В одном из изданий "Занимательной физики" Я.И.Перельмана сообщается о модели воздушного миража, получаемого на листе железа, подогреваемом снизу газовой горелкой. При помощи включенного электрического утюга полный мираж получить не удастся, но зато видны основные его элементы. Если посмотреть на окружающие предметы вдоль поверхности утюга, то видно, как дрожат и изгибаются их формы. Круглый предмет, например циферблат часов, становится более острым книзу.
В той же книге В.В.Майра есть подробное описание получения моделей миража в воздухе и в бруске оргстекла. Начнем с миража воздушного. Он создается в металлической кювете сечением 40x60 мм и длиной не менее метра. Ее боковая стенка разогревается при помощи кюветы с водой. Все это может быть спаяно из жести как единое устройство (рис. 3). Внутренняя сторона боковой стенки кюветы для воздуха не должна отражать свет. Для этого ее равномерно покрывают слоем чистого речного песка, приклеив его клеем БФ-2. Мираж наблюдается на нагреваемой кипятком боковой стенке.
Конечно, это не тот мираж, с которым сталкивались войска Бонапарта, но не стоит огорчаться. Мираж на боковой стенке столь же настоящий! Такие миражи случаются в городе на сильно прогретых стенах домов. Будьте внимательны, и вы обязательно их увидите.
Мираж в бруске оргстекла сечением 40x60 мм и длиною 100–150 мм также получается, если нагреть его боковую стенку при помощи металлической кюветы с горячей водой. Торцы бруска должны быть прозрачными, остальные грани матовыми.
Почему мы так подробно остановились на моделировании миражей? Прежде всего потому, что явление это красивое, порою загадочное, а видим мы его не часто. Но есть и другая причина. Оптические приборы традиционного типа основаны на прямолинейном распространении света. А есть и класс оптических приборов (их называют градиентной оптикой), который основан на криволинейном распространении света в среде с меняющимся по определенному закону показателем преломления. Хотя о таких оптических приборах мало кто слышал, область их применения огромна. Через всю территорию нашей страны тянутся мощнейшие волоконно-оптические линии связи, способные одновременно передавать тысячи (!) телевизионных каналов. Они относятся к градиентной оптике и работают на принципе миража в твердом теле. Миллионы лазерных принтеров радуют наш глаз отличным качеством печати. Но и они были бы невозможны без градиентной оптики. Сверхмощные лазеры при своей работе разрушают оптическую систему из обычных стеклянных линз. Выход из положения — линзы газовые, представители класса приборов градиентной оптики, прирученный мираж в чистом виде.
Не исключено, что на этих принципах будут созданы и сверхмощные телескопы. Но об этом в следующий раз.
КОММЕНТАРИИ
Холодный термояд
И опыт сын ошибок трудных, и гений парадоксов друг…
(по материалам www.cnews.ni)
Комментарий: Сам термин "холодный термояд" был изобретен, чтобы подчеркнуть, что термоядерная реакция может происходить чуть ли не при комнатных температурах. Напомню, что для термоядерной реакции перехода тяжелого водорода (дейтерия) в гелий требуется как минимум температура 10 млн градусов. Такую температуру в больших объемах можно, например, достичь при взрыве атомной бомбы. На установках типа Токамак пытаются выжать и большую температуру в плазме электрического разряда, сконцентрированной магнитным полем. В последнее время возникло интересное направление в термоядерных исследованиях, связанное с попыткой получения нужной температуры в очень небольших объемах с помощью сверхмощного лазера.
История сообщений насчет "холодного термояда" берет свое начало в 1989 году. Тогда два экспериментатора, Мартин Флейшман и Стэнли Понс, объявили о возможности протекания управляемой реакции термоядерного синтеза при комнатной температуре в тяжелой воде при электролизе с использованием палладиевых электродов.
Говорилось, что при этом выделялась энергия, были зарегистрированы нейтроны и гамма-кванты.
Комментарий: За прошедшие годы так никому и не удалось воспроизвести результаты Флешмана и Понса. Даже если в тех экспериментах действительно что-то удалось зарегистрировать (при плохой постановке опытов и наличии достаточного числа ошибок — чудеса все-таки бывают) значимость тех результатов равна нулю. Значение имеют только воспроизводимые результаты, пусть даже с какой-то долей вероятности. Научный сотрудник является всего лишь первым, кто должен научиться делать что-то новое и он должен научить делать то же самое других.
Следующий виток истории о "холодном термояде" был уже связан с явлением сонолюминесценции. Давно известно, что при прохождении звуковых волн сквозь жидкость образуются крошечные пузырьки газа. В определенных условиях при схлопывании они излучают свет, называемый сонолюминесценцией, и нагреваются до тысяч градусов. Для того, чтобы запустить реакцию синтеза, необходимо добраться до заветного значения, равного 10 млн. градусов.
Группа Рузи Талейархана (Окриджская национальная лаборатория) утверждала, что ей удалось этого добиться. В их экспериментальной установке для образования микроскопических пузырьков газа в ацетоне использовался нейтронный пучок. При этом в ацетоне атомы обычного водорода были заменены атомами дейтерия — его более тяжелого изотопа. Утверждалось, что удалось зарегистрировать как излучение света и ударные волны схлопывающихся пузырьков, так и сопутствующее им излучение высокоэнергетичных нейтронов с энергией 2,5 МэВ. Нейтроны именно такой энергии должны сопровождать превращение дейтерия в гелий. При этом даже регистрировалось повышение уровня трития — еще одного продукта реакции синтеза. Однако хотя теоретически возможно достижение астрономических температур при схлопывании пузырьков, это возможно только лишь в том случае, если они сохраняют правильную сферическую форму. Любая нестабильность, ведет к тому, что процесс этот протекает при температурах от 10.000 до 20.000 градусов.
Рузи Талейархан со своей экспериментальной установкой.
Комментарий: Нет, и эти эксперименты воспроизвести никому не удалось. Печальное невезение. Тем более что математические модели вроде бы подтверждают возможность достижения нужных температур в схлопывающихся пузырьках. Но модели — они и есть модели. Модели имеют смысл только когда построены на экспериментальных данных, любая их экстраполяция за пределы этих данных может дать совершенно фантастический результат. Критерий правильности расчетов только один — практика. Заключительная фраза приведенного сообщения совершенно правильно подчеркивает, что на практике не удасться выдержать допущения модели. Настораживает также то, что для инициации пузырьков использовался нейтронный пучок. А ведь именно нейтроны и ожидались для регистрации термоядерной реакции. Ошибки регистрации потока нейтронов могли дать какой угодно результат. И все-таки посмотрите еще раз внимательно на снимок. Явление сонолюминесценции красиво и интересно само по себе. Воссоздать его по-видимому совершенно нетрудно в вашей домашней лаборатории. Потребуется только сделать ультразвуковой или низкочастотный генератор, а это под силу даже неопытному в электронике. Направление же исследований совершенно очевидно — протекание различных химических реакций в объемах с сонолюминесценцией. Не исключено, что для некоторых реакций это явление может оказаться эффективным катализаторов. В общем, учитывая огромное количество доступных химических реакций, вполне можно надеяться найти какой-нибудь полезный эффект.