Читаем Юный техник, 2014 № 08 онлайн бесплатно
Популярный детский и юношеский журнал.
Выходит один раз в месяц.
Издается с сентября 1956 года.
В МГТУ имени Я. Э. Баумана недавно была показана экспозиция, посвященная работам участников очередного Всероссийского форума «Шаг в будущее». На ней вместе с другими посетителями побывал и наш специальный корреспондент
Начнем наш рассказ с представления работ самых юных участников форума — 4-классницы из лицея № 4 г. Мурманска Ольги Яроцкой и ее ровесника из школы № 1 г. Ковдора Мурманской области Александра Бисаева.
Олю очень интересует история вычислительной техники. «Еще до того, как появились современные цифровые компьютеры, — рассказала она, — существовали аналоговые вычислительные машины. Причем, когда в 1902 году на одном из затонувших античных судов был обнаружен некий прибор, исследователи долгое время не могли понять, для чего он предназначен. И лишь недавно догадались, что это было вычислительное устройство, созданное еще во II веке до н. э. Древние мореплаватели использовали его для решения задач навигации при кораблевождении».
Оля не только хорошо знает историю аналоговых вычислительных машин, но и сама сделала два устройства, которые помогают ей при изучении маршрутов на географических картах. Это курвиметр и планиметр. Первый используется для определения длины маршрута на карте, а второй хорош для вычисления площадей.
Теперь она хочет построить еще и пантограф — прибор, который используется для копирования чертежей и рисунков в разных масштабах.
Александра Бисаева заинтересовали проблемы безопасности автомобиля. Поскольку водительские права ему удастся получить еще не скоро, он пока гоняет игрушечный автомобиль с радиоуправлением.
При этом выяснилось, что стоит чуть зазеваться, как автомобильчик со всего хода может врезаться в какое-нибудь препятствие. И Саша разработал систему City Safety. Так солидно называется система безопасности, которая состоит из фотодиода и блока инверсии. «Теперь мой автомобиль, как только заметит препятствие, тут же дает задний ход», — пояснил он.
А еще Сашу интересует история робототехники. Он изучает, как роботы, поначалу бывшие просто механическими игрушками, со временем стали помощниками людей. Ныне они способны даже заменить минеров, водолазов или пожарных там, где особенно опасно.
У Дмитрия Ефремова, ученика 11-го класса из г. Ногинска Московской области, есть сосед, вынужденный пользоваться инвалидной коляской. Помогая ему грузиться в легковой автомобиль, Дима пришел к мысли, что нынешние модели легкового транспорта плохо приспособлены к нуждам колясочников.
И он придумал свое решение этой проблемы. Нынешние автомобили в лучшем случае имеют широкую боковую дверь, распахнув которую, колясочник вынужден пересаживаться из коляски за руль автомобиля, а затем складывать и втаскивать за собой коляску.
«Будет куда проще, — рассудил Дмитрий, — если колясочник сможет вкатываться в автомобиль прямо на коляске и, не вставая с нее, приступать к управлению автомобилем».
Для этого Дмитрий разработал и построил модель автомобиля, где багажная дверь оборудуется пандусом, по которому колясочник въезжает внутрь салона, непосредственно к панели управления. После этого поднимаются складные задние сиденья и в авто через боковые двери садятся родственники или знакомые водителя. Несколько минут — и посадка закончена. Дальше можно трогаться в путь.
«Самоходная радиоуправляемая гусеничная машина с системой беспроводного наблюдения» — так назвал свою разработку 10-классник школы № 26 из г. Владикавказа Андрей Бардюгов.
Это уже не первая разработка Андрея. Два года назад он начал создавать самоходную платформу на колесном ходу, но довольно скоро в ней разочаровался — мала проходимость. Не случайно танки и мощные трактора во всем мире чаще всего строят на гусеничном шасси.
При содействии сотрудников Республиканского центра детского технического творчества республики Алания, а также своих научных руководителей — заслуженного учителя республики И. В. Радченко и кандидата технических наук И. В. Силаева — Андрей вместе с другими ребятами за полтора года построил радиоуправляемую модель танкетки длиною около метра, на которой и проверил правильность своих разработок.
