Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2002 № 04
Тот же опыт можно сделать как бы наоборот, увидев при этом кое-что новое. Плотность масла меньше, чем плотность воды. Поэтому капля масла в воде падает… вверх. При помощи пипетки и трубочки для коктейля выпустите каплю масла на дно сосуда. Часто образуются сферические капельки разных размеров. Подсолнечное масло поднимается медленнее машинного. Вооружитесь лупой и внимательно проследите за поведением капелек у поверхности воды: капельки масла, словно резиновые мячики, с силой ударяются о поверхностную пленку воды, пружинят, отскакивают, снова возвращаются к поверхности, пока не успокаиваются у поверхности воды.
Опыт Плато и все последующие показали нам, что в условиях, когда сила тяжести хотя бы частично компенсируется силой Архимеда, жидкость под действием сил поверхностного натяжения стремится принять форму шара.
Не следует думать, что все наши опыты и размышления в области капель есть лишь гимнастика ума. В 40-х годах прошлого века советский ученый Я.И. Френкель уподобил атомное ядро капле сверхплотной, в миллиарды раз плотнее золота, жидкости. И на этой основе правильно рассчитал тонкости деления ядра урана…
Но есть у жидкости и еще одна не до конца изученная форма движения — вихревое кольцо.
Наполните банку водой доверху и капните тушью из пипетки. Капелька, падая в воду с высоты 3 см, примет вид колечка (рис. 5).
Через некоторое время кольцо разделится на ожерелье капель. Хоровод капелек медленно погрузится в воду, и начнется второй цикл распада. Каждая капелька превратится в новое колечко, которое, в свою очередь, даст новые капли и кольца. Процесс размножения идет лавинообразно, типичная цепная реакция. За каплями тянется шлейф, связывающий их воедино.
Удивительно, что из одной капли образовалось столько новых капелек. Так и в живой природе происходит деление клеток.
Если вы хотите подольше полюбоваться этим опытом, то замените чистую воду соленой, процесс будет идти настолько медленно, словно перед вами застывшая фотография.
В середине XIX века великий немецкий ученый Герман Гельмгольц создал элементарную теорию кольцевых вихрей и на ее основе построил теорию элементарных частиц. Реальные вихревые кольца оказались намного сложнее. Современной математике они еще не по зубам. Однако, как полагают сегодня отдельные ученые, именно на их основе можно построить полную теорию мироздания. От простого до великого — один шаг. Дерзайте!
Все описанные работы были выполнены учащимися восьмых классов из клуба «Маленькие находчивые». Автор выражает благодарность Институту новых технологий за предоставленную возможность съемки опытов и лично Кабакову Е.Г. за консультацию и помощь в работе.
Г. ТУРКИНА
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Ватты из радиоэфира
Понятие «энергия» применительно к неосязаемым электромагнитным полям радиостанций выглядит чем-то исчезающе малым, условным. А если кто-то в подтверждение мощи радиосигналов сошлется на громыхающую в соседнем доме стереосистему, ему резонно можно возразить — энергия для такого акустического монстра черпается не из радиополей, а от бытовой осветительной сети. Однако реализовать эфирную энергию в форме более привычной для нашего восприятия вполне возможно. Проделывали это еще наши отцы и деды в начале тридцатых годов, когда только-только стали появляться любительские коротковолновые передатчики.
Чтобы убедиться, что передатчик излучает радиоволны, и доступными средствами оценить их параметры, в то время изготавливали простейшие приборы — волномеры (рис. 1).
В катушке L1 колебательного контура (в виде рамки с несколькими витками провода) полем антенны передатчика наводилась ЭДС, амплитуда которой резко возрастала при точной настройке волномера конденсатором C1. С контурной катушкой был индуктивно связан виток толстого провода L2, к которому присоединялась лампочка накаливания EL1 от карманного фонаря. В момент резонанса лампочка ярко вспыхивала.
Конечно, эффект действия источника радиоизлучения быстро пропадал по мере его удаления. Тем не менее, в зоне действия местной радиостанции с антенной длиною порядка 25 м на катушке резонансного контура может развиваться напряжение до нескольких десятков вольт — уровень, достаточный для питания, например, сигнальной неоновой лампы.
