ОХОТА ЗА КОСМИЧЕСКИМИ ЛУЧАМИ начата на астрофизическом полигоне Иркутского государственного университета. Он расположен в 50 км от Байкала и 140 км от Иркутска — в Тункинской долине Республики Бурятия.

«ТУНКА-133» единственный крупномасштабный физический объект, созданный в России в XXI веке», — сказал журналистам директор НИИ прикладной физики Иркутского университета Николай Буднев. Комплекс включен Федеральным агентством по науке и технологиям в перечень уникальных исследовательских установок страны. Над его реализацией с 2004 года работали не только сотрудники НИИ прикладной физики Иркутского университета, но и ученые НИИ ядерной физики МГУ при участии специалистов Германии и Италии.

По словам Н. Буднева, вначале установка состояла из 4 модулей — регистраторов космических лучей, затем из 9, 25 и, наконец, из 133 датчиков. Они расположены на площади около одного квадратного километра и помогут ученым приблизиться к разгадке причин сверхвысокой мощности космических лучей.

Отец его — Леонид Петрович — был военным инженером, а мать — Ольга Иеронимовна — преподавателем литературы. Поэтому Петр некоторое время колебался, кем стать — человеком техники или гуманитарием? Однако выбор был сделан как бы сам собой. В гимназии он не удержался — не хотел учить мертвые языки. А потому закончил Кронштадтское реальное училище, дававшее образование с политехническим уклоном. И поступил в Санкт-Петербургский политехнический институт, где вскоре был замечен профессором А.Ф. Иоффе.

Обучение вскоре пришлось прервать — началась Первая мировая война, и Петр Капица был мобилизован в армию. Служил он санитаром-шофером и уже тогда отличался отчаянной ездой.

В 1916 году он вернулся в институт, закончил обучение и был оставлен при кафедре. В том же году была опубликована первая научная статья Капицы в «Журнале Русского физико-химического общества».

Вскоре после революции Иоффе удалось осуществить свою давнюю мечту: он организовал Физико-технический институт, и Капица стал одним из его первых сотрудников. В институте собралась талантливая молодежь и возникла научная школа, давшая стране ряд крупных ученых.

Вскоре Петр Леонидович женился, у него появилось двое детей, мальчик и девочка. Но в 1920 году в течение всего одного месяца ученый потерял отца, жену и двоих детей — всех унесла страшная эпидемия гриппа — испанки.

Ученый впал в глубокую депрессию. И неизвестно, как бы сложилась его дальнейшая судьба, если бы Иоффе, стремясь отвлечь своего ученика от переживаний, не организовал ему заграничную командировку в Англию.

В мае 1921 года Капица отправился на стажировку в знаменитую Кавендишскую лабораторию, которой руководил один из самых известных физиков того времени Эрнест Резерфорд. Однако тот, несмотря на рекомендации Иоффе, вовсе не принял посланца из России с распростертыми объятиями.

Нрав у Резерфорда был довольно суровый, не случайно сотрудники за глаза называли своего шефа Крокодилом. Он прямо сказал Капице, что все места в его лаборатории уже заняты. Но Петр Леонидович проявил характер.

И спросил Резерфорда, какова точность в его экспериментах. Тот, несколько удивившись вопросу, ответил, что точности около 3 % обычно хватает. Тогда Капица заметил, что при примерно 30 сотрудниках добавление еще одного скорее всего пройдет незамеченным, поскольку будет лежать в пределах экспериментальной погрешности!

Остроумие, находчивость и смелость Капицы произвели на Резерфорда впечатление, и он разрешил Петру Леонидовичу сдать зачеты по практикуму, который был рассчитан на два года. Капица сдал все за две недели и тем самым сразу приобрел известность, а также получил место в лаборатории. Через год — отдельную комнату. А затем две комнаты и помощников. И, наконец, — три комнаты.

«Я трачу на ваши опыты больше, чем на эксперименты всех остальных, вместе взятых», — сказал ему как-то Крокодил.

Он отлично понимал, что работа Капицы того стоила. Всего за год молодой ученый, проявив недюжинную изобретательность, создал уникальный прибор, с помощью которого провел измерения потери энергии альфа-частицей в конце ее пробега. Полученные результаты произвели на Резерфорда такое впечатление, что он не только продлил срок пребывания молодого ученого в Кембридже, но согласился финансировать предложенный Капицей проект создания установки для получения сверхсильных магнитных полей, в которых можно было бы наблюдать искривление траекторий альфа-частиц.

В 1923 году П.Л. Капица защитил диссертацию и стал доктором. В том же году он получил трехлетнюю стипендию им. Максвелла, давшую ему возможность продолжать работу в Кембридже. Резерфорд настолько уверовал в талант молодого ученого, что назначил его своим заместителем по магнитным исследованиям в Кавендишской лаборатории.

Карьера Капицы стремительно развивалась. В 1925 году он был избран членом Тринити-колледжа, а в 1929 году — стал членом Лондонского королевского общества и членом-корреспондентом Академии наук СССР.

От изучения сильных магнитных полей Капица тем временем перешел к физике сверхнизких температур. Низкие температуры получали в то время с помощью жидкого гелия. Капица и здесь пошел своим путем, разработав оригинальную установку для ожижения гелия.

В отличие от других конструкций, гелий в его установке охлаждался не жидким водородом, а в специальном расширительном детандере. При этом Капица походя решил не простую задачу — нашел материал для смазки детандера; ее, эту самую смазку, осуществлял сам гелий.

