Текст книги "Все обо всем. Том 4"

Автор книги: Аркадий Ликум

сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 24 страниц)

Как работает счетчик Гейгера?

Вы, вероятно, слышали о том, что в разведке редких металлов современному человеку помогает счетчик Гейгера. Или, возможно, вы слышали упоминание о счетчике Гейгера, когда люди говорят об опасности, проистекающей от атомных взрывов. В обоих случаях возникает явление, называемое радиацией, или излучением. Определенные радиоактивные элементы испускают лучи, легко обнаруживаемые и измеряемые при помощи счетчика Гейгера. Этот счетчик был изобретен Хансом Гейгером, а потом усовершенствован ученым по фамилии Мюллер.

Счетчик представляет из себя вакуумную трубку. Она устроена довольно просто: внутри очень тонкой стеклянной пробирки находятся две пластины и небольшое количество газа, например аргона. Трубки, заполненные газом, хорошо знакомы вам – это светящиеся неоновые трубки рекламы. В неоновой трубке или лампе дневного света газ начинает светиться, если контакты подсоединить к источнику электрической энергии достаточно высокого напряжения. Высокое напряжение осаждает газ и дает возможность огромному потоку электронов двигаться между двумя пластинами. Когда начинается это движение потока электронов, газ внутри трубки начинает светиться.

В счетчике Гейгера, напротив, напряжение должно быть очень слабым, чтобы газ не начал светиться при нормальных условиях. Теперь давайте представим себе, что произойдет, если рядом окажется радиоактивное вещество. Его излучение проникает в трубку и начинает взаимодействовать с молекулами газа. От этого они получают энергию и заставляют газ светиться. Итак, теперь через трубку проходит электрический ток. Если его пропустить через счетчик, то можно узнать количество радиации, попавшее в трубку.

А еще можно заставить этот ток издавать тиканье, которое у нас обычно ассоциируется со счетчиком Гейгера. Поскольку счетчик Гейгера является прибором, улавливающим радиацию, он, конечно же, не сможет уловить что-либо не дающее излучения. Поэтому возможности его использования для поиска редких металлов сильно ограничены.

Как телевизионные программы транслируются через спутники?

Искусственный спутник – это созданный человеком космический корабль, вращающийся вокруг Земли. Подобные спутники запускаются в космос с различными целями. Спутники могут быть различными по размеру: от маленького до огромного шара. Они могут весить от нескольких килограммов до многих тонн. Они могут быть различной формы: в форме шара, шляпной картонки, консервной банки, водного буйка и коробки для сигар. Орбиты некоторых спутников проходят всего в 176 километрах от Земли. Другие вращаются на расстоянии 35 680 километров от нее.

Орбита спутника рассчитывается учеными заранее в зависимости от его предназначения. Всем спутникам для нормального функционирования установленного на них оборудования требуется электрическая энергия. Основной источник этой энергии – Солнце. На поверхности спутников укреплено множество солнечных батарей, которые преобразуют солнечный свет в электричество. От этого электричества заряжаются батареи спутника. Радио– и телесигналы могут передаваться с континента на континент через спутники связи. На большинстве спутников связи находятся приемники и передатчики. Приемники улавливают радио– и телепрограммы с наземных станций. Электронные приспособления усиливают теле– и радиовещательные сигналы. Потом передатчики посылают эти сигналы на дальние наземные станции, которые могут находиться на другом континенте.

Пример такого спутника – «Телстар». «Телстар—1» был запущен в Соединенных Штатах в июле 1962 года. С его помощью стали возможны прямые телевизионные трансляции между Соединенными Штатами и Европой. Один из видов спутников связи движется по стационарной орбите вокруг Земли на расстоянии 35 680 километров.

Чтобы пройти по этой орбите, спутнику требуется двадцать четыре часа, то есть такое же время, которое требуется Земле, чтобы повернуться вокруг своей оси. Поэтому получается, что спутник всегда находится на одном и том же месте над Землей. Один из спутников этого типа получил название «Ранняя пташка». Благодаря тому что его орбита проходит так высоко, он может передавать сигналы на очень большие расстояния.

Что такое радиоволны?

Знаете ли вы, что окружающее нас пространство постоянно пронизано радиоволнами, идущими с ближайших телерадиовещательных станций? Из-за этих волн все металлические предметы в комнате все время слегка вибрируют. Вы не можете услышать эту вибрацию до тех пор, пока она не начнет вызывать звуковые волны, и именно это происходит в том случае, когда вы включаете свой радиоприемник. Радиоволны можно назвать распространяющимися в пространстве нарушениями покоя среды. При их возникновении электроны начинают быстро двигаться туда-сюда.

