Юный техник, 2006 № 08 - Журнал «Юный техник»

Начнем с того, что развернем лампу на 80–85 градусов, чтобы ее спираль посылала в направлении оси прибора максимум света. Первую щель раздвиньте при помощи регулировочного винта до ширины 1,5–2 мм, установив се в таком месте, где покрывающий ее световой ноток наиболее ярок. Далее поставьте объектив и получите с его помощью четкое яркое изображение щели на экране. Установите за объективом вторую раздвижную щель так, чтобы просвет ее был строго параллелен просвету первой щели.

Теперь — самое интересное. Медленно уменьшите просвет второй щели примерно до 0,02 — 0,05 мм, и вы получите на экране четкую картину дифракции.

При наличии учебного газоразрядного лазера опыты по дифракции можно показывать целому классу почти без затемнения. Желательно лишь избегать попадания в комнату прямых солнечных лучей.

Вот как может быть поставлен опыт. Луч лазера направляется в объектив микроскопа со стороны резьбы. Выходящий из него луч фокусируется на крохотном отверстии. За ним на экране возникает четкая яркая картина дифракции. Если на пути луча лазера поставить дифракционную решетку, на стене можно получить яркое изображение ее максимумов.

Интересный способ демонстрации опытов по дифракции предложен за рубежом. Дифракционная картина, полученная при освещении предмета лампой карманного фонаря или светодиодом, подается при помощи телекамеры на телевизионный проектор и хорошо видна в большой аудитории практически без затемнения, да еще при очень большом увеличении.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

В основе явления дифракции лежит принцип Гюйгенса — Френеля, который гласит, что любая точка, застигнутая фронтом волны, как бы сама становится источником колебаний. Это объяснение легче понять, показав дифракцию волн воды. Для этого применяется специальная волновая ванна с прозрачным дном. Подсветив ее снизу точечным источником света, например, автомобильной лампой, можно увидеть на потолке класса четкую яркую картину волн, бегущих по поверхности воды.

Прежде всего, нужно при помощи вертикально колеблющейся с частотой 10–15 Гц пластины получить параллельный пучок волн. Он покажется в виде узкой, слабо расходящейся дорожки. На рисунке 1 показано огибание этими волнами преграды.

Видно, как, дойдя до преграды, основной поток волн пошел дальше, но та их часть, которая оказалась вблизи нее, дала начало нескольким новым дорожкам волн, или, если так можно выразиться, лучам.

Объяснить это сравнительно нетрудно. Мысленно выделим на гребне волны несколько небольших элементарных объемов воды, а затем проследим за ними. Если любой из них удалить из общей массы воды, то он растечется во все стороны. Но процесс этот своеобразен. Нет нужды напрягать голову, чтобы постичь его суть. Достаточно капнуть из пипетки на ровную поверхность воды и увидеть, как по ней во все стороны побегут круговые волны. Как только гребень волны оказывается срезан преградой, элементарные объемы воды начинают давать вторичные волны, что хорошо заметно на фото. Это дифракция волн воды, ограниченных полуплоскостью.

Особенно ярко проявляется суть процесса при прохождении волны через щель (рис. 2).

Здесь ставшие свободными элементарные объемы воды создают вторичные волны, которые интерферируют между собою. На снимке виден главный поток энергии волн и несколько побочных, полученных в результате интерференции. Если поток волн до щели имел прямолинейные гребни и был собран в параллельный пучок, то после щели главный поток заметно расходится, а гребни его волн имеют круговую форму. Если щель уменьшить, то это расхождение возрастет.

Мы говорили сейчас о вторичных волнах, которые создаются элементарными объемами воды на краю потока. Но такие объемы имеются на всем протяжении гребня волны, и каждый из них постоянно создает вторичные волны. Эти волны интерферируют между собою, что приводит к образованию следующего гребня.

