Текст книги "Юный техник, 2002 № 01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 6 страниц)

ФИЗИКА ВОКРУГ НАС
Электричество без штепселя

Опыты по электростатике кажутся простыми. Но выполнить их так, чтобы запомнились на всю жизнь, нелегко. Тут все зависит от силы наблюдаемого эффекта. А потому советуем запомнить некоторые условия.

Чтобы заряды с электризуемых тел как можно дольше не стекали, рабочее место должно быть абсолютно сухим. Если за окном моросит дождь, то нечего и пытаться приступать к делу. А самое лучшее время – сухая морозная погода. В такую пору бывает, чуть погладишь кошку, и из шерсти искры летят. Значит, пора изучать электростатику!

Статическое электричество мы будем получать путем натирания стержня из пластмассы. Чем больше диаметр стержня, тем больший заряд на нем накапливается. Но величина заряда зависит и от сорта пластмассы. Раньше в школах применяли стержни из оргстекла. Но оказывается, что лучше поливиниловая трубка. Где ее взять? Трубки диаметром 1–2 см применяются для прокладки проводов в стенах. Их вы найдете на строительных ярмарках. Но лучше взять кусок каркаса от парника или садового водопровода. Здесь бывают пластиковые трубы до пяти сантиметров в диаметре.

Заряд зависит и от того, чем потереть трубку: кусочком шерсти, меха, шелка, кожи или полиэтиленовой пленки. Подбор наилучшего материала дело творческое. Главное – получить на трубке сильный заряд. Если не найдете трубку, то можно воспользоваться корпусом авторучки, расческой, чем угодно, но результат, конечно, будет хуже.

Итак, зарядите вашу «волшебную палочку». Поднесите ее к измельченным листочкам бумаги. Еще на почтительном расстоянии они поднимаются, подскакивают и прилипают к ней. Иначе ведут себя кусочки металлизованной обертки от цветов. Они танцуют, подпрыгивают и, едва коснувшись палочки, летят вниз.

Вот как это объясняется. Под действием электрического поля те и другие кусочки электризуются через влияние. В них образуются заряды противоположного по отношению к палочке знака. Возникает сила притяжения. Но заряды, возникшие на бумаге, с ней жестко связаны. Потому, коснувшись палочки, бумажки продолжают на ней висеть. В слое же металла, нанесенного на обертку цветов, заряды подвижны. Те, что имеют тот же знак, что и заряд палочки, уйдут на дальний конец кусочка, а противоположный – на ближний.

Едва коснувшись палочки, заряды с ближнего конца кусочка фольги стекают на палочку и нейтрализуются. Остаются лишь заряды на дальнем конце. Но между ними и палочкой, поскольку они с ней одного знака, действуют силы отталкивания. И кусочки фольги не просто падают, а стремительно летят вниз.

Но танец таких кусочков фольги не вечен. Подумайте сами, почему он прекращается?

Не думайте, что этот опыт относится лишь к чистой науке. Действие электрических сил можно наблюдать и в повседневной жизни. Сотрите сухой тряпкой пыль с экрана телевизора или с полированной мебели. Пыль очень быстро вновь осядет на поверхности. Причина – все та же электризация поверхности при трении и притяжение легких пылинок. Вот если уборка производится влажной тряпкой, образующиеся при этом разноименные заряды через влагу, как по проводу, устремляются навстречу друг другу и взаимно нейтрализуются. Электризации не происходит, и уборка идет без проблем. Только не касайтесь влажной тряпкой экрана включенного телевизора. Это опасно!

Теперь сделаем первый демонстрационный прибор – электрический султан. Возьмите какой-нибудь колпачок из мягкой пластмассы – проткните его шилом и вставьте туда корпус от ручки.

Закрепите на нем елочный дождь, нитки мулине, кусочек старой магнитной ленты, и султанчик готов (рис. 1.).

Рис. 1

Поднесите к султанчику наэлектризованную палочку, и вся его «шевелюра» послушно за ней потянется. Здесь мы наблюдаем электризацию на расстоянии.

А теперь из покрытой металлическим слоем цветочной фольги и легкой папиросной бумаги сделайте гильзочки. Вырежьте небольшую полоску 3,5x4 см. Оберните ее вокруг круглого карандаша. Кончик скрутите наподобие фантика от конфетки. Привяжите к кончику нитку длиной 30–40 см. К другому концу нитки прикрепите ковровое колечко или скрепку. Можете сделать еще пару «гирек» из пенопласта. Прикрепите к ним нитки булавками.

