Текст
(255)
1983
Tirf/ugwiBu
техники
^Земля
* I HAD
LUIAAl^ л~'?*
илиэллипсон
Находясь в 1672 году в Южной
Америке, французский астроном Жан
Рише сделал интересное наблюдение:
он обнаружил, что длина секундного
маятника, период колебания которого
равняется одной секунде, в Кайенне
и Париже неодинакова. Этого коле-
бания добиваются эмпирическим пу-
тем, подбирая соответствующую мас-
су, момент инерщсИ и-^лину маятни-
ка. Сегодня нам известно, что на пе-
риод колебаний влияет также уско-
рение свободного падения, а тем са-
мым расстояние от маятника до цен-
тра Земли.
Рише привез с собой из Парижа
в Кайенну очень точные часы с се-
кундным маятником. В Кайенне (5°
с.ш.) оказалось, что часы, тщательно
выверенные в Париже (48эс.ш.) с
точностью до долей секунды, отстают
на целых 2 минуты 28 секунд в сут-
ки. Рише исправил часы, укоротив
маятник на 2,8 мм.
Астроном вернулся в Париж, и ча-
сы стали спешить на 2 минуты 28 се-
кунд в сутки. Снова пришлось изме-
нять длину маятника — на этот раз
увеличить ее на 2,8 мм, ровно на
столько, на сколько маятник был
укорочен в Кайенне.
Рише не знал, как объяснить про-
исходящее, но старательно записал
цифровые данные. Он понимал, что
это не простая случайность, что здесь
действует какая-то неизвестная зако-
номерность, связанная с положением
определенной точки на земном шаре:
Париж находится на 48°с.ш., а Ка-
йенна — на 5°с.ш.
Пятнадцать лет спустя Ньютон
объяснил явление, замеченное Рише.
В своем гениальном труде „Матема-
тические начала натуральной фило-
софии», изданном в 1687 году, он из-
ложил основы динамики и сформу-
лировал закон всемирного тяготения,
который проявляется и в свободном
падении тел и в колебательном дви-
жении маятника.
Ньютон опроверг широко распро-
страненное убеждение, что Земля —
шар, и доказал, что она представляет
собой эллипсоид, сплюснутый на по-
люсах. А поскольку расстояние от
центра Земли до полюсов самое ко-
роткое, то и сила тяжести здесь име-
2
ет максимальное цифровое выраже-
ние. По мере приближения к эквато-
ру ускорение, приобретаемое телом
под действием силы тяжести, умень-
шается, а на самом экваторе дости-
гает минимума. Соответственно изме-
няется и длина секундного маятника.
Будучи максимальной на полюсах,
она постепенно сокращается по на-
соид вращения, вытянутый к полю-
сам. Между европейскими учеными
разгорелся жаркий спор. Одни, поко-
ренные величием и внутренней логи-
кой теории Ньютона, разделяли его
взгляды, другие верили в правоту
Кассини.
Чтобы разрешить возникшие про-
тиворечия, Парижская академия наук
правлению к экватору. Вот nonei^y
Рише пришлось укорачивать маят-
ник в Кайенне и удлинять в Париже.
Эллипсоидальная форма Земли со
сплюснутыми полюсами приводит и
к другим последствиям: так, напри-
мер, длина дуги одного градуса ме-
ридиана также меняется в зависимо-
сти от георгафической широты. Са-
мая короткая дуга градуса находится
на экваторе, а чем ближе к полюсам,
тем она длиннее.
Казалось бы, что вопрос о форме
Земли получил полное разъяснение.
Однако в 1718 году во Франции
были закончены градусные измере-
ния парижского меридиана от Дюн-
керка на севере до Перпиньона на
юге. И вскоре руководитель работ
Джакомо Кассини опубликовал их
результаты. Они противоречили тео-
рии Ньютона п< расчетам Кассини
длина дуги градуса меридиана умень-
шалась с юга на север. Кассини при-
шел к выводу, что Земля — эллип-
opi авизовала две экспедиции. Первая
экспедиция отправилась в Лаплан-
дию, к Полярному кругу, а вторая —
в Южную Америку, к экватору. Экс-
педициям предстояло провести гра-
дусные измерения по двум дугам ме-
ридиана. Если дуга в 1° окажется
длиннее на экваторе — прав' Ньютон,
если на полюсе — победил Кассини.
Северную экспедицию возглавляли
Мопертюи и Клеро. В 1735—36 годах
они провели измерения в районе Се-
верного полярного круга и определи-
ли, что длина дуги одного градуса ме-
ридиана равняется 57438 туазам (туаз
— старинная французская мера дли-
ны, равная 1.649 м.). Вскоре разно-
гласия выяснились, так как Кассини
де Тури, сын Джакомо, обнаружил
погрешности в расчетах своего отца
и подтвердил еще раз правоту Нью-
тона.
Окончательную ясность в этот во-
прос внесла южная экспедиция Буге-
ра, Годена и Кондамияа в Анды в
3
1735—42 годах. На плоскогорье в рай-
оне города Кито (ныне столица
Эквадора) они измерили длину трех
градусов дуги меридиана, начиная
отсчет от 1° северной широты. Каж-
дый из них измерил отрезок, равный
одному градусу. Бугер получил ре-
зультат 56735 туазов, Кондамин —
Андская экспедиция вдохновила
других путешественников, в том чи-
сле крупнейших естествоиспытателей
Александра Гумбольдта и Чарлза
Дарвина.
Результаты Лапландской экспеди-
ции тоже были весомыми: они поло-
жили начало градусным измерениям
567<t9, а Годен — 56736. Теория Нью-
тона получила окончательное под-
тверждение. Вольтер по этому пово-
ду язвительно заметил: «Мопертюи
расплющил и Землю и Кассини».
Обе экспедиции были весьма пло-
дотворны, результаты исследований
касались различных областей науки.
Так, Бугер обнаружил аномалию си-
>1 тяжести, связанную с близостью
горных массивов. Кондамин спустился
по Амазонке до устья, он составил
первую карту берегов этой реки, ис-
пользуя достижения астрономии. Ус-
пехи ученых, их необычайные путе-
шествия будоражили воображение
современников и потомков.
Мысли и чувства на эту тему пре-
красно выразил Вольтер в коротком
четверостишии, которое в прибли-
женном переводе звучит так:
Герои науки, аргонавты природы,
Которых не сдержат ни горы,
ни воды,
Трудом и упорством вы точно смогли
Измерить предел покоренной Земли.
в России и исследованиям формы и
размеров Земли, проводимым в Фин-
ляндии.
Ну, а Земля? Какая же она на са-
мом деле?
Сегодня известно, что Земля не
является ни шаром, ни идеальным
эллипсоидом, а представляет собой
тело сложной формы.
4
Изучение орбит искусственных
спутников позволило определить
форму Земли с точностью до 2 м.
Оказалось, что наша планета напоми-
нает грушу. Северный полюс высту-
пает на несколько метров по отно-
шению к идеальному геометрическо-
му телу, а южный вдавлен в такой
же степени. Меридианы изогнуты
так, как показано на рисунке, да и
параллели — отнюдь не идеальные
окружности. К югу от Индии обна-
ружена впадина глубиной 190 м, а
около Новой Гвинеи — выпуклость
(81 м). Другие впадины около 50 м
глубиной находятся к западу от Но-
вой Зеландии, неподалеку от Флори-
ды и Калифорнии. Выпуклости вы-
сотой около 60 м находятся в районе
Мадагаскара и Великобритании. Все
эти выпуклости и углубления были
бы заметны, если бы весь земной шар
покрывал один сплошной океан (см.
рисунок).
А на снимках, сделанных из кос-
моса, Земля на первый взгляд пред-
ставляется в виде голубого шара с
разноцветными пятнами континентов
и белой оболочкой облаков.
СТАНИСЛАВ ЯНУШ ТЫМОВСКИЙ
Проверь свою наблюдательность: найди, чем правый рисунок отличается от левого (10 дета-
лей).
• ••••••• ••••••
"es&aatngo оломэвакоАом ионэнь игввдси олэ
ЛИол 6181 в ” *и1Г«лэ и веэнэж елХлилэнц
иолкэИиеэлп ewg к wads аолкогг йэиаэээд
лаоад 'ttoHBE да1чн^али1гэ1гвлэ {рчннаиайяоэ
ниосиэон Ламэзаад (Пгиффащ aVofloj g ’иоз
-aaliodn мимэноДэиаэээд инвневн ккэлелайд
-оси члэаь в доэонэ лол£ 'олэьоЫол ettoxapd
сад чевлэ в внЛлХь оломгиж иялодваавэв
доэопэ иигпнвйсоэ ‘чнал/влоадоси и аэнэжми
<,инэ«иелпв (8681 — 8181) йаиаэээд jdoaj
лятээяя
елЛдэв эинэшаа
5
ИОЛ ЬСКИЕ ЛЕГЕНДЫ И СКАЗКИ
На высоком холме, в широкой из-
лучине Вислы, стоял замок князя
Крака. Вокруг замка раскинулись
деревянные жилища его подданных.
Жили они в спокойствии, трудах и
достатке.
И вот однажды на рассвете раз-
дался страшный рев. Разбуженные
жители выбежали из домов и увиде-
ли, что к реке ползет огромный дра-
кон. От его ужасного рева дрожала
земля. По пути дракон заметил пасу-
щихся на берегу овец, вытянул
огромную голову, схватил самую
большую овцу, сожрал живьем и не-
торопливо вернулся в свою драконью
пещеру.
Ужасная картина повторялась изо
дня в день. Из страха за собственную
жизнь люди подсовывали дракону то
теленка, то корову, то козу, то бара-
на. Но прожорливый дракон был не-
насытен. В городе начался голод. В
поисках пищи дракон все больше от-
ползал от своего логова, сея вокруг
переполох и ужас.
— Наш великий и мудрый госпо-
дин, — обратились жители к князю
Краку. — Спаси нас и наших детей.
Дракон хочет нас сьесть!
Глубоко задумался Крак. Что же
делать? Как поступить? Собрал совет
старейшин и мудрецов и велел им
найти избавление от дракона. Суди-
ли-рядили, ничего не придумали. На-
конец кто-то предложил:
— Придется нам пожертвовать со-
бой и своими детьми. Давайте тянуть
жребий, кто первый!
— Ну, нет, — раздался незнакомый
голос. — Я избавлю вас от дракона.
Только дайте мне баранью шкуру.
— А ты кто такой? Тоже еще
смельчак нашелся! Издеваешься ты
что ли над нами? — возмутились со-
ветники.
Но мудрый князь Крак не обратил
на них внимания и сказал:
— Дайте ему немедленно баранью
шкуру.
И только тогда старейшины увиде-
ли самозванного спасителя. На сере-
дину зала вышел светловолосый не-
приметный юноша. Да ведь это же
ученик сапожника с княжеского
двора! Юноша низко поклонился кня-
зю, поблагодарил за готовность ис-
полнить просьбу простого подмасте-
рья и тут же вышел из княжеских
покоев. В своей комнате он сразу
же принялся за работу. В большой
кадушке перемешал серу с опилками
и смолой. Добавил еще серы. Когда
ему принесли баранью шкуру с голо-
вой и рогами, он вдел в иголку длин-
ный кусок дратвы и умело сшил
шкуру, оставив небольшое отверстие,
через которое наполнил ее пригото-
вленной смесью. С удовлетворением
посмотрел на дело своих рук: баран
выглядел, как живой.
