Lustro teleskopowe. Rysunek, opis

DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Darmowa biblioteka / Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Lustro teleskopowe. Laboratorium naukowe dla dzieci

Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Wiele podręczników dla astronoma-amatora mówi, jak samodzielnie wykonać najprostszy teleskop zwierciadlany. W tym teleskopie rolę obiektywu pełni zwierciadło wklęsłe. A największą trudnością jest zrobienie tego lustra w domu. Proces ten jest złożony, wymagający wykonania urządzeń do szlifowania i polerowania, srebrzenia grubych półfabrykatów szklanych. Czy można zrobić coś inaczej? Spróbujmy zrobić lustro z… metalizowanej folii lavsan.

Aby lepiej zrozumieć, jak można to zrobić, wyśnijmy. Wyobraź sobie, że trzymamy w dłoniach puszkę bez jednego dna, na którą mocno naciągnięta jest nasza folia. Chociaż jest to płaska powierzchnia lustra. Co się stanie, jeśli ciśnienie w słoiku spadnie poniżej ciśnienia atmosferycznego? Folia będzie się wyginać. Tak więc okazała się wklęsła posrebrzana powierzchnia. Pomysł jest prosty - oznacza to, że można spróbować zrobić w ten sposób zwierciadło do teleskopu. Ale najpierw opracujmy projekt „puszki”. I zastanówmy się, jak iz czym stworzymy wymagane rozrzedzenie wewnątrz, aby uzyskać powierzchnię o pożądanej krzywiźnie. Rezerwacji dokonamy od ręki: celowo nie ograniczymy Cię do wyboru rozmiarów, materiałów i innych szczegółów, tylko wskażemy główny kierunek poszukiwań.

lustro teleskopowe

Wariant projektów „puszki” pokazano na rysunku 1. Jest to cylindryczne szkło, toczone na tokarce z pleksi. Maszyna posiada wylot, który później będzie potrzebny do pompowania powietrza. Pierścionek to kolejny szczegół projektu. Wykonany jest z tego samego materiału co szkło. Pierścień opuszcza się od góry na folię naciągniętą na krawędzie szkła i hermetycznie ją zaciska.

Teraz pomyślmy o sposobie wypompowania powietrza ze szklanki. Najłatwiejszym rozwiązaniem jest zakup pompy tłokowej. A może spróbuj zrobić to sam? Jak? Przypomnij sobie, jaki ciekawy przypadek spotkał słynnego fizyka Daniela Bernoulliego. W pokoju pod sufitem znajdował się otwarty właz. Pewnego dnia przez ten właz wiał silny wiatr. Chcieli zamknąć właz tarczą. A kiedy mężczyzna zaczął wchodzić po schodach z tarczą uniesioną nad głową, wiatr uniósł tarczę i przycisnął ją do włazu. Teraz, znając efekt Bernoulliego, możemy łatwo wyjaśnić, co się stało. Spróbujmy wykorzystać cofające się działanie strumienia powietrza w domowej pompie strumieniowej.

Pomysł tutaj jest bardzo prosty. Strumieniowa pompa wodna składa się z cylindra z trzema wylotami (patrz schemat na ryc. 2).

Woda jest dostarczana przez jeden z wylotów, wypływa przez drugi, a trzeci wylot jest podłączony do pojemnika, z którego należy usunąć gaz. Taki obraz obserwujemy patrząc na pompę z zewnątrz. Co dzieje się wewnątrz balonu? Jak wiadomo, kiedy ciecz przepływa przez rurę o zmiennym przekroju, jej prędkość jest większa tam, gdzie rura jest węższa, a im większa prędkość, tym niższe ciśnienie wewnątrz cieczy. Mówi nam o tym prawo Bernoulliego. Strumień wody wypływający ze zwężonej części rurki wewnątrz cylindra ma dużą prędkość, wewnątrz strumienia tworzy się strefa niskiego ciśnienia. Powietrze jest zasysane przez przepływ i odprowadzane wraz z wodą z cylindra. Tylko? Następnie zacznijmy robić pompę.

Ryż. 1. Puszka bez jednego dna, na którą mocno naciągnięta jest folia. Jeśli ciśnienie w puszce spadnie poniżej ciśnienia atmosferycznego, folia opadnie.

Ryż. 2. Strumieniowa pompa wodna składa się z cylindra z trzema wylotami. Woda jest dostarczana przez jeden z wylotów, woda wypływa przez drugi, a trzeci wylot jest podłączony do pojemnika, z którego należy usunąć gaz.

Ryż. 3. Konstrukcja pompy strumieniowej wody.

Ryż. 4. Możesz obejść się bez pompy strumieniowej. Przed naciągnięciem folii zaciskamy otwór w dnie etui i napełniamy go wodą. Teraz musisz mocno naciągnąć folię i powoli spuścić wodę - ciśnienie nad powierzchnią spadnie, a folia zostanie wciągnięta do wewnątrz.

Ryż. 5. Schemat eksperymentu.

Jego konstrukcję pokazano na rysunku 3.

Z pleksi konieczne jest wyrzeźbienie cylindrycznego szkła. Wywierć otwór w dnie szklanki, w który wkładamy rurkę. Na krawędzi wykonamy rowek na osłonę. Na bocznej powierzchni szyby, mniej więcej w połowie jej wysokości, wywiercimy otwór na rurkę, która zostanie podłączona do opróżnianego zbiornika. Rury o zmiennym przekroju mogą być również obrabiane z pleksi. Aby uzyskać ciśnienie w węższej części rurki wystarczające do działania pompy, najwęższe i najszersze odcinki rurek muszą różnić się powierzchnią około 4 razy. Będziesz także potrzebował osłony z pleksiglasu i gumowej uszczelki do uszczelnienia. Złóżmy konstrukcję. Przyklej rurki do przygotowanych dla nich otworów w szkle i pokrywce (użyj żywicy epoksydowej do uszczelnienia). Zamknij szczelnie pokrywę za pomocą gumowej uszczelki. Podłącz pompę do kranu z wodą i pompowaną objętość za pomocą gumowych węży. Regulując prędkość strumienia wody, możemy kontrolować ciśnienie, a tym samym krzywiznę lustra.

