30 июля 2011 г.

"Нефизический" фонтан

Неправильный водопад в «Неправильном саду»

В 2003 году в рамках всемирно известного цветочного шоу в Челси среди прочих экспозиций был представлен «Неправильный сад» («Wrong Garden»). И главным коньком экспозиции или ее, без преувеличения сказать, сердцем была разработанная известным английским изобретателем Джеймсом Дайсоном (James Dyson) модель фонтана, вызвавшего у публики особый интерес и приведшая в недоумение даже привыкших ко всему британцев.
Конечно, будучи частью «Неправильного сада», фонтан также должен был стать неправильным.
На этот счет талантливый изобретатель постарался на славу, и у него получилась действительно уникальная конструкция, в которой все, казалось бы, противоречило логике. Состоял фонтан из четырех прозрачных стеклянных бассейнов с поднимающимися кверху уступами. В совокупности своей бассейны образовывали причудливый квадрат.
Вода в неправильном фонтане циркулировала от подножия бассейна к его вершине, после чего она с уступа струей низвергалась вниз и попадала в подножие следующего бассейна. Далее описанный процесс повторялся бесчисленное количество раз.

Позднее Джеймс Дайсон признался, что создать подобную конструкцию, которая вроде бы опровергает известные физические законы, он решился под впечатлением от картины знаменитого голландского художника Мориса Эшера «Водопад». Хотя, по мнению некоторых специалистов, в данном случае уместнее было бы вспомнить другую работу упомянутого художника – гравюру «Подъем и спуск», где запечатлена иллюзия невозможного движения.
Чтобы посмотреть на фонтан Дайсона и попытаться разгадать, в чем же заключается секрет конструкции, в «Неправильный сад» выстраивались огромные очереди. Многие посетители, не веря своим глазам, выдвигали тогда самые разнообразнейшие и порой даже смешные гипотезы. В общем, ажиотаж был тот еще…
Однако, как водится, на самом деле никакого особого секрета у фонтана не было. И уж тем более никакие законы физики, известные каждому еще со школьной скамьи, не попирались. А то, что представлялось глазам изумленных зрителей, было всего лишь оптической иллюзией.
Дело в том, что каждый из бассейнов сверху был закрыт стеклянной крышкой, но посетители в большинстве своем эту деталь не замечали. Внутри бассейнов под давлением насосов вода поднималась вверх к открытой горловине, которая сконструирована была таким образом, что большая часть воды, словно водопад, стекала вертикально вниз к основанию следующего резервуара. Однако это еще не все – наряду с описанным процессом очень тонкая струя воды текла обратно по скату стеклянной крышки к предыдущему бассейну.
Интересно отметить также и то, что внутри резервуаров циркулировала не только вода, но и сжатый воздух в виде многочисленных пузырьков. Именно они, двигаясь под крышкой каждой емкости, создавали иллюзию, будто вода течет не вниз, а вверх. При помощи пузырьков конструкторам удалось, в том числе, эффектно «спрятать» и сами стеклянные крышки бассейнов.
Справедливости ради следует отметить, что создать искусную оптическую иллюзию Дайсону помог работающий в его компании инженер Дерек Филлипс (Derek Phillips). Последнему, для того чтобы построить небольшую и прозрачную конструкцию фонтана, понадобился целый год. Но конечный результат стоил затраченного на всю работу времени.
Хочется верить, что “Неправильный фонтан” нашел свое применение в жизни и радует глаз новым хозяевам.

bloglandshafta.com

8 мая 2011 г.

Батарейка из фруктов

Чтобы сделать гальванический элемент нам необходимо: два электрода, окислитель, восстановитель и электролит.

Возьмем три пластинки: медную, железную и магниевую - они будут служить электродами. Чтобы измерить напряжение, нам необходим вольтметр, для этих целей вполне подойдет цифровой (или аналоговый) тестер. А в качестве "стакана" с электролитом мы используем большой и красивый... апельсин. Сок фруктов и овощей содержит растворенные электролиты - соли и органические кислоты. Их концентрация не очень высока, но нас это вполне устраивает.

Итак, положим апельсин на стол и воткнем в него три наших электрода (медный, железный и магниевый). К каждому из электродов предварительно прикрепите по проводку (для этого удобно пользоваться "крокодильчиками"). Теперь присоедините контакты тестера к медному и железному электроду. Прибор покажет напряжение около 0.4-0.5 В. Отсоедините контакт от железного электрода и подключите его к магниевому. Между медным и магниевым электродами возникнет разница потенциалов около 1.4-1.5 В - примерно как у "пальчиковой" батарейки. И наконец, гальванический элемент железо-магний даст напряжение около 0.8-0.9 В. Если поменять контакты местами, то показаниях прибора изменится знак ("+" на "-" или наоборот). Другими словами, ток потечет через вольтметр в противоположном направлении.


Батарейка из апельсина Смотреть (9.9 Мб, .avi )
Батарейка из луковицы Смотреть (7.2 Мб, .avi )
Батарейка из яблока Смотреть (5.7 Мб, .avi )
Батарейка из грейпфрута Смотреть (6.6 Мб, .avi )


Вместо апельсина можно использовать грейпфрут, яблоко, лимон, луковицу, картофель и многие другие фрукты и овощи. Любопытно, что батарейки из апельсина, яблока, грейпфрута и луковицы давали довольно близкие значения напряжения - разница не превышала 0.1 В. Восстановителем в нашем случае служит железо или магний, окислителем - ионы водорода и кислород (которые содержатся в соке). Обратите внимание, что железо в гальваническом элементе медь-железо заряжено отрицательно, а в элементе железо-магний - положительно. Если у вас нет магния, эксперимент можно провести и с двумя электродами - медным и железным. Вместо железа можно взять цинк или кусочек оцинкованной жести. Цинковый электрод должен дать большую разность потенциалов с медью и меньшую с магнием.

В случае цитрусовых, эксперимент выглядит особенно красиво, если разрезать плод поперек, так, чтобы были видны "дольки" и вставить в них электроды (обычно так разрезают лимон). Если плод разрезать вдоль, это будет выглядеть не так эффектно.






Приведенные цифры не следует воспринимать как абсолютные. Напряжение нашей батарейки зависит от концентрации ионов водорода (а также - других ионов) в соке фруктов и овощей, скорости диффузии кислорода, состояния поверхности электродов и других факторов. Напряжение сделанной вами батарейки может значительно отличатся от того, что наблюдалось в данном эксперименте. Можно соединить несколько фруктовых батареек последовательно - это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых фруктов (см. схему ниже). Предлагаю вам сделать этот эксперимент самостоятельно.

how-make.ru