Очень рано, еще до рассвета, юно-
ша взвалил барана на спину, отнес
к пещере дракона, а сам спрятался за
камень и стал ждать, что будет. Взо-
шло солнце. Дракон, как всегда, вы-
полз из своего логова и уже раскрыл
пасть, чтобы пронзительным ревом
потребовать от жителей пищи, как
вдруг увидел барана. Жадно набро-
сился на него, проглотил целиком и
спрятался в пещеру. Через некоторое
время дракон выскочил из пещеры.
С широко разинутой пастью он по-
мчался к Висле, погрузил свою
огромную морду в воду и стал пить,
пить, пить, не отрываясь. Князь Крак
и вся его свита стояли на холме, смо-
трели на дракона и не могли пове-
рить своим глазам: омерзительное ту-
ловище дракона все больше раздува-
лось. Живот его так вырос, что чу-
дище лапами не доставало дс земли.
Вдруг дракон ужасающе взревел —
даже зашатались соседние дома, —
а из его пасти вырвался клуб огня и
дыма. От смрада всем пришлось за-
ткнуть носы. Затем раздался оглуши-
тельный треск. Тут уже не только
деревянные дома, но и каменные сте-
ны замка покачнулись. Это лопнул
дракон!
* * *
Сера известна
времен. 'Тысячи
Древнем Китае,
человеку с давних
лет тому назад в
Индии, Ассирии и
Египте сере приписывались чудо-
действенные свойства.
В средние века алхимики пытались
получить из серы золото. Сера была
«царицей» средневековой науки, вхо-
дила в состав «философского камня»,
считалась началом горючести.
О ее происхождении ходили неве-
роятные слухи. Было известно, что
она таится в недрах земли. Ведь все-
гда извержениям вулканов сопут-
ствовало появление серы. Обнаружи-
вали серу и в изломах горных пород,
И Ь СПЛ’-ТУ источниках, бьющих из-
под земли. Но в те времена очень не
.т ко было находить месторождения
серы и еще труднее — добывать и
перерабатывать ее.
В Польше сера появилась тоже
очень давно. Дымом горящей серы
дезинфицировали дома и скотные
дворы, серной мазью лечили от болей
в позвоночнике и ломоты в костях,
из серы изготавливали порох. Но бы-
ло ее в Польше мало. В конце XIV
века серу добывали только в двух
движутся мощные грузовики и спе-
циальные Транспортеры. Польская
сера тронулась в путь.
В Тарнобжегском бассейне серу
добывают открытым и закрытым
(горнотехнологическим) способом, а
также особым методом, пригодным
для тамошних условий, — гидрологи-
ческой добычи. В качестве примера
можно привести рудник Езюрко.
Рудник? Ведь это одно большое
здание, переплетение труб и прово-
дов, да громадное желтое постоянно
местах, под Краковом и в небольшом
руднике около города Пинчува.
Тридцать лет тому назад, на бере-
гу Вислы, к северу от Кракова, в рай-
оне Тарнобжега, геологи открыли
огромные залежи серы толщиной до
200 метров. Залежи оказались легко
доступными, так как их покрывает
сравнительно тонкий, пятнадцатиме-
тровый слой песка и ила.
В 1957 году вступил в строй Тар-
нобжегский серный бассейн. Его
строительство продолжалось четыре
года. На тихих живописных землях
выросли рудники, перерабатывающие
цеха, фабрики серной кислоты. Поя-
вились новые железнодорожные ли-
нии и шоссейные дороги, по которым
курящееся озеро. В здании нагрева-
ется вода и под большим давлением
нагнетается под землю. Горячая вода
расплавляет серу и выталкивает ее
на поверхность. Жидкую серу грузят
в специальные вагоны, по железной
дороге доставляют в порты, а оттуда
особые суда вывозят ее за границу.
Извлеченную на поверхность серу
необходимо очистить и переработать,
только после этого она пригодна для
дальнейшей химической обработки.
С места добычи сера Подается транс-
портерами На фабрики, где ее пере-
рабатывают в бесценный продукт —
серную кислоту.
Серу часто называют «желтым зо-
лотом», так как без нее немыслима
8
современная промышленность. Сер-
ная кислота — основа химических
отраслей производства. Она служит
важнейшим сырьем для получения
искусственных удобрений. Из серной
кислоты как исходного продукта вы-
рабатывают средства защиты расте-
ний, лекарства, красители, синтети-
ческие волокна и материалы. Сера
необходима при производстве бензи-
на и бумаги. Кроме того, она приме-
няется при изготовлении всем извест-
ных спичек, а также пороха и взрыв-
чатых материалов...
Об этой особенности серы, видимо,
знал наш герой — подмастерье са-
пожника, и поэтому именно серой
набил шкуру барана.
Вы конечно догадываетесь, что по-
сле смерти дракона в городе Крака
наступило всеобщее ликование. В ле-
генде не говорится, как вознаградил
юношу князь Крак — назначил ли
он его придворным советником или
’ смотрителем ближайшего серного
рудника. Но уж, без всякого сомне-
ния, в знак благодарности он отдал
ему в жены самую красивую из своих
дочерей.
Спустя долгие годы, когда смелый
подмастерье стал преемником князя,
он расширил родной город и назвал
Краковом в честь мудрого властителя
городища на Вавельском холме.
БАРБАРА ВАГЛЕВСКАЯ
мдвишноеАЯ эпоой
^и^11вфтппэди<и
Многие ребята интересуются фото-
графией. А знаете ли вы, что у фото-
графии появился младший брат —
новый метод фиксации изображения.
Он основан на ином принципе, чем
фотография. Японская фирма «Сони»
создала аппарат «Мавика», который
обходится без светочувствительной
пленки. Вместо нее применяется диск
для магнитной записи.
