Текст книги "Журнал «Юный техник» 2007 №01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

СДЕЛАЙ ДЛЯ ШКОЛЫ
Мышей боитесь? А микробов?

Хотите посмотреть на амебу размером с кошку? Это не так уж сложно. Еще в 1799 году гастролировавший в Лондоне фокусник Катерфелло поражал зрителей, демонстрируя на экране во много раз увеличенных «крохотных насекомых». Он уверял, что они вызывают инфлюэнцу, и тут же показывал, как они мгновенно погибают всего от одной капли микстуры доктора Биттса. Все желающие, а их после сеанса набиралось немало, сразу же покупали микстуру за солидные деньги…

В основе фокуса Катерфелло был «волшебный фонарь», или по-нашему, диапроектор, казавшийся в то время чудом техники. Его значительно улучшил в начале прошлого века биолог В.В.Левченко и применил для показа микроорганизмов на экране. Необходимое для этого устройство (рис. 1) мог сделать любой учитель сельской школы.

В фанерном ящике размером 25x25x30 см располагается обычная лампа накаливания на 100–150 Вт. В боковой стенке ящика проделано отверстие диаметром 12 см. В нем укреплена сферическая колба, наполненная чистой водой. За нею на подставке укреплена еще одна колба с водой. Ее можно передвигать с тем, чтобы проходящий через нее свет ярко и равномерно осветил микропрепарат, закрепленный на вертикальной доске. На ней же установлен объектив от микроскопа.

Прибор в принципе может дать очень большое увеличение. Но чем оно больше, тем меньше яркость. (Зависимость здесь такая: если кратность увеличить вдвое, яркость изображения уменьшится в четыре раза; если кратность увеличить в три раза, яркость уменьшится в девять раз. Иными словами, яркость обратно пропорциональна квадрату кратности увеличения.)

Поэтому практически при полном затемнении удается получить увеличение не более ста крат. Этого обычно маловато, но зато микропроектор Левченко предельно дешев и прост. Вот как он работает.

Колбы с водой – это собирающие линзы. Система из двух этих линз образует конденсор – устройство для концентрации света. Чтобы увеличить яркость, а значит, и получить более высокое увеличение, необходимо пойти на некоторые усложнения. Начнем с источника света.

Бытовая лампа накаливания имеет длинную спиралевидную нить. Даже если колбы с водой заменить настоящими конденсорными линзами, собрать весь ее свет на освещаемом препарате невозможно. Это объясняется тем, что любые линзы или их комбинации свет не собирают, а дают лишь изображение источника света на освещаемом объекте. Если это изображение полностью совпадает с ним по форме, то можно считать, объект освещен наилучшим образом. Изображение спирали бытовой лампы накаливания выглядит как бесформенная зигзагообразная, местами расплывчатая структура. Из нее для освещения микропрепарата можно взять лишь небольшую равномерно освещенную часть. Около 90 % света при этом теряется.

Поэтому для проекционных устройств разработаны специальные лампы. Их спираль свернута в компактный прямоугольник. Эти лампы чаще всего бывают рассчитаны на 12 В, но встречаются и на напряжение 220 В.

Одна только замена бытовой лампы накаливания проекционной позволяет увеличить освещенность экрана в 2–3 раза. Она возрастет еще раза в 4, если вместо колб с водой применить специальные конденсорные линзы. Их можно взять, например, из старых фотоувеличителей. Но тут возникнет новая и, скажем прямо, основная проблема, ограничивающая возможности всех микропроекторов – чрезмерный нагрев микропрепарата. Более 90 % энергии лампа излучает в форме невидимых инфракрасных тепловых лучей.

Если «срезать» эту невидимую часть излучения лампы, то, соответственно, во много раз уменьшится и нагрев. К сожалению, сделать светофильтр, который бы пропускал только свет и полностью задерживал тепловое излучение, не удается.

В проекторе Левченко эту задачу можно решить добавлением в воду, залитую в колбы, сернокислого железа. В микропроекторах, где вместо колб с водой применяются линзы, на пути света нередко ставят кювету с раствором сернокислого железа. Однако этот раствор задерживает не только инфракрасные, но и часть световых лучей. Одновременно с уменьшением нагрева снижается и освещенность объекта, а значит, и экрана.