Гильзочки и «гирьки» должны быть предельно легкими. Для проведения опытов потребуется стойка (рис. 2).

Подвесьте к ней гильзочку из фольги и поднесите наэлектризованную палочку. Сперва она полетит ей навстречу, коснется палочки и резко отскочит в сторону. После чего всякая попытка прикоснуться к гильзочке наэлектризованной палочкой кончится неудачей – она уходит в сторону.

После прикосновения к заряженной палочке гильзочка зарядилась электричеством того же знака. Одноименно заряженные тела отталкиваются, в чем мы и убеждаемся на этом опыте.

Чтобы снять заряд с гильзы, достаточно до нее дотронуться рукой. Человек – хороший проводник электричества. Дотрагиваясь рукой до гильзы, мы ее заряд передаем земному шару, заземляем.

Гильзочки могут заряжаться и друг от друга. Подвесьте две гильзочки рядом. Зарядите одну из них, а другую начинайте приближать, двигая кольца. В первый момент они притянутся друг к другу, прикоснутся и резко разлетятся в стороны.

Но каков знак их заряда? Поместите наэлектризованную палочку между гильзочками. Они разойдутся сильнее и будут сопровождать палочку в каждом ее движении. Здесь мы имеем три тела, отталкивающихся друг от друга. Это значит, все они заряжены одноименно.

Красивы опыты с воздушными шариками. Электризовать их можно трением о волосы. Приподнимите наэлектризованный шарик над головой, и волосы под ним встанут дыбом (рис. 3).

Рис. 3

Чем не султанчик!

Наэлектризованные шарики можно надолго «прилепить» к вертикальной стенке или к потолку (рис. 4).

Рис. 4

Они будут резво откатываться на столе друг от друга. С шариками можно повторить те же опыты, что и с гильзами (рис. 5).

Пока мы имеем дело со сравнительно сильными зарядами. Для определения слабых зарядов служит электроскоп. Его изготовим из стеклянной банки. В ее пластмассовую крышку вставьте толстую проволоку. Кончик загните и закрепите на нем сложенную пополам полоску фольги или легкой папиросной бумаги (рис. 6).

Рис. 6

Можно изготовить миниатюрный электроскоп из крохотного аптечного пузырька, подвесив на конце проволоки две булавочки. Для увеличения емкости электроскопа другой конец проволоки сверните в виде «улитки» (рис. 7).

Рис. 7

Вот опыты, для которых нужен электроскоп. Поднесите к электроскопу, не касаясь его, заряженную палочку. Листочки разойдутся. Значит, они оказались одинаково заряженными! Уберите палочку – они снова сойдутся. Происходит электризация листочков на расстоянии (электризация через влияние). Заряд телу на расстоянии не передается.

Поставьте на крышку электроскопа перевернутую металлическую консервную банку (рис. 8), и он никак не отреагирует даже на сильно заряженную палочку. Это означает, что металлическая банка защищает от воздействия электрического поля.

Этим пользуются для защиты чувствительных приборов от электрических полей и радиосигналов. Их помещают в металлические корпуса.

Потерев пластмассовую палочку лоскутком, дотроньтесь им до стержня электроскопа. Листочки разойдутся на небольшой угол. Теперь прикоснитесь наэлектризованной палочкой. Листочки тут же опустятся. Это означает, что палочка и лоскуток имели заряды противоположного знака.

А теперь от слабых эффектов перейдем к демонстрации более сильных. Чтобы показать, сколь значительна электрическая сила, возьмите кусок бумаги размером с тетрадный лист и, аккуратно поднеся к нему расческу, поставьте его на ребро (рис. 9).

Или вот еще один эффектный опыт – «Карусель». Поставьте перегоревшую лампочку в стеклянную банку из-под майонеза (рис. 10), а на нее положите линейку. Поднесите наэлектризованную палочку к деревянной линейке. Линейка притянется к палочке. С ее помощью можно заставить линейку вращаться.