Резерфорд, видя такие успехи молодого ученого, добился открытия в Кембридже специальной лаборатории, директором которой был назначен П.Л. Капица. И в личной жизни нашего героя наметился поворот к лучшему. В 1927 году он женился на Анне Алексеевне Крыловой, дочери известного кораблестроителя, механика и математика А.Н. Крылова, который был направлен в Англию для наблюдения за постройкой судов по заказу России. У супругов родились двое сыновей, которые впоследствии стали учеными. Старшего — Сергея Петровича Капицу — вы регулярно видите на экранах телевизоров в передаче «Очевидное — невероятное». Младший — Андрей Петрович — известен во всем мире как специалист по океанологии.

Семейство Капицы обзавелось домом в окрестностях Кембриджа, а также собственным автомобилем. Причем Петр Леонидович вскоре приобрел репутацию лихача.

«Какой же русский не любит быстрой езды?!» — вспоминал он при случае слова Гоголя, лихо, как в военные годы, крутя баранку.

Он и в самом деле не забывал, откуда родом. Ежегодно приезжал на родину в отпуск, читал лекции и делал доклады о последних новостях науки для советских коллег.

…Все оборвалось в один миг. Приехав в 1934 году в СССР, он неожиданно получил отказ в продлении своей командировки. Его, несмотря на протесты мировой научной общественности, попросту не выпустили больше за границу. Жена уехала в Англию за детьми и смогла присоединиться к мужу лишь спустя несколько лет.

Это время стало тяжелым испытанием для Капицы, оказавшегося без работы, семьи и друзей. Он писал жене в 1935 году: «Я понимаю, что люди могут сойти с ума, но я никогда не думал, что до такого исступленного состояния я мог бы быть доведен сам, будучи оставлен без моей научной работы».

Правда, в декабре 1934 года было принято постановление правительства СССР о создании Института физических проблем, директором которого был назначен Капица. Однако строительство шло плохо, за строителями нужен был глаз да глаз… Вместо того чтобы заниматься научными исследованиями, Капица был вынужден выполнять обязанности прораба, писать письма и обивать пороги в разных инстанциях. В письме к В.М. Молотову от 7 мая 1935 года он прямо писал: «Мне кажется, что в создавшихся условиях мою попытку восстановить свою научную работу здесь можно уподобить желанию проковырять каменную стену перочинным ножом».

Лишь в 1936 году ученый смог приступить к работе. И опять-таки благодаря помощи Резерфорда. Тот согласился продать СССР оборудование лаборатории, включая и созданные Капицей установки для получения сильных магнитных полей и ожижения гелия, сказав, что все это оборудование не может работать без хозяина.

Таким образом, в 1938 году в Институте физпроблем начала работать первая в СССР опытная турбодетандерная установка для ожижения воздуха. Ее производительность составляла 30 кг/ч жидкого воздуха, а время запуска было всего 20 минут.

А в 1939 году Капица был избран действительным членом Академии наук СССР.

В 1941 году началась Великая Отечественная война. В том же году работа П.Л. Капицы была отмечена Сталинской премией.

Фронт все ближе подступал к Москве, и Институту пришлось эвакуироваться в Казань. Но Капица продолжал работать и здесь; им и его сотрудниками была создана мобильная воздухоразделительная установка для авиации и флота, начато освоение промышленного производства турбодетандерных установок. Кислород был остро необходим летчикам, подводникам, медикам, газосварщикам и многим другим.

При Совнаркоме создали даже специальное управление — Главкислород, во главе которого поставили П.Л. Капицу. В 1945 году началась эксплуатация крупнейшей по тому времени промышленной воздухоразделительной установки на Балашихинском кислородном заводе. За выдающиеся достижения в разработке новых промышленных методов получения кислорода Капица был награжден орденом Ленина, удостоен звания Героя Социалистического Труда.

Но мытарства ученого все еще не закончились. После победы с ним обошлись довольно сурово. В 1946 году за отказ участвовать в атомном проекте и прочие прегрешения Капица был снят с поста директора Института физпроблем, был лишен возможности работать в лаборатории и читать лекции. Тогда Петр Леонидович организовал у себя на даче домашнюю лабораторию и более семи лет продолжал исследования в «физ-избе», как он сам назвал это помещение. Именно здесь он выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии, сконструировал самые мощные в СССР генераторы СВЧ-колебаний непрерывного действия, начал исследования по физике плазмы и электронике больших мощностей.

В 1955 году несправедливые обвинения против Капицы были сняты, он возвратился на пост директора Института физических проблем и заработал на полную мощь. «У меня нет времени ждать, — говорил он сотрудникам. — И так много времени потеряно».

Выдвигая оригинальные идеи, Капица обсуждал их с сотрудниками, иногда даже устраивал конкурс на лучшее решение проблемы. Победитель получал бутылку шампанского и бурное одобрение всех присутствующих.

Много времени ученый отдавал студентам, которые называли его «отцом Физтеха». Именно молодые, считал он, способны выдвигать самые оригинальные идеи. Когда в 1974 году Капице исполнялось 80 лет, сотрудники устроили «ученый балаган» — было много шуток, подарков «со значением» и всеобщего веселья.

