Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 07

Далее вырежьте из ватмана или тонкого картона полоску 60 см длиной и 2,5 см шириной. Склейте концы полоски, чтобы образовалось кольцо диаметром 18–19 см. Проделайте в середине полоски два отверстия, расположенные одно напротив другого по диаметру кольца. Пропустите в эти отверстия скрученные концы шпагата, на котором подвешен диск.

Одно отверстие сделайте в месте склейки полоски. Второе отверстие в полоске должно быть несколько побольше, чтобы шпагат проходил сквозь него свободно, без задержки. Наденьте картонное кольцо на шпагат так, чтобы склеенная часть кольца соприкасалась с фанерным диском. Приклейте картонное кольцо к фанере. Этот фанерный диск нужно подвесить строго горизонтально и так, чтобы бумажное кольцо оставалось круглым. При этом верхний край картонного кольца должен свободно перемещаться по шпагату вверх-вниз. Над кольцом на шпагате закрепите маленький хомутик из черной бумаги. Он должен сидеть плотно, но так, чтобы в случае необходимости его можно было передвинуть вверх-вниз по шпагату.

Теперь приступим к опыту.

Вставьте пониже верхней точки подвеса вашего прибора между веревками еще одну круглую палочку и хорошо закрутите диск с картонным кольцом. Когда вы его отпустите, он начнет быстро вертеться в обратную сторону на раскручивающихся веревках. Когда диск хорошо раскрутится, станет видно, что картонное кольцо немного сплющилось.

Этот опыт иллюстрирует, почему наша планета — вовсе не идеальный шар. Радиус Земли, проведенный от ее полюса до центра, отличается от «экваториального радиуса» на 21,383 км. А по расчетам Исаака Ньютона эта разница составляла 24 километра.

Ньютон полагал, что «раздувание» Земли у экватора произошло, когда она находилась в размягченном состоянии, постепенно превращаясь из жидкого огненного шара в твердую планету.

А вот почему она крутится вокруг собственной оси и ее ось наклонена к плоскости эклиптики (плоскости вращения вокруг Солнца) под углом 66 33,5’, у ученых есть несколько объяснений. Так, согласно одной из гипотез, импульс вращения вокруг собственной оси Земля, как и другие планеты, получила в процессе формирования Солнечной системы из некоего плазменно-пылевого облака. Наклон же оси наша планета получила в результате соударения с другим небесным телом, например, с Луной.

Сейчас же, поскольку из-за облачного покрова Земля неравномерно прогревается днем и остывает ночью, из-за землетрясений, океанических течений и иных причин она все время смещает свой центр тяжести, то и вращение ее вокруг собственной оси идет не совсем равномерно. Кроме того, имея дисбаланс вращения, наша планета и качается, словно волчок, из стороны в сторону. Наконец, на Землю действует своим притяжением и Луна.

НЕЗАМЕТНЫЕ СКОРОСТИ

Итак, мы с вами живем на гигантском волчке. Но мы не замечаем той огромной скорости, с которой Земля несется по своей орбите вокруг Солнца. Не замечаем мы и скорости, с которой Земля вращается вокруг своей оси.

Между тем, Земля несется вокруг Солнца со скоростью 29,765 км/с, или около 108 000 км/ч. Для сравнения: лучшие самолеты развивают скорость порядка 3000 км/ч, а искусственные спутники Земли — порядка 8 км/с.

Вращение же Земли вокруг своей оси приводит к тому, что жители экваториального пояса, сами того не замечая, мчатся со скоростью 1674 км/ч!

После аварии на японской атомной электростанции «Фукусима» индикаторы радиации (дозиметры) исчезли у нас из продажи или очень сильно подорожали, поскольку возникли подозрения, что из Японии могут поступать автозапчасти, морепродукты и другие товары, несущие следы радиации. В то же время, ничего сложного в индикаторе радиоактивности нет, и сделать его может каждый, кто умеет держать в руках паяльник.

Сначала несколько слов о радиоактивном распаде и вредных излучениях, которые его сопровождают. Радиоактивные излучения (радиацию) делят на три основных вида: α, β, и γ. Альфа-частицы (ядра гелия) самые медленные и тяжелые — их задерживает даже тонкий лист бумаги. Бета-частицы (электроны) легче, быстрее и имеют уже значительную проникающую способность. Гамма-кванты (порции электромагнитного излучения) летят со скоростью света и обнаруживаются на расстояниях многих метров от радиоактивного источника. Есть и множество других частиц, наблюдаемых при радиоактивном распаде и несущих опасность разной степени.

Обнаружить радиацию можно различными способами — по засветке фотопленки или фотобумаги, по световым вспышкам от пролетающих частиц на сцинтилляционном экране, но удобнее всего — с помощью счетчиков частиц, создающих электрический импульс при попадании в него частицы. Распространенные счетчики Гейгера — Мюллера состоят из герметизированной трубочки (катод) с протянутой по оси проволочкой (анод). Пространство внутри заполнено газом при низком давлении, чтобы легче происходил электрический пробой. Напряжение на счетчике (обычно 300–500 В) подбирают так, чтобы самостоятельного разряда не было и ток через счетчик отсутствовал. Но при попадании частицы она ионизирует газ, и между катодом и анодом возникает лавина электронов и ионов — генерируется импульс тока. Специально подобранный состав газа способствует прекращению разряда (самогашение), и через доли миллисекунды счетчик возвращается в исходное состояние.

На фотографии показан широко используемый в бытовых дозиметрах счетчик СБМ-20. Он чувствителен к бета- и гамма-излучению. Количество импульсов, регистрируемых им за 40 секунд примерно равно интенсивности радиации в микрорентгенах в час (мкР/ч). Естественный и совершенно безопасный фон радиации составляет обычно 12–16 мкР/ч.

Работу счетчика рассмотрим на примере очень простого самодельного индикатора, схема которого показана на рисунке 1.

Он состоит из двух отдельных блоков, собранных в небольших пластмассовых коробочках: сетевого выпрямителя (на схеме слева) и собственно индикатора (справа).

Для приведения индикатора в рабочее состояние блоки соединяют разъемом XI, а вилку блока питания включают на короткое время в сетевую розетку. При этом конденсатор СЗ заряжается до напряжения около 600 В и в дальнейшем служит источником питания для счетчика. Вынув вилку блока питания из розетки, отсоединяют блок питания от индикатора, а к контактам 2 и 3 разъема подключают высокоомные телефоны. Щелчок в телефонах указывает на пролет частицы через счетчик.