, s katerimi se naprej gibljejo, na primer ladje, leče na nihalih, izstrelke itd. — Upor sredstva narn koristi pri plavanju itd. — V vodi pada kamen bolj počasi kakor v zraku. 75 IV. O tekočinah. (Glej I. stopnjo §§ 18. do 25.) Ponovilo: Katera so značilna svojstva tekočin? — Kakšno obliko ima gladina mirujoče tekočine? — Kako razvajajo tekočine nanje delujoči pritisk? — Pritisk tekočin: a) na dno, b) v notranjščini, c) na stene. — Kako slove Arhimedov zakon? — Kdaj plava telo v tekočini, kdaj na površju teko¬ čine. kdaj pada na dno? § 65. Določevanje gostote trdnih in tekočih teles. Telesa, ki imajo enako prostornino, pa sestoje iz razne tvarine, imajo vobče različno težo. — Število, ki pove, kolikokrat je kako telo težje kakor voda, ki zavzema isti prostor (pri T 4° C), imenujemo relativno gostoto tega telesa. Gostoto teles določujemo ali s pomočjo hidrostatične tehtnice ali s pomočjo gostomerov: a) Hi drostatična tehtnica je občutljiva tehtnica, ki se razlikuje od navadne trgovske tehtnice v tem, da visi ena skledica na krajši niti in da ima spodaj kljukico. — Da določimo gostoto kakega telesa s pomočjo te tehtnice, položimo to telo na tehtnico ter določimo njegovo absolutno težo navadnim potem. Potem obesimo to telo na tenki niti na kljukico krajše skledice ter ga izpustimo v kemijsko čisto vodo, da visi prosto v njej. Po Arhimedovem zakonu izgubi v vodi viseče telo na svoji teži prav toliko, kolikor tehta od njega odrinjena voda. Da se tehtnica uravna, treba v drugo skledico položiti nekoliko uteži. Te uteži nam povedo težo od telesa odrinjene vode ali težo vode, ki ima isto prostornino kakor to telo. —- Izra¬ čunamo li potem, kolikokrat je absolutna teža telesa večja kakor teža odi 'njene vode, ali kar je isto, kakor je njegova izguba na teži, ako visi v vodi, pove nam ta kvocijent, kolikokrat je telo gostejše kakor veda. Gostoto trdnega telesa dobimo, ako razdelimo n j e g o v o a b s o 1 u t n o t e ž o z n j e g a i z g u b o n a t e ž i v v-o d i. Gostoto tekočin najdemo tako, da določimo, koliko izgubi na svoji teži kako trdno telo, n. pr. kos svinca, v kemijsko čisti vodi in v dotični tekočini, ter potem razdelimo tega telesa izgubo na teži v tej tekočini z izgubo na teži v vodi. Kolika je gostota cinka, ki tehta v zraku 144-2 g, a v . vodi izgubi na svoji teži 20g? (144-2:20 = 7-21.) Kos svinca izgubi na svoji teži v vinskem cvetu 4 g,v vodi pa 5 g; kolika je gostota vinskega cveta? (4: 5 0-8.) 76 Gostota nekaterih teles: alkohola 0-79, bakra 8-9, jekla 7-8, kositra 7-3, platine 21 -5, srebra 10-5, svinca 11-4, zlata 19-5, kovnega železa 7-79, živega srebra 13-59, morske vode (v srednjem) 1-04, čiste sladke vode (pri+ 4° C) 1. Težo telesa, katerega prostornina je enaka enoti, imenujemo speci¬ fično težo. Ker jemljemo težo kubičnega centimetra kemijsko čiste vode (pri + 4 °C) za enoto teže (gram), je očividuo, da sta gostota in specifična teža istega telesa izraženi po enem in istem številu. Pomniti pa je treba, da je število, ki pove gostoto, kot kvotijent dveh števil brezimensko število; speci¬ fična teža pa. imensko število (grami ali kilogrami, kakor je prostornina izražena v kubičnih centimetrih ali kubičnih decimetrih). Ker je specifična teža zlata 19-5, tehta vsak kubični centimeter zlata 19-5 g in je obenem tudi 19*-5kraf težji, kakor kubični centimeter čiste vode; gostota zlata je torej tudi 19-5. Gostoto v vodi raztopljivega telesa določimo tako, da določimo najprej gostoto tega telesa glede tekočine, v kateri se ne topi,- in gostoto te tekočine glede vode. Gostota dotičnega telesa glede te tekočine, pomnožena z gostoto te tekočine, je gostota tega telesa glede vode. Telesa, ki imajo manjšo specifično težo kakor voda, ki torej plavajo na vodi, vežemo / drugimi težkimi telesi, n. pr. s kosom svinca. Kos lipovega lesa tehta v zraku 24 g, kos svinca v zraku 54 g, teža svinca, visečega v vodi, je 49-2 g, les in svinec, skupno v vodi viseča, imata ' težo 32-2 g; kolika je gostota lipovega lesa? Slika 47 ^ ^ os ^ omer i ali aeronietri z lestvico so ste- ’ klene cevi (slika 47.), ki so spodaj in zgoraj zavarjene; v spodnjem delu so širje, bodisi kroglaste ali valjaste, v zgornjem delu X pa pravilno valjaste. Na dnu imajo toliko živega srebra ali šiber, da v tekočinah stalno plavajo v vertikalni smeri. V cevi X je posebna lestvica ali skala, to je na poseben način razdeljena papirna proga. Uporaba gostomerov z lestvico se opira na zakon, da se potaplja eno in isto telo v tekočini tem globokejše, čim manjša je gostota tekočine. (Da telo mirno plava v tekočini, mora biti njegova teža enaka teži odrinjene tekočine, torej je izvestno, da mora odriniti redkejše tekočine več nego gostejše.) Na nekaterih gostomerih je lestvica tako narejena, da čitamo gostoto tekočine naravnost v točki, do katere se gostomer v tej tekočini potopi. Gostomere s tako lestvico imenujemo sploh gostomere. Na takih gostomerih se določi lestvica poizkusoma s tem, da jih pri izdelovanju po¬ tapljamo v različne tekočine, katerih gostote so že znane, ter zazna- , menujemo točke, do katerih se potapljajo, z dotičnimi števili gostote. Druga vrsta gostomerov so odstotni go stom eri. Ti imajo- tako prirejeno lestvico, da se takoj zve, koliko prostominskih ali težinskih delov ene tekočine je v zmesi dveh tekočin. Lestvice se urejajo poizkusoma in za različne zmesi tekočin posebej, n. pr. za alkohol, vino, pivo, mleko, lug itd. Alk oholo m etri naznanjajo, koliko odstotkov alkohola je v vinskem cvetu. — Mleko m eri, koliko čistega mleka je v mleku z vodo pomešanem. — Sladom eri, koliko težinskih delov sladkorja je v sladkorjevi raz¬ topini itd. Odstotni gostomeri niso popolnoma zanesljivi, ker se da gostota- zmesi umetno prenarejati. N. pr. ako mleku primešamo vode, se razredči, s tem pa, da mu primešamo nekoliko moke, mu moremo dati prvobitno gostoto. Časih rabimo tudi gostomere s poljubno deljeno lestvico. Taki gostomeri nam kažejo le to, je li izmed več tekočin ena gostejša od druge. Ker se tekočine v toploti močno raztezajo in vsled tega menjajo gostoto, more delitev biti veljavna le pri določeni temperaturi, ki je običajno na cevi tudi označena (15 do 20 0 C). V. O plinastih telesih. (Glej I. stopnjo §§ 26. do 29.) Ponovilo: Katera so značilna svojstva plinastih teles? — Kakšen je