Петр Леонидович любил путешествовать, и когда с него была снята опала, он объездил на автомобиле Польшу, Чехословакию, Румынию, Болгарию, Венгрию. Ученый был дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Государственной премии СССР, награжден орденами и медалями, являлся членом многих академий и научных обществ. В 1965 году Датский инженерный союз присудил Капице медаль Нильса Бора. В январе 1966 года Капицу наградили медалью и премией Резерфорда. В 1968 году ему была присуждена золотая медаль Камерлинг-Оннеса.

А в 1978 году Капица наконец-таки был удостоен давно заслуженной им Нобелевской премии по физике «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Свою награду он разделил с А. Пензиасом и Р.В. Вильсоном.

Ученый не дожил трех месяцев до своего 90-летия, сказав как-то незадолго до своей кончины: «Ученым следует помнить, что самые важные и интересные научные открытия — это те, которые нельзя предвидеть. Настойчивость и выдержка есть единственная сила, с которой люди считаются».

С. СЛАВИН

БЕССМЕРТНАЯ МЕДУЗА. Медуза Turritopsis Nutricula, которая считается одним из немногих на планете бессмертных существ, оказалась под пристальным наблюдением ученых. Генетики и специалисты по биологии моря активно изучают медузу, чтобы понять, как же ей удается обращать вспять процесс старения. Ведь, достигнув зрелости, эта морская красавица, вопреки всем законам природы, вновь становится молодой, а затем повторяет этот цикл.

Возможно, через несколько лет секрет бессмертия медузы будет раскрыт, пока же ученые бьют тревогу по другому поводу. Учитывая, что Turritopsis Nutricula не умирают естественной смертью, они способны, размножившись, нарушить равновесие в природе. И первые предпосылки к этому уже есть. Изначально бессмертные медузы обитали лишь в водах Карибского бассейна, а теперь проникли и в другие моря и океаны.

Начнем хотя бы с того, что Титан — единственный спутник в Солнечной системе, имеющий плотную атмосферу и стабильное количество жидкости на поверхности. Правда, предполагается, что природные водоемы Титана заполнены не водой, а сжиженными при низкой температуре углеводородами — такими, как метан (или этан).

Дело в том, что средняя температура поверхности на Титане колеблется около -180 °C; в таких условиях жидкой воды быть не может. А потому на Титане роль воды в цикле испарения и выпадения осадков играет метан, он же может быть в виде газа, жидкости и в твердом состоянии. Потоки метана могут образовывать на поверхности спутника каналы и озера, вызывать эрозию, довершая формирование метеоритных ударных кратеров. Причем, как заметили исследователи, кратеры на Титане бывают не только ударные, но и вулканические.

Казалось бы, какие вулканы могут работать при почти 200-градусных морозах? Однако, как полагает сотрудник НАСА Роберт Нельсон, вулканизм, который имеет место на Титане, ввиду крайне низкой температуры спутника не случайно называется криовулканизмом. При сверхнизких температурах извергается не расплавленная горная порода, магма, а жидкая смесь водного льда и аммиака.

Новые снимки, полученные с окраины Солнечной системы, свидетельствуют о том, что существующие на поверхности Титана отложения аммиака формируются именно вследствие таких криоизливаний. «Аммиак вместе с метаном и азотом — основными компонентами атмосферы Титана — воспроизводит химию окружающей среды, существовавшей на Земле в то время, когда на ней только зарождалась жизнь», — отметил Нельсон.

«Ни одно из тел Солнечной системы не имеет такого сходства с Землей, как Титан, несмотря на огромную разницу в температуре и прочих факторах окружающей среды», — поддержала своего коллегу, представляя данные последних наблюдений космической экспедиции «Кассини-Гюйгенс», Розали Лопес из Лаборатории реактивного движения НАСА. На недавней ежегодной встрече Международного астрономического союза, которая прошла в Рио-де-Жанейро, она рассказала, что на Титане льют дожди, дуют ветры, извергаются вулканы и происходят тектонические сдвиги. На снимках, переданных автоматическим зондом-разведчиком, хорошо видны изображения поверхности Титана. Там есть кратеры, горные цепи, дюны и своеобразные озера. Причем ныне у ученых есть данные лишь об одной трети поверхности Титана. Но со временем, как они надеются, радар на борту зонда, вращающегося вокруг спутника Юпитера, передаст данные и о большей площади. Ведь Титан по размерам сопоставим с планетой Марс.

Правда, ему достается 1 % солнечного излучения от того количества, которое доходит до Земли. И потому с нашей земной точки зрения на Титане очень холодно. Однако, как показывает практика, низкая температура не может служить чересчур уж большим препятствием для развития жизни.

И.ЗВЕРЕВ

ЦВЕТ ПРЕДУПРЕЖДАЕТ О ПЕРЕГРУЗКАХ. Таким интересным свойством наделен новый полимер, созданный исследователями Университета штата Иллинойс, США. Если на него чересчур сильно надавить, он краснеет, как бы предупреждая об опасности. Полагают, что новый материал может найти применение при создании новых самолетов, мостов и иных конструкций, испытывающих переменные нагрузки.

КОСМИЧЕСКИЙ КАМИКАДЗЕ. Как известно, космический мусор представляет угрозу действующим спутникам и космическим кораблям. Вспомните хотя бы недавний случай столкновения двух спутников. Вот японские специалисты и создали робота-уборщика, уничтожающего космический мусор. Обнаружив бездействующий спутник, робот вцепляется в него рукой-манипулятором и, словно камикадзе, бросается вниз, сгорая вместе с мусором в атмосфере. При массе около 140 кг робот обладает недюжинной силой — способен тормозить вращение вокруг Земли предназначенного для уничтожения объекта.

