Текст книги "Юный техник, 2009 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ

ЧУДЕСНЫЕ ПУЗЫРИ

Приготовь для опыта: бутылку, проволоку, мыльный раствор и сахар.

Сверни на бутылке проволочное кольцо; концы проволоки свей вместе, чтобы получилась ручка. Обмакни это кольцо в мыльный раствор, к которому для крепости добавлено немного сахару. Осторожно вынь кольцо – и увидишь, что оно затянуто тонкой пленкой.

Держи кольцо вертикально перед ртом и легко, но непрерывно дуй на середину пленки. С противоположной стороны кольца начнет вытягиваться пузырь, похожий на мешок. Потом он вдруг отделится от кольца, и большой шар, отливая всеми цветами радуги, полетит по воздуху.

Когда наловчишься выдувать таким способом мыльные шары, попробуй выдуть пузырь без проволочного кольца. Окуни руку, сжатую в кулак, в мыльную воду, потом раскрывай кулак постепенно, складывая большой и указательный пальцы в кольцо. Вынь осторожно руку из мыльного раствора; это кольцо окажется затянутым пленкой. Поверни теперь руку ладонью кверху и дуй прямо в горсть. Может быть, тебе удастся выдуть таким образом, без трубки и без кольца, огромный пузырь до 20 см в диаметре.

БЫСТРОХОДНЫЕ КОРАБЛИКИ

Приготовь для опыта: поднос, мел, спички, цветную бумагу, уксус, стакан и яйцо.

Целый флот мы заставим двигаться на подносе. Корпус каждого судна сделан из мела, мачты – из спичек с флагами из цветной бумаги. Трубы и другие детали тоже выполнены из спичек и бумаги. Дно кораблей должно быть совершенно плоским.

Расставь корабли на подносе и налей на него тонкий слой уксуса. Кораблики моментально окружатся пеной и начнут перемещаться. Они будут двигаться направо и налево, сталкиваться.

Вот причина этого забавного явления: под влиянием уксуса из мела выделяется углекислота, она поднимается вверх пузырьками, и потому вокруг корабликов образуется пена. Углекислота выделяется так сильно, что слегка приподнимает мел из жидкости и толкает кораблики во всех направлениях.

Положи яйцо в стакан с уксусом, и через некоторое время оно станет вертеться вокруг своей большой оси. Уксус действует на яичную скорлупу (в ней много извести) и выделяет углекислоту – это и заставляет двигаться яйцо.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Электростатические громкоговорители и телефоны

Как известно, электростатические громкоговорители отличаются высоким качеством звука, но это редкие и дорогие изделия. А про электростатические телефоны многие даже не слышали по той простой причине, что промышленность их не выпускает. Рынок заполнили электродинамические головки, используемые как в больших акустических системах (АС), так и в миниатюрных телефонах, вставляемых в уши.

В то же время полузабытые «электростаты» имеют массу достоинств, определяемых самим принципом работы. Масса колеблющейся металлизированной пленки в них ничтожна, и она передает свои колебания воздуху практически без потерь и без искажений. А это, в свою очередь, обеспечивает высокий КПД и хорошее качество звука. Конструкция несложна и вполне доступна для самостоятельного изготовления.

Простейший электростатический громкоговоритель устроен так: пленка располагается параллельно плоской металлической пластине с отверстиями для прохода воздуха (рис. 1а).

Зазор dмежду пленкой и поверхностью пластины делают как можно меньше, но достаточным, чтобы не мешать колебаниям пленки. Если между пластиной и пленкой приложить напряжение U _ппорядка сотен вольт (поляризующее) с наложенными на него колебаниями звуковой частоты U _зв(рис. 1б), то в зазоре возникнет электрическое поле, вызывающее притяжение пленки и пластины.

Сила притяжения приведет в колебательное движение пленку и окружающий ее воздух, то есть создаст звук.

На мысль о том, что электростатический излучатель для небольшого маломощного громкоговорителя или телефонов легко сделать в любительских условиях, навел старый учебник по электроакустике. Там был описан телефон с ненатянутой мембраной, свободно лежащей между двумя перфорированными металлическими пластинами. Необходимый зазор получался из-за естественных неровностей пленки.

Воспользовавшись этой идеей и разыскав в «запасах» пару одинаковых перфорированных пластин из фольгированного гетинакса, еще в начале 2001 г. удалось провести несколько вполне успешных опытов. Размеры пластин были 160x180 мм, каждая содержала множество равномерно распределенных по площади отверстий диаметром 2 мм. По счастью, пластины имели небольшую естественную вогнутость со стороны фольги (вероятно, от старости), поэтому никаких разделительных прокладок не понадобилось.

Конструкция излучателя показана на рисунке 2. Первый рисунок (рис. 2а) дает фрагмент конструкции в увеличенном виде.

Пластины 1располагаются фольгой друг к другу, между ними вкладывается лист металлизированной пластиковой пленки 2(металлизация справа), и вся система скрепляется винтами 3по углам (рис. 2б).

Использовалась пленка от цветочных букетов, толщина ее оказалась равной 35 мкм. Под винты следует положить изолирующие шайбы, а от фольги пластин сделать выводы 4, тоже из медной фольги, которые послужат выводами громкоговорителя.

Другой вариант – сделать на пластинах выступы, не совпадающие при сборке излучателя, тогда провода припаиваются прямо к фольге на выступах. Заусениц, задиров, паек или других подобных выступающих неоднородностей на поверхности, соприкасающейся с пленкой, быть не должно, при необходимости они убираются наждачной бумагой.

В том случае, если естественной вогнутости у пластин нет, по периметру устанавливается прокладка из тонкого картона 5с той стороны пленки, где нет металлизации. Несколько картонных кружков 6той же толщины целесообразно приклеить и в середине пластины. Они создадут необходимый зазор, «выведя из строя» очень незначительную площадь излучателя. Собственно говоря, фольгированная пластина, расположенная со стороны металлизации пленки, нужна только для хорошего контакта с последней, а также для защиты пленки от механических повреждений.

Чтобы ослабить эффект акустического короткого «замыкания», изготовленный излучатель следует установить в какой-либо корпус или на отражательную доску. Очень удобно использовать полированную боковую стенку корпуса старого цветного телевизора. В ней уже имеется подходящее прямоугольное отверстие, закрытое декоративной решеткой.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

(Окончание следует)

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Теория нашего простейшего громкоговорителя несложна: приложенное напряжение Uсоздает поле напряженностью Е = U/d. На заряд qв этом поле действует сила F = q∙E. А звуковое давление, создаваемое громкоговорителем у самой мембраны: р = F/S, где S– площадь мембраны. Делим на площадь и получаем р = q∙E/S. Величина σ = q/Sназывается поверхностной плотностью заряда (считаем, что заряд распределен по поверхности пленки-мембраны равномерно). Тогда р = σ∙Е. Поверхностная плотность заряда непосредственно связана с напряженностью поля: ε ₀∙Е = σ, где ε ₀= 8,85∙10 ^-12Ф/м – электрическая константа. Окончательно имеем: р = ε ₀∙Е ². Выражение справа соответствует удвоенной объемной плотности энергии электрического поля, именно ей и пропорционально звуковое давление!

Вот почему надо стараться увеличить напряженность поля (напряжение между пленкой и пластиной) и уменьшать зазор dмежду ними. Предел накладывает электрическая прочность воздуха – слишком большая напряженность поля вызывает тихий или даже коронный разряд.

Внимательный читатель мог заметить, что звуковое давление пропорционально квадрату напряженности поля, следовательно, и приложенного напряжения U.

