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LABORATOIRE SCIENTIFIQUE POUR ENFANTS
Périscope pour une visibilité panoramique. Laboratoire scientifique pour enfants
Annuaire / Laboratoire scientifique pour enfants Avant de procéder à la construction d'un tel périscope "tout-voyant", rappelons le dispositif d'un périscope conventionnel à l'aide de l'exemple de son modèle élémentaire (Fig. 1).
Soit dit en passant, nous notons qu'un véritable périscope utilisé dans les équipements militaires n'est bien sûr pas très simple. Il contient des prismes miroirs, un oculaire et un système de lentilles. Et tout cela en double quantité - pour chaque œil. Néanmoins, la conception la plus simple du périscope permettra des observations intéressantes. Pour le construire, vous aurez besoin de deux miroirs rectangulaires identiques, par exemple des miroirs de poche d'un magasin de mercerie, d'environ 30x40 mm. Le corps du périscope est en carton. Section interne d'un tuyau et coudes - 30x30 mm. Longueur du tuyau - 250 ... 500 mm (une longueur excessive alourdira non seulement la structure, mais réduira également le champ de vision), genou - 70 ... 80 mm. Après avoir collé le motif du tuyau, renforcez son joint avec une bande de papier épais collée (par exemple, du papier whatman). Du côté des genoux dans le tuyau, deux fenêtres de 30x30 mm sont découpées, dans lesquelles des miroirs sont fixés avec de la colle PVA, en les fixant avec quatre allumettes (deux en haut et en bas), nettoyées du soufre. Installez les miroirs à un angle de 45 degrés (la lumière de la fenêtre supérieure doit être visible dans la fenêtre de visualisation). Aux genoux, ils forment également une fenêtre aux dimensions de 30x30 mm. Cependant, une partie du matériau coupé - une bande de 1 cm de large - n'est pas retirée, mais sert à fixer le coude au tuyau. Pour exclure l'éblouissement parasite (évasement), la surface intérieure du tuyau et des coudes est noircie, par exemple, avec de l'encre, puis recouverte d'un vernis nitro incolore de la marque NTs. À l'extérieur, il est souhaitable de recouvrir le périscope de n'importe quel vernis, de préférence d'un vernis nitro brillant. Cela lui donnera de l'élégance, ainsi que de la solidité et de la résistance à l'humidité.
Et maintenant, considérons le dispositif d'un périscope "complet", dont le schéma est illustré à la figure 2. Un miroir est installé en dessous, comme dans le périscope le plus simple. Mais dans la partie supérieure, il n'y a plus de miroir, mais une pyramide de miroirs, rappelant une pyramide égyptienne inversée. Il est fixé sur une feuille carrée découpée en contreplaqué ou en panneau dur et suspendu à quatre poteaux constitués d'un tube d'acier d'un diamètre de 5 ... 6 mm aux extrémités aplaties par un marteau. Des racks minces sont nécessaires pour ne pas trop obscurcir l'image visible dans le miroir inférieur. Sinon, la visibilité panoramique se détériorera en raison des "zones mortes" qui sont fermées à l'observation. La pyramide doit être suffisamment élevée au-dessus du bord supérieur du tuyau. Cela permet, si nécessaire, de voir à travers le trou d'observation toute la face miroir de la pyramide, en la regardant un peu de côté.
Que verrons-nous dans un tel périscope ? Il s'avère que l'image sera "divisée" en quatre quarts, plus précisément en quadrants (Fig. 3). Celui de gauche sera la vue de gauche, celui du haut sera la vue de face, celui de droite sera la vue de droite et celui du bas sera la vue arrière. Des images d'un homme stylisé montrent comment l'environnement va se transformer dans ce curieux périscope. Après avoir traversé le système de miroirs, les réflexions des parties inférieures des objets observés seront au milieu de l'image résultante, et les supérieures - le long de son périmètre.