АВТОМОБИЛЬ — ПАМЯТНИК предшественнику создали конструкторы итальянской фирмы Bizzarini. Полвека тому назад они представили публике гоночный автомобиль, который тогда привлек внимание всех своими дверьми, откидывающимися вверх, словно крылья. Теперь эта идея продублирована еще раз. В остальном же новый автомобиль использует последние достижения науки и техники наших дней. Кузов выполнен из углеволокна, 7-литровый двигатель развивает мощность 505 л.с., что позволит развивать скорость выше 300 км/ч.

Раритетную модель предполагается выпускать в двух модификациях — как кабриолет с откидным верхом для жарких стран и как машину с жесткой крышей для жителей государств с прохладным климатом. Однако в обоих случаях эксклюзивная машина по карману лишь мультимиллионерам.

ПОГОВОРИТЕ С МОНОЙ ЛИЗОЙ. Это теперь вполне возможно, утверждают создатели голографической выставки самых популярных произведений живописи, которая открылась недавно в Пекине. Кроме знаменитой Моны Лизы, теперь как бы ожили «Послы» Ганса Гольбейна, участники «Тайной вечери» и некоторые другие персонажи.

Всего китайские инженеры «оживили» 60 полотен известных мастеров с помощью ЗD-анимации, синтезатора и системы распознавания речи. Последняя понадобилась, чтобы персонажи картин могли понять, о чем именно спрашивают их посетители. При этом и Мона Лиза, и Иисус Христос, и все прочие персонажи картин говорят исключительно по-китайски.

РОБОТ-ПАУК В РОЛИ САНЧО ПАНСЫ. Австрийский дизайнер Кристофер Глонинг придумал персонального робота Croww 542, чтобы не скучно было путешествовать. Именно робот теперь тащит на себе все пожитки туриста, включая запасы еды и питья, развлекает его по ходу путешествия радиопередачами и музыкой. А ровно в полночь Croww 542 превращается… в палатку.

ВРАТЬ НАПРОПАЛУЮ теперь могут не только люди, но и роботы. Швейцарские ученые провели эксперимент, который закончился неожиданно для них самих: за время испытания роботы научились обманывать друг друга. Их задачей было собрать как можно больше условной «пищи», избегая «яда», и за это начислялись очки.

Поначалу железные механизмы действовали методом проб и ошибок. Но вскоре самые «сообразительные» выработали тактику поиска «пищи» и даже научились скрывать от своих собратьев открытия «кладов». В общем, теперь они жульничают, как могут. На наше счастье, получается это у них пока не очень ловко.

Однако лиха беда — начало…

Электронный переводчик с языка жителей планеты NF-509 на английский стоил очень дорого, но потраченных денег не было жалко: Виктор был уверен, что сумеет окупить расходы.

Виктор Кленов любил величать себя независимым космическим коммивояжером, но суть его профессии была стара как мир. Виктор летал по разным планетам, заселенным разумными существами, выяснял, чем на этой планете можно поживиться и в чем нуждается население. А потом предлагал аборигенам обменяться с соседями по Вселенной товарами. Сам Кленов получал процент прибыли от каждой операции обмена.

Виктор любил прилетать первым на планеты, жители которых не успели еще проникнуться предпринимательской жилкой. Именно на таких планетах ему удавалось получить самую большую прибыль. Обмен с жителями «диких» планет порой напоминал канувший в века обмен эпохи Великих географических открытий Земли, когда мореплавателям удавалось выменивать у аборигенов килограммы золота на бусы, зеркала и бубенчики.

Многие думали, что такой будет и открытая 11 лет назад планета NF-509. Но все оказалось не так просто. Сотни людей пытались вступить в контакт с местными жителями, однако попытки оказывались безуспешными. Аборигены не были агрессивны, наоборот, они довольно дружелюбно встречали гостей. Но потом с каждым из них случалось какое-нибудь ЧП — сходили лавины с гор, нападали хищники, налетали порывы сильнейшего ветра. К счастью, до сих пор все подобные случаи обходились без жертв — аборигены раз за разом упорно спасали гостей от смертельной опасности.

К сожалению, язык местных оказался сложным и был признан непригодным для расшифровки и перевода. И вскоре попытки установить контакт с жителями NF-509 прекратились.

Но теперь у Кленова оказался первый во Вселенной электронный переводчик с языка NF-509, созданный на основе записей речи аборигенов этой планеты, собранных участниками предыдущих неудачных экспедиций.

Виктор направился в ангар, чтобы подготовить свой космический корабль к перелету. Космические корабли — утлые суденышки — были ненадежны, каждый полет мог оказаться последним. Встреча с аборигенами была не меньшим испытанием — другой язык, другая культура, другая биологическая форма жизни

Как вы знаете, в каждом номере журнала в рубрике «Приз номера», мы предлагаем приз самому активному и любознательному читателю. Правильно ответил на все три вопроса, помещенные на четвертой обложке журнала, — получи приз. Время от времени мы также рассказываем о победителях очередного конкурса наших читателей.

В «ЮТ» № 4 за 2009 год в качестве приза был выставлен… автомобиль — радиоуправляемая модель автомобиля «Tornado Рогег». Вот она-то и досталась московскому третьекласснику Юрию Бородкину, о чем и было объявлено в сентябрьском номере журнала за этот год.

Обычно призы мы отправляем почтой. Но в данном случае, поскольку сама модель была довольно велика, а такие посылки почта принимает с великим трудом и не гарантирует их сохранность, мы пригласили победителя получить приз лично, учитывая, что он живет не так уж далеко от редакции. Так Юра оказался у нас и немного рассказал о себе.

Учится он в московской школе № 1215. Любит технику и разного рода самоделки. Читает наш журнал не так уж давно, но прочитывает его внимательно, от корки до корки. Кроме того, он вообще старается побольше читать. Это и помогло ему правильно ответить на предложенные вопросы.

Еще раз поздравляем Юрия! Остальным же нашим читателям напоминаем, что конкурс на приз номера продолжается, так что у каждого еще есть возможность отличиться.

Пулемет Minimi был разработан Эрнестом Вервье, конструктором бельгийской компании FN Herstal в 1974 году, а в 1982 году под обозначением М249 SAW поступил на вооружение армии США. Автоматика Minimi действует по схеме отвода пороховых газов из канала ствола с запиранием поворотом затвора. Пулемет оснащается открытым прицелом, его современные версии несут на ствольной коробке и цевье стандартные планки для установки коллиматорных, оптических и ночных прицелов и других аксессуаров. На газовой трубке крепится складывающаяся двуногая сошка.

Сейчас пулемет состоит на вооружении более чем 40 стран мира, в том числе самой Бельгии. Такую популярность ему принесла высокая мобильность в сочетании с огневой мощью, заметно превосходящей огневую мощь других ручных пулеметов. Отличительная особенность Minimi в том, что, кроме ленточного, из коробки на 200 патронов, боепитание пулемета может осуществляться из стандартных магазинов на 20 и 30 патронов от штурмовой винтовки М-16.

Технические характеристики:

Калибр… 5,56 мм

Патрон… 5,56x45 мм

Длина пулемета… 1040 мм

Длина ствола… 465 мм

Масса пулемета… 7,1 кг

Начальная скорость пули… 925 м/с

Прицельная дальность стрельбы… до 1000 м

Скорострельность… до 1150 в/мин

CH-53 Sea Stallion («Морской конь») — это наиболее общее название для семейства тяжелых транспортных вертолетов Sikorsky S-65. Впервые вертолет поднялся в воздух 14 октября 1964 г. Был разработан для переброски грузов морской пехоты США, но затем поступил на вооружение Японии, Германии, Ирана, Израиля и Мексики.

Вертолет построен по одновинтовой схеме с рулевым винтом и трехопорным шасси. Фюзеляж цельнометаллический, его нижняя часть герметизирована для обеспечения посадки на воду. Боковые обтекатели обеспечивают дополнительную плавучесть и увеличивают поперечную остойчивость вертолета в воде. Кабина экипажа трехместная, для защиты экипажа и основных агрегатов предусмотрена установка бронирования. Электронное оборудование включает две радиостанции, радионавигационную систему, радиолокационный опознавательный передатчик, радиолокационный высотомер.

Летно-технические характеристики:

Длина вертолета… 26,97 м

Ширина фюзеляжа… 4,7 м

Высота… 7,6 м

Диаметр ротора… 22,01 м

Масса пустого… 10 740 кг

Максимальная взлетная масса… 19 100 кг

Мощность силовой установки 2*2927 кВт

Максимальная скорость… 315 км/ч

Практический потолок… 5106 м

Диапазон действия… 1000 км

Скороподъемность… 41 м/с

Вместимость… 37 военнослужащих

Экипаж… 3 человека

НЬЮТОНОВЫ КОЛЬЦА

Для этого опыта нужно выдуть большой пузырь и посадить его на край стакана или рюмки, смазав предварительно края глицерином. Позади пузыря зажжем свечу, и мыльный пузырь заиграет чудесными переливами красок.

Свечу поставим в 80 см от пузыря; с другой стороны, в 10 см от него, установим рамку, обтянутую тонкой бумагой или калькой. Тотчас же шар вырисуется на экране, а через несколько мгновений на бумаге станут отчетливо видны цветные «ньютоновы кольца». Кольца разного цвета станут перемещаться сверху вниз. Один цвет будет сменять другой, но в этом нет никакой случайности: смена цветов происходит в определенном, строгом порядке.

СПИРАЛЬ-ПАРАШЮТ

Приготовь для опыта: тонкую бумагу, ножницы.

Возьми две полоски тонкой бумаги 15 см длиной и 1–2 см шириной. Сверни их вместе на две трети длины и загни слегка направо и налево оставшиеся свободными концы в виде буквы У.

Пусти эту спираль из окошка в тихую погоду, и она станет падать, вращаясь так быстро, что ты даже не увидишь ее концов. Она вертится потому, что воздух ударяет крылья, слегка наклоненные к горизонту. Сопротивление воздуха задерживает падение бумажки точно так же, как замедляется падение благодаря парашюту. Если ты пускаешь бумажку в комнате, то встань на стул, чтобы твой парашют падал с возможно большей высоты.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РИСУНКИ

Приготовь для опыта: стекло, кусок шерстяной ткани, кисточку, пробку, наждачную бумагу, глицерин.