Следует отметить, что первая теория света исходила из того, что пространство заполнено жидким эфиром, а все законы их распространения были навеяны наблюдениями над волновой ванной. Теория Д.К.Максвелла показала, что свет является электромагнитной волной, но и она опиралась на представления об эфире. Сто лет назад по призыву Эйнштейна физики от эфира отказались. Но как следует из проделанного московским профессором В.А. Ацюковским анализа записей экспериментов Майкельсона, Морли и Миллера, эфир двадцать лет спустя, в 1930 году, был обнаружен. Подробнее читайте об этом в «ЮТ» № 2/04.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

«Портрет» радиодетали

«Очень люблю радиотехнику, но не понимаю, что означают на схемах квадратики и другие обозначения деталей…»

Антон Брянский,

Еврейская автономная область

Начинающие радиолюбители часто теряются перед обилием незнакомых обозначений. Поэтому мы решили дать «портреты» внешнего вида и обозначения радиодеталей.

Чаще всего в схемах встречаются постоянные сопротивления — резисторы. Варианты их внешнего вида, условные графические изображения и буквенные обозначения на принципиальных электрических схемах приведены на рисунке 1.

Постоянные резисторы всегда имеют два равнозначных электрических вывода, но могут отличаться цветом корпусов и размерами — чем резистор крупнее, тем большую электрическую нагрузку он способен нести. На корпусе обязательно указывается величина электрического сопротивления, выраженная в омах, килоомах или мегомах, например, «470», «56К», «1,5М».

Цвет корпуса обычно красный или зеленый, это не играет роли. Встречаются резисторы, у которых величина сопротивления обозначена цветным кодом, в виде разноцветных поясков. С такими изделиями начинающему лучше дела не иметь.

Нередко используют переменные резисторы, сопротивление которых можно регулировать выступающей из корпуса осью или рифленым диском (рис. 2). «Переменники» имеют три вывода, но встречаются модели, совмещенные с выключателем питания.

Другая разновидность радиоэлементов — постоянные конденсаторы (рис. 3).

Их основной параметр — величина электрической емкости — обозначается на корпусе в пикофарадах или в микрофарадах, например, «3300» «0,047», Корпуса из керамики или пластмассы могут иметь различные размеры, (форму и окраску, но всегда два равнозначных вывода. Отдельную группу составляют конденсаторы большой емкости — от единиц до сотен и даже тысяч микрофарад, так называемые оксидные, или электролитические; они заключены в металлический корпус цилиндрической формы с указанием величины рабочего напряжения и полярности одного из выводов. Путать полярность при монтаже нельзя. Приведенное значение напряжения относится к цепям постоянною тока; в цепях с высоким уровнем пульсаций следует применять «оксидники» с повышенным номинальным напряжением во избежание перегрева и разрыва корпуса.

Конденсаторы переменной емкости применяются для настройки радиоприемников (рис. 4). В их пластмассовом прямоугольном корпусе содержатся две насаженные на одну ось секции. Их емкости могут изменяться в пределах от 5 до 270 пикофарад. Существуют также так называемые подстроенные конденсаторы (рис. 5) с максимальной емкостью до 15…30 пикофарад. Такие конденсаторы менее долговечны, чем переменные. Для настройки приемника на радиостанцию они не пригодны.

(Продолжение следует)

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос — ответ

Интересно, откуда пошел обычай сочинять и исполнять национальные гимны?

Игорь Масленников,

г. Ставрополь

Еще в античные времена местные барды сочиняли и исполняли торжественные песни и баллады по тому или иному случаю. Обычно это была песнь, восхвалявшая того или иного правителя. Менялись правители, менялись и песни. Но некоторые, наиболее удачные, мелодии оставались, к ним лишь сочиняли новые слова. Со временем эти мелодии становились своеобразной визитной карточкой того или иного города или даже государства.

В новой истории наиболее известна «Марсельеза» — гимн Франции. Сначала она была написана капитаном Клодом де Лиллем как боевая песнь своего полка, но так понравилась французам, что в 1795 году стала гимном всей страны.

В России при разных правительственных режимах в качестве гимнов служили мелодии «Боже царя храни…», «Интернационал», «Патриотическая песнь» М.Глинки… Сейчас, как известно, в гимне России звучит мелодия гимна СССР, написанная А. В. Александровым. Но слова к ней С.В. Михалков написал новые, существенно переработав свой собственный предыдущий вариант.