Лаборатория юного физика
Шрифт:
Стробоскоп
Мы все очень привыкли к кинематографу и к телевизору. Нас не удивляет, что мы видим там движущееся изображение. Но все-таки, как же оно движется?
Если рассмотреть обрывок киноленты, то на нем можно увидеть ряд картинок — кадров. На первый взгляд кажется, что все эти картинки одинаковые. Только присмотревшись, можно заметить разницу.
Вот рука у человека опущена, а вот чуть
Рассматривая картинки одну за другой, вы можете проследить все движения изображенных на них предметов. А если показать вам эти картинки, сменяя их быстро-быстро, с неуловимой для глаза скоростью? Вы уже не сможете заметить, когда одна картинка сменяется другой, и движение покажется вам непрерывным.
Для демонстрации этого явления вы можете сделать несложный прибор — стробоскоп — и сами нарисовать к нему картинки.
Из плотного картона вырежьте два диска диаметром 200 мм с отверстием в центре диаметром 8 мм. Только прежде чем делать центральное отверстие, надо один из дисков разметить по чертежу (рис. 43) и, положив его на кусок фанеры или доски, прорезать щели по металлической линейке хорошо наточенным ножом.
Рис. 43. Стробоскоп и его части.
Осью прибора будет круглый карандаш диаметром 7 мм или ученическая ручка. Краску с них можно не счищать — она не помешает. Для закрепления дисков на оси возьмите две обычные катушки от ниток и острым ножом отрежьте от них щечки. Сделать это легко, если покатать катушку по столу, нажимая острием ножа в месте среза.
Щечки от катушки туго наденутся на карандаш или ручку и закрепят диски, как показано на рисунке 43.
Из дощечки толщиной 10–12 мм выстрогайте ручку прибора. Ее размеры и форма показаны на том же рисунке.
Подшипники для оси согните из стальной проволоки толщиной от 0,8 до 1,5 мм. Если такой не найдете, возьмите либо шпильки для волос, либо канцелярские скрепки из проволоки потолще. Скрепки из тонкой проволоки не подойдут.
Кусок проволоки длиной 100 мм хорошо выпрямите, а потом согните так, как показано на рисунке 43. Петлю сгибайте вокруг середины заготовленной оси. На том месте, где потом встанет подшипник, проволоку гнуть нельзя: замнете ось, она будет плохо вертеться. Сначала перегните проволоку посередине, а потом обворачивайте концы. Когда концы отпустите, петля немного разойдется, и ось будет свободно в ней поворачиваться.
Концы подшипников срежьте под углом острыми кусачками или бокорезами и забейте в ручку.
Пожалуй, самая сложная часть работы — нарисовать для стробоскопа картинки. На рисунке 44 показаны в качестве образца три диска с картинками. Можете придумать сами любые другие.
Рис. 44. Диски для стробоскопа.
Вставив диск с картинками, расположите стробоскоп так, чтобы картинки были хорошо освещены. Один глаз закройте, а другой поместите против щелей стробоскопа. Вращая диски прибора, вы увидите, что картинки «оживут». Их движение будет вам казаться
Стробоскоп можно использовать и для наблюдения явлений, которые кажутся непрерывными, а на самом деле все время повторяются снова и снова, как картинки стробоскопа.
Сняв сплошной диск и картинки, попробуйте посмотреть через стробоскоп на трубку «дневного света» или на неоновую световую рекламу. При достаточно быстром вращении диска стробоскопа вы ясно увидите, как трубка то вспыхивает, то гаснет. Точно подогнав скорость вращения, вы можете вообще увидеть трубку почти темной.
Рассматривая таким же образом хорошо освещенную струйку воды, стекающую из водопроводного крана, вы можете увидеть, что эта струйка на самом деле не непрерывна, а состоит из цепочки отдельных круглых капель.
Просматривая кинофильмы, вы, может быть, заметили, что колеса телег, паровозов и т. п. иногда кажутся на экране вертящимися в обратную сторону. Это так называемый стробоскопический эффект. Вы можете получить его искусственно при помощи стробоскопа.
Начертите на бумажном круге колесо с восьмью спицами и поставьте его вместо пластинки на диск патефона или проигрывателя. Если рассматривать крутящееся колесо через стробоскоп, то спицы будут казаться бегущими то в одну, то в другую сторону, а то и вовсе остановившимися. Все зависит от того, с какой скоростью вы будете вращать диск стробоскопа.
Перископ
Зеркала для перископа нужны прямоугольной формы. Проще всего достать их в магазине, где торгуют стеклами. Мы брали зеркала шириной 3 и длиной 4 см. Если у вас размеры получатся другие, — не беда, важно только, чтобы оба зеркала были точно одинаковые. Можно, например, использовать два одинаковых карманных зеркальца, которые продаются в галантерейных магазинах. Стоят они недорого.
Трубу перископа сделайте из картона от канцелярской папки. Разметить выкройку для трубы нужно очень точно. Это, пожалуй, самая сложная работа при изготовлении всего перископа.
Возьмите из тетради по арифметике листок бумаги в клеточку. Вырежьте кусочек побольше зеркала и аккуратно обрежьте его по напечатанным линиям. Наклейте этот кусочек бумаги точно на угол канцелярской папки. Когда клей высохнет, наложите линейку и острым карандашом проведите линию от угла папки через клеточки наискосок. Рассмотрите внимательно, как проходит линия на нашем рисунке 45.
Рис. 45. Изготовление трубы перископа.
Поставьте зеркало на эту линию ребром длинной стороны. Придвиньте его край к самому углу листка, но так, чтобы он не свешивался. Проверьте еще раз, правильно ли стоит зеркало на проведенной линии. Теперь острым карандашом обведите ребро зеркала. Получится узенький прямоугольник, стоящий под углом в 45° к линиям, образующим клеточки. Убрав зеркало, проведите две линии, параллельные линиям клетчатой бумаги, через противоположные углы прямоугольника. Весь прямоугольник окажется между этими линиями. Расстояние между ними и будет шириной трубы перископа. Ведь в ней зеркало должно стоять косо.