Тепло и свет распространяются в пространстве тоже в виде волн. Разница состоит в том, что у радиоволны длина гораздо больше, чем у тепловых и световых волн. Радиоволны распространяются в пространстве так же, как расходятся волны от брошенного в воду камешка, – кругами во все стороны от своего источника. Хотя все радиоволны двигаются с одинаковой скоростью, равной примерно 300 тысячам километров в час, количество волн, проходящих через одну точку в пространстве за одну секунду, может быть разным. Это количество называется частотой волн.

Одна законченная длина волны называется периодом. Таким образом, частота – это количество полных периодов, пробегаемых волной в одну секунду. Если длина волны короткая, волны идут ближе друг к другу, их вершины тоже ближе друг к другу, и они быстро сменяют друг друга. Если длина волны большая, вершины волн находятся далеко друг от друга, и они сменяют друг друга медленно. Получается, что длинные волны имеют низкую частоту, так как их гребни не сменяют друг друга с такой частотой, как в коротких волнах.

Высокочастотные волны измеряются в килогерцах, или в тысячах герц. На вашем радиоприемнике слева направо идут цифры 540, 550, 560 и так далее до 1600 КГц. Каждая цифра относится к частоте волн. Определенная радиостанция вещает на волне только своей определенной частоты.

Существование радиоволн было предсказано еще до того, как они были действительно открыты. Это предсказание было сделано в 1864 году Джеймсом Максвеллом. А в 1888 году немецкий физик Генрих Герц доказал, что такие волны действительно существуют, и объяснил, как они распространяются в пространстве.

Что такое радиотелескоп?

Когда мы смотрим через телескоп на звезды и планеты, мы видим световые волны, которые они излучают. Свет – это форма излучения. Но звезды посылают на Землю не только световые волны, но еще и другие. Часть излучения звезд существует в виде радиоволн. Некоторые из этих волн могут улавливаться специальными радиоприемниками здесь, на Земле. Радиоприемники ловят и усиливают радиоволны точно так же, как обычный телескоп ловит и увеличивает световые волны. Радиоприемник, предназначенный для улавливания радиоволн, идущих от звезд, называется радиотелескопом.

Существует много видов радиотелескопов, но все они состоят из двух основных частей: антенны и радиоприемника. Антенна обычно представляет собой огромное, внушительно выглядящее металлическое блюдце. Оно может быть укреплено на подвижной основе или на возвышении, чтобы его можно было развернуть в любую сторону неба. Когда люди думают о радиотелескопах, они обычно представляют себе именно такое огромное металлическое блюдце-антенну. Но радиоприемник ничуть не менее важная его часть. Без приемника эта огромная антенна не значила бы ровным счетом ничего.

Для того, чтобы усилить приходящие волны, требуется специальный радиоприемник, так как волны могут быть очень слабыми. После того как радиосигналы усилены, они подаются на громкоговоритель, и астрономы могут слышать исходящее из него шипение. Впрочем, они не только слышат сигналы, но и видят их записанными на бумаге. Сигналы записываются на бумажной ленте в виде волнистой линии.

Радиотелескопы работают в любую погоду, так как на радиоволны не может повлиять ни туман, ни дождь, ни какая-либо другая непогода. Также они могут быть построены в любом удобном для нас месте, и совсем не обязательно их, как обычные оптические телескопы, устанавливать на горе или на другом возвышенном месте. При помощи радиотелескопов ученые могут получать о Вселенной такие сведения, о которых не узнаешь никаким другим образом.

Что такое радиоастрономия?

В 1931 году инженер связи из «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии – радиоастрономия. Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые попроисхождению. Другое направление в радиоастрономии – посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.

Радиоастрономия наиболее полезна для изучения Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метеоров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до того, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее поверхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу. Вероятно, одно из наиболее захватывающе интересных направлений радиоастрономии – поиск сигналов из других миров.

Сейчас радиотелескопы усовершенствованы до такой степени, что способны улавливать сигналы, поступающие с расстояния почти в восемьдесят триллионов километров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует цивилизация, помимо нашей, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, вероятно, наши братья по разуму пошлют какой-нибудь совсем простой сигнал, например серию чисел.

Также считается, что эти сигналы, скорее всего, можно будет принять на чистоте 1420 МГц – частоте, с которой простой водород излучает радиационные волны в открытом космосе.