Пользуясь стеклом и шерстяной или шелковой тряпкой, ты можешь показать очень забавный фокус. По секрету от зрителей изобрази на стекле кисточкой, смоченной в глицерине, какой-нибудь рисунок, скажем человечка. Если это стекло поставить между лампой и стенкой, оно покажется зрителям совершенно прозрачным — они не заметят глицеринового рисунка.

Положи теперь стекло на две книги, глицерином книзу, а до этого между книгами рассыпь по столу тонкий пробковый порошок (приготовь его заранее, шлифуя пробку о наждачную бумагу).

Стоит потереть стекло тряпкой — и легкие пробковые опилки подскочат и прилипнут к глицерину.

Поставь стекло вертикально, сдунь с него лишние пылинки, потом помести между лампой и стеной — и зрители увидят на стене отчетливый теневой рисунок, уже в увеличенном виде.

ПЕРЕВЕРНУТЫЙ БОКАЛ

Приготовь для опыта: бокал, воду, клеенку.

Бокал с водой стоит на столе. Нужно, взяв его, описать рукой полный круг в воздухе, не пролив ни единой капли. Попробуй это сделать.

Все искусство состоит в том, как захватить бокал. Вместо того чтобы держать его в том положении, в каком мы берем его обыкновенно, когда пьем, возьми бокал перевернутой кистью, ладонью вверх, как показано на рисунке справа. Вытяни руку и опиши ею круг, без толчков, с одинаковой скоростью в направлении стрелки. После того как ты опишешь круг, твоя рука будет держать бокал, как показано на рисунке слева.

После нескольких попыток ты научишься проделывать этот опыт без опасности для стоящих рядом. Все же запасись на всякий случай клеенкой, а чтобы научиться вертеть рукой быстро и без толчков, повтори это движение несколько раз с пустым бокалом.

ЧЕРТЕНОК В ГАЗИРОВАННОЙ ВОДЕ

Приготовь для опыта: плотный картон, бумагу, ножницы, бутылку из-под шампанского, пробку, булавку, нитку, крупную сухую изюмину, рюмку с газированной водой, 2 бутылки, большую салфетку.

Вырежи из плотного картона полоску около 2 см шириной. На одном конце ее вырежи маленький прямоугольничек и вставь в него фигурку бумажного чертика, изображенного, как тебе подскажет фантазия. Укрепи эту картонную полоску булавкой на пробке бутылки таким образом, чтобы она могла свободно раскачиваться, а конец ее, на котором стоит чертик, был бы длиннее другого, к которому привязывается ниточка с подвешенной к ней крупной и очень сухой изюминкой. Ниточку возьми такой длины, чтобы изюминка погружалась в рюмку с газированной водой и не перетягивала рычаг (картонную полоску) слишком сильно на свою сторону. Конец его с чертиком должен быть виден публике, отделенной от рюмки с изюминкой двумя пустыми бутылками, завешенными салфеткой.

Пузырьки углекислого газа, которые так обильно выделяет газированная вода, тотчас же облепят изюминку и через несколько секунд сделают ее настолько легкой, что она всплывает на поверхность. Ниточка ослабнет, вследствие чего опустится сторона картонного рычага, где стоит чертенок, и тот юркнет за развешенную салфетку. Лишь только изюминка освободится от пузырьков, как снова отяжелеет и упадет на дно рюмки, а чертик выпрыгнет из-за салфетки и явится перед публикой. Такое исчезновение и появление чертика может продолжаться минут десять.

Новогодние гирлянды чаще всего оснащены коммутатором на микросхемах, диодах и транзисторах. Он поочередно зажигает ветви гирлянды, иногда даже обеспечивает плавную регулировку яркости… Плохо только, что елку при этом опутывают провода. Еще хуже то, что коммутатор включается в сеть 220 В: делают гирлянды, в основном, в Китае, и они не особенно надежны. Есть опасность пробоя, короткого замыкания сети, возгорания проводов или пластиковой коробочки коммутатора, так что и до большого пожара недалеко. А прикосновение к проводам или лампочкам просто опасно для жизни, ведь никакой гальванической развязки от сети в этих примитивных устройствах нет! Оплавленные, обгоревшие или обугленные доказательства сказанному можно найти на снегу около мусорных контейнеров каждый год в первых числах января…

В этой статье предложена новая концепция электронных светильников, как, впрочем, и любых других электронных игрушек для новогодней елки, основанная на идее автономного питания каждого светильника и каждой игрушки. Естественно, теперь это будут уже не лампочки, а светодиоды, желательно яркие и сверхъяркие — они экономичнее, то есть дают тот же световой поток при гораздо меньшей подводимой электрической мощности.

Свет их не должен быть постоянным — вспыхивающие или мерцающие огни смотрятся гораздо лучше. Это одновременно позволит и экономить электроэнергию, ведь запас ее в автономном источнике весьма ограничен. Поскольку вспыхивающие огоньки никак не связаны друг с другом и период мерцания у них разный, они в каждый момент времени создадут случайные, неповторимые и непредсказуемые картины, в отличие от вполне упорядоченного ритма включения существующих гирлянд.

К сожалению, напряжение зажигания промышленно выпускаемых светодиодов, в зависимости от типа, изменяется от 1,8 до 3 и даже более вольт, поэтому необходим повышающий преобразователь напряжения, и его логично объединить с генератором, собственно и создающим вспышки. При разработке основного (базового) элемента для данной концепции был использован опыт, полученный при создании сверхэкономичных индикаторов, описанных в «Юном технике» № 2 (с. 74–77) и № 3 (с. 72–77) за 2008 г.

