Текст книги "Юный техник, 2012 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Радуга в доме

После дождя можно увидеть на небе одно из красивейших явлений природы – семицветную радугу-дугу. Но подобное «чудо» вы можете создать и сами – как во дворе, так и дома, как в солнечную, так и в пасмурную погоду и даже ночью.

ЦВЕТНАЯ ДУГА НА ЛУЖАЙКЕ

Древние русичи при виде радуги говорили, что это Илья-пророк повесил на небе свое коромысло. Здесь стоит, наверное, пояснить, что коромыслом в те времена называли прочную деревянную дугу, на концы которой вешали ведра с водой. Так было удобнее носить воду в дом с реки или из родника. Повесил коромысло на плечо – и не надо держать в руках тяжелые ведра.

Вот, дескать, и Илья-пророк, который на небесах заведовал дождями, сначала запасал для них воды, а когда дождь прошел, теперь вот отдыхает, вывесив свое коромысло на всеобщее обозрение.

Все это, конечно, сказка. Разноцветье радуги образуется из-за преломления солнечных лучей на мельчайших капельках воды, которых после дождя полным-полно в атмосфере.

В том, что это правда, мы и сами можем убедиться при помощи несложного опыта.

Наполните пластиковую бутылку с разбрызгивателем водой из-под крана на три четверти, заверните разбрызгиватель, с помощью которого поливают цветы, и выходите на улицу. Встаньте так, чтобы солнце оказалось у вас за спиной, и, держа бутылку прямо перед собой, брызните вверх, чтобы получилось достаточно большое облако капель воды. Перед этим стоит отрегулировать разбрызгиватель, чтобы капельки получились помельче.

У вас получится настоящая радуга. Она маленькая, не в пример небесной, которая иной раз занимает полнеба. Тем не менее, мы убедились, что луч света, попав внутрь капельки воды, слегка отклоняется от своего направления и разлагается на составляющие цвета.

Вы знаете, конечно, что белый свет состоит из семи составляющих – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Когда эти цветные лучи достигают противоположной поверхности капельки, они, многократно отражаясь, выходят из нее уже не вместе, а по отдельности. И таким образом множество лучей и множество капелек образуют совместно цветную радугу.

МЫЛО, ВОДА И СВЕТ

Увидеть радужное разноцветье можно и другим способом. Обращали ли вы когда-нибудь внимание на радужные разводы, которые иной раз видны в уличной луже?

Они образуются из-за того, что в лужу от проезжающих автомобилей попал бензин или масло. В луже образовалась тончайшая пленка из нефтепродуктов. Тонкий слой нефти, как и капля в воздухе, разлагает белый свет на составляющие, поскольку отражение идет как с верхней части самой пленки, так и от нижней ее границы с водой.

Подобный опыт вы можете провести у себя дома. Только, конечно, замените нефтепродукты мыльным раствором, разведенным в чашке с водой. Добавьте еще пластиковую трубочку с раструбом, с помощью которой очень удобно пускать мыльные пузыри – и к делу.

Окуните нижний кончик трубочки в мыльный раствор, приподнимите его и осторожно подуйте в верхний конец.

Из нижнего конца трубки выйдет мыльный пузырь.

Пока он не лопнул, рассмотрите его хорошенько в солнечном свете или при свете фонарика. Видите, и он не просто прозрачный, но и радужно-разноцветный. Особенно хорошо это видно, если прикрепить к стене скотчем лист белой бумаги и выключить свет в комнате. После этого направьте луч фонарика на пузырь и посмотрите, что при этом получится.

Опыт можно видоизменить, сунув в мыльный раствор петлю из мягкой проволоки. Внутри нее образуется тонкая пленка, которая тоже будет иметь радужные оттенки.

ЧУДО-ЗЕРКАЛО

Чуть более сложный, но интересный эксперимент можно провести с небольшим зеркальцем. Наполните глубокую чашку или корытце водой примерно наполовину и поставьте на хорошо освещенную солнцем поверхность. Поместите внутрь зеркало, наклоните его так, чтобы оно опиралось на один из бортиков корытца или чаши.

Далее поймайте на чистый лист белой бумаги отраженный зеркалом солнечный «зайчик». Если вы все сделаете правильно, на бумажном экране появится радужная полоска.

