Страница 78 из 107
По современным представлениям квазар — это черная дыра в активном ядре галактики. Во всяком случае, никакая другая модель не может объяснить, как объект размером порядка одного светового часа может излучать мощность 1047эрг/сек, соответствующую аннигиляции порядка одной массы Земли в секунду.
Благодаря огромной яркости, квазары видны на огромных расстояниях. Максимальное красное смещение, которое наблюдалось у квазара, около 5. Это значит, что мы видим объект в момент, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сегодня.
Исследования, проведенные телескопом Хаббла, показали, что фактически все звездоподобные объекты на небе со звездной величиной ниже 23 — квазары.
Воробьев П.В.
Подробнее в книге: «Физика космоса», М., Советская энциклопедия, 1986, стр.295–296.
• ВОПРОС № 37: Как сделать самому из подручных материалов (если очень захотеть и иметь возможность достать все необходимые компоненты) лазер любого типа (не указка, а способный выжечь след, хотя бы на бумаге или оплавить)?
ОТВЕТ: При определенной сноровке и опыте, имея готовые интерференционные зеркала, можно сделать газовый гелий-неоновый лазер. Однако мощность его слишком низка для того, чтобы им можно было что-то жечь. Мощный лазер построить без специального оборудования невозможно.
Можно воспользоваться схемой самодельного лазера на хлориде меди, предложенной в статье Д.Уолкера в журнале «В мире науки» № 6, 1990, стр.84–87.
Воробьев П.В.
• ВОПРОС № 38: Зачем поезд, перед тем как тронуться, сдает назад?
ОТВЕТ: Разберем случай разгона поезда на горизонтальных путях. Поезд движется за счет силы трения покоя, возникающей между ведущими колесами локомотива и рельсами. На колеса вагонов и ведомые колеса локомотива действуют силы трения со стороны осей, которые «хотят» заставить колеса скользить по рельсам вперед. Значит, со стороны рельсов на колеса начинают действовать силы трения покоя в противоположную сторону, препятствуя возникновению скольжения. Причем силы трения покоя всегда принимают такие значения, чтобы скольжения не возникло, т. е. чем больше трение в осях колес — тем больше трение покоя. Видно, что силы трения покоя, раскручивая колеса, уменьшают ускорение разгона поезда. Больше того, если все сцепки между вагонами перед началом движения натянуты, то может оказаться, что суммарная сила трения покоя, действующая на колеса вагонов и ведомые колеса локомотива, больше силы трения покоя, действующей на ведущие колеса локомотива, и поезд вообще не сдвинется с места. Поскольку сила трения скольжения убывает с ростом скорости движения, то по мере разгона вагона сила трения в осях колес уменьшается. Если локомотив начнет сдавать назад, то он легко сможет сдвинуть вначале один вагон, затем второй и т. д., ослабив натяжение сцепок между вагонами. Теперь локомотив может начать движение вперед, последовательно разгоняя один вагон за другим. Разгону поезда также мешают силы трения качения, но они гораздо меньше сил трения покоя.
Источник: С.Э.Хайкин «Физические основы механики», М., Наука, 1971, параграф 98.
• ВОПРОС № 39: Почему в году 365 дней?
ОТВЕТ: Чтобы найти число дней в году надо период обращения Земли вокруг Солнца поделить на период обращения Земли вокруг собственной оси. Поскольку мы ведем наблюдения с Земли, участвующей в нескольких неравномерных вращениях, то экспериментально определить периоды обращений непросто, больше того, они будут непостоянными.
Подробнее в книге: П.И.Бакулин, Э.В.Кононович, В.И.Мороз «Курс общей астрономии», М., Наука, 1983.
На сегодняшний день продолжительность звездного года равна 365,256 средних солнечных суток.
Длительность года меняется из-за влияния на Землю других планет солнечной системы. Точные расчеты показывают, что эксцентриситет орбиты Земли меняется не периодически, но с характерным временем, равным ста тысячам лет.
