Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2012 № 12
На ледоколе установлена спутниковая система связи, обеспечивающая навигацию, телефонную связь, факс и интернет.
На судне есть большая столовая, библиотека, салон отдыха, шахматный салон, кинозал на 100 мест, тренировочный зал, бассейн и сауна.
Технические характеристики:
Длина наибольшая… 150 м
Ширина наибольшая… 30 м
Высота борта… 17,2 м
Водоизмещение… 22 920 т
Главная установка:
Тип… атомная, турбоэлектрическая
Мощность… 75 000 л.с.
Количество винтов… 3
Максимальная скорость хода
на чистой воде… 20,8 узла
НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Измерьте свой потенциал
(опыты с электростатикой)
Измерять потенциал начнем с изготовления электроскопа. Так называется прибор, позволяющий определить наличие электрического заряда.
Заряды, как вы знаете, бывают двух видов — отрицательные и положительные. Но электроскопу полярность заряда безразлична. Важно, что одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются друг от друга. В электроскопе этими телами являются лепестки фольги или бумаги.
Для изготовления прибора вам понадобятся стеклянная банка, гвоздь, фольга и нитки. В центре пластиковой крышки банки проделайте отверстие для гвоздя. Вставьте его в крышку и нитками примотайте к нему лепестки фольги. Закройте этой крышкой банку и прибор готов.
Для проверки его работоспособности, поднесите к Шляпке гвоздя наэлектризованную о собственные волосы расческу, лепестки должны разойтись. Чем больше заряд, тем больше будет угол отклонения лепестков.
В научных лабораториях, кстати, для измерения величины электростатических зарядов тоже используют электроскопы. Схема одного из них представлена на рисунке.
Самодельный простейший электроскоп.
Ну а теперь давайте познакомимся со статическим электричеством поближе.
Проще всего это сделать вечером, когда стемнеет. Выключите в комнате свет и начинайте снимать через голову шерстяной свитер. Вы увидите, как в темноте проскакивают голубые искорки. Это и есть разряды статического электричества. А накопилось оно из-за трения свитера о вашу рубашку или просто о тело.
Этот нехитрый способ получения электростатических зарядов разного знака при помощи трения мы и будем использовать в дальнейшем.
Прибор, который измеряет ЭДС, напряжение и количество электрических зарядов, основан на взаимодействии двух проводников, несущих разноименные электрические заряды.
На схеме цифрами обозначены:
1 — подвижные лепестки, закрепленные на вращающейся оси;
2 — неподвижные лепестки;
3 — ось;
4 — пружина;
5 — стрелка-указатель;
6 — шкала.
ОТКУДА БЕРЕТСЯ ЗАРЯД?
Получить заряд, как вы поняли, довольно просто, но механизм его образования простым не назовешь: электризация может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил. При этом происходит перераспределение электоонов (в жидкостях и газах перераспределяются еще и ионы) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоев с противоположными знаками зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества, обладающие более сильным притяжением, отрывают электроны от другого вещества. Физики называют заряды, полученные, к примеру, трением оболочки шарика о шерсть, отрицательными. Но можно получить и заряды противоположного знака — положительные.
Так электроскоп показан на старинном рисунке.
Энергично потрите полиэтиленовый пакет нейлоновой тряпочкой. При этом отрицательные заряды перетекут на полиэтилен, и он зарядится положительно. Если теперь поднести отрицательно заряженный пакет к положительно заряженному воздушному шарику, то он на некоторое время прилипнет к нему, поскольку разноименные заряды притягиваются. Но «клей» этот недолговечный — как только разноименные заряды нейтрализуют друг друга, статическое электричество исчезнет.
ВОЛШЕБНАЯ ПАЛОЧКА
Командовать электростатическим электричеством можно при помощи «волшебной палочки», на роль которой подойдет обычная авторучка. С ее помощью можно, например, управлять перемещением шарика для пинг-понга по гладкой поверхности стола.
Для начала положите на стол шарик так, чтобы он оказался неподвижен. Затем потрите пластиковую ручку шерстяной тряпочкой. Ручка приобретет отрицательный заряд.
Осторожно поднесите ручку к шарику. Поначалу он не имеет заряда. Но отрицательное поле ручки, действуя на расстоянии, заставит часть отрицательных зарядов шарика сместиться внутрь шарика. На поверхности образуется положительный заряд, который заставит шарик перемещаться вслед за движением ручки. Потренировавшись немного, вы сможете перемещать рик по своему усмотрению, не прикасаясь к нему.
Даже авторучка может стать «волшебной палочкой».
ПЛЯШУЩИЕ ЧЕЛОВЕЧКИ
Еще один своеобразный фокус вы можете показать своим друзьям, оживив на их глазах фигурки человечков в стеклянной банке.
Для начала вырежьте ножницами из алюминиевой фольги (можно использовать обертку от шоколада) несколько фигурок высотой сантиметров 5–7. Опустите их на дно пустой и сухой стеклянной банки. Закройте банку пластиковой крышкой и энергично потрите крышку шерстяной тряпочкой. Крышка приобретет отрицательный электрический заряд.
Действие электростатического поля распространяется и внутрь банки, воздействуя и на фигурки из фольги. В них накапливается положительный заряд, который заставляет двигаться головы фигурок, как наиболее легкие их части. Фигурки приподнимаются, некоторые даже встают и начинают подскакивать по мере того, как вы трете крышку банки. Но поскольку заряд на металлической фольге быстро стекает, то фигурки приходится снова и снова «будить» трением, чтобы они опять задвигались.
Ну а теперь о вашем личном потенциале (не зря же вы делали электроскоп!). Попробуйте посоревноваться с друзьями: кто способен сильнее зарядить расческу о волосы. О результатах вы сможете судить по отклонению лепестков электроскопа.
Тот, кто победит, вовсе не обязательно умнее остальных, возможно, у него гуще волосы или просто чище голова. Тем не менее, организовать соревнование никогда не помешает.
Электричество заставляет плясать человечков.
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Однопроводной «земляной» телеграф
В этой разработке, как в фокусе, сошлись несколько идей и конструкций, по отдельности уже давно известных, но собранные вместе, они, как представляется, дали что-то новое. Прежде всего, почему и зачем телеграф?
Это ведь что-то устаревшее, архаичное в наш современный век цифровой связи и интернета, как многие думают. Не торопитесь!
Примитивный телеграф с ручным ключом и наушниками остается уже более полутора веков непревзойденным по помехоустойчивости и дальности связи (как проводной, так и радио). Современные измерения показали, что для разборчивого приема речи необходимо, чтобы мощность звукового сигнала раз в 10 превосходила мощность шумов и помех.
Еще большее отношение сигнал/шум нужно для безошибочной работы цифровых модемов. А опытное ухо радиста разбирает тональный телеграфный сигнал даже при отношении сигнал/шум 0,5 и даже когда сигнал вдвое слабее шумов и помех!
Много лет назад американский радиолюбительский журнал опубликовал поучительную историю, как двое друзей арендовали легкий гидросамолет и полетели на север Канады половить рыбку в глухом лесном озере. После посадки напоролись поплавком на корягу и сразу оказались в безвыходном положении — ни взлететь, ни отремонтировать поплавок не было возможности. Из радиосредств была только портативная УКВ ЧМ-радиостанция, но что толку — они залетели далеко, и канадская береговая гвардия их не слышала. Тогда один из друзей вспомнил, что в юности изучал азбуку Морзе в скаутском отряде. Нажимая кнопку прием/передача, он стал передавать SOS в аварийном канале телеграфом. И этот сигнал услышали!
Оператор спросил координаты, которые были переданы тем же способом, и к ним прилетели спасатели. Рассказ заканчивается призывом: ребята, изучайте телеграфную азбуку!
Как же и когда возник телеграф? Мы не будем останавливаться на совсем уж древних способах передачи сигналов и сообщений с помощью семафоров, фонарей и костров.