Научное объяснение этому такое. Ученые полагают, что свет распространяется волнами. Как и у морских волн, у них есть гребни (максимумы) и впадины (минимумы). Расстояние от одного гребня до другого называется длиной волны. Поскольку пучок белого света содержит разноцветные лучи, то и длины их волн различны. Каждая длина волны соответствует определенному цвету. У красного цвета самые длинные волны.

Дальше идут оранжевый, потом желтый, зеленый, голубой и синий цвета. У фиолетового цвета самые короткие волны.

Когда белый свет отражается в зеркале через воду, он разлагается на составляющие его цвета. Они расходятся и образуют картинку из параллельных цветных полос. Такая полоска называется спектром.

Интересно, что свой особый спектр имеет любое раскаленное тело, испускающее свет. И по этому спектру знающий человек может сказать, какие именно химические элементы дали ту или иную цветовую картину.

Именно таким образом, кстати, был обнаружен в спектре Солнца, наряду с водородом, газ гелий. До этого он на Земле известен не был. А потому и получил такое название, поскольку по-гречески Солнце – Гелиос. А значит, «гелий» в переводе – «солнечный».

ДИСКИ ЗА ЛОБОВЫМ СТЕКЛОМ

Самый простой способ увидеть радугу в доме, это подставить блестящую поверхность DVD– или CD-диска под свет, например, настольной лампы.

Диск переливается всеми цветами радуги, потому что его блестящую поверхность покрывает огромное количество впадинок-бороздок, образующих спираль. Когда белый свет падает на такую поверхность, он опять-таки разлагается на составляющие его цвета.

Кроме того, диск отличается хорошим отражающим эффектом. Его издалека видно в луче света. Об этом хорошо знают, в частности, водители-дальнобойщики, которые часто выставляют за лобовым стеклом своей машины гирлянды дисков, чтобы их автомобиль издалека был заметен в лучах фар встречных автомашин.

Вы тоже можете использовать их опыт. Закрепите два ненужных диска между спицами колес своего велосипеда. Тогда при езде вас будет издалека заметно как днем, так и ночью, что повышает безопасность движения.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Программатор для МК

МК – это, как вы уже, наверное, догадались – микроконтроллер. Собственно это полноценный компьютер, хотя не такой мощный, как современные ПК, но зато и размер у него крохотный – одна микросхема. В эту микросхему производители МК умудряются поместить весьма неплохую вычислительную мощность, плюс всевозможнейшую периферию, которой можно управлять, запрограммировав соответствующим образом контроллер.

Это всевозможные порты ввода-вывода, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Есть и более специализированные МК – так называемые DSP – сигнальные процессоры, предназначенные для обработки видео– и аудиоинформации. Однако мы не станем вдаваться сейчас в премудрости построения контроллеров, а попробуем понять, как же именно нам запрограммировать МК, если он попал нам в руки.

Как и для больших собратьев, программы для контроллеров можно писать на разных языках программирования – Ассемблере, Бейсике, С. Но, как и большие компьютеры, контроллеры могут понимать только команды в специальном формате, именуемом машинными кодами. Для того чтобы «залить» прошивку в МК, ее необходимо сначала скомпилировать, то есть преобразовать текст программы в код, понятный контроллеру, а затем с помощью специального устройства – программатора – передать полученный код в память МК.

Дело осложняется тем, что МК не унифицированы – каждый производитель контроллеров старается сделать что-то, не похожее на конкурентов, поэтому для МК каждого производителя нужен свой, специальный программатор.

В радиолюбительской практике, в основном, применяют контроллеры AVR, производства ATMEL Corp., и PIC, производимые Microchip Technology Inc.

Программаторы подключаются к LPT– или СОМ-порту компьютера. Есть программаторы, работающие с USB, однако они довольно сложны в изготовлении и требуют наличия простого программатора и навыков работы с МК.

Так что мы рассмотрим только пару-тройку простых программаторов, работающих с LPT– или COM-портами. Понятно, что эти порты уже изрядно устарели, и, если вы работаете с ноутбуком или тем более с планшетом, этих портов вы у себя не найдете, но для обычных, настольных ПК их наличие все еще является стандартом.