Гораздо лучше задерживают тепловые лучи специальные фильтры из стекла с добавлением золота. В продаже они бывают редко, но их можно найти в старых диапроекторах «Этюд» или «Свет». В этих приборах вся часть, ответственная за освещение диапозитива, устроена весьма совершенно. Лампа накаливания в них снабжена вогнутым зеркалом. Оно улавливает обычно теряемый свет, идущий от задней стороны тела накала, и отражает его таким образом, что действительное изображение витков спирали попадает в промежутки между витками тела накала.

Далее свет улавливают конденсорные линзы. Они дают увеличенное, слегка размытое изображение тела накала на плоскости слайда. Проходящий через рамку слайда свет улавливает высокосветосильный объектив, который и создает изображение кадра на экране. Однако даже в такой, казалось бы, идеальной оптической системе до экрана доходит не более 10–15 % света лампы.

Можно сделать кювету для установки в диапроекторе на место слайда. В нее можно заливать различные растворы, наблюдать кристаллизацию, электролитические процессы. На расстоянии 3–5 м от экрана при стандартном объективе с фокусным расстоянием 58 мм можно получить увеличение 50–80 крат. Если в кювету налить воду с дафниями, то на экране каждая из них будет размером с мышь. Вероятно, это те самые зловредные насекомые, которыми Катерфелло пугал легковерных зрителей. Диапроектор позволяет их наблюдать почти без затемнения. Но кадровое окно этого проектора приспособлено для слайдов 35-мм пленки и поэтому имеет размеры 40x40 мм. Между тем микропрепарат, например, крылышко комара или инфузории, под покровным стеклом обычно занимает участок 10x10 мм. Таким образом через него проходит лишь шестнадцатая часть всего света.

Гораздо лучше подходит для микропроекции старый узкопленочный кинопроектор. Когда-то это был довольно дорогой прибор. Но с появлением видеомагнитофонов и других средств записи изображения надобность в них отпала. Поэтому вам не так уж трудно будет получить его в свое распоряжение.

Особенно удобны для наших целей кинопроекторы типа «Луч» или «Русь» для 8-мм кинопленки. Они имеют кадровое окно размером 4x6 мм, надежный фильтр теплового излучения и вентилятор, охлаждающий кадровое окно и лампу.

Чтобы использовать кинопроектор для показа микропрепаратов, необходимо прежде всего снять резиновые пассики, соединяющие мотор с лентопротяжным механизмом. Если поставить в кадровое окно микропрепарат, благодаря объективу с фокусным расстоянием 12–16 мм можно в обычной классной комнате получить увеличение в 300–500 крат. Благодаря хорошему источнику света и объективу с большим относительным отверстием изображение получается столь ярким, что его можно смотреть без затемнения. Для крепления микропрепарата необходимо сделать простейший держатель (рис. 2).

Рис. 2. Держатель для установки микропрепаратов в проекторы типа «Луч» или «Русь».

Он представляет собою пластину с отверстиями, к которой приклепаны две пары упругих пластин из жести. Одна пара служит для крепления покровного стекла с препаратом, другая – для крепления самой приставки. Собственно препарат может представлять собою, например, каплю болотной воды с инфузориями, заключенную под тонким покровным стеклом обычным способом при помощи замазки.

К сожалению, яркий свет, даже вполне лишенный инфракрасного излучения, сам по себе вызывает быструю гибель микроорганизмов.

Способ борьбы с этим явлением только один – применение чувствительной телекамеры, подключенной к видеопроектору. Но сегодня такие системы для школ слишком дороги. Правда, есть надежда, что скоро она станет значительно дешевле.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Внимание на эфир!

В ночь с 14 на 15 апреля 1912 года с борта гибнущего океанского лайнера «Титаник» прозвучал сигнал бедствия. Грандиозность катастрофы и эффективность этого радиопризыва о помощи вскоре стали известны всему миру. Простой, легко запоминающийся набор телеграфных посылок – три точки – тире – три точки – с тех пор выручил многих бедствующих мореплавателей. Чтобы его было легче услышать, выделена стандартная частота передачи – 500 кГц (длина волны 600 м) и режим радиомолчания на этой волне дважды в час – с 15-й по 18-ю и с 45-й по 48-ю минуты.

В одну из таких пауз в апреле 1972 года радист американского лайнера «Теодор Рузвельт» принял сигнал бедствия давно погибшего «Титаника». Запрошенные береговые службы такого сигнала не зафиксировали…

Тем не менее радист обратился к военным архивам и там обнаружил донесения, подтверждающие его собственные наблюдения: SOS с «Титаника» фиксируют, начиная с 1924 года, с периодом в шесть лет. А в апреле 1996 года канадская газета «САН» сообщила об очередном сигнале с «Титаника», принятом канадским судном «Квебек».