barometer? — Kako merimo z' njim zračji pritisk? — Kakšna je natega? — Cernu jo rabimo? § 66. Sesalna črpalka. Tlačilna črpalka. a) Sesalna črpalka (slika 48.) sestoji iz dveh stikajočih se cevi, ah in c; v širji cevi (škornjici) tiči bat, ki se da v njej premikati zrakotesno, ali vsaj tako tesno, da ne propušča vode. Na. tanjši cevi c (sesalni cevi) je spodaj sito h. Pri b je zaklopnica / in v prevrtanem batu zaklopnica e, ki se obe odpirata navzgor. Pri d je cev za iztok (iztočilna cev). Ako z dvorcčnim vzvodom bat potegneš kvišku, se zrak v škornjici pod njim razredči ter dobi manjšo napetost kakor je na¬ petost zunanjega zraka. Vsled tega se zapre zaklopnica e, zunanji zrak pa pritisne vodo v škomjico. Ko gre bat zopet doli, se zapre zaklopnica f, skozi zaklopnico e pa teče voda v škornjici nad 78 Slika 48. Slika 49. bat. To se ponavlja vsakikrat, kadar se bat vzdigne. Giblješ li bat dalje časa gori in doli, se nabere v škornjici toliko vode, da začne iztekati skozi, iztočilno cev d. Sesalne črpalke rabimo pri vodnjakih. — Kakor smo učili v § 27. 1. stopnje, ie zračji pritisk ob mor¬ ski gladini ravnotežen 76 cm visokemu vertikalnemu živosrebrneniu stebru ali, ker je živo srebro 13-5U težje od vode, 13-59krat višjemu, to je približno 10 m visokemu vertikalnemu vodenemu stebru. Za radi tega zaklopnica j ne sme biti nad površjem vode v vodnjaku 10 m oddaljena, sicer bi voda ne vzhajala v škornjico. Ker se v prostoru nad batom nahaja vedno ne¬ koliko zraka, se nareja za¬ klopnica f po največ blizu 6 m nad površjem vode v vcdnjaku. b) Tlačilna čr¬ palka (slika 49.) se raz¬ ločuje od sesalne črpalke v tem, da bat A ni pre¬ vrtan in da je na škornjico pritrjena kvišku idoča cev D z zaklopnico B. Iv drugo razdelišče! Ako potezaš z lokom po prvi tretjini, kažejo papirčki, da se treseta tudi drugi dve tretjini; a drugo razdelišče je mirno. — c) Isto- ponavljaj, ko si postavil kobilico v prvo četrtino strune! Ako potezaš z lokom 86 po prvi četrtini, se tresejo tudi ostale tri četrtine, ie točke koncem prve, druge in tretje četrtine ostanejo mirne. — Take mirujoče točke tresočih se .teles imenujemo vozle. _ Dva sosednja in po vozlu ločena dela se treseta v nasprotnem zmislu; ko se gibljejo točke na levi od vozla navzgor, se gibljejo točke na. desni od vozla navzdol in obratno. Struna se razdeli na več enakih delov tudi takrat, ako se je s prstom na koncu prvega dela rahlo dotakneš, dostikrat pa tudi kar sama ob sebi, ne da bi se je bil sploh kaj dotaknil. Strune uporabljamo na citrah, klavirjih, goslih, tamburici itd. — Pri brzojavnih žicah slišimo časih različne tone; kdo jih proizvaja? § 73. Zveneče paltee. Pri ubiranju godal nam služijo glasbene vilice, lo je črki U podobna ukrivljena prožna jeklena palica, ki ima na ukriv¬ ljenem delu držalo. Dostikrat so glasbene vilice pritrjene na skrinjico iz prožnega lesa (resonančno omarico) (slika 57.). Glasbene vilice zazvene, ako ob njih rogelj lahko uda¬ rimo ali pa z lokom potegnemo. Vilice s kraj¬ šimi in debelejšimi roglji dajo višje tone. Zveneče palice se rabijo pri trianguli, lesni in stekleni harmoniki, bijalu pri urah in nekaterih igračah za otroke. § 74. Zveneče plošče. Poizkus: Središče štirioglate ali okrogle medene plošče utrdi v precepu z vijakom, ploščo pa posuj z drobnim peskom! Ako ob robu plošče potezaš z lokom, zazveni plošča; pesek na plošči “pa Slika 58. odskakuje ter se zbira v nekih črtah, kjer ostane potem miren, dokler daje plošča isti ton. — Ista plošča more dajati različno visoke tone. 87 Črte, v katerih ostane pesek miren, imenujemo črte vozlovke. One tvorijo posebne like, Chladnijeve zvočje like. Zvočji liki so raznovrstni (slika 58.). Potezaš li z lokom ob štirioglato prožno ploščo v točki b in držiš li ploščo v točki a, da se v njej ne more tresti, dobiva like, kakršne kaže slika. Oblika zvočjega lika je zavisna od tega, če plošča ni na vseh delih enako gosta, dalje, v katerih točkah je utrjena in v katerih točkah potezaš z lokom obnjo. Sploh je zvočji lik sestavljen iz več vozlovk, kadar daje plošča višji ton. Zvočje like je prvi opazoval in opisal C h 1 a d n i (1.1787.). Zvonove si lahko mislimo nastale iz ravnih plošč, ki so toliko upognjene in zavite, da so dobile dotično obliko. Na zvonu Slika 59. se tvorijo najmanj 4 vozlovke, ki dele njegov rob v štiri enake dele ter gredo od roba proti točki, v kateri je zvon utrjen. Tvo¬ riti se jih pa more tudi 6, 8, 10 itd. — Dva po vozlovki ločena zvonova dela se treseta v nasprotnem zmislu. Okrogle napete o p n e, kakršne imamo na bobnih, se tre¬ sejo ali cele ali v oddelkih; v zadnjem primeru se tvorijo vozlovke v sosrednih krogih, ako udarjamo ob opno v njenem središču. § 75. Piščali. Ako piiiaš v poševni smeri črez odprtino bolj ozke cevi ali črez ozko grlo kake steklenice, slišiš ton, ki po¬ stane tem višji, čim krajša je cev. — S tem, da pihaš zrak črez odprtino, se zrak v cevi vrstoma zgoščuje in raz¬ redčuje ter se tako začne tresti, in sicer v podolžni smeri. Godala, pri katerih nastanejo ioni po tresenju deloma zaprtega zraka, imenujemo piščali. Razločujemo ustnične piščali in piščali z jezičkom. a) Ustnična piščal sestoji iz štirioglate ali okrogle cevi R (slika 59.), ki ima na spodnjem delu ozko odprtino c, usta. Gorenji rob te odprtine je pri¬ ostren ter tvori zgornjo ustnico. V isti višini s spodnjim robom odprtine, spodnje ustnice, tiči v cevi R tristranična prizma d, j e d r o, ki pušča pri c ozko odprtino. Cev R stoji na manjši cevi, podnožju, in je na vrhu ali zaprta ali odprta. Z ozirom na to se zove piščal ali zaprta ali odprta. Ako pihamo v podnožno cev, odhaja vpihani zrak skozi odprtino med jedrom in spodnjo ustnico; pri tem pa udarja ob zgornjo 88 ustnico; nekoliko ga vstopi v cev R ter zgosti tamošnji zrak. Na to pa odhaja ves zrak skozi usta na prosto; nad jedrom zgoščeni zrak se pomika po cevi navzgor. Nad jedrom se tedaj zrak nekoliko razredči, vsled tega pa vstopi zopet nekoliko zraka skozi odprtino. — V cevi R se potem zrak vrstoma zgoščuje in razredčuje, to pa povzročuje podolžno tresenje zraka v cevi, — piščal zapiska, ako je tresenje zraka dovolj silno, sicer pa slišimo le šum. Poizkusoma lahko dokažeš veljavnost teh zakonov: a) Krajše ustnične piščali, zaprte kakor odprte, dajo višje tone kot dolge, in sicer je višina tona obratno sorazmerna z dolžino piščali. b) izmed dveh enako dolgih ustničnih piščali, katerih je ena zaprta, druga pa odprta, daje odprta za oktavo višji ton. c) Ista piščal daj e razno visoke tone, ako pihamo vanjo bolj ali manj močno. Tvarina, iz katere je piščal narejena, in širina pisčalne cevi Slika 60 ne vpihata "a višino tona. Ton odprte piščali se nekoliko zniža, ako ji zakriješ en del odprtine. — Ustnične piščali v tej obliki, kakršno kaže slika 59 ., rabimo pri orglah. — Žvegle, pastirske orglice, signalne piščalke so istotako ustnične piščali. b) Piščal z jezičkom (slika 60.) sestoji iz treh delov. 