Оно не зависит от полярности U, это и заставляет использовать, кроме звукового, еще и постоянное поляризующее напряжение. Для уменьшения «квадратичных» искажений U _пвыбирают намного больше U _зв.

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Уважаемая редакция! Пишет вам Анатолий Иванович Шаршин из д. Зуи Пермской области. Тридцать лет я работал в г. Якутске сварщиком и шофером. Вышел на пенсию и уехал на Урал, в деревню. Дети все женаты, и внуки у нас есть. Сейчас у нас огород, козы, куры, хрюшку тоже держим. А 8 марта и поросята появились. Забот хватает. В молодости я выписывал «Юный техник» лет десять, у меня еще сохранились журналы 1980–1987 годов. Не все, правда. Наводнение было, и часть журналов унесло водой.

Два года назад я сам сделал мотопилу. Устройство таково: коленвал от мотоцикла и обычная ножовка. Все это крепится на козлах и приводится в действие моторчиком от старой стиральной машины. Представляете, мотор мощностью всего 180 Вт, а запросто распиливает бревно диаметром 100 мм, даже с сучками. Так что заготовка дров превращается в приятное времяпровождение. А еще я хотел бы сделать термоэлемент и вставить в печку. Тогда бы у меня при топке печи всегда было электричество для работы радиоприемника.

Может, кто-то из читателей «Юного техника» знает, как это сделать наилучшим способом? Поделитесь идеей…

По радио сказали, что в Антарктиде появился первый православный храм. Кто его построил?

Олег Карасев,

г. Хабаровск

Деревянную разборную церковь смастерили плотники и краснодеревщики в селе Кызыл-Озек из кедра и лиственницы по проекту барнаульских архитекторов Светланы Рыбак и Петра Анисифорова. При разработке проекта использовались лучшие традиции русского деревянного зодчества. А недавно первый и единственный на самом южном материке православный храм украсил еще и деревянный резной иконостас, изготовленный в Дмитрове. По праздникам же здесь звонят колокола, сделанные по заказу потомков декабриста С. И. Муравьева-Апостола.

Юридически храм считается Патриаршим подворьем Троице-Сергиевой лавры. На первой зимовке в храме служил отец Каллистрат, на второй его сменил отец Гавриил. Храм во имя Святой Живоначальной Троицы стал данью памяти погибшим на ледовом континенте 60 советским и российским полярникам. По традиции на праздничную службу в храм приглашаются зимовщики соседних станций – Китая, Уругвая, Аргентины, Республики Корея, Чили.

Сейчас повсюду продаются лазерные указки. Мальчишки даже светят лучами друг другу и девочкам в глаза. А не опасно ли это?

Татьяна Меньшикова,

г. Новосибирск

По словам Галины Жичкиной, главного эксперта отдела надзора за физическими факторами Управления Роспотребнадзора по г. Москве, многие лазерные бытовые приборы, в том числе и указки, далеко не безобидны.

Указки в виде маленьких цилиндриков с красным лучом имеют мощность всего 0,5–2 мВт (редко до 5 мВт). А вот лазерные указки в виде ручки с синим или зеленым лучом могут иметь мощность от 50 до 500 мВт и дальность действия несколько километров.

По степени опасности вредного воздействия на человека лазерные указки относятся, как правило, к II или III классу. Лазеры II класса – те маленькие цилиндрики с красным лучом, о которых мы уже упоминали – представляют опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением. Приборы III класса (сине-зеленые лазеры) опасны при облучении органа зрения как прямым, так и зеркально отраженным, а также диффузно рассеянным излучением.

Так что ни в коем случае не светите друг другу в глаза лазерными лучами. При этом возможно повреждение сетчатки, сосудистой оболочки и радужки.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Без красок мир был бы серым, и с древнейших времен люди начали расписывать стены своих жилищ. Красками служили тогда разноцветные сорта глины, мел, уголь. Они оказались весьма долговечны. Так, первобытное изображение оленя продержалось на стене Альтамирской пещеры в Испании около 17 000 лет.

