Шрифт:
Эта картина очень похожа на так называемые хладниевы фигуры из старинного опыта. Квадратную пластину или диск из бронзы закрепляли на столбике-подставке в центре симметрии. Затем пластину посыпали мелким песком и проводили по ее краю скрипичным смычком. Пластина начинала «петь». На ее поверхности появлялись стоячие волны.
В пучностях пластины сильно вибрируют, и песок сползает в спокойные места — узлы стоячих волн. Так получились замысловатые фигуры, которые вы видите на рисунке.
(Скажем в скобках, что хладниевы фигуры напоминают картину распределения плотности вещества в электронных оболочках атомов и молекул. Это сходство не случайно. Конфигурация электронных оболочек вызвана образованием в них стоячих волн плотности электронов, так называемых волн де Бройля.)
Мы рассказали о старинном варианте опыта французского физика Хладни, по имени которого были названы фигуры. Получить их можно и без бронзовой пластины и смычка. Для этого достаточно положить стекло на динамик и подключить к нему звуковой генератор (его можно, наверное, найти в кабинете физики). Если насыпать на стекло мелкий песок, то, меняя частоту генератора, вы можете увидеть самые разные картины.
Эрнст Хладни(1756–1827).
Фигуры Хладнивверху и их получение.
В начале XX века состоятельные американские дамы, кстати, соревновались в получении красивых фигур. Для этого открытую часть металлического кофейника с длинным носиком затягивали упругой пленкой бычьего пузыря и посыпали песком. Когда в носик произносили какую-нибудь фразу, на песке возникало множество сменяющих друг друга фигур. Наиболее примечательные из них фотографировали.
В заключение расскажем о простом приборе, который позволит увидеть стоячие звуковые волны в класс се. Для этого в крышку стола врезается неглубокая (10–15 мм) ванна с прозрачным дном, а под ней крепят точечный источник света, например, шестивольтовую лампу.
Затем в классе включают динамик, соединенный со звуковым генератором, подбирают частоту 5 — 10 кГц и получают четкую систему стоячих волн; на потолке класса появится картина, состоящая из отдельных полос. Это и есть отображение звуковых волн.
А. ИЛЬИН
Рисунки автора
ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ
Дирижабль-призрак
Этот небольшой беспилотный дирижабль-разведчик может маневрировать среди деревьев, облететь футбольное поле. Сделав «мертвую петлю», он способен устремиться к земле и ползти, прижавшись к траве. А затем, дав задний ход, взмыть в небо.
Казалось бы, зачем нужен разведчик-дирижабль, когда есть всевозможные беспилотные вертолеты — от огромных до тех, что умещаются на ладони?
При работе винт вертолета рассекает воздух, а значит, неизбежно создает шум, который может зафиксировать электронный звукоуловитель. Дирижабль же в атмосфере всплывает неслышно, а энергию тратит только для маневров. В этом отношении он превосходит любые летательные аппараты и с солнечной батареей, при необходимости, мог бы облететь земной шар.
При всем при том дирижабль, о котором идет речь, прозрачен и практически невидим, как призрак. А если нанести на него интерференционное просветляющее покрытие, то самое, что играет радугой на стеклах фотографических объективов, дирижабль станет невидим совершенно.
Нам с вами разведывать нечего. Если только расположение войск условного противника в военно-спортивной игре. Но можно построить его и просто для собственного развлечения.
Сведения о дирижабле-разведчике мы собирали буквально по крупицам, и вот что получилось. Диаметр дирижабля равен 0,95 м, длина — 12. Объем оболочки около 8,8 м 3, вес — 1,7 кг. Если наполнить его гелием, «чистая» подъемная сила составит 8,49 кг. Получается, что дирижабль может, кроме собственного винта, нести двигатель, системы управления и телекамеры с радиопередатчиком или фотоаппарат.
Схема дирижабля-призрака:
1— соосные винты; 2— стабилизатор; 3— электромотор; 4— оболочка аэростата; 5— антенна телепередатчика; 6— беспроводная телекамера; 7— солнечные батареи.
В одном из полетов на дирижабле применялась солнечная батарея шириной 0,4 м и длиной около 8 м. Она помещалась внутри, поэтому не менее 20 % падающего света отражалось оболочкой дирижабля. Если использовались солнечные элементы высокого качества, то от батареи, находящейся в оболочке аэростата, могла быть получена мощность не более 480 Вт. Это соответствует мощности двигателей большинства моделей вертолетов.