1.) Iz otle štirioglate ali okrogle cevi, v katero se piha zrak skozi njeno podnožje. 2.) Iz manjše cevi, ki tiči v prvi in je zgoraj odprta, a na eni strani tako zarezana, da nastane štirioglata podolžna odprtina. To odprtino zapira prožna kovinska ploščica, j eziček, ki je na zgor¬ njem koncu utrjena, sicer pa prosta. Jeziček more biti nekoliko manjši nego odprtina, da se giblje skozi njo prav natančno, vendar ne dotikaje se obstranja; — ali pa večji, da ne more skozi odprtino. 3.) Iz nastavne cevi, ki je podobna livniku in stoji na cevi z jezičkom. Skozi podnožno cev vpihani zrak odhaja mimo jezička in skozi nastavno cev na piano. Ta zračji tok spravi jeziček v tresno gibanje; tresoči se jeziček pušča zrak le premenjema v nastavno cev. Tresenje jezička in zraka v nastavni cevi pa proizvaja ton. Višina tona je zavisna od prožnosti in dolžine jezička in od dolžine nastavne cevi. Nastavna cev znižuje sploh nekoliko piščalin ton ter mu po¬ deljuje večjo jakost. /V 89 Piščalke z jezičkom so: klarineta, fagot, otroška trobita, lovski rog, troha itd. Pri lovskem rogu iti trobi nadomeščajo trobčeve ustnice jeziček, ker se začno tresti, ko se piha zrak s silo mednje. § 76. Jakost zvoka. Velik in težek zvon ima dosti močnejši glas nego majhen; slišimo ga v dosti večje daljave. — Ako z lokom potegneš ob napeto struno, daje izpočetka krepek ton, ki pa pojema, v čim manjših razmahih se struna trese. — V daljave kličemo z višjim glasom, da se nas more slišati. — Če stojimo blizu govornika, ga bolje slišimo, nego če smo daleč od njega. — V zimskem času, ko je zrak mrzel in zaradi tega tudi bolj gost, slišimo Gonjenje v večje daljave kakor poleti. Zvokjejačji: 1.) akoimazvenečetelo večjomaso, 2.) ako se to telo trese v večjih razmahih, 3.) čim večje je število tresajev v eni sekundi. ... 1.) Zvok p os tane 4-, 9-, 16-,... krat slabši, če seod zve¬ nečega telesa 2-, 3-, 4-,.. .krat bol j. oddaljimo_ 2.) V isti razdalji od zvenečega telesa je zvok j ačji, če ima zvokovod večjo gostoto. ... 3.) § 77. Sozvočenje. Resonanca. Poizkusa: a.) Na mizo postavi dvoje takih glasbenih vilic na resonančnih omaricah, ki dajo popolnoma enako visoke tone. Potegneš li z lokom oh ene vilice, da dajo krepek ton, zazvene tudi druge ter zvene še dalje, četudi prve utihnejo. — b) Zapoješ li v odprt klavir s krepkim glasom, zazveni struna, ki daje prav tako visok ton, kakršnega si zapel. Z veneč e telo more vdrugem prožne m telesuvzbu- jati tresenje, da proizvaja to samo zase vprav tako visok ton, kakor prvo zveneče telo. — Ta pojav imenu¬ jemo sozvočenje. — Telo sozvoči z drugim zvenečim telesom le takrat, ako se more z enako hitrostjo tresti kakor prvo, ako daje samo isti ton. Prosto v zraku razpeta struna daje prav slab ton, ki ga v večje daljave ne slišiš; njen ton pa se izdatno ojači, ako jo na- pneš črez omarico iz prožnega lesa. — Ton glasbenih vilic brez resonančne omarice je prav slab; pa se ojači, ako postaviš držalo 90 zvenečih vilic na mizo. Otip te uveri, da se miza trese istočasno z vilicami in da se umiri, ko vilice utihnejo. Zveneča telesa podeljujejo svoje tresenje tudi drugim prožnim telesom, katerih se dotikajo, tako da se ta ž n j iini istočasno tresejo in s tem zvok prvih ojačujejo. — Ta pojav imenujemo resonanco. — Resonanca traja le toliko časa, dokler zveni prvo telo. Glasbene vilice in struna imajo same zase premalo mase, da bi mogle v obdajajočem jih zraku vzbujati krepko tresenje. — Cernu imajo godala s strunami otle skrinjice iz prožnega lesa, resonančne omarice? § 78. Odboj zvoka. Jek. Odmev. Ako iz primerne daljave zakličeš proti kakanu zidu, gozdu ali skali, slišiš dostikrat, da se tvoj klic od: zidu, gozda ali skale po¬ novi, časih samo enkrat, časih pa tudi večkrat. Med gorovjem slišimo dostikrat, da se kak strel večkrat ponavlja. V enem in istem zvokovodu se zvok širi v premih črtah, zvočjih trakovih. Kadar pa pride zvočji trak na mejno ploskev dveh zvokovodov, na primer iz zraka na kako steno, nastane isti pojav, kakršnega opazujemo, ako vržemo prožno kroglo ob tla ali ob pokončno steno. Ako vržemo prožno kroglo ob horizontalna tla v vertikalni smeri, odskoči vsakikrat v vertikalni smeri nazaj. Pravimo, da se krogla na tleh odbija. — Ako pa prožno kroglo vržemo na tla v poševni smeri, odskoči od tal na drugo stran tudi v poševni smeri. Če postavimo pravokotnico v točki, v kateri zadene krogla ob steno, potem najdemo, da oklepa smer vpadajoče krogle s to pravokotnico prav lolik kot, kakor smer odbite krogle. Ako zadene zvočji trak ob kako steno, se odbija prav tako kakor prožna krogla ob tleh ali kaki steni. Če pride odbiti zvočji trak do tvojega ušesa, vzbuja ti ravno takšen občutek kakor neposredno od zvočila prišli zvočji trakovi. Ta pojav imenujemo odboj zvoka. Zvok se sploh vsakikrat odbija, kadar prihaja na mejno ploskev zvokovoda. Pride li odbiti zvok v takem času do našega ušesa, da ga moremo od prvobitnega razločiti, nastane jek; ako pa pride odbiti zvok v času do ušesa nazaj, da ga ne moremo natančno razločiti, nastane odmev. 