Помоги проекту - поделись книгой:
А поскольку дожди, к счастью, идут далеко не каждый день, в хорошую погоду такое устройство можно использовать для демонстрации еще одного фокуса, связанного с законом Бернулли. Если вы снимете крышку с верхней воронки и поместите в нее шарик для пинг-понга, то под действием воздушной струи он поднимется вверх и зависнет в воздухе. Вот вам и демонстрация «чуда антигравитации».
НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Опыты с тканями
Разные ткани обладают различными свойствами, которые конструкторы одежды учитывают при ее изготовлении, чтобы она была теплой или, напротив, легко продувалась ветерком в жаркое время года, легко впитывала пот или была непромокаемой, как, например, плащ.
Ткани и одежду после изготовления обычно испытывают в специальных лабораториях при текстильных институтах или производственных комбинатах.
Ну, а мы с вами попробуем провести некоторые испытания прямо дома, на кухне.
Для опыта вам понадобятся чистые стаканчики из-под йогурта, кольцевые резинки или нитки, чайная ложка, вода.
Налейте в стаканчики одинаковое количество воды и поставьте их в морозилку. Когда вода в стаканчиках полностью превратится в лед, оберните верх каждого стаканчика несколькими слоями различных тканей, накройте каждый стаканчик лоскутком такой же ткани и закрепите ткань резинками или обвяжите нитками.
Через полчаса разверните стаканчики и аккуратно вытащите из них кусочки льда. Сравните, сколько воды осталось в каждом стаканчике. Тот стаканчик, где воды меньше всего, был лучше других изолирован от внешней среды. Значит, именно эта ткань лучше сохранит тепло вашего тела в холодную погоду.
Кстати, как вы думаете, если зимой, в мороз закутать снежную бабу в толстое одеяло или натянуть на нее шубу, она растает? Или нет? Объясните ваше решение.
Для опыта нужно взять чистые стаканчики из-под йогурта, круглые резинки, чайную ложку и воду.
Чтобы проверить, как впитывают воду различные ткани, необходимо каждый чистый и сухой стаканчик обернуть кусочком той или иной ткани и закрепить ее резинками. Осторожно налейте сверху на каждый лоскуток 2–3 чайные ложки воды.
Когда вода пропитает ткань, аккуратно снимите лоскутки и посмотрите, сколько воды окажется в каждом стаканчике. Тот стаканчик, где воды меньше, был покрыт тканью, которая лучше впитывает влагу. Обычно такие ткани (чаще всего из хлопка) используют для изготовления белья.
Для опыта необходимы кусочек ткани из чистого хлопка, стаканчики из-под йогурта, круглые резинки, чайная ложка, клей ПВА, растительное масло, восковая мастика для полировки мебели, вода.
Для того, чтобы ткань перестала пропускать воду, нужно отдельные ее волокна пропитать маслом, воском или клеем, отталкивающим воду.
После этого повторите предыдущий опыт, и вы увидите, что благодаря маслу, воску или клею ткань перестала пропускать воду.
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Какая мощность нужна усилителю?
Почему-то твердо укоренилось мнение, что чем больше выходная мощность УМЗЧ, тем он лучше. Речь идет обычно о десятках и сотнях ватт. Но нужно ли так много?
Давайте разбираться, и для начала проведем два очень простых эксперимента. Для первого понадобится любой портативный или переносной приемник. Поставьте его на стул, табуретку или просто держите в руке на открытом месте посреди комнаты. Установите нормальную, для долгого прослушивания, не слишком большую громкость. Запомните, как он звучит. Теперь поместите приемник в угол комнаты, в освобожденную от книг полку или в нишу мебельной стенки, желательно в угол. Вы заметите, что качество звука улучшилось, возросла отдача низких частот и общая громкость. Эксперимент очень прост, но он ясно показывает важность акустического оформления как для отдачи, так и для качества звука.
Другой эксперимент состоит в определении подводимой к динамику мощности. Понадобится вольтметр переменного тока (тестер), а еще лучше — осциллограф. Доберитесь до выводов динамика того же приемника или радиоточки (возможно, придется снять заднюю стенку).
Измерьте напряжение на динамике при той же нормальной громкости. Заодно прочитайте на этикетке сопротивление динамика. Его можно и измерить, но тогда придется отпаять один провод. Допустим, у вас получилось 100 мВ и 8 Ом. Мощность Р = U2/r = 0,01/8 = 0,00125 Вт, или 1,25 мВт. Именно столько (всего-то!) и отдает в среднем ваш УМЗЧ.
Эксперимент ясно показывает, что главное в АС не столько головка (хотя и ее параметры важны), сколько ее акустическое оформление. Абсолютно необходимо разделить звуковые потоки, излучаемые передней и задней сторонами динамика, — они противофазны (когда с одной стороны сжатие воздуха, с другой — разрежение).
Простейший способ — установить головки на отражательной доске больших размеров. Сторона доски должна иметь размер порядка половины длины звуковой волны на низшей воспроизводимой частоте.