Для получения большего разнообразия (1812–1880) красок обжигали в костре различные минералы, чтобы они меняли свой цвет. Далее их растирали и добавляли связующие вещества – воск, масло, яичный белок. Уже 2000 лет назад такими красками писали портреты. Так же работали русские мастера: собирали разноцветные камешки, растирали их, из порошка готовили краски и писали иконы.

Особую отрасль представляло окрашивание тканей.

В X веке до нашей эры финикийцы из сока улиток со дна Средиземного моря делали пурпур – драгоценную красно-фиолетовую краску для мантий царей и их приближенных. Из сока растений готовили краски для тканей других цветов. Очень популярна в конце XVIII – начале XIX века была синяя растительная краска индиго, производившаяся в Индии. Стоила она очень дорого, а спрос на нее все рос и рос. Химики ответили на это разработкой синтетических красителей.

Петербургский химик немецкого происхождения Юлий Федорович Фрицше в 1840 г. получил из индиго анилин, из которого после некоторых дополнительных химических операций можно было получать красители всех других цветов радуги. Они были дорогими, поскольку дорого стоило индиго, необходимое для их производства. Выход из положения нашел профессор Казанского университета Николай Николаевич Зинин. В 1842 г. он синтезировал анилин из нитробензола – недорогого вещества, получаемого из каменноугольной смолы. Дорога к производству дешевых красителей была открыта. Оказалось, что при некоторых дополнительных условиях наряду с анилином можно получать взрывчатые вещества.

Н. Н. Зинин(1812–1880)

ПРИЗ НОМЕРА!

Наши традиционные три вопроса:

1. Где больше графита – в карандаше марки М или ТМ?

2. Представьте себе, что вы можете наращивать площадь батареи отопления до бесконечности. До какой максимальной температуры она нагреет воздух в комнате?

3. Какая осмотическая электростанция была бы мощнее – на Балтийском море или на Мертвом море в Израиле?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ») № 2 – 2009 г.

1. «Дальнобойнее» фонарик с параболическим отражателем, поскольку дает пучок почти параллельных лучей. Гиперболический отражатель их рассеивает.

2. Одинарные колеса обеспечивают лучшую проходимость, поскольку они идут «след в след» и дают возможность равномернее распределить нагрузку и давление на грунт.

3. Человек-невидимка, невидимый на Земле, будет видим на Луне, поскольку там нет атмосферы и коэффициент преломления световых лучей в теле невидимки и окружающем пространстве будет различным.

* * *

Поздравляем с очередной победой нашего неоднократного призера Владислава ДИДЕНКОиз Краснодара. Он получает иллюстрированную энциклопедию мотоциклов.

Близок был к победе Михаил Бахтиниз с. Елховка Самарской обл.

* * *

_{А почему?Откуда деревья знают где верх и где низ? Кто изобрел граммофонную пластинку? Давно ли хлопок стал культурным растением? Какими изобретениями мир обязан древнему Китаю? 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 Брюгге, один из самых красивых и романтичных городов Европы.}

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

_{ЛЕВШАПервый военно-транспортный вертолет для переброски техники и десантных групп, построенный еще в начале пятидесятых годов прошлого века, удивлял зарубежных специалистов своими размерами и необычной по тем временам продольной компоновкой. Историю этой машины вы узнаете из статьи и сможете выклеить ее бумажную модель.}

_{Начинающие радиолюбители познакомятся с НЧ-микросхемами и смонтируют высококачественный усилитель для своего FM-приемника.}

_{Юные механики построят по нашим рекомендациям действующую модель бесколесного вездехода ГАЗ-66, способного преодолеть и болотистую топь, и водную преграду.}

_{Вы найдете в журнале очередную головоломку В. Красноухова и, конечно, узнаете итоги конкурса «Хотите стать изобретателем?».}

* * *