91 Pogoje nastanku jeka in odmeva je lahko določiti. Človek more v vsaki sekundi le devet*razuih zvokov razločevati drugega od drugega; vsak zvok sam zase mora tedaj lia uho delovati l / 9 sekunde. Hočemo li slišati jek, mora odhiti zvok do ušesa nazaj priti najmanj Ve sekunde pozneje nego prvobitni. V V 9 sekunde nareja zvok malone 37 m dolgo pot. Ako je stena od nas 18-5 m oddaljena in ako od nas izhajajoči zvočji trakovi nanjo vpadajo v pravem kotu, slišimo enozložen jek. Ako je stena, ki odbija zvok, 2-, 3-, ...krat 18-5 m. oddaljena, tedaj lahko nastanejo 2-, 3-, ... zložni jeki, to je jek ponavlja od kakega govora zadnje 2, 3, ... zloge. Več sten tako razvrščenih, da moremo od vsake stene odbiti zvok posebej razločevati, povzročuje večkratne jeke. V Atiersbachu na Češkem ponavlja jek sedemzložne besede po tri¬ krat; na dvorišču palače „Simonetta“' : v Milanu ponavlja jek pok pištole po SOkrat. Odmev opazujemo prav lahko v vsaki večji prazni dvorani ali cerkvi. Odpravimo ga vsaj deloma, če ne popolnoma, ako naredimo stene grbaste. Na takih stenah se odbija zvok nepravilno na vse strani ter izgublja nekoliko svoje jakosti; v polnih cerkvah pa primer odmeva ne čutimo tako močno kakor v praznih. — Vsakikrat, ko se zvok odbija, tudi nekoliko oslabi; nekoliko zvoka prehaja namreč tudi v novo sredstvo — v zvok odbijajoče telo. Skozi dvojna okna ropota z ulic ne slišiš tako močno kakor skozi enojna. — Po razno gostih zračjih plasteh razširjajoči se zvok zelo oslabeva. Ponoči se nam dozdeva vsak ropot jačji nego podnevi. Na odboj zvoka se opira uporaba doglašala in slušala. Dogla- šalo je stožkovita 1 do 2 m dolga cev iz kake trdne tvarine. Govorimo li v doglašalo na ožjem koncu, se zvočji traki na obstranju doglašala odbijajo tako, da izstopajo vzporedno iz cevi. Ker se potem zvok ne more širiti na vse strani, tudi v daljavo ne oslabi toliko. — S 1 u š a 1 o je sploh podobno doglašalu, samo da služi v nasprotnem zmislu. Na široko odprta cev prestreza zvočje trakove, jih zbira ter vodi bolj zgoščene do ušesa. VII. Iz nauka o svetlobi. (Giej I. stopnjo §§ 69. do 71.) Ponovilo: Kaj imenujemo svetlobo? — Katera telesa so samosvetla, katera temna? — Katera telesa so prozorna, katera prosojna, katera nepro¬ zorna? — Kako ih s katero hitrostjo se širi svetloba? — Kako nastane senca? § 79. Zakoni, po katerih se svetloba odbija. Poizkus: V sobi, v katero sije solnce, zavesi okna toliko, da bo postalo malo temno, potem napravi v oknu špranjo, da more snopič solnčnih žarkov v sobo. Na prahu, plavajočem v zraku, vidiš 92 natančno, v kateri smeri prihajajo solnčni žarki v sobo. Ako te solnčne žarke na kateremkoli mestu prest režeš z navadnim zrcalom ali z dobro uglajeno ravno kovinsko ploščico, opazuješ, da jim daje čisto drugo smer. Pri tem opazuješ isto, kakor takrat, če vržeš žogo pošev na tla, ki potem v nasprotni smeri odskoči. Poizkus torej kaže, da se svetloba širi premočrtno le v enem in istem sredstvu; dospevši do trdnega telesa, zrcala, se odbija, ter se širi v zraku nazaj, vendar v drugi smeri. Da pojasnimo to bolj natančno, vzemimo pripravo, ki jo kaže slika 61. V središču polukrožne deske stoji zrcalo, ki se da vrteti okoli osi, ki gre skozi središče pdlu- kroga in stoji na njem normalno Pravokotno na zrealovo ravnino je pritrjen kazalec h c, ki se vrti obenem z zrcalom. Ob obodu deske A je valja¬ sta pločevina s špranjo pri a in raz¬ deljena na stopinje. Ako vpada skozi špranjo a snopič svetlobnih žarkov (n. pr. solučnih) in ako kaže kazalec bc na stopinjo 20., Uidimo, da se žarki na zrcalu odbijajo in razsvetljujejo 40. stopinjo. Ako vrtimo kazalec in z njim zrcalo, se odbijajo svetlobni žarki na zrcalu tako, Slika 62. da razsvetljujejo na nasprotni strani kazalca istotoliko stopinj od njega oddaljene točke, kolikor stopinj je kazalec oddaljen od špranje. Vzemimo, da predstavlja MN (slika 62.) ravno ploskev, ob kateri se svetloba odbija, premica A B vpadajoči svetlobni žarek, ki zadene ploskev MN v točki /i (v vpadišču) in da predstavlja BD Slika 61. 93 odbiti svetlobni žarek. Premica BC, ki stoji v vpadišču pravokotno na MN, se imenuje vpadna pravokotnica; kot a, ki ga okle¬ pata vpadajoči svetlobni žarek in vpadna pravokotnica, je vpadni kot; kot b, ki ga oklepata odbiti žarek in vpadna pravokotnica, je odbojni kot. Natančno opazovanje in računi kažejo, da se svetloba, ki je prišla do površja drugega telesa, ob površju tega telesa vsakikrat odbija po tehle zakonih: Odbojni kot je enak vpadnemu_ 1.) Vpadni in odbiti svetlobni žarek ležita z vpadno pravokotnico v isti ravnini, a na nasprot¬ nih straneh vpadne pravokotnice. ...2.) Svetlobni žarki, vpadajoči pravokotno na površje kakega telesa, se odbijajo pravokotno na to in se imenujejo glavni žarki. Svetilnost odbitih svetlobnih žarkov je vedno manjša nego sve¬ tilnost vpadajočih. Telesa, ki so na površju gladka in leska in ki svetlobo pravilno odbijajo, imenujemo zrcala. § 80. Ravno zrcalo. Vsako gladko, lesko in popolnoma gladko ravnino, ki svetlobo v veliki množini odbija, imenujemo ravno zrcalo. Naša na¬ vadna ravna zrcala so brušene ravne steklene plošče, ki so na zadnji strani ali posrebrene ali prevlečene s kositrovim amalgamom.* Tudi neobložena obrušena ravna steklena plošča more služiti kot zrcalo, posebno če je njeno ozadje slabo razsvetljeno. Ker je taka plošča prozorna, propušča malone vso nanjo vpadajočo svet¬ lobo in je odbija le majhen del. Poizkus: Stoječ pred ravnim zrcalom vidiš v zrcalu svojo sliko; od tebe izhajajoči, a na zrcalu odbijajoči se svetlobni žarki imajo tako smer, da prihajajo v tvoje oko navidezno od svetlega in tebi podobnega telesa zadaj za zrcalujočo ploskvijo. Da spoznamo pot na zrcalu odbitih žarkov bolj natančno, si mislimo ravno zrcalo ss' (slika 63.) v prerezu s papirno ravnino in pred njim svetlo točko A. Iz točke A pada mnogo svetlobnih žarkov na zrcalo, kateri se po navedenem zakonu odbijajo, na * Kositrov amalgam je zlitina kositra in živega srebra. 94 primer žarek An se odbija v smeri no, žarek A p v smeri pq itd. Podaljšamo li smeri teh dveh odbitih svetlobnih žarkov zadaj za zrcalo, najdemo, da se sečeta v točki a; zvežemo h potem točki A in a s premo ter jo zmerimo s šestilom najdemo dalje, da je razdalja Ar — ar in da stoji A a pravokotno na zrcalni ravnini. Iz tega izvajamo: Zrcalo odbija iz točke A izhajajoče svetlobne žarke tako, kakor bi izhajali iz svetle točke a zadaj za zrcalom. Človeško oko pa je tako ustvarjeno, da vidi vsak predmet v tisti smeri, v kateri prihajajo svetlobni žarki; torej vidi svetlo točko A zadaj za zrcalom v točki a. Točka a se imenuje navidezna slika svetle točke A. Recimo, da je ab (slika 64.) svetel predmet pred ravnim zrca¬ lom MN. Po ravnokar navedenem je slika točke a v a' v enaki razdalji za zrcalom kakor a pred zrcalom; slika točke b v b', slika točke c v c' itd. Vsaka točka predmeta ab ima svojo sliko; ker se vrste točke predmeta ab nepretrgoma