Найти длину волны
Головки на отражательной доске лучше размещать асимметрично, тогда пики и провалы амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) несколько выравниваются.
Устанавливать в АС несколько головок, даже разных, имеет смысл по нескольким соображениям: звуковые давления отдельных головок складываются, поэтому отдача АС возрастает при неизменной подводимой мощности. Пики и провалы на АЧХ отдельных головок не совпадают, как не совпадают и механические резонансные частоты, в результате общая частотная характеристика выравнивается.
Схему включения головок надо подобрать так, чтобы выделяющаяся на них мощность была пропорциональна паспортной. Полярность включения головок важна: при подаче на АС постоянного напряжения (например, 1,5 В от одного элемента питания) все диффузоры должны двигаться в одну сторону, что соответствует синфазному включению. Хотя бы одна головка, работающая в противофазе, резко понижает общую отдачу. Если есть возможность изготавливать АС разной конструкции, то несколько головок лучше размещать вертикально, друг над другом, тогда излучение концентрируется в горизонтальной плоскости, на уровне голов слушателей.
ВЧ-головки лучше размещать именно на этой высоте, в середине, а мощные низкочастотные — выше и ниже, поскольку направленность излучения на нижних частотах меньше. Установка колонны в угол комнаты повышает отдачу (рупорный эффект) и позволяет изготавливать лишь одну отражательную доску. В углах у потолка или пола можно попробовать установить треугольные листы фанеры или пластика — «акустические зеркала», отражающие излучение обратной стороны АС к слушателям. Подобные «звуковые колонны» неоднократно использовали любители Hi-End.
Распространено такое заблуждение: если в АС установлены 12 четырехваттных динамиков, то подавать на нее надо 48 Вт. Ничуть не бывало, подайте на эту АС 1 Вт, и она будет звучать громче, чем один четырехваттный динамик при подаче на него 4 Вт. Выигрыш в чувствительности (отдаче) оценивается как 101 g
Отдача определялась как звуковое давление на расстоянии 1 м при подаче на АС мощности 0,1 Вт. Динамики для определения отдачи устанавливали на специальной калиброванной отражательной доске. Типичное значение отдачи динамиков советского времени 0,2 Па, но были и исключения.
Звуковое давление 0,2 Па соответствует громкости 80 дБ. Такую громкость динамик создает при электрической мощности 0,1 Вт. А при 1 Вт, что на 10 дБ больше, он создаст, соответственно, 90 дБ. Эта цифра и есть его чувствительность.
Но 90 дБ — это разумный предел громкости. Выходит, что мощности УМЗЧ в 1 Вт вполне достаточно? Это действительно так. Откуда же берутся цифры в десятки и сотни ватт?
Любопытно сравнить мощности, требуемые разным динамикам для получения нормальной для неутомительного прослушивания громкости в 60 дБ (см. таблицу). Предполагается, что динамики установлены на стандартной для измерений отражательной доске или в открытом корпусе значительных размеров.
Видим, что никуда не годными оказались маломощные динамики от карманных приемников (верхние строки таблицы). В то же время довольно мощные (5.8 Вт по паспорту) требуют почти в 20 раз меньшей мощности для получения той же громкости (нижние строки). Оно и понятно: для хорошей отдачи нужны сильный магнит, большой диффузор и хорошее заполнение магнитного зазора проводом звуковой катушки.
Незначительная, по современным понятиям, паспортная мощность (менее 10 Вт) смущать не должна. Раньше указывали мощность, при которой динамик может работать непрерывно, без повреждений и перегрева. Теперь в рекламных целях пишут пиковую мощность, так называемую РМРО (Peak Musical Power Output), которую динамик может выдержать лишь в течение долей секунды. Она в десятки раз выше средней.
Куда же девается мощность УМЗЧ? Понятно, что для отсутствия искажений на пиках музыкального сигнала УМЗЧ рассчитывают на РМРО, хотя, повторю, эти искажения и малозаметны. Хуже другое — очень низкий КПД, следовательно, чувствительность и отдача современных АС.
Пусть, польстившись на гладкость АЧХ и широкий диапазон, вы приобрели АС с чувствительностью 82 дБ и хотите получить громкость 92 дБ. Мощность УМЗЧ надо увеличить на 10 дБ относительно 1 Вт, или в 10 раз. Получаем 10 Вт. Далее, вы хотите получить эту громкость на расстоянии не 1 м, а 3 м. Плотность потока мощности убывает пропорционально квадрату расстояния, поэтому мощность АС надо увеличить еще в 9 раз, получаем 90 Вт. Далее, вы хотите иметь запас 5.10 дБ, чтобы гарантировать отсутствие искажений на пиках музыкальной программы. Это еще 3.10 раз. Вот и получается, что вам нужен УМЗЧ с мощностью порядка от 300 Вт до 1 кВт!
А надо ли вам это? Ведь при таких громкостях, кроме как слушать музыку, делать ничего нельзя. Но будь у вас АС с чувствительностью 102 дБ, вам бы хватило и 10 Вт, чтобы слушать концерт, а для фоновой музыки хватило бы и милливатт.
