Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2012 № 08
А вот если же один электрод приложить к мякоти, гальванометр отметит появление тока. При извлечении части мякоти от центра к периферии величина потенциала долгое время не изменяется и начинает падать лишь после удаления последних слоев мякоти, прилегающих изнутри к кожуре.
Схема опыта Бейтнера и Леба с яблоком.
Впоследствии выяснилось, что некоторая разность электропотенциалов существует и между различными элементами неповрежденных растений. Убедиться в этом можете и вы сами, проведя серию довольно несложных экспериментов.
Для первого опыта вам понадобятся: лимон, медная и цинковая пластинки, гальванометр, два провода с зажимами-крокодильчиками.
Покатайте лимон ладонью по столу, чтобы несколько размять его, разрушить некоторые клетки, содержащие лимонный сок. Вставьте две металлических полоски в лимон, стараясь, чтобы они не касались друг друга. С помощью гальванометра (можно использовать тестер) измерьте напряжение, возникающее между двумя пластинками. Оно должно составлять около 1 вольта. Этого уже достаточно, чтобы обеспечить питание, например, электронных часов и термометра с ЖК-дисплеем.
Как работает такая батарея? Атомы меди (Сu) способны притягивать электроны сильнее, чем атомы цинка (Zn). В нашем опыте непосредственного контакта между пластинами нет. Электрическую проводимость обеспечивает лимонный сок, который мы использовали в качестве электролита.
Как и любая батарейка, наша имеет ограниченный срок службы. Электроды подвергаются химическим реакциям, которые блокируют поток электроэнергии.
Электродвижущая сила уменьшается, и батарея через какое-то время перестает работать.
Вы можете самостоятельно выяснить, какая «батарея» мощнее и дольше работает, проведя аналогичные эксперименты, например, с томатом и яблоком.
Причем не надо думать, что растительные батарейки так уж маломощны. Индийский исследователь Дж. Бос как-то соединил внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины с гальванометром и затем нагрел ее до 60 °C.
При этом был зарегистрирован электрический потенциал 0,5 В. Ученый полушутя-полусерьезно прокомментировал полученный результат следующими словами:
«Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение составит 500 вольт, что вполне достаточно для гибели не подозревающей об этом жертвы. Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он варит гороховый суп, и, к счастью для него, горошины сами по себе не соединяются в упорядоченные серии».
ПОЛИГОН
Камера-обскура и ее сородичи
В этот раз мы с вами попробуем поэкспериментировать с камерой-обскурой — одним из древнейших изобретений человечества в области оптики. А помогут нам в этом разработки итальянца Джорджио Карбони, американцев Эда Фогеля и Майкла ди Специо, а также некоторых других исследователей разных времен и стран.
В энциклопедии сказано, что камера-обскура (от латинского camera obscura — «темная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптические изображения объектов. Чаще всего аппарат представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке.
Лучи света, проходя сквозь отверстие диаметром приблизительно 0,5–5 мм, создают на экране перевернутое изображение.
Схема использования камеры-обскуры. Старинная гравюра.
Первые упоминания о камере-обскуре встречаются еще в IV веке до н. э. — последователи китайского философа Мо Ди оставили дошедшие до наших дней описания, как возникает перевернутое изображение на стене затемненной комнаты. Чуть позднее упоминания о камере-обскуре встречаются и у Аристотеля, жившего примерно в то же время.
Принцип действия камеры-обскуры впервые объяснил арабский физик и математик X века Ибн ал-Хайсам, или Альхазен. При этом он сделал вывод, что общепринятая в те годы теория распространения света, согласно которой лучи света исходят из глаз и как бы «ощупывают» объект, не соответствует действительности.
Одним из первых использовал камеру-обскуру для зарисовок с натуры итальянец Леонардо да Винчи, подробно описавший ее в своем «Трактате о живописи».