med seboj, se vrste prav tako tudi njih slike, a' b' je torej slika pred¬ meta ab. Glede oblike in veličine sta slika in predmet enaka; razloču¬ jeta se pa v tem, da so na desni ležeči deli predmeta v sliki na levi in obratno. V horizontalno ležečem zrcalu, na primer gladini kakega ribnika, vod¬ njaka ali jezera, vidimo slike pokonci stoječih predmetov (dreves, hiš itd.) vzvrnjene, kajti slike spodnjih točk predmetovih so zrcalni gladini najbliže. Ako postavimo dve ravni zrcali vzporedno drugo proti drugemu, vidimo slike enega zrcala v drugem in tako pravzaprav brez števila slik. Te slike imajo od zrcal vedno večjo razdaljo in manjšo svetlost. Prav tako vidimo več slik v dveh zrcalih, ki oklepata kot, ako stoji svetel predmet med njunima ploskvama. — Orodja, s katerimi gledamo večkratne slike istega predmeta, imenujemo krasnoglede. Pri navadnih zrcalih se svetloba odbija največ na zadnji, obloženi ploskvi, nekoliko pa tudi na sprednji, tako da imamo pravzaprav dve sliki, ena izmed njiju je tako slabo razsvetljena, da je navadno ne opazimo. Ravna zrcala uporabljamo v vsakdanjem življenju, za razne fizikalne igrače in pri mnogih fizikalnih in geometrijskih orodjih. Slika 63. 95 81. Sferična zrcala. Slika 65. Svetlobni žarki idoči skozi Krogline kapice, ki so na eni strani svojega površja gladke in leske, imenujemo sferična ali kroglasta zrcala, in sicer imenujemo tako zrcalo konkavno, vboklo, vdrto ali jama- sto, ako je vdrta stran gladka in leska, in konveksno ali iz¬ bočeno, ako je zunanja, izbočena stran gladka in leska. 1. Konkavno zrcalo. Recimo, da predstavlja AB (sl.65.) prerez konkavnega zrcala s papirno ploskvijo, da je C središče one krogle, h kateri pripada odsek AB. in da j e D točka v središču zrcalne ploskve. D se imenuje optično središče, premica D C, ki veže optično središče s središčem krogle, je optična os, lok AB širina ali odprtina zrcala. Polumeri stoje pravokotno na zrcalovem površju, zato določujejo obenem tudi vpadne pravokotnice. središče C vpadajo na zrcalo pravokotno, torej se odbijajo v isto smer. Taki svetlobni žarki so glavni žarki. Poizkusi: Ako držiš konkavno zrcalo proti solncu, da vpa¬ dajo solnčni žarki vzporedno z njegovo osjo, in ako potem odbite žarke prestrezaš na majhnem koščku papirja, vidiš, da se stikajo v točki F (slika 66.), ležeči med točkama C in D. Tu se vžigajo lahko gorljive reči, n. pr. kre¬ silna goba, vžigalice; svetloba pa je zelo ve¬ lika. Točka F se imenuje žarišče (gorišče), razdalja žarišča/ 7 od središča/) je žariščna razdalja. Žarišče Z 7 razpolavlja polumer CD. Vzporedno z osjo vpadajoči svetlobni žarki se sečejo, ko so bili na zrcalu odbiti, v eni točki, v ža¬ rišču, ki razpolavlja polumer zrcala. ... 1.) Obratno: Iz žarišča prihajajoče svetlobne žarke odbija konkavno zrcalo vzporedno z optično osjo. . . . 2.) Pravokotno na os postavi med točkama Z 7 in C goiečo svečo, pred zrcalom pa premikaj prosojen papirnat zaslon tako, Slika 66. 96 da prestreza iz sveče izhajajoče, a na zrcalu odbite svetlobne žarke. V neki razdalji od zrcala dobiš na zaslonu večjo in vzvmjeno sliko goreče sveče. Svetel predmet, stoječ med žariščem in sredi¬ ščem konkavnega zrcala, daje zadaj za žariščem večjo in vzvr n je n o sliko. . . . 3.) Ta slika se imenuje reelna ali fizična, ker jo moremo na papirju prestrezati. Na zrcalu odbiti svetlobni žarki se v resnici stikajo v točkah te slike. Kako nastane ta slika, o tem se lahko prepričaš z načrtovanjem. — Misli si, da je A B (slika 67.) svetel predmet, stoječ pred zrcalom VW pravokotno na njegovi osi. — Svetlobni žarek An, katerega podaljšek meri skozi središče C, vpada na zrcalo pravokotno ter se odbija v svojo smer. Svetlobni žarek A e, ki je vzporeden z osjo C o, se odbija (po 1.) skozi žarišče F ter se seče z odbitim žarkom A n v točki a .. V tej točki se stikajo tudi vsi drugi iz točke A prihajajo¬ či in na zrcalu odbiti svet¬ lobni žarki; torej jen slika točke A. Iz istega vzroka je b slika točke B. Slike drugih predmetovih točk slede istotako, kakor sledč točke na predmetu druga drugi, a b je torej slika predmeta A B, je večja ne¬ go predmet A B, vzvmjena in od zrcala bolj oddaljena nego točka C. Prav tako se prepričaš s poizkusi o resničnosti teh zakonov: Slika v središče konkavnega zrcala postavlje- negasvetlegapredmetaležituclivsredišču,jevžvr' njena in ravno tolika, kakor predmet. . . . 4.) Svetel predmet, ki je od zrcala bolj oddaljen nego zrcalovo središče, daje med žariščem in sre¬ diščem vzvr njeno in zmanjšano sliko. . . . 5.) Čim bolj oddaljuješ predmet od zrcala, tem bolj se zmanjšuje njegova slika in tem bolj se bliža žarišču. Svetel predmet, stoječ med žariščem in zrcalom, daje zadaj za zrcalom povečano in pokonci stoječo sliko. ... 6.) 97 Ta slika se ne da prestrezati, torej (navidezna). Z načrtovanjem dobivaš to sliko takole: je le geometrijska Misli si, da je A B (slika 68.) svetel predmet, stoječ med zrcalom V W m med žariščem F, in da zaznamenuje C zrcalovo središče. Giavni žarek A n se odbija v svojo smer, vzporedno z osjo vpadajoči žarek A e se odbija skozi žarišče F. Ta dva odbita svetlobna žarka, se sečeta Slika 68. zadaj za zrcalom, ako ju le zadosti podaljšaš. Slika točke A je tedaj v točki a zadaj za zrcalom. Iz istega vzroka je b slika točke B in ab slika predmeta A B. Dokaži vse navedene zakone z načrtovanjem in preiskuj, kako se menja¬ vata veličina in leža slike, akc jemlješ svetel predmet v različnih razdaljah od zrcala! - Kako moreš praktično najti žariščih^ razdaljo in polumer konkavnega zrcala? Konkavna zrcala uporabljamo: da majhne predmete povečujemo (pri drobnogledih), da kak majhen prostor razsvetljujemo, da lahko gorljive reči vžigamo itd. II. Konveksno zrcalo. Poizkus: Gledaš li v konveksno zrcalo, na primer v stekleno kroglo, ki je znotraj obložena s kositro¬ vim amalgamom, -vidiš v njem pokonci stoječe in zmanjšane slike onih predmetov, ki stoje pred zrcalom. Predmeti, ki so od zrcala bolj oddaljeni, dajo manjše in * od zrcala bolj oddaljene slike nego predmeti, sto¬ ječi blizu zrcala. Solnce daje v kon¬ veksnem zrcalu kakor točko majhno sliko, ki je izmed vseh slik od zrcala najbolj oddaljena. — Na zrcalo vpadajoči vzpo¬ redni svetlobni žarki se na zrcalu tako odbijajo, da se po odboju stikajo njih podaljški v točki zadaj za zrcalom. To točko imenujemo geometrijsko žarišče, raz prš išče ali razmetišče konveksnega zrcala. Žarišče raz¬ polavlja polumer zrcala. Senekovič, Fizika II. 7 • Recimo, da je VIV (slika 69.) del konveksnega zrcala in da zazname- nuje A B svetel predmet, od katerega izhajajo svetlobni žarki. Iz točke A v smer premice A C prihajajoči svetlobni žarek vpada pravokotno na zrcalo, torej se odbija v svojo smer. Svetlobni žarek A e, ki je z osjo vzporeden, se odbija v smer cy tako, da gre njegov podaljšek skozi žarišče B. Premici e\ in A C se sečeta za zrcalom v točki a, ki je zato slika točke A. — Iz istih vzrokov je b slika točke B in ab slika vsega predmeta A B. Slika ab je navidezna, se nahaja med točkama F in O, in sicer je zrcalu tem bliže, čim bliže mu je predmet in obratno ter je vedno manjša nego predmet AB. Konveksna zrcala razpršujejo vzporedne svetlobne trake, ime¬ nujemo jih časi tudi razpršna ali razmetna zrcala. Zrcala morejo biti, kakor se razume samo ob sebi, tudi valjasta, stožkovita itd. Valjasta zrcala dajo v smeri valjeve osi enako velike slike, kakor je predmet, v širini pa zmanjšane slike, ker so v tej smeri pravzaprav konkavna zrcala. - '• ... ; -t § 82. Razmet svetlobe. Površje hrapavih teles si lahko mislimo sestavljeno iz mnogo¬ številnih na razne strani naklonjenih zelo majhnih ravnin. Svetlobni žarki, ki izvirajo iz ene točke ter vpadajo na površje hrapavega telesa, se ob njem odbijajo na vse strani, da nastane pravzaprav toliko slik, kolikor je teh majhnih ravnin; pravimo, da se svetloba na takšnih telesih razpršuje. Takšen odboj svetlobe imenujemo razmet ali razpršbo svetlobe. Razpršena svetloba nam dela posamezne dele površja vidne. Popolnoma gladke ploskve bi ne mogli videti, ker bi vso nanjo vpadajočo svetlobo pravilno odbijala in tako dajala le slike pred njo stoječih reči. Takih ploskev pa v resnici ni. Naj si bodo zrcala še tako dobro zbrušena in oglajena, ostanejo na njih vendar le še majhne jamice in grbe, na katerih se svetloba razpršuje ter zrcala dela vidna. V zraku plavajoči prah nam dela vidne solnčne svetlobne trake. — Solnčna svetloba se razpršuje tudi na zračjih molekulih, vodenih kapljicah in prašnih delih v zraku; torej je lahko razvidno, da imamo razsvetljene tudi prostore, v katere neposredno ne dohaja solnčna svetloba. — Jutranjemu in večernemu svitanju vzrok je razpršba solnčne svetlobe v višjih zračjih plasteh. Zjutraj, ko je solnce še pod obzorjem, in zvečer, ko je že zatonilo, dohajajo njegovi trakovi v višje zračje plasti ter se na teh raz¬ pršujejo na vse strani. Ta razpršena svetloba dela nam vidne zgornje zračje plasti. Svitanje neha ali se začenja, ko je solnce 18° pod obzorjem. Na rav¬ niku je svitanje najkrajše, proti tečajema pa traja več časa. Poleti traja v naših krajih skoro vso noč, meseca marca in oktobra pa le po dve uri. 99 § 83. Lom svetlobe. Poizkus: Štirioglato stekleno posodo (slika 70.) napolni z vodo, ki si ji primešal par kapljic fluorescinove raztopine. To posodo postavi na mizo na kak podstavek tako, da ostane večji del dna prost; potem napelji v nekoliko bolj temni sobi skozi ozko špranjo snopič solnčnih žarkov in jih s pomočjo ravnega zrcala uravnaj tako, da vpadajo na površje vode v poševni smeri kakor kaže slika. Vpadajoči solnčni žarek se na zrcalu Z Z odbija in zadene po¬ vršje vode v točki B. Tu se nekoliko svetlobe odbija kakor na ravnem zrcalu, največ pa je gre skozi vodo in izstopi iz vode pri točki C v smeri premice CD. Pri tem pa opazuješ, da svetlobni žarek pri vstopu v vodo, pri točki B, in pri izstopu iz vode, v točki C, menja svojo smer, kakor kaže slika. Iz poizkusa sklepamo: kadar prehaja svetloba iz enega prozornega D telesa v drugo, se deli na razmejni ploskvi v dva dela. En del svetlobe se odbija, drugi del pa prehaja v drugo telo, pri čemer izpremeni svojo smer ali se lomi. — Pravokotnico, ki jo postavimo v točki B na gladino vode, imenujemo vpadno pravokotnico; kot a, ki ga oklepata vpadajoči svetlobni žarek A B in vpadna pravokotnica, imenujemo vpadni kot, kot b, ki ga oklepata svetlobni žarek BC in vpadna pravokotnica, pa 1 o m n i k o t; svetlobni žarek B C zovemo lomljeni žarek. Pri točki C, kjer izstopa svetloba iz vode v zrak, je BC vpadajoči, CD pa lomljeni svetlobni žarek. Kadar je lomni kot manjši nego vpadni kot, pravimo, da se svet¬ loba lomi proti vpadni pravokotnici; kadar pa je lomni kot večji nego vpadni, se svetloba lomi odvpadne pravokotnice. Pri opisanem poizkusu se svetlobni žarek lomi pri točki B k vpadni pravokotnici, pri točki C od vpadne pravokotnice. Sploh velja pravilo: Svetlobni žarki se lomijo proti vpadni pravokotnici, ako prehajajo iz redkejšega Slika 70. C 100 telesa v gostejše; od vpadne pravokotnice pa se lo¬ mijo, ako prehajajo iz gostejšega telesa v redkejše. Ako pri opisanem poizkusu zrcalo nekoliko zasučeš, dobijo na površje vode vpadajoči svetlobni žarki drugo smer in s tem tudi drug vpadni kot. Pri tem najdeš, da s povečanjem vpadnega kota narašča tudi lomni kot. Ako zrcalo tako zasučeš, da vpadajo svet¬ lobni žarki pravokotno na površje vode, se ne lomijo, marveč gredo skozi vodo in na drugi strani iz vode v isti smeri. Da se svetloba lomi, kadar prehaja iz vode v zrak, kaže tudi tale poizkus: Na dno plitve posode z neprozornimi stenami položi malo telo a (slika 71.); oko pa nastavi v točki O tako, da tega telesa ne vidiš. Če naliješ potem v posodo vode, zagledaš to telo. Od telesa v smeri premice aB prihajajoči svetlobni žarek se na površju vode v točki B lomi od vpadne navpičnice ter prihaja v tvoje oko v smeri pre¬ slika . 71. mice B O; telo a vidiš zato v smeri premice O B v točki a' ne¬ koliko vstran in površju bliže nego je v resnici. — Palica, ki jo držiš v mirni vodi pošev, se ti dozdeva zlomljena. — Stoječe čiste vode, pri katerih vidimo do dna, se nam dozdevajo bolj plitve nego so v resnici. Astrono mični 1 orn svetlobe. Zrak je navzgor bolj redek kakor na zemeljskem površju. Svetlobni žarki, ki pri¬ hajajo od nebesnih teles, se na svoji poti proti zemlji vsakikrat ^ lomijo proti vpadni pravokotnid, kadar prehajajo iz manj gostih zračjih plasti v gostejše. — Posledica tega loma je ta, da vidimo nebesna telesa nekoliko bliže svojemu temenišču nego so v resnici. Edinole telesa v svojem temenišču vidimo ondi, kjer so v resnici, ker vpadajo od njih izhajajoči svetlobni žarki, ki pridejo do nas, pravokotno na posamezne zračje plasti. Druga nebesna telesa pa so proti našemu temenišču tem bolj vzdignjena, čim bliže so obzorju. Astronomični lom svetlobe nam podaljšuje dan približno za štiri do pet minut. Kadar je zrak nemiren, se svetlobni žarki vsak hip lomijo v druge smeri, kar nareja, da se nam predmeti dozdevajo nemimi, tresoči se. Pojave svetlobnega loma si tolmačimo z razno hitrostjo svetlobe v po¬ sameznih prozornih telesih. V takih telesih, ki lomijo svetlobo proti vpadni pravokotnici, ima svetloba manjšo hitrost nego v tistih, ki jo lomijo od vpadne pravokotnice, J03 § 84. Popolni odboj svetlobe. štirioglato stekleno in z vodo napolnjeno posodo, ki si jo rabil pri poizkusu, slika 70., postavi v bolj temni sobi na podstavek tako visoko, da moreš šopek solnčnih žarkov z zrcalom Z Z (slika 72.) napeljati proti vodi od spodaj navzgor. Zrcalu daj tak položaj, da zadene nanje vpadajoči svetlobni žarek S/4, ko je bil na zrcalu odbit, površje vode v smeri BC približno pod vpadnim kotom 49°. Ako gledaš od zgoraj na površje vode, ne vidiš solnčne svetlobe v nobeni smeri, kar kaže, da ne izstopa iz vode. Nasprotno pa vidiš vodo razsvetljeno proti drugi strani posode, v smeri premice CD, kar kaže, da se svetloba na površju vode odbija. Slika 72. Svetlobni žarki se lomijo na poti iz vode v zrak od vpadne pravokotnice in je lomni kot večji od vpadnega. Ako vpadni kot po¬ večujemo, narašča tudi lomni kot, in na vsak način najdemo tolik vpadni kot, da je njemu pripadajoči lomni kot enak 90°. Za vsak večji vpadni kot bi moral biti lomni kct večji nego 90°, kar pa je nemogoče. Svetloba se potem več ne lomi, ampak se p o p o 1 no m a ali vsa o db i j a v prvo sredstvo nazaj. Vpadni kot, pri katerem znaša pripadajoči mu lomni kot 90°, se imenuje mejni kot, ker tvori mejo med lomom in popolnim odbojem svetlobe. § 85. Lom svetlobe v telesih, ki so omejena z vzporednima ploskvama. Mislimo si, da je B B (slika 73.). prozorna plošča, omejena z vzporednima ravninama A A, in da je gostejša od zraka. Vpadajoči svetlobni žarek In se lomi pri n proti vpadni pravokotnici, pri n* pa 102 od vpadne pravokotnice. Vpadni kot pri n' je enak lomnemu kotu pri n (ker sta izmenična kota), torej je ln=n'l'. Gledaje pošev skozi steklene plošče, vidimo predmete nekoliko vstran potisnjene, njih medsebojna leža pa ostane ista. — Gledaje skozi tanko prozorno ploščo, navadno še ne čutimo, da vidimo predmete potisnjene nekoliko v stran. § 86. Lom svetlobe v prizmah. Vsako prozorno telo, ki ima dve naklonjeni ravni ploskvi, ime¬ nujemo optično prizmo. Navadno dajemo optičnim prizmam obliko tristraničnih prizem in jih izdelujemo iz stekla. Ako predstavlja trikotnik ABC (slika 74.) prorez optične prizme, tedaj imenujemo kot pri C, ki ga oklepata ravnini A C in BC, lomeči kot in rob pri C, v katerem se ti ravnini sečeta, lomeči rob prizme. Slika 74. A B o d L Ako gledamo skozi prizmo, se nam dozdeva, kakor bi bile vse reči, ki jih vidimo, nekoliko premaknjene proti lomečemu kotu. Da ta pojav pojasnimo, vzemimo, da vpada od neke svetle točke prihajajoči žarek S E na prizmo v točki E v vpadnem kotu a (HI je vpadna pravokotnica). Ta svetlobni žarek se ob steklu lomi proti vpadni pravokotnici (lomni kot b) ter ima v steklu smer pre¬ mice E F. Pri E zadene ta svetlobni žarek mejno ploskev v vpadnem kotu c (KE je vpadna pravokotnica) in se pri izstopu iz prizme lomi od«vpadne navpičnice v lomnem kotu d, tako da ima v zraku smer Slika 73. 103 premice F G. Opazovalec v točki G vidi svetlo točko, od katere izvira trak SE v smeri premice G F nekje v točki S', torej tako, kakor bi bila premaknjena proti robu C. Dokaži z načrtovanjem, da odklanjajo prizme svetlobne žarke iz njih smeri tem bolj, čim večji imajo lomeči kot! § 87. Razklon svetlobe v njene sestavine. Poizkus: a) V sicer temno sobo spusti z ravnim zrcalom (heliostatom) skozi malo špranjico b (slika 75.) snopič solnčnih žarkov! Na zaslonu, ki ga postaviš špranjici nasproti, dobiš svetlo liso d, ki ima obliko špranjice. Ako pa solnčne žarke prestrezaš s prizmo s, kakor kaže slika, od¬ klanja prizma, svetlobne žarke Slika 75. navzdol, namesto lise d pa vidiš &| na zaslonu med točkama r in v raztegnjeno, krasno barvano sli¬ ko. V tej barvani sliki, ki jo ime¬ nujemo spektrum ali šar. razločujemo po vrsti rdečo pomarančasto, rumeno, zeleno, svetlomodro, temnomodro in vijoličasto barvo. Te barve, ki jih ime¬ nujemo prizmatične ali spektralne, niso ločene druga od druge, marveč prehajajo druga v drugo. Od prvobitne smeri naj¬ manj odklonjena je rdeča, najbolj odklonjena pa vijoličasta. Rdeča barva se lomi najmanj, vijoličasta pa najbolj. Poizkus, bj Pri pravkar opisanem poizkusu nadomesti pa¬ pirnat zaslon s konkavnim zrcalom, ki ga postaviš tako, da meri njegova glavna os proti svetlobnim žarkom, ki prihajajo iz prfzme. Svetlobni žarki se na zrcalu odbijajo in blizu zrcalovega žarišča dobiš zmanjšano sliko špranjice b, ki pa je zopet bela. Iz teh poizkusov izvajamo tele zakone: Bela solrtčna svetloba je sestavljena iz raznih barv, v katere se razkloni, kadar se lomi v optičnih prizmah ... 1.) Spektralne barve (sestavine bele svetlobe) &o v različni meri lomljive: najbolj se lomi vijoli¬ časta, najmanj pa rdeča spektralna barva . . . 2.) 104 Spektralne barve se dajo združiti zopet v beto svetlobo ... 3.) Poizkus: c) Na zaslonu, s katerim prestrezaš spektrum, na¬ redi majhno špranjico; potem pa postavi zaslon tako, da propušča skozi to špranjico le rdeče svetlobne žarke. Prestrežeš li te žarke zadaj za zaslonom z drugo prizmo, jih ta pač odkloni v stran, a ne naredi nobenega novega spektra. — Isto opaziš, ako prestrežeš z drugo prizmo katerokoli prizmatično barvo. Prizmatične barve se ne dajo dalje razklo- niti — zato jih imenujemo enostavne . . . 4.) Ako pri poizkusu b) nekaterim barvam s kakim neprozornim telesom, na primer s svinčnikom, zabraniš pot do konkavnega zrcala, potem slika špranjice b, ki jo daje zrcalo, ni več bela, marveč dobi neko novo barvo, ki je mešana iz ostalih barv spektra. Dve barvi, ki dajeta belo barvo, ako ji združimo na istem mestu, imenujemo komplementarni ali dopolnilni barvi. Komplementarni barvi sta na primer pomarančasta in svetlomodra, rdeča in modrozeiena, zelenorumena in vijoličasta. § 88. Barvenost teles. Poizkus: a) Solnčne žarke, ki prihajajo skozi rdečo stekleno ploščo, prestrezi s prizmo, kakor pri poizkusu v sliki 75. Spektrum, ki ga na zaslonu dobiš, nima več vseh prizmatičnih barv, ampak le rdečo in morebiti še nekoliko pomarančaste. — Solnčna svetloba, ki prihaja na prizmo skozi brezbarvno stekleno ploščo, pa daje spektrum z istimi barvami, kakor solnčna svetloba sama. Nekatera prozorna telesa propuščajo belo ali solnčno svetlobe v isti sestavi, v kateri nanje vpada — taka imenujemo bela ali vodenočista; nekatera pa propuščajo le nekatere sestavine solnčne svetlobe, druge pa vsrkavajo — taka so barvnoprozoma telesa. Poizkus: b) Na zaslonu (slika 75.) premikaj na mestu, kamor pada spektrum, kos rdečega papirja. V rdeči barvi ga vidiš rdečega, v vsaki drugi pa je ali temen, črn, ali pa menja svojo barvo. Zeleni papir obdrži svojo zeleno barvo v zelenem delu spektra, v vsakem drugem pa je bolj ali manj temen, črn. Edinole beli ali sivkastobeli papir ima v vsakem oddelku spektra tisto barvo, ki pada nanj, v rdečem je rdeč, v modrem moder itd. Črni papir pa je v vsaki spektralni barvi črn. 105 Neprozorna telesa dobivajo svojo barven ost vsled tega, da razklanjajo nanje vpadajočo belo svetlobo ter nekatere enostavne barve vsrkavajo, druge pa odbijajo in razpršujejo. Črna telesa ne razpršujejo nobene nanje vpadajoče svetlobe, ampak jo vso vsrkavajo; bela telesa odbijajo in razpršujejo nanje vpadajočo svetlobo v istem razmerju sestavljeno, v katerem nanje vpada. Drugače bar¬ vana telesa razklanjajo vpadajočo solnčno svetlobo v njene sesta¬ vine, nekatere teh sestavin vsrkavajo, druge, in sicer one, v katerih se nam kažejo, pa odbijajo in razpršujejo. Rdeči pečatni vosek na primer odbija in razpršuje le rdečo svetlobo, vsako drugo pa vsrkava. Vsako barvano telo menja barvo, ako ga razsvetljujemo z barvano svetlobo, izvzemši takrat, kadar je ta svetloba istovrstna z njegovo prirodno barvo, to je z barvo, ki jo ima telo v solnčni svetlobi. Vodeni hlapi, ki so v prehodnem stanju, to je, ki so že toliko zgoščeni, da se začno pretvarjati v vodene kapljice, ako jim temperaturo nekoliko zni¬ žamo ali jih nekoliko bolj stisnemo, propuščajo ponajveč le rdečo in .rumeno svetlobo ter so v z r o k jutranji in večerni zarji. Zjutraj in zvečer je zrak bolj hladen nego podnevi, vodeni hlapi so torej tudi bolj gosti. Iz istega vzroka ima tudi solnce bolj rumeno barvo, če je nebo nekoliko megleno. Kaj opazuješ, ako gledaš skozi rdeče steklo, za katerim je zeleno? - Kakšno barvo dobi rdeča vrtnica, ako jo gledaš skozi zeleno ali rumeno steklo? Nobeno prozorno telo ne propušča vse vanje vpadajoče svetlobe; nekoliko te svetlobe se v vsakem telesu odbija in razpršuje na njegovih molekulah, in sicer različne svetlobne sestavine v različnem razmerju. Zaradi tega dobiva vsako brezbarvno ali vodenočisto telo svojo posebno barvo, ako sestoji iz debele plasti. Tanke plasti destilirane vode so bele, brezbarvne; voda globokih jezer je bolj ali manj bleaomodra. — Nebesni oblok bi bil črn, če bi se svetloba na zračjih molekulah ne odbijala in razprševala; vidimo ga pa v modri barvi, torej žračje molekule odbijajo in razpršujejo modro barvo solnčne svetlobe v večji meri nego druge barve Na visokih gorah je nebesni oblok nad nami bolj temnomoder nego v nižavah, ker so ondi tanjše one zračje plasti, skozi katere prihaja do nas svetloba. — Prah in drobne vodene kapljice odbijajo in raz¬ pršujejo vse barve V približno enakem razmerju; ozračje je bolj belo, ako je v njeni mnogo prahu ali vodenih kapljic. § 89. Mavrica. Na nebu vidimo čestokrat razpet svetel pas, ki je sestavljen iz vseh prizmatičnih barv; imenujemo ga mavrico ali dogo. Na¬ tančno opazovanje nas uči, da nastane mavrica le tedaj, ako pred nami dežuje, za nami pa solnce sije in deževno meglo obseva.' Vobče opazujemo mavrico le dopoldne in popoldne, zelo redkokrat - 106 — pa opoldne in to le ob času najkrajših dni. Časih vidimo le eno mavrico, časih tudi dve; ena je svetlejša, na vnanjem robu rdeča, na notranjem pa vijoličasta — ta je prva ali glavna mav¬ rica; druga je manj svetla, barve pa se v njej vrste v nasprotni vrsti — ta je s t r a n s k a mavrica. Kose mavrice opazu¬ jemo tudi pri vodometih pri katerih se voda raz¬ pršuje v drobne kapljice, če jih solnce pošev ob¬ seva. — Rosne kapljice se blešče v raznih barvah, kadar jih zjutraj solnce obseva. Ena se blešči v krasni rdeči barvi, druga v zeleni itd. Vzrok tern pojavom je to, da se soinčna svetloba v vodenih kapljicah lomi, odbija in razklanja v svoje sestavine. Recimo, da je A (slika 76.) kapljica vode in da vpada nanjo od solnca S prihajajoči žarek v smeri premice 5 a. V točki a se ta žarek lomi proti vpadni pravokotnici v smer ab, v točki b se odbija v smer bc in v točki c, izstopajoč iz kapljice v zrak nazaj, se lomi od vpadne pravokotnice. Na tej poti pa se bela svetloba razklanja ka¬ kor v prizmi v svoje barvne sestavine; rdeči svetlobni žarek izstopa iz kaplje v smeri er, vijoličasti v smeri c v. Ako si mislimo, da gleda človek iz točke O proti c, tedaj vidi v smeri preme O c le rdečo svetlobo, od druge, nižje kaplje B pa lahko vidi le vijoličasto svetlobo; od kapljic, ki so med tema dvema, pa druge prizmatične barve. Stranska mavrica nastaja na podoben način, le da morajo solncni žarki vpadati na deževne kapljice pod njihovim središčem. Svetlobni žarek S a (slika 77.), prihajajoč od solnca S, ki zadene ob vodeno kapljo v točki a, se Slika 77. 107 lomi v smeri preme ib, v točkah b in c pa se odbija ter naposled izstopa iz kaplje pri točki d, lomljen od vpadne pravokotnice in razklenjen v svoje barvne sestavine tako, da ima rdeči trak smer preme dr in vijoličasti smer preme d v. Iz kaplje B, v kateri se svetlobni žarek S a' lomi in odbija na isti način, izstopa rdeči svetlobni žarek v smeri preme d'r in vijoličasti v smeri preme d'v. Ako si mislimo opazovalca v presečišču svetlobnih žarkov d v in d’r, tedaj nam je jasno, da vidi ta zgoraj vijoličasto, spodaj pa rdečo svetlobo. Barve stranske mavrice se vrste v nasprotnem redu ter so bolj medle nego pri glavni mavrici, ker se svetloba enkrat več odbija in s tem oslabljuje. Stranska mavrica je višja od glavne. Natisnila Delniška tiskarna, d. d. v Ljubljani. i fk i "i