М.С.Смородина,
ГОУ ПК № 14, г. Москва
Репортажи из Политехнического музея
Каждая экскурсия представляет собой звено в общей системе учебной работы и тесно связана с программой. При подготовке мы вместе со студентами выбираем интересующую их тему и распределяем задания: собрать исторический материал, сведения о демонстрируемых экспонатах, сделать фотографии, составить подробный план экскурсии. После экскурсии необходимо подготовить отчёт. В прошлые годы студенты писали домашние сочинения и оформляли стенгазеты. В этом году мы провели мероприятие, которое назвали «Репортажи из Политехнического музея» об экскурсиях по темам: «В мире радиоволн», «Лазеры» и «Разведчики космоса». Получилось достаточно интересно, свой репортаж каждая группа сопровождала показом фотографий, фрагментов видеофильмов, популярными песнями, демонстрировались лазерные указки, открытки с голографическими изображениями, принцип действия световода, была проведена викторина для слушателей с вручением сувениров.
Ход занятия
Преподаватель. В этом учебном году каждая группа студентов первого курса побывала на экскурсии в Политехническом музее. Поскольку темы экскурсий были различны, а всем хочется знать обо всём, сегодня мы заслушаем рассказы-репортажи. Первым предоставляется слово студентам группы 102 с репортажем «В мире радиоволн».
Репортаж «В мире радиоволн»
Политехнический музей. Мы были на экскурсии в музее, который основан 12 декабря 1872 г. Это один из крупнейших политехнических музеев в мире. В 2002 г. ему исполнилось 130 лет. Музей очень большой, он занимает целый городской квартал. Здание для него было спроектировано и построено специально. В фондах музея находится более 150 тыс. экспонатов, большинство из них уникальны: с помощью именно этих экспонатов физики изучали природу, именно эти экспонаты были созданы техниками. Музей все эти годы выполняет историко-научную, собирательную и просветительскую миссии.
Студенты ведут репортаж № 1 «В мире радиоволн»
История создания радиосвязи. История создания радиосвязи начинается с опытов Эрстеда (рассказ по учебнику). Но самое неожиданное – из теории следует вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся в вакууме со скоростью света. Лишь через 15 лет немецкий физик Генрих Герц сумел экспериментально доказать существование электромагнитных волн. Герц в своём журнале писал: «Искрой рождаются колебания... Индуктивное действие распространяется в воздухе с конечной, хоть и очень большой скоростью».
В Политехническом музее нам показали это «рождение колебаний с помощью искры». Вот такими были приборы Герца – вибратор создавал искры, в воздухе распространялись электромагнитные волны, а резонатор их «принимал». В искровом промежутке можно было разглядеть слабенькие искорки. Резонатор отстоит от вибратора всего на 1,5 м, но на эти полтора метра энергия переносится электрическими волнами. Это было величайшее открытие! Обнаруженные волны Герц назвал лучами, по-латыни radius – отсюда слово «радио» пошло в жизнь.
Изобретение радио А.С.Поповым. В России одним из первых занялся изучением электромагнитных волн преподаватель офицерских курсов в Кронштадте Александр Степанович Попов. Начав с воспроизведения опытов Герца, он затем использовал более надёжный и чувствительный способ регистрации электро- магнитных волн. В музее есть схема первого радиоприёмника, сделанная самим А.С.Поповым. (Обсуждение схемы.) В качестве детали, непосредственно «чувствующей» электромагнитные волны, А.С.Попов применил стеклянную трубку с металлическими опилками – когерер. Молоточек звонка встряхивал когерер после принятия сигнала, восстанавливая его чувствительность к приёму следующего сигнала. Тем самым была обеспечена надёжность радиоприёма. Присоединив же к когереру вертикальный провод, А.С.Попов создал первую простейшую антенну. При работе его радиоприёмника не было слышно ни речи, ни музыки – просто звенел звонок. Позже А.С.Попов присоединил к схеме телеграфный аппарат и записывал принимаемые сигналы на ленту. Экскурсовод продемонстрировал нам работу первого приёмника А.С.Попова. Всего-то звон, но этот звон воззвестил о новом способе передачи информации с помощью электромагнитных волн.
7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А.С.Попов продемонстрировал первую в мире радиопередачу. Используя азбуку Морзе, с помощью электромагнитных волн были переданы всего два слова: «Генрих Герц». День 7 мая стал днём рождения радио, он ежегодно отмечается в нашей стране.
Первый приёмник А.С.Попова (авторский набросок)
В зале А.С.Попова Политехнического музея мы видели радиоустройства, которые применялись на Балтийском флоте для связи между кораблями. Один из стендов посвящён первому практическому использованию радиосвязи – организации работы по спасению броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на мель в 1899 г. близ Кронштадта. А ещё в этом зале выставлены радиоприёмники разных поколений, начиная от самой примитивной «тарелки» до современного музыкального центра.
(Далее последовали репортажи «Радиолокация», «Телевидение», «Телевидение в космосе», «Телевидение в промышленности и на транспорте».)
Наши впечатления. Экскурсия в Политехнический нам очень понравилась! Во-первых, экскурсовод не только много рассказал об истории создания радио, но и продемонстрировал первые приёмники. Было очень интересно рассматривать экспонаты; такая наглядность позволяет понять то, что написано в учебниках. Мы узнали много дополнительного к материалу, который изучали на уроках. Нам стало понятнее, как используются спутники связи, как с их помощью можно провести телемост с любым городом на Земле. Экскурсия полезна тем, что расширяет кругозор. А когда мы пойдём в школу на практику, то полученные знания могут нам пригодиться. Например, мы сможем рассказать ребятам как выглядели радиоприёмники и телевизоры, которыми пользовались их бабушки и дедушки.
Репортаж «Лазеры»
О том, что сейчас мы называем лазерами, люди мечтали с древних времен. Взять, к примеру, античные мифы. Древнегреческий бог Зевс держит в руках небесный огонь, и этот небесный огонь обладает разрушающими свойствами в строго определённом направлении. Или, к примеру, легенда об Архимеде – как он оборонял свой родной город Сиракузы (древнегреческий полис на юго-востоке Сицилии): жители, воспользовавшись зеркалами, отразили световые лучи в одну точку, на корабли противника, и подожгли их. Об источнике мощного направленного излучения было написано немало фантастики. В 70-х гг. прошлого века учёные решили реализовать мечту, и это получилось.
Люди давно мечтали об источнике направленного излучения. Такой источник был создан – это лазер. Лазер – аббревиатура слов английской фразы [light amplification of stimulated emission radiation. – Ред.], которая означает «усиление света в результате вынужденного излучения». Чтобы понять, чем отличается спонтанное излучение обычных источников света от вынужденного излучения, можно сравнить шествие трудящихся на демонстрации и прохождение колонны военных на параде: первые – вразнобой, вторые – в ногу, чётко. Вынужденное излучение является согласованным, когерентным; оно используется для усиления электромагнитных волн. В 1954 г. отечественные учёные Н.Г.Басов и А.М.Прохоров и, независимо от них, американский физик Ч.Таунс использовали явление вынужденного излучения для создания мазера – микроволнового генератора радиоволн, за разработку которого все трое были удостоены высшей мировой награды – Нобелевской премии (демонстрируется фрагмент учебного видеофильма «Этот нелинейный мир» о вручении Нобелевской премии).
Вынужденное изучение обладает целым рядом интересных свойств. Во-первых, имеет очень высокую температуру, она зависит от мощности излучения и достигает нескольких миллионов градусов. Во-вторых, лазер излучает энергию на одной частоте, на одной длине волны. Раньше такое монохроматическое излучение получали только в диапазоне радиоволн. Свет, испускаемый даже очень маленьким кусочком раскалённого вещества, всегда состоит из волн самой разной частоты. По этой причине в оптике никак не удавалось, например, создать узконаправленные пучки излучения, а радиоинженеры пользуются такими уже не один десяток лет. В-третьих, лазерное излучение очень стабильно. Электромагнитная волна, которую генерирует лазер, распространяется на многие километры, не изменяясь. Её амплитуда, частота и фаза могут оставаться постоянными очень долго. Это качество называется высокой пространственной и временной когерентностью.
