Текст книги "Юный техник, 2009 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Огненный пар

Вода – враг огня: где сыро, там ничего не загорится. Попробуйте подержать спичку над паром чайника. Она отсыреет – и только.

И тем не менее зажечь спичку струей пара можно. Как это сделать?

Возможны два варианта. Если найдется изогнутая трубка и колба из жаропрочного стекла, то достаточно трубку вставить в пробку, а пробку в колбу (см. рис. 1). Трубку из стекла можно заменить металлической – медной или стальной, длиной не менее 500 мм. Колбу нужно наполнить водой и со всеми предосторожностями – используя подставку и сетку – поставить на огонь. Когда вода закипит, переносной горелкой с газовым баллончиком (в физическом кабинете такие обычно есть) подогрейте конец трубки. Когда стекло нагреется докрасна, у вас образуется так называемый перегретый пар, струей которого можно зажечь спичку. Если же вы захотите получить светящийся пар, то сделайте более мощную установку с металлическим парогенератором из маленькой жестяной банки и отрезка медной трубки от старого холодильника (см. рис. 2). К банке вам придется припаять новую крышку. Из нее будет выходить трубка для выхода пара.

Здесь же будет закрываемое винтом-пробкой отверстие для заливки воды. Устройство должно быть герметичным. Этого можно добиться, соблюдая при изготовлении определенную последовательность.

Рис. 1 . Схема простейшего генератора перегретого пара.

Рис. 2. Схема генератора для получения «светящегося» пара.

Новую крышку мы сделаем, например, из крышки от банки с кофе. К ней нужно заранее припаять кусок медной трубки и гайку, через отверстие в которой в парогенератор будет заливаться вода. Отверстие для заливки воды диаметром 3 мм можно просверлить, а отверстие для трубки лучше пробить бородком на деревянной доске. Сделать это нужно так, чтобы заусенцы, образовавшиеся после пробивки, были направлены внутрь. Через них должна туго входить медная трубка. К этим заусенцам мы ее и припаяем, а затем повторим пайку с наружной стороны. После этого припаяем крышку к банке и проверим швы на герметичность, намылив их и подув в трубку. Если где-то появится пузырь, мыло нужно смыть и пропаять шов повторно.

Парогенератор даст обычный влажный пар. Чтобы сделать его перегретым, нужно пропустить его через трубку длиной 300 мм и подогреть ее конец другой горелкой. Металлическую трубку при этом закрепите на универсальном штативе и соедините с парогенератором отрезком любого подходящего пластикового шланга.

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ

КАКОЕ – КРУТОЕ, КАКОЕ – СЫРОЕ?

Приготовь для опыта: 2 яйца, 2 резиновых кольца, нитки, тарелку.

Надень на сырое яйцо А по длине резиновое колечко; то же сделай и с крутым яйцом Б. Подвесь оба яйца на проволочные крючки, привязанные к ниткам. Теперь каждое из яиц поворачивай, чтобы нитки скрутились равным числом оборотов, потом отпусти яйца.

Крутое яйцо Б быстро завертится в одном направлении, потом – в обратном, снова и снова; оно довольно долго будет вертеться, прежде чем остановиться. А сырое яйцо остановится почти тотчас же. Это объясняется тем, что содержимое крутого яйца составляет со скорлупой единое целое и вращается вместе с нею; а в сыром яйце вращается только скорлупка, и движение лишь в незначительной степени передается содержимому яйца.

Еще проще отличить крутое яйцо от сырого можно так: пусти яйца вертеться волчком по тарелке, потом на мгновение положи на них руку, чтобы остановить их движение. Когда ты уберешь руку, крутое яйцо будет лежать совершенно неподвижно; сырое будет продолжать вращаться, потому что ты остановил его скорлупу, но не остановил содержимое. А как только ты уберешь руку, содержимое этого яйца в своем движении увлечет за собой и скорлупу.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПИСТОЛЕТ

Приготовь для опыта: трубку, палочку и сырую картофелину.

Приготовь трубку длиной около 8 см и толщиной в 1 см, затем выстругай из дерева палочку так, как изображено на рисунке, – круглую, с квадратной ручкой. А снаряды изготовь из картошки. Нарежь картофелину на ломтики толщиной в палец; потом поставь на такой ломтик трубку своего пистолета одним концом и нажми. Картофельный снаряд останется в трубке. Тогда ты повернешь ее другим концом и вырежешь второй цилиндрик. Твой пневматический пистолет теперь заряжен. Толкни поршнем один из цилиндров; воздух впереди него сожмется и с силой выбросит из трубки второй цилиндр.