Рис. 10

Опыты с линейками из разных материалов обнаруживают разницу в их поведении. Линейки из сухого дерева или металлические следуют за палочкой хорошо. Но пластмассовые одни хуже, другие лучше, третьи и вовсе своеобразно – не следуют за палочкой, а отталкиваются. Так ведут себя чаще всего прозрачные линейки из полистирола. Объясняется это тем, что в них существуют «вмороженные» заряды. В процессе производства, когда материал был жидким, на него подействовало случайное электрическое поле, которое вызвало к его поверхности заряды. А когда материал застыл, они потеряли свою подвижность и остались в нем навсегда. Материалы с таким свойством называются электретами.

Карусель можно сделать более чувствительной. В горлышко бутылки вставьте корковую пробку с иголкой в центре и оденьте на иголку стеклянный стакан. Положите на стакан раскрытые ножницы. Поднеся к ним наэлектризованную палочку, вы заставите вращаться даже такую солидную массу, как стакан вместе с ножницами.

Проведите наэлектризованной палочкой над листом бумаги, металлической скрепкой, ножницами – вы услышите легкий треск. То же самое происходит, когда вы снимаете с себя синтетическую одежду. За целый день носки она терлась о ваше тело – электризовалась. Тело зарядилось зарядом одного знака, одежда – другого. При разъединении вы слышите характерный треск и ощущаете неприятное покалывание. В темноте можно увидеть даже маленькие молнии. В быту они достаточно безобидны. Но на некоторых производствах, где в воздухе есть пары огнеопасных веществ, такая искра может вызвать пожар или взрыв. Там одежду из синтетических тканей носить запрещено. Применяется только одежда из хлопка и натуральных волокон. Здесь уместно рассказать про один очень печальный случай. Некто решил детали от автомашины протереть бензином. Плеснул бензина в ведро, опустил в него тряпку из синтетической ткани и стал вынимать. Но в результате трения синтетики о бензин возникла искра, произошел пожар.

Иногда электростатика приводит к курьезным случаям.

Однажды молодой лаборант, работавший с чувствительным стрелочным прибором, обнаружил, что тот ведет себя странно. Словно бы слушается его воли. Пополз слух, что в институте появился медиум. Собрался ученый совет, и правда: стоило лаборанту «дать прибору указание» энергичным движением руки, как стрелка послушно отклонялась в нужную сторону. Но все объяснилось просто. Стояла сухая морозная погода, а юноша был одет в костюм из синтетической ткани.

Как видите, электростатика штука любопытная. А чтобы ее изучать, достаточно фольги, фантиков от конфет и острого ума.

Г. и Н. ТУРКИНЫ

Рисунки Ирины ТУРКИНОЙ

АНОНС

ТАМ, ЗА ГОРИЗОНТОМ…

Передавать информацию без проводов можно не только при помощи радиоволн. Годится и свет. Его амплитуду моделируют, например, человеческим голосом, а принимают с помощью фотоэлемента, включенного на входе УНЧ.

Примечательно, что на такие системы не нужно брать разрешения. Дальность передачи достигает 1,5 км на простой любительской аппаратуре и до 20 км на профессиональной. Однако пользуются оптической связью редко. Дело в том, что она очень неудобна. Луч света необходимо точно навести на приемник, находящийся в пределах прямой видимости. Имеет значение и чистота воздуха. Поэтому большие расстояния достижимы лишь в горных условиях. Но между тем, часто бывает так, что свет передает информацию значительно дальше линии горизонта.

Почти каждый может вспомнить такой случай. Ночь, автомобиль преодолевает подъем, и вдруг из-за возвышенности видишь ореол.

Ясно, что он от фар встречного автомобиля. Но самого автомобиля еще не видно. Он за пригорком. Причины такого явления могут быть разными: рассеяние света в дымке тумана или искривление траектории света, вызванное разностью температур слоев воздуха. Иными словами, мираж. За сотни километров можно обнаружить и город по облакам, освещенным его светом. Как показывают расчеты профессора В.Т.Полякова, все эти явления можно использовать для сверхдальней оптической связи на сотни километров. Об этом расскажет его статья в одном из ближайших номеров.

ПУТЕШЕСТВИЯ ПО ВОЛНАМ ЭФИРА

С этого номера журнал открывает новую рубрику, посвященную одному из увлекательнейших занятий на планете – любительской радиосвязи на коротких и ультракоротких волнах. Для занятия ею понадобится радиостанция, антенна и желание. Щелкнув тумблером питания, вы оказываетесь в эфире.

