Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Интересно, насколько это горячо?» Или: «Интересно, насколько это холодно?» Если вы интересуетесь теплотой, то представьте себе круг вопросов, связанных с этим явлением, которые хотят прояснить ученые! Но первым шагом науки о теплоте должен стать вопрос: как ее измерить?
Таким образом, сама жизнь потребовала изобретения термометра. Кстати, «термо» означает «теплота», а «метр» – «мера». Таким образом, термометр – это «измеритель теплоты (или температуры)».
Основное требование к термометру: он всегда должен давать одинаковые показания при одинаковой температуре. Итальянский ученый Галилей понимал это, когда начал свои эксперименты около 1592 года (через 100 лет после открытия Колумбом Америки). Ему удалось сделать разновидность термометра, которую можно назвать «воздушным термоскопом». Он состоял из стеклянной трубки и полого шарика, наполнявшихся воздухом. Затем они нагревались, чтобы расширить воздух внутри, после чего открытый конец трубки помещался в какую-нибудь жидкость, например, в воду.
Воздух в трубке по мере охлаждения сжимался, и жидкость поднималась по трубке, стремясь занять его место. Изменения температуры вызывали повышение или понижение уровня жидкости в трубке. Таким образом, это был первый «термометр», так как он измерял теплоту. Но заметьте: фактически он фиксировал расширение и сжатие воздуха в трубке. Нетрудно поэтому понять, что этот термометр не был точным: ведь на него влияли изменения в атмосферном давлении.
Современный тип термометра использует для измерения температуры расширение и сжатие жидкости. Эта жидкость герметично запаивается в стеклянном шарике с прикрепленной к нему тонкой трубкой. Повышение температуры заставляет жидкость расширяться и подниматься по трубке, понижение – сжиматься и опускаться вниз. Градуированная шкала на трубке показывает нам температуру. Этот вид термометра был впервые применен около 1654 года великим герцогом Тосканским Фердинандом II.
Кто изобрел сейсмограф?
Первый из известных приборов, способных улавливать колебания земной поверхности, был изобретен в 132 году китайским астрономом Чжан Хэном. Прибор состоял из большого бронзового сосуда около двух метров в диаметре, на внешних стенках которого располагались 8 драконьих голов. Челюсти у драконов раскрывались, у каждого в пасти был шар. Внутри сосуда находился маятник с тягами, каждая прикреплялась к голове дракона.
Когда в результате подземного толчка маятник приходил в движение, тяга, соединенная с головой, обращенной в сторону толчка, раскрывала пасть дракона, шар из нее выкатывался и падал в открытый рот одной из 8 жаб, восседавших у основания сосуда. Прибор был весьма чувствительным: он улавливал подземные толчки, эпицентр которых находился за 600 километров от него.
В обсерватории на Везувии сейсмограф, способный регистрировать прохождение сейсмических волн, их амплитуду, направление и время толчка, был установлен лишь в 1856 году.
Со времени учреждения в 1960 году Всемирной эталонной сейсмографической сети практически во всех уголках земного шара были созданы станции, оборудованные стандартными приборами и действующие по единому времени.
Как устроена шифровальная машина?
После Первой мировой войны во многих странах начались работы по созданию машин для шифрования текста. Наиболее удачную конструкцию предложили немецкие инженеры А. Шербиус и Б. Хагелин. В 1923 году они запатентовали конструкцию прибора, позволявшего быстро зашифровывать небольшие деловые письма. Собственно говоря, конструкторы не придумали ничего нового. Основа машины – шифровальный диск – был изобретен еще в эпоху Возрождения знаменитым архитектором Альберти. С его помощью можно было закодировать текст, присвоив каждой букве особое обозначение. Шербиус и Хагелин соединили 3 диска, существенно повысив количество комбинаций.
В том же году патент приобрела небольшая фирма, производившая пишущие машинки. Во время заводского производства машина получила звонкое название и стала именоваться «Энигмой» (в переводе с английского – «загадка»).
Основные элементы конструкции машины инженеры заимствовали от портативной пишущей машинки «Ундервуд». К печатающему механизму они присоединили механический шифровальный агрегат. Каждый набираемый знак кодировался при помощи комбинации букв.
Шифровальные коды задавались дисками, на которых заранее наносились прорези. Перед началом работы оператор устанавливал диски в определенное положение. После того как оператор набирал букву, на экране появлялось изображение совсем другой буквы, под которой была закодирована настоящая. В самой простой модели использовалось 3 диска, позволявшие создать 17 000 комбинаций.
Обычно машиной управляли 2 оператора: один набирал сообщение, другой записывал зашифрованный текст и отправлял его по радио или по телеграфу.