Энергии эти, конечно, весьма скромны, но это бесплатная энергия, растекающаяся на большие пространства, и следует по-хозяйски найти ей область применения. Вспомним, к примеру, про охотников-промысловиков, лесничих, геологов… Нетрудно представить, как будет скрашен их отшельнический быт, если рядом окажется радиоприемник, не требующий возобновляемого питания, надежный и всегда готовый к действию.
Детекторный приемник для таких условий слишком слаб — ведь он использует лишь малую долю энергии радиоволн, их «звуковую» составляющую, т. е. боковые полосы. Львиная же доля энергии передается несущей, но в этом приемнике она теряется впустую. А ее можно использовать для питания транзисторов, что значительно расширит возможности приемника. Сделаем так: один приемный контур (длинноволновый) заставим заряжать накопительный конденсатор на выходе детектора, откуда возьмем питание приемника на транзисторах, чей контур позволяет от той же антенны выбирать радиостанцию на средних волнах.
Схема подобной радиоустановки показана на рисунке 2.
Катушки L1 и L2 — длинноволновая и средневолновая — берутся готовые, от заводского переносного приемника, одна с собственным ферритовым стержнем, вторая с таким же дополнительным. Подвижная относительно L2 катушка связи 13 содержит 20 витков провода ПЭВ-2, ПЭЛШО 0,15 — 0,25. Телефон ВF1 должен быть высокоомным, типа ТОН-1, ТОН-2 ДА-56.
Контур «питающего» приемника образован последовательно включенными катушкой L1 емкостью Са самой антенны, подвешенной к соседним деревьям.
Особенно тщательно должно быть выполнено заземление. Настройка контура L1, Са производится единожды перемещением катушки L1 вдоль ее ферритового стержня. Подстроенным конденсатором С3 типа КПК-2 получают максимальную величину напряжения на конденсаторе Сб и на транзисторах VT1, VT2 вещательного приемника.
Энергией радиополя можно распорядиться и по-другому, например, записать ее в конденсаторах-ионисторах, которые в незначительном объеме способны «вмещать» емкость в несколько фарад. При непродолжительном разряде они смогут развить мощность, во много раз превышающую возможности радиоэфира. Это позволит установить в ночном лесу яркие светодиоды, обозначив тропку, ведущую к охотничьему домику. Электрическая схема подобной «энергосистемы» приведена на рисунке 3.
Здесь применен двухполупериодный мостовой детектор VD1…VD4, вдвое более эффективно использующий энергию высокочастотной несущей радиосигнала. Когда на катушке L1 приемного контура развивается напряжение, недопустимо высокое для ионистра С2, можно включить понижающий трансформатор Т1. В таком качестве может подойти трансформатор от радиотрансляционного громкоговорителя или, возможно, выходной от переносного радиоприемника. Заметим, что через обмотки трансформатора протекают пульсирующие токи постоянного направления. Диод VD5 предотвращает напрасный разряд конденсатора С2 через вторичную обмотку, когда напряжение на ней становится ниже уровня, до которого заряжен накопительный конденсатор.
Мы дали некоторые примеры использования скромной энергии радиополей: вдумчивые читатели наверняка отыщут и свои полезные варианты.
Ю.ПРОКОПЦЕВ
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
«Нередко слышу слова «карданный вал», «карданная подвеска». Откуда взялось слово «кардан» и что оно означает?»
Сережа Панин, 12 лет,
г. Кинешма, Ивановская обл.
Джероламо Кардано, по фамилии которого назван карданный вал, родился 500 лет назад в итальянском городе Павии. В семь лет Джероламо уже помогал отцу, миланскому юристу, таская за ним по городу тяжеленную сумку с юридическими книгами и документами. С 15 лет, после тяжелой болезни, мальчик мечтал о славе музыканта. Но жизнь распорядилась по-своему: Кардано стал медиком и со временем прослыл лучшим врачом в Европе. Лечил народ лекарствами, которые изобретал сам. Затем Кардано увлекся математикой и философией и даже составлял гороскопы, за что попал в поле зрения инквизиции. Ему запретили заниматься преподавательской деятельностью и издавать собственные труды.