Мечтая о приключениях или героических открытиях, не каждый догадывается, что побывать в самых разнообразных точках планеты можно, не выходя из дома. Узнать, какая сейчас температура в Антарктиде, поговорить с экипажем парусника, дрейфующего где-нибудь в Индийском океане, попрактиковаться в изучении английского или хинди можно, взяв в руки микрофон собственной радиостанции. Достаточно нажать кнопку «Передача», чтобы оказаться в эфире! Как и тысячи самых разных людей из других мест планеты, у которых хобби – увлекательные путешествия в эфире.

В Японии, например, таких радиолюбителей-радистов насчитывается около 1,5 млн. человек, в США – 714 тыс., в Германии – около 80 тыс. человек. В России официально зарегистрировано 60 000 человек, а на острове Святой Лючии только 186. Коротковолновая связь привлекает самых разных по возрасту, образованию и характеру людей. Радиолюбители могут общаться со своими коллегами со всех континентов, островов и стран: из жаркой Сахары и ледяной Арктики, шумной Бразилии и древней Индии.

Все связи проводятся на специально отведенных любителям диапазонах (находятся в пределах от 10 до 160 метров) официально полученными позывными. Причем каждой территории выделен специальный префикс – буквы, стоящие в начале 5–7 значков позывного, которые обозначают принадлежность радиостанции той или иной стране. Так, в России позывные начинаются с букв R или U.

Многолик и необычен мировой любительский эфир. В нем никогда не бывает тишины. Здесь и повседневные встречи с друзьями, и «охота» за DX – дальней или редкой станцией, и смелый конструкторский поиск, и участие в различных соревнованиях, и научно-технические эксперименты. При этом каждый радиолюбитель-радист находит на любительских диапазонах что-то наиболее для себя интересное. И все это пронизано неповторимым духом романтики.

Радиолюбительство – это и состязание, где есть свои увлекательные соревнования, чемпионы и награды (например, дипломы, медали и даже кубки).

Первая официально зарегистрированная советская любительская радиостанция вышла в эфир в январе 1925 г. Она была создана Ф. Лбовым и В. Петровым и имела позывной R1FL (Россия, первая, Федор Лбов). Через несколько лет число радиостанций измерялось уже десятками, а затем и сотнями. Бурное развитие началось в послевоенные годы, и вскоре число наших любительских радиостанций измерялось десятками тысяч.

После каждой проведенной радиосвязи коротковолновики обмениваются между собой специальными красочными карточками-открытками, на радиолюбительском называемыми QSL (кю-эс-эль).

Ими подтверждают все данные состоявшейся радиосвязи (дату, время, частоту и т. д.). За различные сочетания или коллекцию таких карточек можно получить награду – радиолюбительский диплом той или иной страны.

В международной спортивной жизни коротковолновиков за последние десятилетия видное место заняли постоянные состязания на соискание радиолюбительских дипломов. Эти соревнования доступны и открыты для всех желающих и, безусловно, способствуют росту мастерства, стиранию языковых, политических и других барьеров, укреплению дружбы между радиолюбителями-радистами всего мира.

Мера успеха в эфире во многом определяется дипломами, которыми радиолюбитель-радист обладает. Они являются свидетельством его мастерства, причем особенно ценятся награды под № 1, в крайнем случае с номерами до 10. Но это удел матерых профи, набравших не одну сотню радиолюбительских наград за связи в эфире. Но вот парадокс: диплом № 1 «Петр Великий» («Peter the Great») отправлен в Липецк Валерию Мазаеву. На сегодняшний день это самый юный участник национальной программы «Путешествия по волнам эфира»: «Мне 10 лет, позывной RA3GFL (III категория) имею с ноября 1999 г. Уже получил 16 дипломов и отправил заявки еще на 5. Из программы «Путешествия по волнам эфира» – это мой первый диплом». Вот так!

ЭТО ХОББИ ОТКРЫТО ДЛЯ ВСЕХ!

С целью поощрения радиолюбителей-радистов под патронажем Военно-Морского Флота России учреждена национальная дипломная программа «Путешествия по волнам эфира». Теперь любой любитель за проведенные радиосвязи может получить престижные награды программы – от многочисленных дипломов, посвященных 1140-летней истории России, до кубков.

Главная особенность национальной программы – не только предоставление возможности любому радиолюбителю-радисту принять участие в охоте за престижными наградами, но и введение специальной оценочной системы – личного рейтинга.