Каждый порядочный фотограф-
любитель не только увлеченно выби-
рает интересные кадры для снимков
и старательно определяет освещение
и выдержку. Он охотно проводит
время в темноте своей фотолабора-
тории. С каким волнением ожидает
он того заветного момента, когда го-
товую фотографию можно вынести
на яркий свет, показать родным и
знакомым и наклеить в альбоме. Че-
го только ни переделаешь до этого:
нужно приготовить фотореактивы,
проявить пленку, промыть, закре-
пить, высушить, отпечатать фотогра-
фии с негативов... Благодаря всем
этим операциям изображение, запе-
чатленное на светочувствительной
пленке, покрытой слоем соединений
серебра, становится видимым. В цвет-
9
ной фотографии получить изображе-
ние куда сложнее, но и тут дело, по
существу, сводится к реакциям, про-
исходящим в светочувствительных
слоях, покрывающих и целлулоид-
ную пленку, и фотографическую бу-
магу.
На этом же принципе основана и
так называемая моментальная фото-
графия системы «Поляроид». Разни-
ца заключается лишь в том, что при
этой системе становится ненужной
работа в фотолаборатории. Полная
химическая обработка пленки проис-
ходит в самом фотоаппарате, снаб-
женном контейнерами с губчатым
веществом, пропитанным соответ-
ствующими реактивами. Качество
На первый взгляд он ничем не отли-
чается от современных зеркальных
фотоаппаратов с одним объективом.
Его габариты 130 мм х 89 мм х 53 мм,
вес — 800 г. Особое устройство позво-
ляет быстро менять объективы с раз-
ными фокусными расстояниями. Они
подбираются в зависимости от того,
какую задачу ставит себе фотограф:
сделать портретный снимок или снять
панорамный пейзаж. С помощью спу-
ска включается электронный затвор
с выдержкой от 1 60 до 1, 2000 секун-
ды. Есть и автоспуск, открывающий
электрический затвор с некоторым
отставанием, благодаря чему можно
снимать автопортреты. За объективом
расположено полупроницаемое зерка-
ло. Оно направляет часть светового
получаемых при этом снимков не
удовлетворяет знатоков фотографии,
и уж тем более фотографов-профес-
сионалов. Нельзя пользоваться раз-
личными эффектами или исправлять
ошибки, допущенные при установке
выдержки. Зато с помощью фотоап-
парата «Поляроид» можно получить
достоверный снимок без всяких уси-
лий через 30—40 Секунд после нажа-
тия на спуск. Аппараты этой марки
получили большое распространение
у себя на родине, в США. Ими охот-
но пользуются те люди, для которых
фотоснимок — прежде всего сувенир,
напоминание об увиденном.
Вот на такого-то по ебителя и рас-
считан новый тип камеры «Мавика».
пучка на промежуточное зеркало и
затем на видоискатель. Через видо-
искатель фотограф выбирает кадр и
определяет необходимую резкость.
На этом сходство с обычным фото-
аппаратом кончается. У «Мавики» та
часть светового пучка, которую про-
пускает полупроницаемое зеркало,
направляется не на светочувстви-
тельную пленку, а на фотоэлектри-
ческий преобразователь. Это неболь-
шая пластинка из полупроводниково-
го материала, содержащая 280 тысяч
миниатюрных ячеек. Каждая из них
представляет собой крохотный элек-
тронный экспонометр и испускает
электрический сигнал, пропорцио-
нальный силе падающего на нее све-
Ю
тового потока. Последовательность
сигналов, поступающих по очереди
от ячеек, содержит разделенную на
«порции» информацию о распреде-
лении света и тени на изображении,
которое мы хотим зафиксировать.
Полученная информация записыва-
ется на магнитный диск. Отсюда и
название нового аппарата: это сокра-
щение английских слов «Magnetic
Video Camera», т.е. магнитная видео-
камера.
Диск помещается в небольшой пло-
ской кассете (60 мм х 54 мм х 3 мм).
Когда она вращается, специальная
головка записывает в виде сходя-
щихся к центру дорожек сигналы
фотоэлектрического преобразователя,
направляемые на диск специальным
электронным устройством. Принцип
записи напоминает обычные магнито-
фоны. На одной кассете «помеща-
ется» 50 цветных изображений. Пло-
ские миниатюрные кассеты можно
посылать по почте, как обычное пи-
сьмо.
Кадры фиксируются непосред-
ственно один за другим. Предельная
допустимая частота снимков — 10
кадров (экспозиций) в секунду. Чув-
ствительность электронных узлов
отрегулирована таким образом, что
условия «съемок», т.е. установка вы-
держки и размера диафрагмы, соот-
ветствуют светочувствительной плен-
ке 24 DIN или 200 ASA.
Источником питания служит бата-
рея из трех миниатюрных кадмиево-
никелевых аккумуляторов. Она при-
водит в действие затвор, диск и элек-
тронные устройства, преобразующие
видимое изображение сначала в элек-
трические, а потом в электромагнит-
ные сигналы. Батарею нужно пере-
заряжать после съемок 200 кадров,
то есть четырех кассет.
Очень важно, что новая конструк-
ция позволяет стереть старую запись
и вместо нее сделать новый «снимок».
А как воспроизводятся записанные
изображения? Для этой цели исполь-
зуют обычный цветной телевизор с
особой электронной приставкой. Изо-
бретатели назвали это про< мотоовое
устройство «Мавика — вьюер». С по-
мощью рукояток телевизора регули-
руются контрастность и цвет непод-
вижного изображения. Приставку
можно подключить также и к видео-
магнитофону «Бетанакс» фирмы «Со-
ни». При этом переписывают изобра-
жения с нескольких кассет на ма-
гнитную ленту и уже с видеомагни-
тофона передают их на экран телеви-
зора.
Пока что «Мавика» — дорогостоя-
щая техническая новинка. Но есть
все основания предполагать, что в
ближайшие годы японские конструк-
торы сумеют усовершенствовать но-
вую камеру и удешевить ее произ-
водство. Тогда она станет настоящим
конкурентом традиционных фотоап-
паратов, а магнитные диски — цвет-
ных фотографий и Диапозитивов.
Особенно, если учесть потенциаль-
ную возможность «переписывать»
снимки с одной кассеты на другую
или даже сразу на несколько неис-
пользованных кассет. А кассеты мо-
жно будет не только посылать по
почте, но и... передавать по телефону.
Кроме того, создатели «Мавики» уси-
ленно работают над устройством для
печатания магнитного изображения
на обычной фотобумаге.
Аппарат «Мавика» был впервые
показан на одной из выставок в ав-
густе 1981 года. Его серийное произ-
водство и продажа начнутся в этом
году.
ЕЖИ ВЕЖБОВСКИЙ
11
Ну-ка, кто из вас объяснит, что такое порт? А кто из вас побывал в порту и
мог бы рассказать, как он выглядит?
Посмотрите, как выглядит порт с высоты птичьего полета.
1. Волнорез. 2. Маяк. 3. Дам-
ба. 4. Плакучий док. 5. Пабе
ре ж пая. б. Ремонт ный док.
7. Шлюз. 8 Склад. 9. Мор-
ской вокзал. 10. Резервуары
с жидким топливом. 11. Порт
(причал) для
12. Угольный
фтяной порт.
речных судов,
склад. 13. Не-
14. Аванпорт.
Речь пойдет... о воде. Обыкновенной
Воде, с которой мы встречаемся каж-
дый день — и не раз. Что же в ней
необычайного? Дело в том, что вода
как в жидком, так и в твердом состо-
янии (в виде льда) проявляет особые
свойства, которые позволяют говорить
о ее необычности.
Приведу несколько примеров.
Кто не знает, что лед не тонет в во-
де, а плавает на ее поверхности. Это
значит, что лед легче воды (т.е. имеет
меньшую плотность). И уже одной
этой особенности достаточно, чтобы
выделить лед из других твердых ве-
ществ как редкое исключение. Твер-
дые тела обычно обладают большей
Плотностью, чем жидкости, из кото-
рых они образуются в ходе затверде-
вания (или в которые превращаются
в результате плавления).
Благодаря этой особенности льда
вода замерзает только на поверхности.
Если бы лед тонул в воде, на поверх-
ности образовывались бы новые Пор-
ции льда; они, в свою очередь, опуска-
лись бы вниз, и водоем промерзал бы
до самого дна. В результате водяные
растения были бы скованы льдом, а
рыбе и другим животным грозила бы
неминуемая гибель.
Но водоемы не промерзают на-
сквозь не только из-за особых свойств
льда. На помощь приходит сама вода,
находящаяся подо льдом. Она также
обладает исключительной способно-
стью: при нагревании от 0°С она не
расширяется, как все остальные тела,
а сжимается, т.е. вместо того, чтобы
увеличивать уменьшает свой объем,
и ведет себя таким образом до тем-
пературы + 4°С. При более высокой
температуре она расширяется, как и
все прочие тела. В том, Что вода об-
ладает «Неправильным» тепловым
расширением, можно убедиться на
опыте, описанном ниже.
В результате в водоеме с замерз-
шей поверхностью на дно опускаются
наиболее плотные слои воды, име-
ющие температуру около +4°С. Над
ними последовательно располагаются
более холодные (!) слои, так что непо-
средственно под ледяным покровом
температура воды доходит до 0°С.
Благодаря этому дно бассейна не за-
мерзает, более того, там удержива-
ется температура выше 0°С, а это дйет
живым организмам возможность вы-
жить даже самой суровой зимой.
Почему именно вода стала избран-
ницей природы? Откуда берутся ее
своеобразные особенности? Ответ на
эти вопросы очень краток: вода обла-
дает необычным молекулярным стро-
ением. Вы думаете, я пошутил? Ведь
известно, что лед отличается упоря-
доченным расположением молекул, а
вода — хаотическим. И еще одно за-
мечание. Само собой разумеется, что
в чемодан или портфель можно по-
местить больше вещей, если уклады-
вать их методически, а не кое-как.
Вроде бы в этих рассуждениях все
правильно, но многое зависит и от
14
того, что именно вы хотите положить
в портфель или чемодан!
Молекула, или наименьшая части-
ца воды, состоящая из двух атомов
водорода и одного атома кислорода,
имеет форму толстого бумеранга с
короткими разветвлениями (атомами
водорода). В кристалле льда «бумеран-
ги» образуют регулярную простран-
ственную структуру, в которой они
могут соединяться только одним опре-
деленным образом, чтобы структура
не замыкалась и могла продолжаться
до бесконечности. В воде молекулы
соединяются таким же
самым образом, как и во
льду, но благодаря теку-
чести структуры могут
образовывать замкнутые
конфигурации. Они спо-
собны объединяться в
пространственно замкну-
тые группы с более плот-
ным расположением мо-
лекул, чем у льда.
Когда температура под-
нимается выше 0°С, в
эти группы входит все
большее число молекул
и плотность воды повы-
шается. Причина тому —
хотя и незначительный,
но систематический рост
подвижности молекул —
как правило, чем выше
температура, тем подвижнее молеку-
лы. И только при температуре +4°С
хаотическое тепловое движение начи-
нает противодействовать этой тенден-
ции, группировки молекул становятся
менее крупными и многочисленными.