Схема простейшего базового блочка, создающего короткие световые импульсы и питаемого от одного элемента типа АА или ААА, показана на рисунке 1.

Для питания можно использовать также дисковый аккумулятор или часовой элемент. Блок содержит всего 6 деталей, включая элемент питания и светодиод. Это блокинг-генератор, содержащий транзистор VT1 и трансформатор Тр1. Часть обмотки трансформатора с большим числом витков (между левым по схеме выводом и отводом) включена в коллекторную цепь транзистора, а другая, меньшая, часть создает напряжение обратной связи, приложенное через конденсатор С1 к базе транзистора.

Для повышения напряжения светодиод подключен между крайними выводами обмотки. Элемент питания включен между отводом Тр1 и эмиттером транзистора. Специального выключателя не предусмотрено, поскольку одного элемента хватает на много суток работы, но при желании его можно установить последовательно с элементом питания.

Работа генератора происходит следующим образом: при установке элемента (включении) небольшой ток протекает через правую часть обмотки Тр1 и резистор R1 в базу транзистора, приоткрывая его. Открывание транзистора означает появление коллекторного тока, который создает на индуктивном сопротивлении левой части обмотки падение напряжения, приложенное «минусом» к коллектору, а «плюсом» — к положительному выводу элемента питания. В результате напряжение на коллекторе уменьшается, а на базе растет, еще более открывая транзистор. Процесс происходит лавинообразно, и транзистор очень быстро открывается полностью. Длительность открытого состояния определяется временем заряда конденсатора С1 базовым током транзистора. Светодиод в этой активной фазе не горит, поскольку к нему приложено напряжение обратной полярности. Когда С1 зарядится, токи базы и коллектора уменьшаются, и происходит обратный лавинообразный процесс, приводящий к полному запиранию транзистора.

За время активной фазы в катушке накапливается энергия, и, когда транзистор запирается, ток через катушку продолжает идти, но теперь уже не к коллектору транзистора, а в светодиод, который и дает вспышку света. Поскольку транзистор работает в «ключевом» режиме, потерь мощности на нем практически нет, ведь мощность равна произведению тока и напряжения. При закрытом транзисторе ток равен нулю, а при открытом ток растет, но напряжение между коллектором и эмиттером близко к нулю. Поэтому энергия, накопленная в трансформаторе за время активной фазы, практически вся отдается светодиоду.

Пауза между вспышками определяется временем разряда конденсатора С1 через резистор R1. Подбирая эти элементы, можно регулировать время паузы в значительных пределах (при указанных на схеме номиналах длительность паузы 0,6…0,7 секунды). С увеличением емкости и сопротивления пауза удлиняется.

Для устройства годятся практически любые маломощные кремниевые транзисторы структуры n-p-n, а уж КТ315-е — с любым буквенным индексом. Если использовать транзистор структуры p-n-p, то полярности питания и конденсатора С1 измените на обратные. Рабочее напряжение С1 может быть любым, но лучше низким — габариты меньше. Самая трудоемкая деталь — трансформатор Тр1. Подобрать готовый вряд ли удастся, и его придется наматывать проводом ПЭЛ диаметром 0,15…0,2 мм. Для каркаса удобнее всего использовать ферритовую «шпульку» от дросселя развертки старого монитора или телевизора.

Можно также использовать ферритовые Ш-образные сердечники. Автор использовал «шпульку» с внешним диаметром (по щечкам) 11 мм и высотой 16 мм. Намотка ведется «внавал» и занимает не более 20 минут. Левая (коллекторная) часть обмотки содержит 350…400 витков, затем, не обрывая провода, делается отвод в виде петли, правая — 200…250 витков. Благодаря высокой магнитной проницаемости феррит значительно увеличивает индуктивность трансформатора, что для данного устройства крайне желательно.

К сожалению, однотранзисторное устройство не позволяет экспериментировать с разными катушками, поскольку обмотку каждый раз приходится перематывать. Проблема решается в двухтранзисторном варианте, где отвод катушки не нужен, и можно испробовать самые разные готовые дроссели или отдельные обмотки имеющихся трансформаторов. Схема его показана на рисунке 2.

В ней использованы транзисторы разной проводимости, причем открывание VT1 влечет за собой и открывание VT2, но здесь уже не требуется инвертирование сигнала обратной связи дополнительной частью обмотки трансформатора.

Работает устройство так: небольшой коллекторный ток транзистора VT1 служит током базы транзистора VT2 и открывает его. Напряжение на верхнем (по схеме) выводе катушки L1 растет, и этот рост, передаваясь через конденсатор С1 на базу VT1, еще более открывает оба транзистора. Напряжение на L1 скачком возрастает почти до напряжения питания +1,5 В (см. график на рис. 2 справа). Когда конденсатор C1 зарядится, оба транзистора скачком закрываются, но ток через катушку продолжает идти, вызывая отрицательный импульс напряжения и зажигая светодиод. Он горит, пока не истратится накопленная энергия в катушке. После погасания светодиода незначительная оставшаяся энергия тратится на собственные колебания в контуре, образованном индуктивностью и межвитковой емкостью катушки L1, видимые на осциллограмме, но ни на что уже не влияющие.