Предлагаемое соревнование – это долговременный марафон, в котором можно включиться в борьбу в свое удовольствие за тот или иной трофей или сойти с дистанции на любом этапе. За каждую полученную награду присуждаются очки, сумма которых и формирует личный рейтинг (например, по итогам года). Таким образом, всегда можно сравнить свои достижения с коллегами, а обогнав их, получить кубок.

Знакомя с национальной программой, можно представить небольшую часть из уже учрежденных для радиолюбителейрадистов дипломов. Среди них: «Азовские походы», «Балтика», «Потомству в пример», «Андреевский флаг», «Севастополь – город русской славы», «Петр Великий»…

В программу входит и раздел о значимых географических открытиях, экспедициях, известных мореплавателях и первопроходцах. Это дипломы: «Первая кругосветная», «Адмирал Ушаков», «Адмирал Нахимов»…

Отдельным блоком представлены флот и православие: «Храм-памятник морякам», «Морской собор в Кронштадте», «Соловецкая Голгофа», «Храм Христа Спасителя». В рамках национальной программы выпускаются и красочные открытки (QSL) для подтверждения проведенных радиосвязей.

М. ЕФИМОВ, координатор национальной программы «Путешествия по волнам эфира» (RU3AU)

«ЮТ» организует радиолюбительскую экспедицию и объявляет КОНКУРС на разработку ее лучшего маршрута.

Маршрут должен охватывать регион с древними или уникальными культурно-историческими ценностями.

Заявки присылайте в адрес редакции.

Радиоэкспедиция «ЮТ» ориентируется на работу в эфире с 2–3 рабочих мест с различных точек маршрута.

Ждем ваших предложений и разработок.

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

«Хотел бы удивить своих гостей под Новый год каким-нибудь простым, но оригинальным фокусом. «ЮТ» они не выписывают, поэтому, если вы опубликуете, они все равно не узнают».

Андрей Курков, 12 лет,

г. Ставрополь

Выходишь на импровизированную сцену с пластмассовым ведерком. Достаешь из него носовой платок, на котором нарисованы водоросли. В центре платка-аквариума – пестрая рыбка. Неожиданно она скользит вверх по платку, до самой кромки, затем спускается вниз. Более того, рыбка двигается влево и вправо по диагонали. В конце демонстрации ты отправляешь рыбку с платком обратно в ведро.

Для фокуса понадобится большой однотонный платок размером 40x40 см с нанесенным на него акварелью или гуашью рисунком «подводного царства», поролоновая рыбка, окрашенная в яркие цвета, и тонкая леска, с помощью которой перемещается рыбка. Концы лески продень сквозь верхние уголки платка и свяжи с обратной стороны. К леске прикреплен маленький крючок.

Приступая к демонстрации, незаметно зацепи его за одежду на уровне груди, а платок растяни в стороны. Длина лески с учетом узла рассчитывается таким образом, чтобы платок находился в 15–20 см от твоего корпуса. Плавно передвигай платок, и плотно натянутая леска, поднимаясь вверх, поднимет и рыбку. А стоит приблизить платок к себе, как рыбка под собственной тяжестью опустится вниз.

Потренировавшись, можно заставить рыбку послушно выполнять все команды. С Новым годом!

Друзья по переписке

«Ищу друзей, увлекающихся моделями радиоуправляемых машин и катеров для соревнований. Отвечу всем, кто мне напишет. Телефон сообщу в письме. С приветом!»

Егор Антонов,

117588, Москва, Новоясеневский пр-т, д. 5, корп. 1, кв. 427

«Всем, кто увлекается электроникой, механикой, предлагаю переписываться».

Олег Денисенко,

632643 НСО, р/п Коченево, в/ч 57849, д. 135, кв. 85

«Очень хотел бы, чтобы вы поместили мою информацию в рубрике «Читательский клуб». Увлекаюсь техникой, астрономией, сбором сведений об НЛО и других необъяснимых явлениях. Хотел бы переписываться с ребятами, увлеченными тем же».

675002, Благовещенск, ул. Земская, д. 36/6, кв. 72

Дорогие друзья!

Открываем новую рубрику, авторами которой будете именно вы. В ней мы готовы опубликовать самые разные ваши разработки и идеи, связанные с тематикой журнала. А для того чтобы мы могли планировать очередность публикаций, просим вас заранее прислать в редакцию заполненный купон-заявку. Кстати, в нем вы можете просто высказать свои пожелания редакции.

Заявка на успех