Таким образом, плотность воды в
дальнейшем уменьшается, и вода ве-
дет себя как обычная жидкость. Од-
нако, ее «ухищрения» на этом не кон-
чаются. Есть еще одна особенность
воды, имеющая огромное значение для
существования живых организмов
Атом любого вещества — это как бы
миниатюрная Солнечная система. В
центре ее находится тяжелое, очень
маленькое по размерам атомное ядро,
несущее положительный заряд. Во-
круг него, как планеты вокруг Солн-
ца, вращаются легкие отрицательно
заряженные электроны. Атомы отли-
чаются по величине заряда (и массе)
ядра и по числу электронов. Напри-
мер, у атома водорода имеется один
электрон, а у кислорода — восемь.
Атомы водорода и кислорода связы-
ваются в молекулу своими электрона-
ми. Образно эту картину можно пред-
ставить себе так: сильный атом ки-
слорода притягивает к себе атомы во-
дорода, в результате чего «сердцеви-
на» (центральная часть) бумеранга
получает отрицательный заряд, а
разветвления — положительный.
Весь бумеранг оказывает сильное
электрическое воздействие на любую
другую молекулу, находящуюся в его
поле действия.
С этой точки зрения вода резко от-
личается от других жидкостей, так
например, в ней легко растворяется
большинство солей. При этом раство-
рение осуществляется не за счет «от-
рыва» целых молекул от крупинок
соли, а путем отторжения ионизиро-
ванных атомов, входящих в состав мо-
лекул, т.е. положительных и отрица-
тельных ионов. А ионы — это такие
атомы (группы атомов), у которых
либо слишком мало, либо слишком
много электронов, в результате чего
они обладают положительным или
отрицательным зарядом. Обычная по-
15
варенная соль распадается в воде не
на молекулы хлористого натрия, а на
положительные ионы натрия и отри-
цательные хлора.
Вода с ее электрически активными
молекулами оказывает сильное воз-
действие на соли и способствует их
интенсивному растворению, сопро-
вождаемому электрической диссо-
циацией. Все это имеет первостепен-
ное значение для жизни на земле,
поскольку жизнедеятельность орга-
низмов обеспечивается циркулиру-
ющими в них жидкостями, которые
растворяют различные вещества и пе-
ремещают их ионы по всему телу.
Биолог отнюдь не преувеличивает,
говоря, что без воды не было бы жи-
зни, но прав и физик, уточняя выска-
зывание биолога: если бы вода была
обыкновенной жидкостью, возникно-
вение жизни все равно было бы не-
возможно. Только необычным свойст-
вам воды обязана природа существо-
ванием живых организмов.
Опыт:
Для проведения опыта понадобится
полиэтиленовая бутылочка (от лекар-
ства) с плотно закрывающейся поли-
этиленовой пробкой, очень тонкая
стеклянная или пластмассовая труб-
ка, небольшая кружка и лед. В проб-
ке нужно сделать отверстие и вста-
вить в него трубку. Один конец труб-
ки должен доходить до середины за-
ткнутой пробкой бутылочки, а другой
— выступать из нее на несколько
сантиметров. Место соединения труб-
ки с пробкой следует за-
лить толстым слоем сте-
арина. Возьми немного
воды, слегка подкрашен-
ной чернилами или мар-
ганцовкой. Наполни бу-
тылочку доверху водой
и плотно заткни пробкой
с торчащей из нее труб-
кой. Проследи, чтобы
внутри не осталось пу-
зырьков воздуха. Вода
заполнит всю бутылочку
и часть трубки. Наблю-
дая за уровнем воды, ты
сможешь убедиться, как
меняется ее объем. Для
этого прикрепи к буты-
лочке полоску миллиме-
тровой бумаги. Она по-
служит в качестве шка-
лы. Поставь бутылочку
в кружку со льдом и по-
смотри, как будет вести
себя уро лень воды в трубке. На
первых порах уровень воды быстро
упадет, потом слегка поднимется и
долго будет неподвижным. В тот мо-
мент, когда лед в кружке начнет
таять, вода снова оживет. Сначала
станет постепенно... снижаться, затем
пойдет кверху и больше уже не опу-
стится. Советую тебе воспользоваться
термометром, обычнььм маленьким
комнатным термометром. Надеюсь,
что мама разрешит тебе опустить его
в ледяную ванну. С помощью термо-
метра легче вести наблюдения и де-
лать выводы.
Ну, а теперь ты, наверное, сам су-
меешь объяснить, что означают изме-
нения уровня воды в трубке.
ЗБИГНЕВ ПЛОХОЦКИЙ
16
упмок юного NOHeirvKiom
АНЕМОМЕТР
Нужно ли, выходя из дому, наде-
вать шарф? Ветреная ли сегодня по-
года? Можно ли запускать змей?
На все эти вопросы вы найдете от-
вет, не вставая с постели. Рядом с
кроватью повесьте сигнальную лам-
почку, соединенную с автоматиче-
ским анемометром (сигнальную лам-
почку можно вмонтировать в корпус,
изображающий модель маяка).
Конструкция анемометра показана
на рисунке А (перспективный чер-
теж). На верхнем конце трубки или
металлического стержня 4 установле-
ны два перекрещивающихся куска
проволоки 1 и 2. Концы проволоки
1 и 2 плоско расклепаны и изогнуты,
к ним припаяны четыре конуса 3.
Трубка 4 вращается на вертикальном
штыре-оси. Ось 7 можно сделать из
старой мотоциклетной спицы. Четыре
расположенных крест-накрест конуса
3 образуют миниатюрную ветряную
мельницу. Она вращается с тем боль-
шей скоростью, чем сильнее ветер, но
независимо от его направления. Ось 7
вставляется в вертикальный паз ше-
ста 9, укрепленного на крыше, в са-
ду или на хозяйственных постройках.