Длительность вспышки и паузы по-прежнему определяются тремя параметрами: индуктивностью катушки L1, емкостью С1 и сопротивлением R1. Длительность растет с их увеличением. Катушки можно использовать самые разные: намотанные на ферритовых «шпульках» (300…600 витков), готовые дроссели, одну из обмоток малогабаритных трансформаторов, головки от магнитофонов и т. д.

Экспериментируйте и выбирайте наилучшую! При частоте вспышек 1… 1,5 в секунду средний потребляемый ток не превосходит 0,12…0,16 мА, что обеспечивает много суток работы элемента питания.

Конструктивное оформление игрушки может быть самым разным, оно целиком зависит от фантазии и возможностей ее создателя. Очевидный вариант — звездочка со светодиодом спереди и плоским дисковым элементом сзади. Традиционное оформление в виде свечки показано на рисунке 3.

Выводы деталей соединяют пайкой в соответствии со схемой и всю конструкцию вставляют в картонную или пластиковую трубочку диаметром 14… 15 мм. Для дополнительной фиксации выводов используют картонный кружок с проколотыми отверстиями (не обязательно). При желании можно залить монтаж и катушку парафином или другим легкоплавким диэлектриком. Интересные эффекты получаются, если вставить устройство в какую-либо детскую игрушку — «подмигивающий (зеленым светодиодом) глаз», «пульсирующее (красным светодиодом) сердце» и т. д.

Здесь предложен лишь самый простой вариант игрушки в соответствии с новой концепцией, но есть и дальнейшие пути ее улучшения. Можно использовать микросхемы со сложной логикой регулирования света, можно сделать свето- звуко- или радиоуправляемые игрушки (почему бы не включать ее пультом ДУ от телевизора?), применить светящиеся знакоцифровые индикаторы, звуковые излучатели, сопровождающие игру света мелодиями, и много всего другого, не ленитесь, изобретайте!

В. ПОЛЯКОВ, профессор

Вопрос — ответ

Пришедшие в конце XIX века на смену конке электрические трамваи тут же вызвали озабоченность многих обывателей и изобретателей. Обыватели стали бояться, что в один не очень счастливый день могут оказаться под колесами быстро движущегося трамвая. А изобретатели стали предлагать различные способы защитить людей.

Так, спасательное приспособление, испытанное в Лoc-Анджелесе, представляло собой нечто вроде… кушетки, прикрепленной к передней части трамвая. На нее, по идее, и должен был падать зазевавшийся прохожий. Дескать, на мягком с ним ничего не будет…

Аналогичное приспособление венгерского изобретателя Михая Комароми, запатентованное им в 1895 году, представляло собой опять-таки мягкий диванчик, на который должен был присесть незадачливый пешеход.

Примерно такие же приспособления предлагали и многие другие изобретатели, предлагавшие ловить прохожих в сети, подхватывать их эластичными щитами или даже отталкивать в сторону, с пути трамвая, иными спасательными приспособлениями.

Однако испытания с манекенами показали: все эти ухищрения бесполезны, поскольку изобретатели упустили из виду… законы физики. А именно закон инерции и закон кинетической энергии. Согласно первому, покоящееся тело невозможно мгновенно сдвинуть с места. А согласно второму, тело начнет двигаться, если получит импульс энергии, пропорциональный mv², где m — масса тела, a v — его относительная скорость.

И когда профессор Корнель Зелович привел в печати свои расчеты, всем стало понятно: столкновение на скорости 20 км/ч двух масс — трамвая и пешехода ни к чему хорошему для последнего не приведет. Его не спасет никакая мягкая подстилка. Громкий звонок в данном случае намного эффективнее. С той поры все трамваи оснащают весьма громкими электрическими звонками.

Наши традиционные три вопроса:

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 7 — 2009 г.

1. В карандаше марки ТМ графита меньше, чем в М, а ведь твердость грифелю придает глина, а не сам графит.

2. Максимальная температура воздуха будет равна температуре теплоносителя в батарее.

3. Более мощной будет осмотическая электростанция в Мертвом море, поскольку там соленость и плотность воды больше.

* * *

Поздравляем с победой Наталью ИВАНОВУ из г. Калининграда — она получает энциклопедию «Военная техника».

Очень близок был к победе наш неоднократный призер Алексей Кириллов из г. Сергиев Посад.

* * *

_{А почему? Какие металлы не тонут в воде? Почему Долина гейзеров на Камчатке вошла в число семи чудес России? Когда и где зародился красивый и мужественный вид зимнего спорта — прыжки с трамплина? Есть ли ценнейшие для филателистов редкости среди российских почтовых марок?}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША Французский стиляга — так порой называют Renault Megan II. Элегантный дизайн, надежная сборка, просторный салон и неприхотливость в эксплуатации сделали автомобиль популярным во многих странах мира. С этой машиной вы познакомитесь в журнале и сможете выклеить ее модель для своего музея.}

_{Впереди зима, и любители роллинга узнают, как из летнего скейтборда сделать зимний для катания с заснеженных гор.}

_{Электронщики расширят возможности своего компьютера и смогут с его помощью качественно заряжать аккумуляторы.}

_{Подведем итоги конкурса «Хотите стать изобретателем?» и предложим новые задания.}

_{Для вашего досуга В. Красноухов представит оригинальные головоломки, и, как всегда, «Левша» даст несколько полезных советов.}