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 непрерывным.
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.
Найденную ширину трубы отложите вдоль нижнего обреза картонной выкройки. А другой размер выкройки — толщину трубы — возьмите по короткой стороне зеркала. Затем отложите еще раз ширину и еще раз толщину. Такие же самые отметки сделайте и на противоположном краю выкройки.
Возьмите большую линейку или ровную дощечку и проведите по ней четыре линии, соединяющие отметки на папке. Три из этих линий надрежьте по линейке концом ножа. По четвертой линии отрежьте готовую выкройку от папки. Выкройка состоит из четырех полос. Напишите на них цифры 1, 2, 3, и 4, начиная от угла, где приклеена бумага в клеточку.
Сверните выкройку по надрезам в четырехугольную трубу и склейте ее, наложив на стык полоску бумаги, смазанную клеем.
Труба нашего перископа имеет на концах два одинаковых колена. Материал для них — оставшаяся часть канцелярской папки.
Отрежьте полосу картона шириной в 10 см. Склейте из нее еще две трубы так, чтобы они плотно надевались на первую. Это — заготовки колен.
Поставьте трубу одним концом на стол. Положите на стол колено и придвиньте его конец вплотную к трубе. Отметьте то место, где верх колена прикасается к трубе.
Теперь колено поставьте стоймя, а трубу положите на стол. Придвиньте конец трубы к колену и сделайте на колене карандашную отметку.
Отчеркнутые части сторон трубы и колена нужно вырезать, чтобы получились окошки. Колено и конец трубы, к которому оно подогнано, обозначьте крестиком, чтобы потом не путать.
Точно то же самое проделайте с другим концом трубы и вторым коленом. Только не забудьте, что это колено должно смотреть в противоположную сторону.
Положите трубу на край стола окошком к себе. Вдвиньте в нее одно из зеркал и поставьте так, чтобы его край совпал с открытым краем окошка. Поверните зеркало, чтобы в нем был полностью виден просвет на противоположном конце трубы. Придерживая зеркало в найденном положений, прочертите вдоль его сторон линии внутри трубы.
После этого поверните трубу другим окошком к себе и снова проделайте такую же операцию с зеркалом. Подберите четыре ровные, прямые спички и приклейте их внутри трубы по проведенным линиям. Спички нужны для того, чтобы зеркала держались в найденном положении и не проваливались внутрь. Когда клей высохнет, вложите зеркала на место. Проверьте, правильно ли они стоят. Если посмотреть в одно зеркало, то в самой его середине должно быть видно другое.
Осталось поставить на место оба колена. Смажьте их бока изнутри клеем и надвиньте на концы трубы. На внутренних и наружных углах могут остаться щели. Заклейте их полосками бумаги. Перископ готов (рис. 46).
Рис. 46. Общий вид перископа и схема его действия.
В наш перископ видно немного. Это потому, что зеркала маленькие.
Если достанете зеркала побольше, можно сделать очень удобный большой перископ. В него можно будет смотреть двумя глазами сразу. Такой перископ особенно хорош на спортивных соревнованиях и других мероприятиях, где присутствует много людей. Вместо того чтобы протискиваться в первые ряды зрителей, вы сможете хорошо все видеть через головы взрослых.
Зеркала нужны размером не меньше чем 90X90 мм. Длина трубы тоже нужна большая. Для того чтобы смотреть через головы взрослых, нужна труба в полметра. Можно, конечно, сделать и еще больше, но этим не следует увлекаться. Чем длиннее труба, тем меньше получается поле зрения.
Труба размечается точно таким же образом, как и для маленького перископа. Делать ее придется из листа плотного картона: канцелярская папка слишком мала.
Колена для большого перископа не нужны. Сделайте просто открытые отверстия, почти во всю ширину трубы. Высота верхнего отверстия должна быть равна двум третям высоты зеркала. А для нижнего отверстия достаточно одной трети или даже четверти.
В маленьком перископе колена закрывали трубу сверху и снизу. Здесь придется вклеить в нее два днища из картона.
Большие зеркала на спичках держаться не будут. Вклеивайте их в трубу на картонных угольниках.
Чертежей большого перископа мы здесь не даем. После того как сделаете маленький перископ, вам и без чертежей все будет понятно.
Зрительная труба и телескоп
Увеличение, даваемое зрительной трубой, определяется по приближенной формуле:
Увеличение = Сила окуляра/Сила объектива
Окуляром называется стекло (или система стекол), обращенное к глазу наблюдателя. Объективом называется стекло (или система стекол), обращенное к наблюдаемому предмету, то есть к объекту наблюдения.
Оптическую силу стекол принято измерять в диоптриях. Для объектива описываемого здесь телескопа необходимо увеличительное стекло силой 1,25—1,50 диоптрии, для окуляра — 20 диоптрий. Телескоп при этом будет давать увеличение в тринадцать — шестнадцать раз.
Можно сделать телескоп с окуляром из вогнутого стекла. Его увеличение будет определяться по той же формуле. Это — так называемая труба Галилея. Для земных наблюдений она удобнее, потому что дает не перевернутое, а прямое изображение предмета.
Увеличение для земных наблюдений нужно в четыре— восемь раз, как у бинокля. Для того чтобы труба получилась покороче, увеличение ее выгодно уменьшить не за счет окуляра, а за счет объектива.