Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 02

Поговорим теперь о снежинках (рис. 1).

Все они разные, одна красивее другой. Но у всех у них лучи расходятся строго под углом в 60°, и все шесть концов снежинки совершенно одинаковые, что связано со структурой молекул воды. Снежинки состоят из мелких ледяных кристалликов. Разнообразие форм снежинок огромно, насчитывает несколько тысяч! Есть любители, всю жизнь создающие огромные коллекции фотографий одних только снежинок.

При сильном ветре у снежинок обламываются лучи, и они превращаются в снежную пыль. В тихую погоду и слабый мороз снежинки собираются в хлопья. Иногда идет активное испарение ледяных кончиков снежинок, и они превращаются в ледяные шарики. Встречаются снежинки и в виде длинных игольчатых кристаллов. Вероятно, такая льдинка попала в глаз Каю, герою сказки «Снежная королева».

Как объяснить то, что снег белый, хотя он состоит из прозрачных кристалликов льда — снежинок? Приглядитесь: острые иголочки снежинки имеют множество граней. Свет отражается как от их внешних, так и внутренних поверхностей, часто происходит его полное внутреннее отражение. Свежевыпавший снег отражает более 90 % света, поэтому он ослепительно белый. Но белизна снега зависит от его плотности! Плотность же снега может меняться (от 30 до 800 кг/м 3) более чем в 25 раз! Старый снег уплотняется, уменьшаются воздушные зазоры между снежинками, и он темнеет.

Достаточно рыхлый снег так же плохо проводит тепло, как вата. Это позволяет животным спать под снегом, спасает от стужи корни растений. Свойство снега сохранять тепло используется жителями Крайнего Севера для строительства временных жилищ — иглу (рис. 2).

Они быстро возводят их, вырезая из снега большие прямоугольные блоки. Главный инструмент при строительстве — нож. Для возведения иглу не требуется связующих материалов. Снег под собственным давлением подтаивает и тут же замерзает, образуя монолит. А вообще мы с вами плохо знаем, что такое снег. Вот эскимосы — Другое дело. В их языке для обозначения видов и сортов снега имеется около ста семидесяти терминов, большей частью не переводимых ни на один язык мира!

В морозный день можно наблюдать необычные оптические явления: световые столбы, радугу и цветные круги около солнца. Это явление дифракции на ледяных иголках в воздухе.

Днем 27 декабря 2002 года в Москве наблюдалось исключительно редкое для нашей широты явление — гало. На рисунке 3 — старинное изображение гало. Солнце было окружено семицветным кольцом. Гало могут выглядеть и иначе, как радужные светящиеся кольца, кресты, столбы, ложные солнца или луны — два, четыре, восемь. Оно наблюдается, когда в воздухе присутствуют одинаково направленные струями воздуха ледяные кристаллики в виде шестигранных призм.

Снег, вы понимаете, образуется в результате замерзания паров воды. Воздух в морозные дни становится чрезвычайно сухим и быстро летящий снег электризуется. Поэтому в снежные бури железные предметы, проволочные изгороди, самолеты заряжаются отрицательно. На них может накапливаться заряд такой величины, что представляет опасность для людей и животных.

В сильный мороз необычные электрические явления можно видеть и дома. Рубашки из синтетических тканей прилипают к телу, искрят, когда снимаете. Ночью можно видеть «молнии» длиною до пятидесяти сантиметров, которые создаются одеялом из шерсти с синтетикой. Это соответствует электрическому напряжению в 600 тысяч вольт! К счастью, при разряде получаются неопасные для человека токи, равные миллиардной доле ампера. При этом, правда, возникают электромагнитные волны, способные выводить из строя или «обнулять» электронные часы. Не исключено, что более тонкая электроника: цифровые фотоаппараты и микрокомпьютеры — от подобных ночных молний могут выходить из строя.

Г. ТУРКИНА

Рисунки И. ТУРКИНОЙ

Сканер — глаза компьютера. С его помощью можно вводить в компьютер любую графическую информацию — тексты, графики, фотографии…

Прибор этот вроде бы оптический, но в нем нет ни одной линзы. Чтобы лучше понять принцип его работы, полезно вспомнить об одном старинном устройстве. В начале 30-х годов, в эпоху механического телевидения, на Московском телецентре, в темном зале, стоял специальный прибор, который узким световым лучом ощупывал находящуюся перед ним сцену. Отраженный свет улавливался фотоэлементом. Возникавший в нем ток зависел от яркости места, куда в тот или иной момент попадал крохотный световой зайчик. Так создавался сигнал изображения.

Современные сканеры действуют схожим образом. Только в нем установлены целые матрицы из многих тысяч фотоэлементов, выстроенных в несколько рядов-строк. И изображение сканер ощупывает узкой длинной световой строкой, которая является отражением специальной лампы и создается медленно поворачивающимся зеркалом.

Сканирование происходит по строкам, а из множества сканированных строк складывается изображение. Отражение строки через систему зеркал проецируется на светочувствительную матрицу (см. рис. 1).

Рис. 1. 1— датчик изображения; 2— линза; 3— оригинал; 4— планшет сканера; 5— люминесцентная лампа; 6— зеркало.

Чтобы увеличить разрешающую способность сканера и послать в компьютер цветной образ, перед матрицей ставят линзу, которая растягивает и расщепляет изображение на 3 цвета. После линзы узкая и длинная строка становится прямоугольной.

Матрица сканера имеет 6 строк. Они состоят из светочувствительных пикселей, расположенных в шахматном порядке (рис. 2).

Рис. 2

На каждые 2 строки матрицы проецируется только один цвет, и из этих 2 строк формируется одна строка определенного цвета. За счет того, что пиксели расположены в шахматном порядке (одна строка пикселей сдвинута относительно другой), разрешающая способность матрицы после сложения строк увеличивается в 2 раза.

Сканеры существуют трех видов — ручные, протяжные и планшетные. Самые распространенные — планшетные.