ДУХОВОЕ РУЖЬЕ

Приготовь для опыта: кисточку для рисования, бумажную трубку.

Отличный снаряд для духового ружья можно сделать из старой кисточки для рисования или из пучка волос, туго связанных ниткой и оклеенных с одного конца полоской бумаги. Духовым ружьем может быть бумажная, металлическая или стеклянная трубка.

Обычно снаряд должен быть точно рассчитан по калибру оружия. Но из нашего духового ружья можно стрелять и большими, и маленькими «пулями». Стоит подуть в трубку, как волоски нашего снаряда раздвинутся и плотно закроют весь канал трубки. Если продолжать дуть, воздух в трубке сожмется и с силой выбросит снаряд из духового ружья. Хороший стрелок может всадить такую «пулю» в мишень с расстояния в 4–5 метров!

СВЕЧА, ПОГАСНИ!

Приготовь для опыта: воронку, широкий сосуд, свечу, спички и мыльный раствор.

Очень большие и красивые пузыри – до 30 см в диаметре! – можно выдувать из стеклянной или жестяной воронки. Воронку опускать нужно в широкий сосуд, чтобы хорошо смочить в мыльном растворе ее края.

Осторожно, держа воронку вертикально, подними ее и дуй с передышками, каждый раз зажимая пальцем узкий конец воронки, иначе сила натяжения мыльной пленки выгонит воздух из шара. А пленка сжимает этот воздух с изрядной силой. В этом очень легко убедиться. Поднеси узкий конец воронки к горячей свечке и скажи: – Свеча, погасни!

Пламя станет меркнуть, меркнуть, а потом потухнет.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Музыка сфер

Любительский радиоприем не ограничивается поиском в эфире различных, в том числе самых далеких, радиостанций. Когда надоедает слушать радиопередачи и смотреть ТВ, хочется чего-нибудь естественного: красивых видов природы, шума ветра, журчания воды, пения птиц. К удивительным явлениям природы относятся и естественные радиоизлучения нашей планеты. Их можно послушать в ОНЧ – особо низкочастотном диапазоне радиоволн, то есть на звуковых частотах!

Дальность распространения сверхдлинных радиоволн огромна – сотни тысяч километров. Эти волны распространяются как бы в волноводе, образованном поверхностью Земли и ионосферой на высоте 70… 100 км. Оба слоя на ОНЧ оказываются хорошими проводниками, а слой воздуха между ними – хорошим изолятором.

Импульсы радиоизлучения от ударов молний при тропических грозах, например, достигают наших широт иногда в сильно искаженном виде. Из-за дисперсии (неодинаковых условий распространения для различных частот спектра) вместо короткого треска мы слышим что-то подобное звуку гонга или довольно длинный свист понижающегося тона – так называемый свистящий атмосферик.

«ОНЧ-хоры», «Шипения», «Львиный рык» – эти названия присвоены разным естественным сигналам за их характерные особенности. Большинство естественных низкочастотных излучений возникает, когда в магнитосферу Земли врывается поток заряженных частиц, излучаемых при вспышках на Солнце. Они же вызывают магнитные бури, полярные сияния, нарушения радиосвязи на коротких волнах и многие другие явления. Не исключено влияние «космической погоды» на нашу обычную, земную.

Атмосферики были услышаны как помехи сразу же после возникновения радио. Но свистящие атмосферики регистрировались и ранее на длинных проводных линиях связи. В последние годы интерес к приему естественных «голосов» Земли чрезвычайно возрос в связи с успехами геофизических наук и расширением наших знаний о радиационных поясах и магнитосфере Земли, расположенных еще выше ионосферы. Радиолюбители самостоятельно конструируют приемники для прослушивания ОНЧ-эфира и организуют экспедиции в удаленные районы с низким уровнем помех.

Особый энтузиаст такого «натурального радио», Стив Мак-Гриви, живущий в Америке, оборудовал даже свой микроавтобус целой лабораторией и выезжает послушать атмосферики в удаленные районы, включая Северную Канаду. Его коллекция записей на магнитную ленту и диски уникальна. Стив разработал простой приемник, вполне доступный для повторения даже начинающим радиолюбителям (см. рис. 1).

Схема приемника немного модифицирована под отечественные радиодетали. Он представляет собой двухкаскадный УЗЧ с высоким входным сопротивлением, подходящим для работы со штыревыми антеннами высотой от 1,5 до 4 м (отрезок изолированного провода, поднятый на удочке или закинутый на ветку дерева).

Высокое входное сопротивление обеспечивает полевой транзистор VT1. Стабилитрон VD1 служит для защиты от статического электричества, конденсатор С2 ослабляет помехи от радиостанций. Этой же цели служит межкаскадный фильтр нижних частот L1, С5, С6, срезающий все шумы и помехи с частотами выше 6…8 кГц.