Лучшие по чувствительности и качеству АС купить вы вряд ли сможете (как, впрочем, и автор), но не исключено, что сделаете сами. В последние годы интересующийся электроакустикой народ вместо закрытых ящиков все чаще использует рупоры или большие отражательные доски. Вот, например, одна из лучших в мире конструкций класса Hi-End — Lowther Maestro Horn ценой около 1,5 млн. руб. Кто слушал эти системы, тот не забудет их никогда! В этой рупорной системе всего один динамик, но с тремя диффузорами, для НЧ, СЧ и ВЧ.
А необычная рупорная акустика фирмы Ferguson Hil изображена в начале статьи. Цена этой системы около $10 000.
Ну, а если очень захочется, то все жилище можно превратить в рупорную стереосистему. Этой шуткой мы и закончим повествование.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Довелось слышать, будто на дне озера Чебаркуль ищут не просто обломки метеорита, упавшего здесь 15 февраля 2013 года, а… «летающую тарелку». Так ли это на самом деле?
Да, прошедшей зимой в том месте, где в озеро упал метеорит, снова делали прорубь и спускали водолазов. Тут же прошел слух, будто они ищут обломки «летающей тарелки». Однако на самом деле водолазы исследовали дно, пытаясь найти новые осколки метеорита. Здесь же работали ученые, которые исследовали образцы грунта и магнитное поле.
— Дело в том, что самый большой кусок нам даже не дали толком исследовать, сразу положили под стекло в музее, — полушутя-полусерьезно пожаловался декан физического факультета Челябинского государственного университета Александр Дудоров. — Вот и приходится искать новые обломки, чтобы довести исследования до конца.
Что же касается «летающих тарелок», то местный энтузиаст Николай Мельников обещал тому, кто предоставит ему хоть маленький ее обломочек, большую банку квашеной капусты. За призом пока никто не приходил.
Несколько лет назад на севере Иордании в одной из пещер была обнаружена удивительная библиотека — 70 медных и свинцовых листов, скрепленных между собой проволокой, содержат записи, относящиеся к началу первого тысячелетия нашей эры. Почему же о столь сенсационной находке заговорили только сейчас?
Дело в том, что сенсационная находка была обнаружена частным образом. Крестьянин, нашедший реликвию, не спешил отдать ее в распоряжение археологам и историкам, а решил продать тому, кто больше заплатит. И когда объявился покупатель, находку вывезли в Германию контрабандой. Теперь новый владелец листов клянется, что они уже 100 с лишним лет принадлежат его семье. Власти же Иордании, с территории которой была вывезена находка, пытаются вернуть артефакты.
Пока суды разбираются, что к чему, исследователи, с позволения нынешнего владельца, занялись расшифровкой древних манускриптов. Пока удалось только выяснить, что буквы на свинцовых страницах не вырезаны, а наплавлены. Книги написаны на нескольких языках — арамейском, древнееврейском и древнегреческом. Встречаются и иероглифы. Большая часть текста зашифрована, так что работа предстоит долгая.
Первые исследования показали, что свинцу, из которого изготовлены страницы, действительно не меньше 2 тысяч лет. А вот те тексты, которые удалось расшифровать, вызвали удивление. Дело в том, что часть из них представляют собой копии уже известных древних надписей, а часть вообще оказалась абракадаброй.
Так, специалист по греческой эпиграфике Питер Тонеманн (Оксфордский университет) в процессе изучения текстов обратил внимание на следующую надпись, сделанную на древнегреческом языке: «… Не печалиться и здравствовать! Авгарь, также известный под именем Эйсиона.» Оказалось, что эта же надпись имеется на надгробной плите, находящейся сейчас в Археологическом музее Аммана (столицы Иордании). То есть, возможно, она была просто скопирована мистификаторами. А некоторые тексты в найденных книгах, по мнению Тонеманна, представляют собой бессвязный набор слов и символов, взятых с древних греческих и еврейских монет.
Все это вызвало у экспертов подозрение, что находка представляет собой подделку, которая была изготовлена с целью получить побольше денег с незнающего покупателя. Что, собственно, и удалось. А вот говорить о перевороте в истории христианства, похоже, еще рано.
ДАВНЫМ-ДАВНО
Люди постарше еще помнят пишущие машинки и их непременный атрибут — копировальную бумагу, или копирку.
Первый патент на «аппарат, производящий копии оригинальных записей», получил в 1806 году житель Лондона Ральф Веджвуд. На самом деле его «аппарат» представлял собой всего лишь лист тонкой бумаги, который перед применением пропитывался жидкой краской — чаще всего угольной или сажевой, — а потом высушивался между 2 листами фильтровальной или промокательной бумаги. Усовершенствовал копирку француз Л. Эрмит. В сентябре 1810 года он получил патент № 423. Суть усовершенствования сводилась к тому, что теперь краской покрывалась лишь одна сторона копирки.
Поделиться книгой: