Юный техник, 2009 № 02

В 1867 г. немецкий физик Август Теплер создал прибор, позволяющий видеть самые незначительные оптические неоднородности. Он почти не отличается от проектора и в простейшем случае может состоять из двух линз.

Вот как он работает. Луч света проходит через первую линзу, фокусируется, и изображение лампы попадает на некую преграду (диафрагму), которая близка к нему по размерам и форме. Дальше луч пройти не может, на экране темно. Но если за первой линзой поместить оптически неоднородный предмет, то фокусировка нарушится и часть света пойдет в обход диафрагмы. На экране появится изображение предмета.

Если первую линзу кольцами раскрасить по зонам (например, середина красная, далее зеленая), то на экране появится яркое, контрастное изображение, окрашенное в условные цвета. На рисунке мы даем размеры проектора, рекомендованные известным немецким физиком Р.В. Полем. Он позволяет наблюдать потоки воздуха, диффузию жидкостей, процессы растворения.

При помощи такого прибора А.Теплер наблюдал звуковые волны.

Подобную установку можно сделать на базе универсального школьного проектора, допускающего передвижение конденсорных линз. Расстояние между первой линзой и лампой должно быть равно фокусному расстоянию линзы; это позволит получить пучок света, близкий к параллельному. При помощи второй линзы добейтесь действительного изображения лампы, а затем перекройте его прямоугольной диафрагмой. Далее поставьте объектив.

Если в промежуток между конденсорными линзами внести, например, горящую свечу, то конвекционные потоки воздуха от ее пламени станут отчетливо видны на экране.

Таким же образом в этом приборе можно использовать столик для горизонтальной диапроекции. Если над ним расположить прямоугольную диафрагму, то, поставив на столик чашку с плоским прозрачным дном, получим миниатюрную волновую ванну, в которой можно показывать те же опыты, что обычно показывают в ваннах, занимающих половину стола.

Теперь несколько слов о наблюдении прозрачных микроорганизмов без их окрашивания. Для этого в столике микроскопа устанавливают «конденсор темного поля», разработанный почти полтора столетия назад немецким оптиком Эрнстом Аббе (1840–1905). По принципу действия он напоминает прибор Теплера.

Напомним, что препарат, который мы рассматриваем под микроскопом, обычно находится в капле воды или масла между двумя стеклами — предметным и покровным. В конденсоре Аббе особая линза направляет свет вдоль поверхности столика микроскопа таким образом, что он испытывает полное внутреннее отражение от верхней поверхности покровного стекла и не попадает в объектив. Поле зрения кажется темным. Если же в жидкости между стеклами оказывается микроорганизм, коэффициент преломления которого отличается от коэффициента преломления воды, то полное внутреннее отражение нарушается. Свет проходит через поверхность стекла, и контуры клетки начинают ярко светиться на темном поле. При этом, кстати, четко отмечается странный и не нашедший пока объяснения эффект: плазма и ядро погибших клеток ярко светятся, тогда как у живых они почти бесцветны.

Схема прибора Теплера:

_{1— источник света; 2— линза с фокусным расстоянием 1 м и диаметром 12 см; 3— прозрачный объект; 4— диафрагма; 5— объектив; 6— экран.}

Если перед объективом проектора поставить диафрагму и на ней получить изображение лампы, то небольшая кювета с прозрачным дном заменит волновую ванну метровой длины.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Детекторный… для низкоомных наушников

Для начала простейший детекторный приемник — самая подходящая конструкция. Но вот незадача: более или менее громко он работает с высокоомными телефонами (наушниками) с сопротивлением постоянному току 3,6…4,4 кОм.

Такие телефоны еще выпускают, но на прилавке каждого магазина они не лежат, это уж точно. Зато много низкоомных наушников для плееров, проигрывателей компакт-дисков и тому подобных устройств.

Их можно использовать, применив понижающий трансформатор на выходе приемника, как это сделано в трансляционных громкоговорителях. Но найти подходящий трансформатор тоже проблема, от больших и тяжелых «трансов» отказываются даже в блоках питания современной радиоэлектронной аппаратуры, заменяя их полупроводниковыми импульсными инверторами. Может быть, и нам поступить так же? Посмотрим, как работает понижающий импульсный инвертор постоянного тока (рис. 1).

Основа его — транзисторный ключ S1, замыкаемый часто, но на очень короткие промежутки времени (рис. 2, верхний график).