«В процессе выполнения работы были изучены особенности гусеничного хода, а также возможности одновременного использования двух каналов связи для работы систем радиоуправления и видеонаблюдения, — рассказал Андрей. — Полагаю, что такая машина-исследователь может пригодиться сотрудникам МЧС, спецслужб и даже археологам, например, для разведки местности. Ведь она небольшая — всюду пройдет»…
А видеокамера позволит зафиксировать все, что происходит вокруг, передавая информацию на пульт управления. Танкетку также можно оборудовать всевозможными датчиками — радиации, чистоты почвы и атмосферы.
Владимир Сельницын, 10-классник из лицея № 77 г. Челябинска, привез с собой в столицу целую химическую установку. И показывал всем желающим ее работу в режиме on-line.
Суть же исследования в следующем. «Загрязнение окружающей среды — это глобальная проблема человечества, — рассказал он. — Особенно это ощущается во многих промышленных городах, таких, например, как наш Челябинск. Одним из основных газов, загрязняющих атмосферу, является диоксид серы. В моей работе исследуются методы очистки воздуха от сернистого газа, превращение его в безопасные вещества».
Поразмыслив, Владимир предложил такой способ очистки воздуха. Экспериментальная установка оборудована электролизером, который, разлагая воду на водород и кислород, позволяет эффективно регенерировать окислители сернистого газа и других вредных веществ, повышая КПД системы. В ней применяются гипохлорит и хлорат, действующие в щелочной среде. Реакции проходят с большой скоростью. В результате образуется сульфат калия, который в дальнейшем может быть использован в качестве ценного удобрения.
Кроме того, как показали эксперименты, установка способна обезвредить и другие вредные вещества — например, формальдегид, оксид азота (IV), фенол, оксиды хрома, давая на выходе чистый воздух.
«Лабораторная установка готова и исправно работает, однако при переходе к большим масштабам очистки воздуха ее придется, видимо, дорабатывать, — полагает Владимир. — Например, возможно, придется отказаться от озонирования очищенного воздуха, поскольку эта операция требует дополнительного расхода электричества».
Именно этот вопрос заинтересовал 10-классницу Мадину-Мишель Новикову, учащуюся школы № 1359 г. Москвы. И вопрос, надо сказать, не праздный. Мадина заметила, что к концу занятий многие ее одноклассники и она сама чувствуют себя уставшими, многим даже кажется, что в классе не хватает кислорода.
Мадина решила проверить и с помощью химических опытов установила, что и в самом деле к концу занятий кислорода в классной комнате становится заметно меньше, чем было утром. Как быть? Понятное дело, надо восстанавливать количество кислорода по мере его потребления. Именно так делают космонавты на МКС, моряки на подводных лодках. Но если там для этого есть специальная аппаратура, то обычная школа обзавестись ею не может. Хотя бы по финансовым соображениям.
«Зато мы вполне можем в каждом классе развести столько комнатных растений, сколько нам надо, — рассказала Мадина. — Ведь всем известно, что именно растения выделяют кислород…»
Решение проблемы в общем получено. Но ответ, согласитесь, все-таки довольно неопределенный. Это что же — весь класс заставить цветочными горшками? Тогда Мадина произвела расчеты. Установила, сколько кислорода в час надо каждому человеку, сколько его поступает с улицы и сколько должны произвести растения.
В результате у нее получился четкий, обоснованный ответ, сколько и каких растений должно быть в каждом классе. Ну, а дальше все было уже понятно. В соответствии с научными рекомендациями школьный народ стал притаскивать из дома комнатные растения, объяснив родителям суть проблемы. Так она и была решена.
«У нас в классе даже успеваемость повысилась, — подвела итог своей работе Мадина. — А ощущение усталости отступило»…
В отличие от Мадины, ученик 7-го класса лицея № 86 г. Ярославля Артем Хапов заинтересовался не листьями, а корешками, точнее, клубнями картофеля, образующимися именно на корнях.
«Картошка, как известно, второй хлеб России, — начал он свой рассказ. — Есть ее любят все, а вот как выращивать по науке, знают немногие»…
Вес словам Артема придает хотя бы тот факт, что вместе со своими старшими коллегами — студентами местной сельскохозяйственной академии, под руководством школьного учителя М. А. Куликовой и кандидата сельскохозяйственных наук С. А. Хаповой он уже третий год участвует в уникальном эксперименте по размножению элитных сортов картофеля.
Это не такое уж простое дело. Многие, наверное, думают, что достаточно бросить по весне картофелину в землю, и к осени, при соответствующем уходе, вырастет целый картофельный куст. Так производят промышленные сорта для продажи и потребления. Элитные же, новые сорта слишком ценны, чтобы ими распоряжаться подобным образом.
Немногие, наверное, помнят, что картошку можно размножать и семенами. Не случайно в начале лета картофельный куст цветет, а по осени, кроме клубней, дает еще и семена. Однако в наши дни картошку семенами никто не размножает — слишком долгое и хлопотное это дело. Придуман более продуктивный способ.
«Представим, что мы с вами привезли откуда-то пакет или даже мешок элитной картошки нового сорта, как сделал это в свое время Петр Первый, привезший картошку из Голландии, — рассказывал Артем. — Картофелин всего несколько десятков, а нам желательно засеять сразу большое поле…»
Исстари известен способ.
При недостатке посадочного материала каждый клубень разрезают на несколько частей, которые помещают в отдельные лунки. Если за посадками хорошенько ухаживать, то к осени можно собрать неплохой урожай клубней.
Сейчас ученые пошли дальше. Они доказали, что цельное растение можно вырастить, взяв лишь крошечный кусочек того же клубня или даже верхушечной почки. Правда, при этом используются специальные технологии. Сначала зародыши проращивают в питательном растворе особого состава in vitro, то есть «в стекле», в пробирках. Когда через стекло становится видно, что растение выросло уже достаточно для того, чтобы можно было различить вершки и корешки, саженцы переносят в теплицу. Здесь их доращивают с помощью гидропоники. Так называется метод, когда корешки растения омывают специальными питательными растворами, не погружая их в почву.
«Дело в том, что в почве зачастую обитает огромное количество болезнетворных бактерий, — пояснил Артем. — А хочется ведь получить для размножения элитного растения здоровое потомство»…
В итоге примерно через 3 месяца получают первый урожай суперэлитных клубней. Они, как правило, бывают небольшие, но вполне годятся как посадочный материал. Ими засаживают опытное поле и в положенный срок получают новый урожай суперэлитных клубней. Их уже используют для размножения нового сорта в товарных количествах.
С собой в Москву Артем Хапов привез не только отчет о проведенной работе, но и полученный продукт в натуральном виде. Сказал, что собирается устроить дегустацию чипсов из новой ярославской картошки.
ПРЕМИЯ РОССИЙСКОМУ АКАДЕМИКУ. Лауреатом математической премии Абеля в 2014 году стал академик РАН Яков Синай, сотрудник Принстонского университета и Института теоретической физики имени Ландау.
Награда присуждена ученому «за фундаментальный вклад в изучение динамических систем, эргодическую теорию и математическую физику».
Область научных интересов Я. Синая сфокусирована на границе между физикой и математикой. В числе прочего ученый усовершенствовал понятие энтропии, введенное знаменитым советским математиком Андреем Колмогоровым, который был учителем Я. Синая. Понятие получило название «энтропии Колмогорова-Синая».
В прошлом году премию Абеля «за революционный вклад в алгебраическую геометрию» получил Пьер Делинь. В 2009 году лауреатом премии стал российско-французский математик Михаил Громов, специалист по метрической и римановой геометрии, а также теории геометрических групп.
Премия имени Абеля была учреждена правительством Норвегии в 2002 году. Свое название она получила по имени норвежского математика Нильса Хенрика Абеля, внесшего значительный вклад в теорию рядов и ставшего основателем теории эллиптических функций.
СВОЙСТВА СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО СТЕКЛА изучены Российскими исследователями МФТИ и ИТФ РАН совместно со своими коллегами. Работа открыла ученым много интересных фактов и процессов в композитной системе из олова и графена.
При слове «стекло» не нужно думать, что речь идет о том материале, что пропускает видимое глазу человека излучение. Собственно, сейчас стеклом называется любой материал независимо от его химического состава, который при охлаждении переходит из жидкого состояния в твердое без кристаллизации.
Некоторые материалы могут переходить из одного состояния в другое, если в их структуре происходят небольшие изменения.
Профессоров заинтересовал переход вещества из состояния «сверхпроводник» в состояние «металл», это и стало объектом исследования ученых из МФТИ и ИТФ РАН. Исследованием данного феномена занимались также коллеги из Израиля и Франции.