Итак, пожалуй, самый распространенный программатор контроллеров AVR – STK200/300.

Адаптер получил свое название от комплектующихся им отладочных плат фирмы Atmel для быстрого начала работы с микроконтроллерами At90s8515 и Atmega103.

На самом деле, приведенная схема соответствует одновременно обоим адаптерам, в ней присутствуют перемычки для определения наличия как адаптера STK200 (выводы 2 – 12 разъема XI), так и STK300 (выводы 3 – 11). Адаптер собран на основе шинного формирователя 74НС244 (аналог 1564АП5).

Возможно также использование 555АП5 (74LS244) и 1533АП5 (74ALS244) либо, при соответствующем изменении схемы, любые другие неинвертирующие формирователи с тремя состояниями выходов.

Схема работает с программами AVR ISP, CodeVision AVR, WinAVR и другими.

Да, кроме собственно железной части программатора, вам еще потребуется и программная часть для установки на компьютер. Она-то и будет управлять программатором в процессе заливки прошивки в память МК.

Для РIС-контроллеров столь же известным и простым является программатор Extra-Pic.

Он собран на микросхеме МАХ232, которая является преобразователем уровней COM-TTL, и буферной микросхеме 1533ЛA3. Этот программатор использует COM-порт компьютера.

Ну и наконец – универсальный вариант программатора, который «шьет» вообще все подряд – и AVR, и PIC, и даже некоторые микросхемы памяти.

Он также подключается к COM-порту компьютера и работает под управлением самых известных и простых в использовании программ – PonyProg, Siprog, WinPic800. Все они свободно распространяются, и их можно запросто найти в Интернете вместе с инструкциями по использованию.

Осталось только придумать, что же именно вы будете заливать в ваш первый МК. Пусть это будет вашим домашним заданием.

По материалам сайта radiokot.ru

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Мы недавно переехали. Наша пятиэтажка пошла под снос, а ее жильцам дали новые квартиры. Квартиру мы получили в новеньком доме. Но в нем не только такие жильцы, как мы, но и те, что квартиры купили. А самые дорогие квартиры на самом верху. Во дворе этих соседей называют «мансардниками». А что такое мансарда?

Валерия Скворцова,

Москва

В России долгое время были популярны мезонины, то есть надстройки над средней частью жилого дома обычно с тремя окнами и собственной крышей.

Этим мезонин отличается от мансарды, которая не что иное, как разумное использование чердачного помещения. Еще в XVII веке французский архитектор Франсуа Мансар при создании дворца Мезон-Лафит под Парижем решил рационально использовать чердак будущего дворца, для чего возвел крышу крутой и высокой, а в скатах сделал окна с козырьками. Получилась мансарда.

Популярность мансарды приобрели двумя столетиями позже. Так как чердачные помещения не облагались налогом, домовладельцы стали разгораживать их на комнаты и сдавать задешево студентам, артистам, художникам. Прошло время, и мансарда получила третье рождение, став элитным жильем – в последние годы и в России.

Мы тут поспорили с ребятами: можно ли уничтожить бриллиант. Ведь крепче этого камня ничего на свете нет! Решили, что нельзя. А на самом деле?

Артур Селингаров,

г. Владикавказ

Можно! Более того, это даже не очень сложно. Начать с того, что бриллиант – это ограненный алмаз. На Руси его когда-то называли «алмас», то есть «несокрушимый». Однако вспомним, что алмаз – сородич угля. Это чистый углерод, и при температуре выше 900 градусов сгорает полностью, превращаясь в углекислый газ.

Все знают, что бумагу изобрели в Древнем Китае, а вот кто и когда изобрел бумагу туалетную?

Иван Калинин,

г. Вятка

Как средство гигиены бумагой стали пользоваться китайские императоры в VIII или IX веке нашей эры. Но это было столь дорого, что широкое распространение туалетная бумага получила лишь во второй половине XIX столетия, когда ее научились делать из более-менее дешевых исходных материалов.

