Техническая характеристика:
Длина… 207 см
Габаритная высота… 122 см
Ширина… 76,5 см
Вес без горючего… 213 кг
Мощность двигателя… 110,5 л.с.
Количество цилиндров… 4
Максимальная скорость… 195 км/ч
Время разгона до 100 км/ч… 4,2 с
Объем топливного бака… 20 л
ПОЛИГОН
Чудеса на кончике иглы
Уважаемая редакция!
Говорят, что в одном из давних номеров вашего журнала был описан способ изготовления особо острой иглы, на кончике которой едва умещается всего лишь несколько атомов. Расскажите, действительно ли можно самому сделать такую иглу?
С.Бармыков,
Москва
Стоит отметить, что игла — одно из величайших изобретений человечества. Первобытная одежда из шкур и тончайшее платье королевы — все это делается при помощи иглы. Тончайшая трубочка с острым концом — игла шприца — спасла миллиарды жизней. Сегодня при помощи острейших иголок мы можем «разглядывать» и передвигать отдельные атомы, соединяя их в цепочки необычных и хитроумных молекул. Существует у иглы и множество других применений. Но давайте по порядку.
Все ли иглы одинаково остры? Попробуйте рассмотреть иглу для вышивания под микроскопом при увеличении 30–40 крат (рис. 1).
Вы не поверите глазам своим, увидев железное бревно с закругленным концом. Радиус кончика вышивальной иглы нетрудно измерить. Он равен примерно 0,01 — 0,05 мм. При этом площадь его поперечного сечения составит 0,00008 — 0,0002 мм2. Если нажать на иглу с силой всего один кг, то, как показывает расчет, на ее кончике должно развиться давление от 5 до 20 тыс. атм. Однако подобные расчеты, часто попадающиеся в учебной литературе, не учитывают прочности как острия, так и материала иглы.
Лучшая сталь выдерживает на смятие давление 200–300 кг/мм2. Как только эта величина будет превышена, кончик сомнется, площадь его увеличится и давление в дальнейшем как бы замрет у этого предела. Если же острие тонкое и удлиненное, то оно согнется задолго до достижения давления, равного пределу прочности материала.
Получается парадокс: для того чтобы игла лучше прокалывала, ее следует… слегка затупить (рис. 2).
Колющее свойство иглы основано на ее способности концентрировать силу. Однако ее свойства этим не ограничены.
Намотайте на толстую иглу примерно 100 витков проволоки диаметром 0,05 мм и подключите к звуковому генератору. При подаче частоты 5 — 10 кГц игла тонко запищит (рис. 3).
Так проявляется магнитострикционный эффект — изменение длины иглы под действием магнитного поля обмотки. Если бы мы имели просто стальной стержень с ровно обрезанными концами, то колебания каждого из них имели бы одинаковую амплитуду. Но у иглы амплитуда колебаний острого конца сильнее. Можно сказать, что острие иглы концентрирует звуковую энергию. При помощи тела, имеющего форму иглы, удается настолько увеличить плотность звукового потока, что он начинает разрушать прочнейшие стали, сверхтвердые сплавы и даже алмаз. Это явление используют в ультразвуковых станках.
Игла из прозрачного материала концентрирует на острие свет, входящий в нее через торец. На этом явлении основаны устройства для повышения яркости изображения, даваемого объективом. Они представляют собою блок из спеченных между собою конических стеклянных стержней. Концентрация энергии в таких блоках получается весьма значительной. Известны опыты, когда их широкие торцы помещали в фокус вогнутого зеркала, наведенного на солнце (рис. 4).
Яркость солнечного света на узком конце повышалась настолько, что стекло плавилось и испарялось. Любопытно, что в этих опытах достигалась температура, превышающая температуру поверхности Солнца, что недопустимо с точки зрения термодинамики. Тем не менее, достоверность этих опытов зафиксирована в академических изданиях.
Интересные явления наблюдаются при подключении иглы к источнику напряжения. Вот простой опыт. Установите на деревянной подставке швейную иглу и соедините с обычной школьной электростатической машиной. Подав напряжение, вы услышите легкое потрескивание, а в темноте увидите на кончике иглы сияние или искры. Ясно, что на острие скапливаются электрические заряды. Почему это происходит?