Второй каскад на биполярном транзисторе VT2 собран по стандартной схеме усилителя напряжения. Требуемое усиление устанавливают потенциометром R9.

На выходе приемника можно включить высокоомные телефоны или экранированный кабель, соединяющий приемник со входом магнитофона. В этом случае вы можете слушать эфир через громкоговоритель магнитофона, а наиболее интересные сигналы – записать.

Поскольку приемник имеет большое усиление, надо исключить все возможные паразитные связи его входа с выходом, приводящие к самовозбуждению. Плату приемника нужно поместить в металлический корпус, соединенный с общим проводом – «землей». Возможно, придется экранировать и шнур наушников.

Пример конструктивного выполнения подобного приемника со встроенной батареей питания, наушниками и телескопической штыревой антенной показан на приведенной фотографии.

Спектрограмма атмосфериков.

_{Слева направо: короткий щелчок ( spheric), свистящий атмосферик ( whistler), звенящий звук, вызванный многократными отражениями от ионосферы ( tweek).}

Самый простой приемник ОНЧ-сигналов предложил наш радиолюбитель Игорь Григоров. Для изготовления приемника надо параллельно воспроизводящей головке любого плейера присоединить рамочную антенну – кольцо провода диаметром метров 20…30, сделав двухконтактный разъем. Антенну раскладывают на земле или подвешивают на кустах, ветках деревьев. Делать это можно только на природе, вдали от линий электропередачи. В городе прием невозможен из-за сильного фона переменного тока и индустриальных помех.

Снимок сильного полярного сияния, сопровождавшегося сильными ОНЧ-излучениями.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

* * *

ПОПРАВКА

В «ЮТ» № 1 за 2009 г. на стр. 15, в третьем абзаце сверху вместо слова «протон» следует читать «позитрон». Приносим извинения за ошибку.

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Во время недавнего полета шаттла к МКС американская астронавтка, как известно, упустила в открытом космосе сумку с инструментами. Не упадет ли эта сумка кому-либо на голову? И вообще, сколько на орбите скопилось мусора и что с ним собираются делать?

Олег Антонов,

г. Челябинск

Нет, бояться того, что из космоса вдруг свалится сумка с инструментами, не стоит. Такие мелкие предметы до поверхности Земли обычно не долетают, сгорают в верхних слоях атмосферы.

Иное дело – более крупные объекты. В свое время один французский пророк, к примеру, пугал своих сограждан, уверяя, что космическая станция «Мир» непременно упадет на Эйфелеву башню. Но и этого не случилось – фрагменты станции, не сгоревшие в атмосфере, благополучно затонули в Тихом океане.

Но, вообще-то говоря, проблема утилизации космического мусора с каждым годом становится все острее. Дело в том, что в околоземном пространстве скопилось уже более 15 тыс. сравнительно крупных объектов. Счет же мелким идет уже на сотни тысяч. Столкновение с ними опасно прежде всего для выводимых в космос новых спутников и кораблей. Объект диаметром всего в полмиллиметра, летящий со скоростью в 10–20 раз быстрее пули, может пробить скафандр космонавта. А осколок диаметром более 1 см опасен для спутника или космической станции.

Поэтому специалисты в настоящее время разрабатывают различные способы очистки космоса от орбитального мусора. Например, предлагается все вновь запускаемые спутники снабжать особыми двигателями, которые бы либо уводили сателлиты, выработавшие свой срок, на более высокие орбиты, где они могли бы пролетать десятки, а то и сотни лет, пока на орбите не появятся заводы по переработке космического мусора. Либо, напротив, с помощью такого двигателя спутник будут управляемо спускать с орбиты и затапливать его в пустынном районе Мирового океана.

А вот что делать с мелким мусором, пока не придумали. Одно время хотели использовать для его уничтожения мощные лазеры, но эксперименты показали, что пока такой способ малоэффективен и требует больших затрат энергии. Но изобретать что-то надо. Иначе уже в ближайшие десятилетия столкновения на орбитах станут столь же часты, как на улицах крупных городов.

Услышала по радио любопытное сообщение. Будто бы в Англии организована выставка фотографий, сделанных… кошками и собаками. Как это может быть?

Надежда Борисова,

г. Архангельск

Многие жители британских городов выпускают своих кошек и собак гулять по улице самостоятельно. Для них во входных дверях домов прорезают даже специальные проходы.