В 1857 году американец Джозеф Гайети первым предложил чистоплотным потребителям пропитанные соком алоэ пачки «терапевтической бумаги», и вскоре его примеру последовали многие производители. А в 1890 году, опять же в США, начали выпускать туалетную бумагу в виде рулонов. Что интересно, сегодня лидером по объему производства туалетной бумаги является… Китай. Все возвращается на круги своя.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Что общего между карманным фонарем на батарейках и моделями поездов? И то и другое придумал американец Джошуа Лайонел Коуэн.

В возрасте 7 лет он соорудил из дерева модель паровоза. А поскольку слышал, что настоящий локомотив приводится в действие с помощью огня, то и развел на тендере своего паровоза костер. Модель благополучно сгорела, едва не устроив пожар во всем доме. Сбежавшиеся же взрослые объяснили, что для движения транспорта, а также для освещения перспективнее использовать электричество.

Джошуа полученный урок запомнил. И повзрослев, занялся освоением электричества всерьез. В 1898 году он придумал систему освещения для комнатных растений. Его устройство состояло из металлической трубки, куда помещались батарейки и лампочка, которая включалась при нажатии кнопки.

По существу Дж. Л. Коуэн изобрел переносной электрический фонарь, который нужнее, скажем, туристам, полицейским, путевым обходчикам, нежели цветоводам. Первым об этом догадался один из знакомых изобретателя – Конрад Хьюберт. Он выкупил у Коуэна права на его изобретение и в 1898 году основал компанию, которая после ряда переименований с 2000 года носит всемирно известное название Energizer.

Что же касается Коуэна, упустившего выгодное изобретение, то он если и горевал, то недолго. Изобретатель вспомнил о своем детском увлечении и в 1900 году построил первый электропоезд — Electric Express. Первонатльно Коуэн предназначал свои модели, бегающие по игрушечным рельсам, для украшения витрин магазинов. Но когда в магазины стали заходить покупатели, жаждавшие купить именно модель с витрины, он основал Lionel Manufacturing Company, которая и по сей день производит модели Liоnеl Trains как для детей, так и для взрослых. В мире ныне немало коллекционеров, которые имеют в своем распоряжении целые железнодорожно-игрушечные комплексы, невзирая на свой вполне преклонный возраст.

ПРИЗ НОМЕРА

Наши традиционные три вопроса:

1. Почему вода не горит, хотя состоит из водорода и кислорода – газов, активно поддерживающих горение?

2. Почему кабины батискафов и других глубоководных аппаратов стараются делать в форме сферы?

3. Почему пух легкий?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 3 – 2012 г.

1. На лазерную мишень в термоядерном реакторе лучи должны действовать со всех сторон строго одинаково, чтобы мишень оставалась на одном месте и ее вспышка происходила в строго расчетном режиме.

2. В газах расстояния между молекулами значительно больше, чем в жидкостях, и при сжатии этот «зазор» постепенно уменьшается. При особо больших давлениях и низких температурах газ можно превратить в жидкость или даже в твердое тело.

3. Предпочтение сейчас отдают зеркальным телескопам, поскольку зеркала проще делать большими (их можно делать даже составными). А чем больше размеры оптических элементов телескопа, тем более тусклые небесные объекты при прочих равных условиях он в состоянии различить.

* * *

Поздравляем с победой Игоря Елисеева из г. Магадана.

Близки были к победе Никита Морозов из ст. Выселки Краснодарского края и Михаил Бардин из п. Среднесибирский Алтайского края.

* * *

_{А  почему?  Как змея видит в темноте? Почему у компаса был не один изобретатель, а много? Какие деревья живут дольше всех? Как ровно век назад проходили игры V Олимпиады? 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 в Каппадокию – уникальный уголок Турции, похожий на другую планету.}

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

_{ЛЕВША О спортивном автомобиле с шестью колесами вы узнаете в рубрике «Музей на столе» и сможете выклеить бумажную модель болида «Формулы-1» Tyrrell Р34 для своего «Музея на столе».}

_{Мы продолжаем публикацию цикла статей о роботе на платформе Arduino, которую читатели «Левши» смогут построить самостоятельно, потратив на комплектующие сравнительно небольшие деньги – всего около 700 рублей.}

_{Будет в номере рубрика «Хозяин в доме», будут головоломки Владимира Красноухова и, конечно, полезные советы.}

* * *