По мнению некоторых ученых, причиной удивительного явления стал фантом радиосигнала, который сформировался в поле пространства-времени, и его очередного появления можно ожидать теперь в 2008 году.

Оправдается ли прогноз?

Это при желании и терпении можно проверить с помощью собственной аппаратуры. Приемник аварийных радиосигналов, работающий в диапазоне средних волн, может быть построен согласно принципиальной схеме, изображенной на рисунке 1.

Рис. 1

Аппарат выполнен по схеме прямого усиления; его работа в отличие от супергетеродина свободна от ложных свистов, мешающих настройке. Двухконтурный настраиваемый вход на элементах L1, С2, С3.1 и С3.2, С7 и L2 дают неплохую избирательность. Чувствительность и избирательность могут существенно возрасти при умелом действии регулятором обратной связи С6. Сигнал обратной связи снимается с резистора R1 на выходе РЧ-тракта и подается в цепь входного контура.

Элементы в корпусе микросхемы DA1 осуществляют также детектирование принятого сигнала и его усиление на звуковых частотах, которые воспроизводятся телефонами BF1 от аудиоплеера.

Громкость приема можно регулировать переменным резистором R2. Катушка L1 наматывается на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 200 мм и содержит 45 витков провода ПЭЛШО 7x0,07. Катушка L2 – на кольце К16x8x4 из феррита 100НН имеет 94 витка того же провода. У катушки обратной связи L3 порядка 10 витков провода ПЭЛШО-0,2.

Конденсатор С4 образован скруткой коротких отрезков изолированного провода диаметром около 0,4 мм, припаянных к лепесткам выводов блока КПЕ СЗ. Магнитную антенну следует располагать на расстоянии порядка 50 мм от КПЕ.

Направленность приема магнитной антенны WA1 удобно использовать для определения азимута передатчика аварийных сигналов. Внешняя антенна WA2 увеличивает дальность приема. Для более тонкой регулировки обратной связи на месте С5 следует использовать конденсатор типа КПВ с воздушным диэлектриком.

Регулируя обратную связь, не доводите ее до генерации. Как расположены выводы у микросхемы DA1 типа К174ХА10, подскажет рисунок 2.

Рис. 2

Итак, 14–15 апреля 2008 года ждем сигналов с «Титаника». Время для приема выбираем с поправкой на свой часовой пояс, ведь «Титаник» погиб южнее Лабрадора. И постарайтесь его позывные записать на магнитофон!

Успехов вам!

Ю. ПРОКОПЦЕВ

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Скажите, пожалуйста, почему единую европейскую валюту назвали именно «евро»? Были ли еще какие-то варианты названий?

Александр Перевозчиков,

г. Нижний Тагил

Да, варианты были. Так, у евро был предшественник – экю. Это сокращение, которое при расшифровке и переводе так и означает: «единая европейская единица». Однако когда в 1995 году правительства 12 европейских стран принимали решение о переходе на общую валюту, после некоторых обсуждений было принято название евро. Решили, что оно, во-первых, уже является частью слова «Европа» и тем самым характеризует принадлежность валюты. А во-вторых, это слово практически одинаково звучит на многих языках и понятно всем людям без перевода.

Планируют ли российские специалисты в ближайшее время полеты к Луне и высадку на ее поверхность?

Андрей Караванов,

г. Санкт-Петербург

Да, планируют. Более того, британская компания «Спейс Адвенчерс», которая работает в тесном контакте с нашими специалистами, уже объявила, что продает два билета на путешествие к Луне за 53 млн. британских фунтов каждый.

Пассажиры отправятся к Луне вместе с российским космонавтом, который будет управлять кораблем, представляющим собой модификацию «Союза». Этот корабль изначально предназначался для участия в советской лунной программе «Звезда».

«Экипаж из трех человек пролетит над поверхностью Луны на высоте всего 65 миль и вернется на Землю с минимальным риском, – уверяет президент компании Эрик Андерсон. – Согласно предварительной договоренности с российской стороной, первое такое путешествие может состояться в 2010 году. А всего, по нашим данным, в мире насчитывается около 1000 человек, которые хотят участвовать в подобной экспедиции»…

К сказанному остается добавить, что именно «Спейс Адвенчерс» в свое время предложила нам первого космического туриста Дениса Тито, побывавшего на орбите в 2001 году. Так что вскоре на МКС появятся и первые туристы-«лунатики». Они проведут на орбите около двух недель, чтобы привыкнуть к невесомости, а потом совершат шестидневное путешествие к Луне и обратно.

Недавно у нас над Химками многие видели в небе странные предметы V-образной формы. Некоторые говорят, что то были HЛO-разведчики, но мне не верится. А как вы полагаете?

Игорь Квасников,

г. Химки

Расследование показало, что в роли НЛО в данном случае выступали полоски фольги, соединенные вместе тонкой проволокой. Такие простейшие устройства, как и просто кусочки станиоли, обычно используются военными самолетами в качестве пассивных помех, призванных озадачить наблюдателей ПВО противника. Загадка лишь в том, кто и зачем произвел сброс этих полосок над городом.

Я читал, что зимой у голодного волка в темноте глаза светятся зеленым светом. Почему?

Александр Заикин,

г. Оренбург

Глазная сетчатка волков, кошек и некоторых других животных является своеобразным катафотом, отражающим свет Луны или звезд. Дело в том, что в темноте зрачок глаза расширяется до максимума, и когда его освещают лучом света (а иначе ведь глаз не увидеть), то происходит отражение от дна глазной сетчатки. Что же касается поверья, будто у голодных волков глаза светятся в темноте сами по себе, то ученые этот факт не подтверждают. Глаза все равно должны отражать хоть какой-то свет.

ДАВНЫМ-ДАВНО

На Нижегородской ярмарке 1893 г. инженер Владимир Григорьевич Шухов показал изящную стальную водонапорную башню, похожую на перевернутую лилию. Несмотря на сложность формы, она состояла из прямолинейных стальных полос и двух круглых обручей, а потому была проста в изготовлении. Таких башен по стране было построено около двух сотен.

Самая большая из них, 152-м башня антенны радиостанции им. Коминтерна, была построена по распоряжению В.И.Ленина в 1922 г. на Шаболовке в Москве. В 1960 г. по проекту инженера Н.В.Никитина началось сооружение башни из бетона и стали для Московского телецентра в Останкино.

Под действием ветра или, например, землетрясения любой башне приходится работать на изгиб. Это значит, что в одном месте материал ее будет сжат, а в другом растянут. Бетон прекрасно выдерживает сжатие, но очень хрупок при растяжении. И здесь ему помогает сталь: 149 стальных канатов стягивают башню изнутри с силой 70 т каждый. Благодаря этому в момент изгиба бетонная основа башни никогда не испытывает растяжения. Вплоть до 1977 года Останкинская телебашня была самой высокой в мире (540 м), а затем уступила башне в Торонто (553 м).

По заданию правительства Японии для установки на горе Фудзияма Н.В.Никитин разработал аналогичную башню высотою 1,5 км. Но строить ее не стали – портит пейзаж. Зато посмотрите, какую прекрасную башню системы Шухова построили японцы в порту Кобе. Шуховские телебашни сегодня строятся в Европе и США, но почему-то не в России…

ПРИЗ НОМЕРА!

Наши традиционные три вопроса:

1. Зачем придумали крестовую отвертку?

2. Как известно, у биплана выше маневренность, чем у моноплана, ему легче взлетать и садиться. Почему же почти все современные самолеты имеют лишь одну пару плоскостей?

3. Почему разряды в установке Юткина производят в воде, а не в воздухе?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 8 – 2006 г.

1. На Марсе легче надуть воздушный шарик, поскольку атмосферное давление там меньше земного.

2. Камин отдает тепло в помещение большей частью за счет излучения. Русская печь еще аккумулирует тепло в своих стенах и коленчатом дымоходе.

3. Заменить лампочку от карманного фонаря люминесцентной лампой нельзя, поскольку в данном случае нужен компак…???…

* * *

_{А почему?Какие печатные устройства предшествовали нашим теперешним принтерам? Почему некоторые люди – левши? Когда люди начали выращивать рис? 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 на экзотические Сейшельские острова в Индийском океане.}

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

_{ЛЕВША– Китайские морские джонки в XV веке вызывали пристальное внимание европейцев тем, что имели в своей конструкции массу оригинальных находок. Собрать такую модель вы сможете по нашим эскизам.}

_{– В рубрике «Полигон» вы найдете действующую модель ротоплана – своеобразного гибрида планера и бумеранга.}

_{– Юные мастера откроют для себя новые секреты художественной обработки металлов, а любители радиоэлектроники узнают, как самостоятельно собрать эквалайзер.}

_{– Как всегда, вас ждут очередные головоломки от Владимира Красноухова и новые полезные советы «Левши».}

* * *