Крыши. Энергия, принесенная ветром. Велосипед-тандем-веломобиль...("Сделай сам" №4∙2004) - страница 66

Всего три-четыре десятка лет назад лазер был экзотической техникой, доступной лишь лабораториям и другим подобным учреждениям. А теперь он доступен каждому. За умеренную цену можно купить в магазине школьную указку, в основе которой находится полупроводниковый лазер.

С помощью такой лазерной указки можно сделать несложное устройство для наблюдения интересного явления — полного внутреннего отражения в струе воды.

Для изготовления этого устройства надо взять простую консервную банку 1 и у ее дна проделать аккуратное круглое отверстие 2 (рис. 1).

Рис. 1.Установка указки лазера в банке с водой (вариант 1)

Теперь напротив этого отверстия надо закрепить лазерную указку 3, излучающим концом в сторону отверстия. Если лазерная указка длиннее диаметра банки, то банку можно с боков сжать, чтобы указка поместилась в ней. Имея в виду, что наша банка будет заполнена водой 4, лазерную указку следует загерметизировать в тонком, прозрачном полиэтиленовом пакете, причем излучающий конец указки должен быть закрыт только одним слоем тонкого полиэтилена, так как полиэтилен частично поглотает и рассеивает луч лазерной указки.

Закрепить запакованную в полиэтилен лазерную указку можно с помощью пластилина 5 или закрепить ее на деревянной рейке и погрузить в банку, подведя излучающий конец указки к отверстию в банке.

Это, конечно, если устройство изготовлено только для опробования. Если же устройство предназначается для неоднократной демонстрации этого явления, тогда лазер-указку следует закрепить основательнее.

Можно сделать и иначе (рис. 2): лазерную указку 1 закрепим вертикально в верхней части банки 2 над водой. А луч от указки направим на зеркальце 3, от которого этот луч и отразится в текущей через отверстие 4 струе воды 5.

Рис. 2.Установка указки лазера над банкой с водой (вариант 2)

Теперь осталось наполнить банку водой и включить лазерную указку. Включить ее можно рукой, нажав кнопку 6 пальцем прямо в банке с водой. Можно включить лазерную указку и с помощью бельевой прищепки, прижав кнопку указки.

Удобнее всего для опытов, конечно, вывести выключатель проводниками наружу.

Теперь об опытах (см. рис. 1).

Сущность полного внутреннего отражения заключается в том, что лучи света 7, попавшие в струю воды 8, так по струе и распространяются, многократно отражаясь от ее поверхности внутрь струи воды.

Включаем указку-лазер и наблюдаем.

Возможны следующие варианты.

1. Вода в струе течет спокойно. Поверхность струи ровная, такой она достигает земли, пола. Такое течение называется ламинарным. В этом случае струя воды не светится, так как лучи света не выходят через ее поверхность. Это полное внутреннее отражение.

Но свет-то из струи должен куда-то деваться. Вот и возникает яркое пульсирующее свечение в месте падения струи воды на пол, землю, где струя воды разбивается (рис. 3).

Рис. 3.Полное внутреннее отражение света в струе воды

2. Струя как целое не достигает пола, а на некотором от него расстоянии разделяется на отдельные капли. В зоне образования капель нарушается полное внутреннее отражение, свет здесь выходит наружу и эта зона начинает ярко светиться, хотя сама струя до этой зоны может и не светиться (рис. 4).

Рис. 4.Струя воды разбивается на капли

3. Вода в струе течет бурно. при этом струя имеет неровную, изменяющуюся поверхность. В такой струе частично нарушается полное внутреннее отражение, часть световых лучей из струи уходит через ее неровную меняющуюся поверхность. При этом светится начальная часть струи, пока не высветится вся энергия светового потока (рис. 5).

Рис. 5.Свечение струи воды

Подобное устройство может оказаться не только игрушкой. Из него можно эффектно разливать вино и другие жидкости в бокалы друзей при встрече Нового года, на свадьбе и других торжествах.

Сделать такое устройство по силам каждому. А может кто из предпринимателей даст согласие на изготовление их промышленным способом?

А.И. Герасимов

Жизнь иногда заставляет человека при болезнях ног ходить, временно или постоянно опираясь на один или два ортопедических костыля. Это бывает и с детьми и с пожилыми людьми. С последними чаще. На нижний конец опоры стандартного костыля плотно надет резиновый наконечник, который несколько смягчает (амортизирует) удар на руку и подмышку при перестановке костыля, а главное, увеличивает его сцепление с поверхностью дороги, предохраняя костыль от скольжения. Однако в грязь, а особенно зимой, пешеходные дорожки часто покрыты плотным снегом или льдом, и потому резиновый наконечник не всегда спасает костыль от проскальзывания. Бывает, что при этом пешеход падает с неприятными дальнейшими последствиями для здоровья.