Страница 65 из 107
Окно управляющей программы выглядит следующим образом:
Желтый и черный символизируют провода установки, между которыми можно переключать полярность. Кнопка "Пуск/Стоп" служит для запуска таймера, а кнопка "Останов/Продолж" для пауз без сброса таймера. При работе отображается количество оставшихся секунд, а для того чтобы сменить полярность во время работы рекомендуется ставить программу на паузу.
Вы можете скачать готовую программу (http://www.mntc.ru/projects/electrohim/el1.zip) или исходник на Visual Basic (http://www.mntc.ru/projects/electrohim/el1bas.zip) и DLL (если программа не работает, надо положить inpout32.dll в папку WINDOWS/SYSTEM32).
Подключив вместо электродов параллельно два светодиода (в противоположной полярности), проверим работу установки:
Добавим переменный резистор и миллиамперметр для плавной регулировки тока. Для некоторых процессов может понадобиться постоянное перемешивание раствора — здесь вас выручит аквариумный компрессор, подающий пузырьки на дно сосуда.
Такая установка пригодится вам для многих опытов (о которых мы еще расскажем).
Прим. ред.: По видимому в установке используется вакуумный колпак. Найти такой затруднительно, но в принципе можно попытаться отрезать дно у подходящей большой бутыли с узким горлышком.
Соляная кислота
(www.mntc.ru)
Несмотря на то, что продажа соляной кислоты ограничена и ее бывает трудно купить в розницу, каждый может легко приготовить ее из поливинилхлорида — одной из самых распространенных пластмасс. Из ПВХ делают оболочки проводов, игрушки, многие бытовые и промышленные изделия.
Для наших целей ПВХ нужен в виде стружки.
Соорудим несложный аппарат. В стакане — вода, над которой выход из трубки накрыт резиновым "зонтиком". Трубка и зонтик не должны касаться воды, пробирка должна быть снаружи совершенно сухой (а не то лопнет). Вата установлена неплотно. Нагреваем стружку.
При термическом разложении ПВХ выделяется газообразный HCl, растворяющийся в воде. Кроме того, если мы имеем дело не с чистым ПВХ, а с пластмассами на его основе (что обычно бывает) то вместе с HCl в воздух выделяется всякая дурно пахнущая гадость, так что опыт следует проводить в соответствующих условиях.
Продолжаем процесс до почернения стружки. Можно и дольше, но HCl заметно не прибавится, а отмыть пробирку будет проблематично.
Слева — тест "покупного" 10 % раствора HCl, справа — наш "самопал". По всей видимости, его концентрация составляет около 5 %.
Полученная соляная кислота окисляет металлы (особенно цинк), реагирует со щелочами и т. п. — в общем, ведет себя как и положено соляной кислоте.
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Простые опыты с ультразвуком
([email protected])
Физик — это не профессия, физик — это диагноз.
Что такое ультразвук?
Ультразвук — не слышимые человеческим ухом упругие волны, частота которых превышает 20 kHz.
Ультразвук содержится в шуме ветра и моря, издается и воспринимается рядом животных (летучие мыши, рыбы, насекомые и др.), присутствует в шуме машин. Применяется в практике физических, физико-химических и биологических исследований, а также в технике для целей дефектоскопии, навигации, подводной сварки, для ускорения некоторых химико-технологических процессов, получения эмульсий, сушки, очистки, сварки и других процессов, и в медицине — для диагностики и лечения.
Магнитострикция.
Явление магнитострикции впервые было обнаружено ученым Джоулем в 1847 году.
Проведем небольшой опыт:
Рис. 1.
1 — деревянная палочка; 2 — ферритовый стержень
Намотаем на ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной 50-160 мм обмотку (можно в навал), содержащую 200–300 витков провода ПЭЛ 0.2. Выводы обмотки подключим к входу любого чувствительного усилителя низкой частоты (я использовал свой усилитель для компьютера). Придерживая один конец стержня 2, по другому слегка ударим деревянной палочкой 1: при этом в динамике должен произойти довольно громкий щелчок, что свидетельствует о том, что по катушке прошел импульсный ток, вызванный изменением (появлением) магнитного поля вокруг нее во время удара (т. е. деформации) стержня.
Появление магнитного поля при деформации ферромагнетика называется обратным магнитострикционным эффектом.
Прямой магнитострикционный эффект — изменение размеров ферромагнетика под действием внешнего магнитного поля (именно это свойство позволяет применять для получения ультразвука
Мой магнитострикционный излучатель
Так как механическая прочность феррита невысока, максимальная интенсивность ультразвука, которую можно будет получить от излучателя, не превысит 2–4 Вт/см2, но и эта интенсивность позволяет поставить многие интересные опыты.
Как же устроен магнитострикционный излучатель?
1 — трубка из неметаллического материала; 2 — каркас обмотки возбуждения; 3 — обмотка возбуждения; 4 — ферритовый стержень; 5 — резиновое колечко; 6 — кольцевые керамические магниты
Обмотка возбуждения содержит около 100 витков провода ПЭЛ-1.0, намотанных виток к витку (два слоя).
Обмотку следует заизолировать.
Магниты - кольцевые керамические, диаметром 35 мм и толщиной 7 мм (можно и другие — их количество необходимо подбирать по максимуму интенсивности ультразвука).
Подавая на обмотку переменное напряжение произвольной частоты, мы не получим нужной интенсивности ультразвука (магнитострикционный эффект очень невелик: относительное удлинение стержня — величина порядка 10-5).