На схеме В представлена вертикаль-
ная трубка 4 в разрезе. Ее можно
сделать самому. Для этого следует
просверлить латунный стержень —
трубку 4 на глубину 30—40 мм свер-
лом большего диаметра, чем у оси 7.
Чтобы обеспечить свободное враще-
ние устройства, нужно внутрь трубки
поместить стальной шарик 6 (из ша-
рикоподшипника от велосипедного
руля).
Крестовина 1—2 закреплена в сде-
ланных крест-накрест прорезях в
стержне 4 и запаяна. Оловом припаи-
вают к нижней части стержня 4 и
дополнительный кулачок 5, вырезан-
ный из листа латуни. Во время вра-
щения конструкции кулачок 5 меха-
нически соприкасается с пружиня-
щей пластинкой 8, прибитой сбоку к
шесту 9, в результате этого замыка-
ется электрическая цепь. Электриче-
ский проводник 10 (рисунок С) под-
соединен к контактной пластинке 8,
а второй проводник 11 следует под-
ключить к вертикальной оси 7. Вклю-
ченная в эту цепь электрическая
лампочка питается от батарейки. И
лампочка, и батарейка находятся в
помещении, например, возле книжной
полки.
Частота включения (и выключе-
ния) лампочки зависит от силы ве-
тра. Чем сильнее ветер, тем чаще
контакты (кулачок 5 и пластинка 8)
замыкаются и зажигают лампочку.
Шаблон одного конуса 3 изображен
на рисунке D. Для примера приведем
габариты модели, показанной в моей
телевизионной передаче «Сделай
сам»:
— расстояние между внутренними
ребрами конусов — 90 мм;
— длина трубки 4-60 мм;
— диаметр окружности шаблона
(конус 3) — 42 мм (конусы вырезают
из жести от консервной банки).
Все части запаивают оловом. Поду-
майте, отчего прибор вращается все-
гда в одну и ту же сторону независи-
мо от направления ветра.
АДАМ СЛОДОВЫ
17
МИНИ-ВИКТОРИНА — ДЛЯ САМЫХ МАЛЕНЬКИХ
Вам, конечно, встреча тись электрические лампочки разной формы и назначения.
Определите, дтя какой пели служат данные лампочки. И лампочки, и соответствующие
устройства изображены на рисунках.
КЛК СОБРНТЬ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО
• \
Тщательный монтаж электронных
устройств — гарантия их многолет-
ней безаварийной работы. Самая на-
дежная электронная схема легко под-
вергается вредному воздействию вне-
шних условий, если при ее сборке
допущены недочеты, например, если
ее детали плохо спаяны. Она очень
быстро выйдет из строя по самым
разным причинам — под воздейст-
вием механических колебаний (очень
часто собственных, как, скажем, у ра-
диоприемника), температуры возду-
ха и даже просто от времени. Ста-
рение материалов распространяется
и на электронные устройства.
Важным усовершенствованием при
монтаже электронной аппаратуры
являются специальные платы с так
называемыми печатными схемами.
Они изготовляются для каждого узла
отдельно и представляют собой пла-
стинку из электроизоляционного ма-
териала с готовой системой соедине-
ний из металлической фольги, нане-
сенной на плату.
Контактные провода соответству-
ющих элементов выводятся через за-
ранее подготовленные отверстия и
припаиваются с обратной стороны
(рис. 1). Смонтированное таким обра-
зом устройство очень надежно и кра-
сиво.
Печатные платы давно успешно
применяются в промышленности. При
массовом производстве они очень эф-
фективны, так как облегчают монтаж
Рис. 1
Так монтируют электронные элементы на
платах с печатной схемой.
и позволяют широко внедрять авто-
матизацию. Вместо того, чтобы паять
каждый конец проводника, плату с
собранной схемой помещают в спе-
циальную машину, которая покры-
вает оловом сразу все места, требу-
ющие пайки.
Этим методом часто пользуются и
любители. Именно поэтому рядом с
описанием конструкции модёли поме-
щается и образец печатной платы,
Рис. 2
Принципиальная схема простейшего элек-
тронного устройства.
предназначенной для монтажа опре-
деленной схемы. На рис. 2 показана
для примера принципиальная схема
простого электронного устройства, а
рядом — соответствующая плата с
печатной схемой (рис. За) и располо-
жение элементов на ее обороте .(рис.
ЗЪ).
Поставьте себя на минутку на ме-
сто начинающего любителя, которому
трудно самостоятельно сделать плату
с печатной схемой, ведь это совсем не
простое дело. Да и одного умения ма-
ло. Нужно еще иметь под рукой необ-
ходимые материалы (плата покрыта
с одной стороны медной фольгой),
краски и химические реактивы, с по-
мощью которых наносится и вытра-
вливается схема. Попробуйте в ка-
ком-нибудь маленьком городке до-
стать все эти материалы — задача
нелегкая. Другая трудность — подго-
20
ГИС 3 ГИС. 4
Промышленный монтаж: а — ала- Л это «любительский» монтаж: а — изоляционная
та с печатной схемой; b — расно- пластинка с отверстиями; b — расположение эле-
ложение элементов. ментов; с — схема и соединение проводников с дру-
гой стороны пластинки.
товить комплект элементов, точно со-
ответствующих по механическим па-
раметрам требованиям модели.
Часто приходится пользоваться ре-
зисторами большего размера, а тем
самым и большей мощности, двумя
резисторами с последовательным
включением (вместо одного), конден-
сатором с иным расположением вы-
водов и т.д. и т.п. При таких усло-
виях точное копирование печатной
платы вряд ли облегчит задачу.
И вообще, нам кажется, что в по-
следнее время стали злоупотреблять
печатными схемами. Они идеальны
при массовом производстве и совер-
шенно не оправданы при изготовле-
нии устройства в одном экземпляре.