В 1686 году немец Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру, оснащенную зеркалом, расположенным под углом 45° и проецировавшим изображение на матовую горизонтальную пластину; так художникам было куда удобнее фиксировать изображения пейзажей на бумаге. Многие живописцы — например, Ян Вермер — стали использовать камеру-обскуру не только для создания эскизов окружающей природы, но портретов, бытовых зарисовок.
Для получения более четкого изображения в некоторых камерах вместо простого отверстия стали использовать и объектив в виде линзы.
Камеру-обскуру художники использовали для изображения городских пейзажей.
Время от времени и современные фотографы используют так называемые «стеноскопы», или «пинхолы» — фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Изображения, полученные при помощи таких камер, отличаются мягким рисунком, идеальной линейной перспективой и большой глубиной резкости.
Так, в конце XX века американец Абелардо Морелл решил воспроизвести опыты Леонардо да Винчи, сообщает журнал National Geographic. В 1988 году он преподавал вводный курс фотографии в одном из художественных колледжей Бостона. И вот однажды солнечным днем он вместе со своими учениками закрыл окна черной полиэтиленовой пленкой, так что в классе стало темно. А затем проделал в пленке дырочку размером с монетку.
И к удивлению присутствующих, противоположная белая стена класса превратилась в некое подобие киноэкрана. На ней появились расплывчатые очертания людей и машин на Хантингтон-авеню, где расположен колледж. Правда, изображение было перевернутым: небо лежало у пола, мостовая оказалась под потолком.
Позднее Морелл усовершенствовал свою разработку и стал фотографировать полученные на стене изображения с помощью широкоформатной камеры, установленной на штативе. Выдержка порой длилась до 8 часов, почти весь световой день, зато у него получались весьма своеобразные изображения пейзажей за окном. «Я чувствовал себя так, словно сам заново изобрел фотографию», — вспоминал Морелл.
В 90-е годы прошлого века Абелардо Морелл создал серию оригинальных и запоминающихся работ, запечатлев самые разные виды — от панорам Нью-Йорка до итальянских пейзажей. Навострившись, он даже стал делать цветные фото вместо черно-белых.
Нечто подобное вы можете сделать и сами в своей комнате. Далее в этой статье мы расскажем, как сделать самому камеру-обскуру.
Возьмите бумажный или пластиковый непрозрачный стаканчик, кусок кальки и круглую резинку. Калькой закройте верх стаканчика и закрепите края бумаги резинкой. Затем аккуратно иголкой проделайте в центре дна стаканчика крохотную дырочку. Поверните дно стаканчика к окну или к электрической лампочке. На кальке, словно на экране должно появиться изображение окна или лампочки.
Поэкспериментируйте с диаметром отверстия, постепенно расширяя его, чтобы получить наиболее четкое изображение.
Получив первый опыт, вы можете приступить к сооружению камеры-обскуры больших размеров. За ее основу можно взять, например, обувную коробку.
В крышке коробки вырежьте прямоугольное отверстие, закройте его опять-таки калькой, закрепив ее по периметру скотчем. В дне коробки по его центру аккуратно проделайте отверстие той же иголкой. Закройте коробку крышкой и поверните ее отверстием к свету. На кальке опять-таки должно появиться изображение, причем перевернутое вверх дном.
Наконец, вы можете превратить в некое подобие камеры-обскуры всю свою комнату. Окна в ней опять-таки надо закрыть черной пластиковой пленкой, как это делал А. Морелл. В одной из пленок проделайте дырочку. Причем для получения более четких изображений Дж. Карбони советует вставить в проделанное отверстие объектив в виде простой очковой линзы с фокусным расстоянием, равным расстоянию между окном и противоположной стеной в вашей комнате. Чтобы понять, линза во сколько диоптрий вам понадобится, воспользуемся формулой: D = 1/FL, где D — величина диоптрий, a FL — фокусное расстояние объектива (то есть расстояние от окна до стены в метрах). Кроме того, помните, что вам нужна плюсовая, то есть собирающая, линза, а не рассеивающая.
Схема получения изображения на стене комнаты.