Comment découper les miroirs de la pyramide afin de la composer correctement ? Puisqu'ils sont tous pareils, considérons l'un d'eux. C'est un triangle isocèle ABV (Fig. 4). Lorsque le périscope est vertical, les miroirs (faces de la pyramide) doivent être inclinés à un angle de 45 degrés par rapport à l'horizon. Des calculs mathématiques montrent que le rapport des côtés du triangle ABV sera le suivant : AB=BV=0,5ABv3=0,866AB. Pour référence : la hauteur du BG peut être trouvée à partir du rapport AG=0,5ABv2=0,7071 AB. Les angles A et B sont de 54,736 degrés et l'angle B est de 70,528 degrés. Naturellement, dans la pratique, une telle précision n'est pas nécessaire, nous prendrons donc respectivement 55 et 70 degrés. Vous pouvez également faire une pyramide à partir de triangles équilatéraux. Ils ont, comme vous le savez, tous les angles égaux à 60 degrés, ce qui simplifie grandement le marquage et la découpe du miroir (avec un diamant ou un coupe-verre), ainsi que l'assemblage de la pyramide. Mais dans ce cas, le périscope d'Andrey "regardra" non pas strictement horizontalement, mais légèrement vers le bas (à un angle d'environ 10 degrés par rapport à l'horizon). Cependant, cela n'a pas beaucoup d'importance, surtout si la zone surveillée est limitée dans sa portée.
Ainsi, le périscope d'Andrei, comme le coq doré de Pouchkine, "regarde" les quatre points cardinaux - nord, est, sud et ouest. Et si on leur ajoutait des points intermédiaires : nord-ouest, nord-est, sud-est et sud-ouest ? Il est clair qu'alors le panorama de la zone sera présenté plus clairement - sous la forme de huit secteurs (Fig. 5). Les rapports d'aspect de ces triangles sont les suivants : AB=BV=1,78AB, -BG=1,71AB. L'angle B est de 33 et les angles A et C sont de 73,5 degrés chacun. Les genoux supérieurs du périscope et dans ce cas n'ont pas besoin d'être faits. Tube vertical de section octogonale ou ronde. La feuille supérieure, à laquelle la pyramide miroir est attachée, est également octogonale ou ronde. Pour le connecter au tuyau, vous aurez besoin de quatre ou huit racks.
La forme du miroir inférieur pour un tuyau octaédrique est représentée sur la figure 6. Le balisage commence par le choix de la taille X, qui correspond à la largeur de la face interne du tuyau. S'il est rond, le miroir est découpé en forme d'ellipse. Ses paramètres géométriques sont trouvés à partir des rapports approximatifs suivants : le grand axe est 1,5d, le petit axe est d, la distance interfocale est 1,8d, où d est le diamètre intérieur du tuyau et du coude. Comment construire une ellipse se trouve dans le livre de référence sur les mathématiques supérieures. Tout d'abord, une ellipse est construite sur du carton dur, découpée et vérifiée qu'elle s'adapte bien au tuyau - elle se tient librement à angle droit. Ensuite, ce gabarit est appliqué sur une surface miroir et encerclé avec un crayon Polycolor, un coupe-verre ou un stylo à bille. Découpez un ovale avec des ciseaux ordinaires, mais toujours pointus, en les plongeant, un miroir et les mains dans un seau d'eau et en prenant des précautions. Le verre, y compris le verre miroir, dans l'eau, est généralement coupé sans problème. Si, en conséquence, les bords de l'ellipse s'avèrent trop inégaux, ils sont meulés (principalement par fissuration) avec une pierre à aiguiser ou une pierre à aiguiser. La face frontale et le bord du dos de la pièce résultante sont vernis afin que le substrat du miroir ne se décolle pas. Les miroirs pyramidaux doivent être placés sur une base en contreplaqué ou en panneau dur, qui est renversée avec de petits œillets ou jointe avec de la menuiserie, de la caséine et de la colle similaire sur un cadre de planches de bois et attachée à la feuille supérieure. Pour installer les miroirs, utilisez la même colle ou les grades 88N, 88NP, BF-2, ou mieux "Moment". Auteurs : A.Virshiev, V.Vladimirov
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