Мыслимое ли дело, чтобы в типогра-
фии кропотливо подготовили набор,
а потом выпустили с его помощью ...
один экземпляр газеты. Не для этой
цели Гутенберг изобрел в свое время
книгопечатание... Вот поэтому в на-
шем журнале мы, как правило, не по-
мещаем описаний конструкций с пе-
чатными платами.
А как же быть в подобном случае?
Как смонтировать наши устройства?
Проще всего понять, как это дела-
ется, на примере (рис. 4k Здесь пред-
ставлено то же устройство, что и рань-
ше, на рис. 2 и 3, но монтируется оно
любительским методом. На рисунке
показана пластинка с подготовлен-
ными отверстиями (рис. 4а). Отдель-
ное элементы надо поместить на пла-
стинке (рис. 4а), а концы проводников
вывести на другую сторону. Там их
следует загнуть и плоско уложить
таким образом, чтобы они соедини-
лись друг с другом, слишком длинные
концы проводников обрезать, а в нуж-
ных местах спаять (рис. 4с).
Отметим, что выводы элементов до-
статочно (а иногда и слишком) длин-
ны, чтобы выполнить все соединения
по схеме. Дополнительный проводник
понадобится лишь при подсоединении
к источнику питания (батарее). Поль-
зуясь этим методом, даже новичок су-
меет собрать простое электронное
устройство в течение часа.
Конечно, никто не настаивает на
том, чтобы вы отказались от привыч-
ного использования печатных плат.
Хотя с ними много работы, зато ре-
зультаты получаются очень хорошие.
Наши советы обращены к тем, кто не
умеет или не имеет возможности са-
мостоятельно делать платы с печат-
ными схемами. Пользуясь нашим ме-
тодом, можно избежать многих труд-
ностей, обойтись без дефицитных ма-
териалов и, главное, перестать бес-
смысленно копировать модели, реко-
мендуемые в популярных техничес-
ких изданиях, а вместо этого находить
собственные продуманные решения,
дающие несравненно большее удовле-
творение.
К. в.
21
ПЙЯГДВИ
1 — резинка
2 — бечевка
3 — цилиндр от исписанного
карандаша
4 — мячик для игры в пинг-
понг
5 — половинка мячика
6 — булавка
7 — кусочек губки
8 — металлическая пластин-
ка
9 — приклеить
10 — вода
11 — бечевка
12 — колпачок от бутылки
13 — плотная бумага
14 — деревянная планка
15 — пластилин
Это очень интересная игрушка.
Птичка сама погружает свой веревоч-
ный клюв в воду, потом перестает
пить, поднимает головку кверху, а че-
рез некоторое время снова наклоня-
ется и начинает пить. Как это получа-
ется? Сделай простой опыт. Кусок
бечевки длиной 20 см опусти одним
концом в воду и подержи его там не-
много. И что же? Оказывается, что
достаточно намочить конец, как вско-
ре намокает вся бечевка. То же са-
мое происходит и в нашей игрушке.
Вода с конца бечевки доходит до
хвоста птички, где прикреплен кусок
губки. Губка пропитывается водой,
и под ее тяжестью хвост перевеши-
вает голову, как на качелях. Через
несколько минут часть воды испаря-
ется из губки, более тяжелой снова
оказывается голова, и птичка опу-
скает клюв в воду. Нужно только
хорошо уравновесить игрушку, при-
клеивая к голове небольшие кусочки
пластилина. Для этого от тебя потре-
буется аккуратность и терпение. В
сухом виде голова должна слегка пе-
ревешивать хвост.
в. в.
Эта викторина непохожа на предыдущие. Прежде, чем ответить на вопросы
вик эрины, прочитайте статью, помещенную в этом же номере на стр. 20.
Ниже приводятся величины отдельных элементов описываемого в статье уст-
рой тва.
Ri — 2 2 ком 0,12 вт
Rs — 4,7 ком/0,12 вт
R. — jo ком (резистор переменного сопротивления)
Rs — 4 7 ком/0,12 вт
С — 50 кмф/10 В
Т. — П 104, П 105, П 106 и т.п.
Тг — П 101, II102, II103 и т.п.
D — диод, дающий красный свет
Приводим еще раз принципиальную схему устройства с указанными величи-
нами. Устройство, хотя и простое, но необычное. Особенно редко встречается ис-
пользованное в этой схеме соединение транзисторов.
Вопросы викторины:
1 Каков эффект действия данного электронного устройства?
2 . Какое оно может получить практическое значение?
Ответы присылайте по адресу: Польша Варшава. Абонементный ящик 1004.
Редакция журнала «Горизонты техники для детей». На почтовых открытках с
ответами напишите индекс 00-950, а также сделайте надпись «Викторина —
S 83».
В НОМЕРЕ: I. Земля — шар или эллипсоид. — Польские легенлы и сказки. О мудром Кра-
ке и желтом золоте. 3 — Мавика — новая эпоха в фотографии. 4 — Порт. 5 — Интересные
опыты по физике. 6 — Уголок юного конструктора. Анемометр. 7 — Мини-викторина. 8 —
Как собрать электронное устройство. 9 — Для дошкольников и тех, кто чуть постарше.
Птичка «Пинг-понг». 10 — Викторина.
Главный редактор В. Вайперт
Редакционная коллегия: Ю. Бек, Б. Ваглевская, F. Вежбовский
В. Климова, М. Марианович (отв. секретарь), Г Тнтка (зам. глав
ного редактора).
Перевод И. Багаевой
Рукописи нс возвращаются
Наш адрес: Польша, 00-950 Варшава.
Абонементный ящик 1004.
Телефон 26-61-31 _ Цена 35 коп.
Издательство технических журналов и книг Главной технической
организации в Польше.
Ин деке 85931________________________________________________
23