W tym celu konieczne jest podłączenie do pompy wylotu przewidzianego do wypompowywania gumowym wężem. Po uzyskaniu krzywizny wąż należy zacisnąć zaciskiem - i lustro gotowe.

Czy można obejść się bez pompy? Spójrz na rysunek 4.

Przed naciągnięciem folii zaciskamy otwór w dnie korpusu „lustra” i napełniamy go wodą. Jeśli teraz mocno rozciągniemy folię i zaczniemy stopniowo spuszczać wodę, wówczas ciśnienie nad powierzchnią cieczy spadnie, a folia zostanie wciągnięta do wewnątrz. Możesz nawet zrobić mały research - znaleźć zależność ogniskowej lustra od ilości wylewanej wody. Schemat takiego badania pokazano na rycinie 5. Będziesz potrzebował stojaka na chemikalia, zlewki, soczewki, żarówki. Rozcięcie, ekran i stojak na „lustro” zrób sam. W wyniku doświadczenia sporządzić wykres: na osi odciętych wykreślić objętość wody wlanej do zlewki (w mililitrach), a na osi rzędnych ogniskową zwierciadła (w centymetrach). Ten wykres pomoże ci dość dokładnie obliczyć ogniskową lustra.

Autor: I.Nedosekina

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci:

▪ tsunami

▪ Ładunek statyczny na poruszającym się obiekcie

▪ Czy było trzęsienie ziemi?

Zobacz inne artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Fale dźwiękowe to źródła ujemnej grawitacji, które mają ujemną masę 30.08.2018

Z punktu widzenia fizyki klasycznej, znanej nam od czasów szkolnych, fale dźwiękowe nie są nośnikiem masy. Przenoszą jedynie impuls energii, który powoduje, że atomy lub cząsteczki substancji, przez którą przechodzą, wibrują. Jednak naukowcy z Columbia University po serii teoretycznych badań i obliczeń ustalili, że fale dźwiękowe, reprezentowane jako quasicząstki - fonony, nie tylko mają masę, ale wytwarzają bardzo słabe pole grawitacyjne. Ponadto, zgodnie z wynikami tych obliczeń, fonony mają masę ujemną iw konsekwencji generują ujemną grawitację.

Pierwsza wskazówka, że fale dźwiękowe mają niezerową masę, zawiera tak zwana teoria cząstek punktowych. Zgodnie z tą teorią fonony znajdujące się w ośrodku cieczy nadciekłej (nadciekłej) w temperaturze bliskiej zeru bezwzględnego są narażone na działanie sił grawitacyjnych, natomiast siła oddziaływań zależy wyłącznie od energii (pędu) fononu i równanie opisujące stan nadcieczy. Jeśli za podstawę przyjmiemy tradycyjne równania, to wielkość oddziaływań fononowych i grawitacyjnych odpowiada ujemnej masie kwazicząstki, tj. na przykład pod wpływem ziemskiej grawitacji trajektoria fononu ugina się w górę.

Efekt ten jest absolutnie równoważny ze standardowym efektem załamania opisanym przez prawo Snella. W obecności grawitacji ciśnienie nadcieczy zależy od głębokości, a ciśnienie z kolei zależy od prędkości propagacji fal dźwiękowych. W rezultacie fonony w nadcieczy nie poruszają się prostoliniowo, a odchylenie to bardzo dobrze opisuje obecność „masy grawitacyjnej” fononu.

Obliczenia masy fononowej wykazały, że ma ona bardzo małą wartość. Jeśli weźmiemy nadciekły hel-4 i stworzymy w nim fonon o bardzo dużej energii dla tego typu cząstki (1 KeV/c), to jej masa wyniesie 1 GeV/c2, czyli nie więcej niż masa jednego atomu helu.

Teraz naukowcy opracowują układ eksperymentalny, za pomocą którego można wykryć i zbadać w praktyce efekt „masy grawitacyjnej” fononu. Zakłada się, że rolę nadcieczy w tej instalacji będzie pełnić chmura przechłodzonych atomów (kondensat Bosego-Einsteina) lub określone gazy molekularne, które można wykorzystać do uzyskania niskich wartości prędkości fal dźwiękowych.

Jedną z przeszkód, jakie stoją na drodze naukowców, jest to, że współczesne zegary atomowe i grawitometry kwantowe mogą wykrywać zmiany w polach grawitacyjnych o wartości co najmniej kilku ułamków nm/s2. To nie wystarczy, aby dokonać pomiarów masy fononów, a naukowcy będą musieli uciekać się do kilku sztuczek, aby wzmocnić badany efekt. W przeciwnym razie będą musieli dość długo czekać, aż pojawią się metody pomiarowe nowej generacji, które mają akceptowalny próg czułości.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Thecus N2810 Pro NAS

▪ Czujnik obrazu Sony IMX323LQN

▪ Centrum sterowania inteligentnym domem IKEA DIRIGER

▪ Zmiany klimatyczne wpłynęły na smak piwa

▪ Sterowniki LED o wysokiej jasności

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów

▪ artykuł oskarżam! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jakiego koloru jest skóra niedźwiedzia polarnego? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł o azalii. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Trójelementowa antena kierunkowa z polaryzacją pionową (HB9RU). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Zasilacz z timerem, 220/9 V 250 miliamperów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn