Когда все не правы, особенно интернет.

Наша маленькая мастерская занимается производством в т.ч. экспонатов для интерактивных развлекательно-познавательных парков. Такие парки есть практически в каждом крупном городе, и про них много что можно было бы рассказать, но сегодняшний пост про конкретный экспонат. «Ящик Вуда».

История с этим ящиком — хороший пример когда все ошибаются, просто потому что кто-то в рунете написал ерунду, а все скопировали друг у друга ошибочные сведения. (А я один Д`Артаньян :D) Самое время вспомнить Принцип Арнольда:

Никакое научное открытие не было названо в честь первооткрывателя

Сколько школьных докладов по физике теперь содержат ошибочную информацию. Я надеюсь эта публикация немного привнесёт точности.

Ящик Вуда

Этот ящик используется для демонстрации образования устойчивых тороидальных вихрей в воздухе. Представляет собой просто ящик (любой формы) с круглым отверстием с одной стороны и резиновой мембраной с другой стороны. При резком нажатии на мембрану воздух из отверстия выходит, закручивается из-за вязкости воздуха и формирует вихрь, который движется в сторону от ящика.

Для визуализации этого вихря, ящик заполняют дымом. Раньше использовали химический способ получения (в оригинальной работе), сейчас мы используем для этого дым-машину, которая заполняет ящик по сути паром из полиэтиленгликоля. На базе этого принципа построены игрушки, стреляющие вихрем.

Устройство настолько простое и эффектное, что есть практически во всех парках «про физику» и есть в каталогах всех наших конкурентов, например вот. Или по цене автомобиля тут. Если подловить момент, и сфотографировать со вспышкой момент выхода вихря из ящика, получится «ядерный гриб».

На ютубе находятся любители, и делают устройства огромных размеров, вихрь пролетает десяток метров и скидывает пирамиду из пластиковых стананчиков. Часто в парках в качестве емкости используют бочку, вырезая дно и натягивая резину, делая круглое отверстие с другого конца, и устанвливая бочку на подшипниковые опоры для легкого поворота и нацеливания, чтобы вихрем скинуть кепку у мимо проходящего товарища.

Ныряем в историю

Начнем поиски с изучения англоязычного интернета, хоть рунет велик, но объём информации на английском языке сильно больше. Поиски «Wood`s box» показывают, что этот опыт в англоязычной среде называется иначе, не ящик Вуда, а просто вихревой ящик.

Находим статью «Десять ящиков науки«.

Ящик Вуда



Что это Действительно ящик. Только в нём есть мембрана, которая выталкивает воздух через круглое отверстие. В результате воздушный поток начинает закручиваться, и образуется вихрь тороидальной формы (если проще — в форме бублика)
Вот как описывал демонстрацию своего изобретения американский физик Вуд (дело было на рубеже XIX-XX веков): «Большой ящик приберёг к концу лекции. Если я направлял его вверх, невидимое воздушное кольцо ударялось о купол аудитории и гасило большую часть рожков газовой люстры, висевшей под потолком. Два или три из них всё же не гасли, и от них свет опять распространялся по всему кругу люстры, так что опыт можно было повторять снова и снова — так быстро, насколько позволяли удары по ящику. Затем я начал “блицкриг” против аудитории, “стреляя” мощными невидимыми кольцами в море лиц. Зрители были в восхищении!»


Для чего нужен Сейчас такой аттракцион имеется почти в каждом музее занимательных наук наряду с кривой комнатой или зеркальным лабиринтом. Принцип ящика Вуда применяется при тушении пожаров.

Практически все статьи ссылаются на Роберта Вуда, как изобретателя/популяризатора этого ящика. Но он ли его изобрел? Находим публикацию в журнале Квант №12 за 1971 год. Статья — перевод англоязычной статьи Роберта Вуда из журнала Nature.

Обратите внимание на формулировку «Обычный ящик для демонстрации вихрей хорошо известен и не требует подробного описания». Хорошо бы посмотреть оригинал, в журнале «Nature» №63 за 1901 год. С момента публикации прошла сотня лет, должно быть в общественном доступе. А вот и нет, привет, капитализм:

И Sci-Hub тут не поможет. Но к счастью есть торренты, никогда не думал, что придется пиратить подшивку журналов сто летней давности.

Из оригинала мы узнаем, что называется он просто «vortex-box» и он well known, как в переводе и написано. Если в 1901 году устройство было широко известным, то нужно поискать в более старых источниках. И тут как раз кстати статья Н.Е.Жуковского в журнале «Квант» №4 за 1971 год. Статья — репринт, оригинал был напечатан 1892 г (взята из собрания сочинений Н.Е.Жуковского, том VII, гостехиздат 1950, стр 132-149).

Знакомое нам устройство автор называет «прибором Тэта». Поиски выводят нас на Питера Гатри Тета (Tait, Peter Guthrie, 1831-1901). В веб-архиве находим его книгу 1876 года: Lectures on some recent advances in physical science with a special lecture on force где на 292 странице находим знакомый прибор:

Но был ли Питер Тэт изобретателем этого прибора? Находим статью Роберта Силимана. Из нее узнаем, что Тэт показывал свой прибор Лорду Кельвину еще в 1867, чем того так впечатлил, что тот сильно зацепился за идею, что атомы состоят из вихрей.

Сложно установить, является ли Тэт автором устройства, или опять таки до него оно было «широко известно», но самое ранее что я смог найти — это именно публикации Питера Тета, так что то, что мы называем «ящиком Вуда», на самом деле «Аппарат Тета».