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LABORATOIRE SCIENTIFIQUE POUR ENFANTS
Miroir télescopique. Laboratoire scientifique pour enfants
Annuaire / Laboratoire scientifique pour enfants De nombreux manuels pour un astronome amateur vous expliquent comment fabriquer vous-même le télescope à réflexion le plus simple. Dans ce télescope, un miroir concave joue le rôle d'un objectif. Et la plus grande difficulté est de fabriquer ce miroir à la maison. Ce procédé est complexe, nécessitant la fabrication de dispositifs de meulage et de polissage, d'argenture d'ébauches de verre épaisses. Est-il possible de faire quelque chose différemment ? Essayons de fabriquer un miroir à partir de ... film de lavsan métallisé. Pour mieux comprendre comment cela peut être fait, imaginons. Imaginez que nous ayons entre les mains une boîte de conserve sans fond, sur laquelle notre film est bien tendu. Alors qu'il s'agit d'une surface de miroir plane. Que se passe-t-il si la pression dans le bocal devient inférieure à la pression atmosphérique ? Le film va plier. Ainsi, la surface plaquée argent concave s'est avérée. L'idée est simple - cela signifie que vous pouvez essayer de fabriquer un miroir pour un télescope de cette manière. Mais d'abord, développons le design de la "canette". Et réfléchissons à comment et avec quoi nous allons créer la raréfaction nécessaire à l'intérieur pour obtenir la surface de la courbure souhaitée. Nous ferons une réservation tout de suite : nous ne vous limiterons volontairement pas au choix des tailles, matières et autres détails, nous vous indiquerons uniquement le sens principal de la recherche.
Une variante des conceptions de la "boîte" est illustrée à la figure 1. Il s'agit d'un verre cylindrique, tourné sur un tour en plexiglas. La machine a une sortie, qui sera plus tard nécessaire pour pomper de l'air. L'anneau est un autre détail de conception. Il est fabriqué dans le même matériau que le verre. L'anneau est abaissé par le haut sur le film tendu sur les bords du verre et le serre hermétiquement. Réfléchissons maintenant à un moyen de pomper l'air d'un verre. La solution la plus simple est de se procurer une pompe à piston. Ou peut-être essayer de le faire vous-même ? Comment? Rappelez-vous ce qu'est arrivé un cas intéressant à Daniel Bernoulli, un célèbre physicien. Il y avait une trappe ouverte dans la pièce sous le plafond. Un jour, un vent fort a soufflé à travers cette écoutille. Ils voulaient fermer l'écoutille avec un bouclier. Et quand l'homme a commencé à monter les escaliers avec le bouclier levé au-dessus de sa tête, le vent a soulevé le bouclier et l'a pressé contre la trappe. Maintenant, connaissant l'effet Bernoulli, nous pouvons facilement expliquer ce qui s'est passé. Essayons d'utiliser l'action de rétraction du jet d'air dans une pompe à jet d'eau maison. L'idée ici est très simple. La pompe à jet d'eau se compose d'un cylindre à trois sorties (voir schéma Fig. 2). L'eau est fournie par l'une des sorties, elle s'écoule par l'autre et la troisième sortie est reliée à un récipient dont le gaz doit être retiré. Nous observons une telle image lorsque nous considérons la pompe de l'extérieur. Que se passe-t-il à l'intérieur du ballon ? Comme vous le savez, lorsqu'un liquide se déplace dans un tuyau de section variable, sa vitesse est plus grande là où le tuyau est plus étroit, et plus la vitesse est grande, plus la pression à l'intérieur du liquide est faible. C'est ce que nous dit la loi de Bernoulli. Le jet d'eau s'écoulant de la partie rétrécie du tube à l'intérieur du cylindre a une vitesse élevée, une zone de basse pression est créée à l'intérieur du jet. L'air est aspiré par le flux et emporté avec l'eau du cylindre. Juste? Alors commençons à fabriquer la pompe. Riz. 1. Une boîte sans fond, sur laquelle le film est étroitement étiré. Si la pression dans la boîte devient inférieure à la pression atmosphérique, le film s'affaissera. Riz. 2. La pompe à jet d'eau se compose d'un cylindre à trois sorties. L'eau est fournie par l'une des sorties, l'eau s'écoule par l'autre et la troisième sortie est reliée à un récipient dont le gaz doit être retiré. Riz. 3. La conception de la pompe à jet d'eau. Riz. 4. Vous pouvez vous passer d'une pompe à jet d'eau. Avant d'étirer le film, nous serrons le trou au fond du boîtier et le remplissons d'eau. Maintenant, vous devez étirer fermement le film et drainer lentement l'eau - la pression au-dessus de la surface chutera et le film sera aspiré vers l'intérieur. Riz. 5. Schéma de l'expérience. Sa conception est illustrée à la figure 3. À partir de plexiglas, il est nécessaire de tailler un verre cylindrique. Percez un trou dans le fond du verre dans lequel nous insérons le tube. Sur le bord, nous ferons une rainure pour le couvercle. Sur la surface latérale du verre, à environ la moitié de sa hauteur, nous percerons un trou pour le tube, qui sera relié au réservoir évacué. Des tubes de section variable peuvent également être usinés en plexiglas. Pour obtenir une pression dans la partie étroite du tube suffisante pour faire fonctionner la pompe, les sections les plus étroites et les plus larges des tubes doivent différer en surface d'environ 4 fois. Vous aurez également besoin d'un couvercle en plexiglas et d'un joint en caoutchouc pour sceller. Assemblons la structure. Collez les tubes dans les trous préparés pour eux dans le verre et dans le couvercle (utilisez de l'époxy pour sceller). Fermez bien le couvercle à l'aide du joint en caoutchouc. Connectez la pompe à un robinet d'eau et le volume pompé avec des tuyaux en caoutchouc. En ajustant la vitesse du jet d'eau, on peut contrôler la pression et donc la courbure du miroir. Pour ce faire, il est nécessaire de connecter la sortie prévue pour le pompage avec un tuyau en caoutchouc à la pompe. Lorsque la courbure est obtenue, le tuyau doit être serré avec une pince - et le miroir est prêt. Est-il possible de se passer de pompe ? Regardez la figure 4. Avant d'étirer le film, nous serrons le trou dans le bas du corps du "miroir" et le remplissons d'eau. Si maintenant nous étirons fermement le film et commençons à drainer progressivement l'eau, la pression au-dessus de la surface du liquide chutera et le film sera aspiré vers l'intérieur. Vous pouvez même faire une petite recherche - trouver la dépendance de la distance focale du miroir sur la quantité d'eau versée. Le schéma d'une telle étude est illustré à la figure 5. Vous aurez besoin d'un support chimique, d'un bécher, d'une lentille et d'une ampoule. Fente, écran et support pour le "miroir" faites vous-même. À la suite de l'expérience, tracez un graphique: tracez le volume d'eau versé dans le bécher (en millilitres) le long de l'axe des abscisses et la distance focale du miroir (en centimètres) le long de l'axe des ordonnées. Ce graphique vous aidera à calculer la distance focale du miroir assez précisément. Auteur : I. Nedosekina
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