Идея снабдить кошку миниатюрным цифровым фотоаппаратом пришла к одной из жительниц северного Лондона. Женщина, желая знать, где пропадает по ночам ее кот Сарти, повесила ему на ошейник легкую автоматическую фотокамеру, которая делает по одному снимку через каждые 30 секунд.

С тех пор не только его обладательница, но и вся Великобритания знает, где, когда и как гуляет по Лондону кот Сарти. Фотографии, сделанные в основном во время ночных прогулок, получили огромную популярность в Интернете. Сейчас в британском Интернете существует несколько десятков веб-сайтов, через которые идет обмен подобными фото. Как оказалось, кошки ведут в большом городе очень интенсивную жизнь. А некоторые фото городских пейзажей сделаны в столь неожиданных ракурсах, что могут быть признаны шедеврами современного искусства.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Сегодня нам трудно представить себе стол без сахара. Но в античные времена его привозили из Индии и считали драгоценным целебным минералом. Лишь позже, после открытия Америки, когда сахар начали привозить в Европу оттуда, он подешевел, но не намного, поскольку компании, ввозившие его в Европу, держали высокие цены.

В 1747 г. немецкий химик Маргграф предложил получать сахар, выпаривая сок из свеклы. Первый свеклосахарный завод открыл в 1801 г. в Шлезвиге его преемник Франц Ахард. Сначала из-за конкуренции с привозным сахаром дела завода шли вяло, но развернуть производство помогла континентальная блокада, введенная Наполеоном для борьбы с Англией.

Франц Ахард(1753–1821)

Ввоз заокеанского сахара прервался, и в Германии цены на него выросли чуть ли не в 7 раз. Строить свекловаренные заводы стало выгодно. Более того, стали появляться новые технологии. Например, немецкий химик Г. Герберштедт предложил производить сахар из кленового сока, и предприниматель Вильгельм фон Гумбольдт засадил даже в своем имении под Берлином большой участок молодым кленом.

Возможно, в то время клен мог стать основой сахарного производства Германии, если бы не… полчища зайцев. Побеги клена пришлись им по вкусу, и начатое дело пришлось прекратить.

В 1814 г. континентальная блокада закончилась, цены на сахар упали, но свеклосахарное производство успело развиться настолько, что привозной сахар ему помешать уже не мог.

В конце XIX века профессор Э. Фишер разработал химию сахара и поставил его производство на научную основу. Это и помогло сделать сахар доступным всем слоям населения.

Последние сто лет не прекращаются попытки создать синтетический сахар. Но успеха они не имеют: по неясным пока причинам его молекулы получаются зеркальными по отношению к молекулам естественного сахара, и человеческий организм их не усваивает.

ПРИЗ НОМЕРА!

Наши традиционные три вопроса:

1. Все ли жители Земли видят солнечное затмение одинаково?

2. Может ли вода кипеть при комнатной температуре?

3. Можно ли использовать радиоволны особо низкочастотного диапазона для радиосвязи?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 11 – 2008 г.

1. Подлодку или самолет с поглощающим покрытием можно обнаружить по оставленному вихревому следу. Кроме того, объект на экране радара или сонара смотрится как темный силуэт.

2. Питательные таблетки могут заменить обычную пищу лишь на какое-то время, поскольку пищеварительный тракт человека предназначен для натуральной пищи.

3. В морской воде много хлоридов, поэтому часть энергии при разложении воды пойдет на образование хлора. Плита будет работать хуже, а главное – возле нее есть опасность отравиться хлором.

* * *

Поздравляем с победой Сергея ВОЛКОВАиз г. Воронежа. Он получит цифровой термометр.

Близки были к победе Михаил Бахтиниз с. Елховка Самарской области и Никита Шараповиз с. Тюхтят Красноярского края.

* * *

 _{А почему?Можно ли летать без крыльев? Почему озеро Байкал считается одним из главных чудес России? Давно ли появилось искусство мозаики? Что изучает наука палеография? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть во дворец-музей Сан-Суси в немецком городе Потсдаме.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

 _{ЛЕВША– Юные моделисты узнают много интересного о конструкции одной из первых подводных лодок – «Черепахи» – американского изобретателя Дэвида Бушнелла и познакомятся с первой в мире русской бронированной субмариной военного инженера К. Шильдера. Сразу обе модели этих уникальных лодок XVIII и XIX столетий могут пополнить ваш «Музей на столе».}

_{– Как построить действующую кордовую модель самолета, подробно расскажут авторы А. Егоров и В. Горин в рубрике «Полигон», а любители электроники найдут в номере схему индикатора приближения грозы.}

_{– Будет опубликована очередная головоломка, подготовленная для вас В. Красноуховым, и, конечно, вы найдете в журнале полезные советы.}

* * *