Подробнее в книге: А.В.Бялко «Наша планета — Земля», Библиотечка «Квант» выпуск 29, М., Наука, 1989, стр.37–40.
Длительность суток непостоянна. Она систематически растет (т. н. вековые изменения) из-за торможения приливами на 0,0023 с в 100 лет. В то же время существуют скачкообразные изменения на тысячные доли секунды за время в несколько месяцев. Достоверно их причина не установлена. Также присутствуют сезонные изменения из-за перераспределения воздушных и водных масс Земли на ±0,001 с за год.
Подробнее в книге: П.И.Бакулин, Э.В.Кононович, В.И.Мороз «Курс общей астрономии», М., Наука, 1983, параграф 75.
Таким образом, число дней в году непостоянно. Например, 380 млн. лет назад в году было около 400 дней. Этот результат получен после исследования годичных и суточных колец роста ископаемых кораллов.
Подробнее в книге: А.С.Монин «Популярная история Земли», М., Наука, 1980, стр.193–197.
• ВОПРОС № 40: Почему приемник инфракрасных излучений на телевизоре плохо принимает эти сигналы с ПДУ при ярком свете?
ОТВЕТ: Любой источник освещения излучает в инфракрасной области спектра. К тому же приемник излучения, поглощая падающее на него излучение, нагревается. Все это приводит к тому, что ухудшается отношение сигнал-шум на приемнике. Т. е., строго говоря, дополнительный источник освещения должен ухудшать прием сигналов с ПДУ. Другое дело — насколько. Сделаем оценки.
Излучаемая мощность ПДУ в диапазоне длин волн 0,8–1,2 мкм составляет несколько милливатт. Излучение идет в конусе с углом раствора около 10° и падает с расстояния несколько метров на приемник излучения диаметром около 3 мм. Это означает, что приемник реагирует на приходящую мощность излучения около 10-7 Вт.
Все окружающие нас тела имеют температуру около 300 К. При этом они светят инфракрасным излучением, с максимумом на длине волны 9-10 мкм и мощностью около 0,1 Вт/см2. В диапазоне длин волн чувствительности приемника излучения падающая мощность составит менее 10-12 Вт, что не мешает работе ПДУ. Поэтому незначительный нагрев приемника излучения не ухудшит его работы.
Обычная лампа накаливания, имеющая к.п.д. около 5 % и температуру спирали более 2000 К, излучает с максимумом на длине волны около 1 мкм и мощностью около 5 Вт. Считая, что излучение равномерно идет во все стороны и падает с расстояния несколько метров, падающая на приемник излучения мощность составит около 5∙10-7 Вт. Плотность потока солнечного излучения составляет в наших широтах около 500 Вт/м2. На нужный нам инфракрасный диапазон приходится около 15 % энергии. Значит, на приемник излучения падает 10-3 Вт.
На первый взгляд кажется, что лампа и Солнце должны существенно ухудшить прием телевизором сигналов ПДУ. Однако это не так. Дистанционный пульт работает на модуляции сигнала инфракрасной частоты (прямоугольные импульсы различной длины для различных каналов), и датчик реагирует не столько на величину сигнала, сколько на длину модуляции. Приемник излучения — фотодиод — имеет характеристику, связывающую вырабатывающееся на нем напряжение с освещенностью. Характеристика имеет линейный участок роста, а затем выходит на насыщение. Цепь фотодиода имеет конденсатор, отсекающий постоянную составляющую тока. Пока освещенность соответствует линейной части характеристики, проблем нет, даже когда фон сопоставим или сильно превышает сигнал ПДУ.
Проблемы начинаются при выходе на насыщение в характеристике. Возможно, при работе телевизора на улице в яркий солнечный день, при попытке воспользоваться дистанционным пультом ничего не получится.
В квартире излучение с улицы резко падает с удалением от окна. Если на подоконнике освещенность 100 %, то на расстоянии от него 5 м - освещенность 10 %.