Занимательная механика

Наиболее древний измерительный прибор —  весы. Простейшие их разновидности в форме равноплечего рычага изображены на египетских и вавилонских памятниках. О весьма высокой точности взвешивания говорит тот факт, что еще в III веке до новой эры Архимед с помощью весов определял содержание примеси серебра в золотой короне.

Для определения высот при строительстве зданий и сооружении каналов и плотин издавна использовали нивелиры, один из которых — водяной — был изобретен Героном Александрийским около двух тысяч лет назад.

Метеорология, то есть наука о метеорах, что по-гречески означало все, встречаемое в небе, — дождь, снег, град, ветер, радугу, молнии, — долгое время обходилась лишь наблюдениями и записями о них. Первые из дошедших до нас таких свидетельств насчитывают около 5 тысяч лет, а в русских летописях сообщения о погоде стали появляться с IX века.

Чтобы устранить оптические дефекты, линзовые телескопы приходилось удлинять. Польский астроном Ян Гевелий построил в XVII веке прибор длиной 49 метров, в котором пришлось отказаться от сплошной трубы, из-за чего управление телескопом требовало исключительного терпения и упорства.

Считается, что первым построил телескоп голландский мастер-оптик И. Липперсгей в 1608 году. Однако правительство его страны отказало ему в патенте и скупило все права на «трубу», что привело к потере первенства в изобретении.

Имя первого изобретателя микроскопа, как и телескопа, также достоверно неизвестно.

Два года потратил российский изобретатель-самоучка И. Кулибин на создание уникальных часов в форме яйца. Состояли они из 427 миниатюрных, различимых только в лупу деталей, били каждые четверть часа, а ежечасно крохотный театр давал представление с музыкой и колокольным звоном.

Создание морских часов для точного определения долготы было настолько острой проблемой, что за ее решение английским правительством была установлена в 1714 году награда. Она составляла от 10 до 20 тысяч фунтов стерлингов — в зависимости от достигнутой точности.

До начала XIX века производство часов в Швейцарии происходило вручную, причем порой изготовлением одного экземпляра занималось более сорока человек.

Механические часы с балансиром обладают способностью сохранять равномерность хода в любом положении. Поэтому их использовали и для морской навигации, и для определения точного времени космонавтами в условиях невесомости и перегрузок.

Самые точные в мире атомные часы недавно были запущены в американском городе Боулдере. За три миллиона ближайших лет они не должны уйти вперед или отстать ни на секунду. Однако этот рекорд готовы побить сотрудники Института квантовой оптики из Мюнхена — погрешность их часов составляет одну секунду за миллиард лет!

Французские, швейцарские и китайские фирмы сконструировали наручные электронные часы, работающие от солнечной батареи, чувствительность которой позволяет привести в движение стрелки от света стоящей в 30 сантиметрах свечи. А если часы пробудут на ярком солнце пять минут, то затем они смогут работать 100 часов.

Друзья Т. Эдисона как-то заметили ему, что уж очень тяжело открывается калитка, ведущая к его дому. На что последовал ответ: «Калитка сделана идеально — она соединена с насосом, и каждый, кто входит, накачивает в цистерну 20 литров воды».

Магнитный компас, пришедший в Европу из Китая, совершенствовался с XIV века. Сначала стрелку насадили на иглу, чтобы она могла свободно вращаться, затем вставили в карданов подвес, что исключало качку компаса на корабле. А с 1905 года магнитный компас почти полностью был вытеснен гироскопом — укрепленным в кардановом подвесе вращающимся волчком, способным сохранять направление оси.

Еще в середине восьмидесятых годов были проведены опыты по передаче цифровой информации с помощью лазерного луча на расстояние более 100 километров без промежуточного усиления. Скорость передачи была такой, что весь текст Британской энциклопедии мог быть передан за полсекунды, причем ошибка составила бы лишь одну неверную букву или знак препинания.

В голландском Технологическом университете создано зеркальце из углеродной пленки в сто раз тоньше человеческого волоса и с алюминиевым покрытием. Управлять его формой можно с помощью электронных сигналов, что позволяет использовать его в телескопах и настраивать на слежение за мерцающими звездами.

В университете штата Калифорния для постройки оптических компьютеров изготовлены линзы поперечником в пятую часть миллиметра!

Завершается постройка ОБТ — Очень Большого Телескопа, размещенного в самом центре чилийской пустыни Атакама. Этот оптический инструмент будет состоять из четырех связанных между собой меньших телескопов, зеркала которых достигают площади в пятьдесят квадратных метров.

Солнечный парус, создающийся для межзвездных перелетов, можно использовать и в качестве гигантского радиотелескопа. А чтобы обозрение небес сделать всесторонним и объемным, предполагают, что он станет тащить за собой надувную тарелку-телескоп, прикрепленную к двадцатикилометровому тросу.

Магнитное поле, в миллионы раз более сильное, чем естественное поле Земли, сможет производить супермагнит, построенный во Флоридском университете. С его помощью надеются выяснить, что происходило с веществом в полях, возникавших при зарождении Вселенной.

В петербургском Оптическом институте изобретен прибор, позволяющий читать не только затушеванный текст, но и написанные невидимыми чернилами слова или письма сквозь конверты. Мечта криминалистов осуществилась благодаря применению волоконной оптики.