Репортаж «Лазеры» ведут студенты группы № 101
Все три особенности лазерного излучения нашли применение в самых разных отраслях техники, при решении различных технологических задач. Для каждого случая можно подобрать лазер нужного типа и требуемой мощности.
Виды лазеров. Первый лазер – оптический квантовый генератор – сконструировал в 1960 г. американский физик Т.Мейман. Усиление света происходило в рубиновом стержне длиной около 4 см и диаметром 5 мм (демонстрирует рисунок). Посеребрённые торцы стержня служили зеркалами, одно из них было выполнено полупрозрачным. Энергию в кристалл «накачивала» мощная импульсная лампа. Поток фотонов высокой энергии переводил атомы хрома в возбуждённое состояние. На одном из высокоэнергетических уровней атомы задерживаются в среднем на 0,003 с – по атомным масштабам это огромное время. За этот период часть атомов успевает самопроизвольно излучить фотоны. Их поток, многократно пробегая между зеркалами, заставляет все возбуждённые атомы излучать кванты когерентного света. В результате рождается световая вспышка – лазерный импульс мощностью в десятки тысяч ватт. Сегодня лазерные стержни изготавливают из рубина, граната и стекла с примесью неодима. Некоторые твердотельные лазеры генерируют сотни и тысячи импульсов в секунду.
В том же 1960 г. был создан газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона. Этот лазер излучает красный свет не импульсами, а непрерывно. Если использовать другие газы, то можно получить другой цвет излучения. Например, аргон даёт синий свет, криптон – жёлтый, ксенон и пары меди – зелёный, а углекислый газ и пары воды – невидимое инфракрасное излучение.
Непрерывное излучение дают и жидкости. Рабочим веществом служат, например, растворы солей неодима и соединений анилина. Поскольку соединения анилина используются для окраски тканей, генераторы на их основе называют лазерами на красителях.
Самые миниатюрные лазеры – полупроводниковые. В спичечный коробок их можно поместить несколько десятков. Энергию в полупроводник «накачивает» электрический ток. Больше половины энергии тока превращается в свет, т.е. коэффициент полезного действия этих лазеров может достигать 50%.
Применение лазеров. Много лет назад, когда только-только появились первые лазеры, собранные исследователями в своих лабораториях, было трудно предугадать, где и как эти приборы будут применяться. Очевидным являлось одно: лазеру уготовано большое будущее, это целая техническая эпоха. Сегодня без преувеличения можно считать, что мы живём в эпоху лазера.
Многие лазеры оказались незаменимыми при термической обработке металлов, значительно повышая прочность изделия, а также стойкость к ударам и истиранию. Поэтому лазерной закалке подвергаются оси железнодорожных колёс, зубья шестерёнок, валы двигателей внутреннего сгорания.
Сфокусированным лазерным лучом режут толстую листовую сталь, раскраивают ткани на швейных фабриках. В музее выставлена лазерная установка «Квант-20» для резки листового промышленного стекла. Световым лучом сваривают детали, причём из материалов, не поддающихся сварке другими способами, например, из металла и керамики.
Лазерным лучом мгновенно пробивают отверстия в самых прочных материалах. Нам показали лазерный станок «Корунд», который за 1 с пробивает отверстие в так называемых часовых камнях – подшипниках, на которые опираются оси шестерёнок в механических часах. До использования лазера на изготовление одного отверстия приходилось тратить 15 мин, т.е. операция длилась в 900 раз дольше.
Незаменим лазер в хирургии. Световой луч, разрезая кровеносные сосуды, одновременно «заваривает» их, останавливая кровотечение. Разрез получается тонкий и чистый, снижается опасность инфицирования раны. Также с помощью лазерного луча проводят операции, которые невозможно сделать другим инструментом, например, глазные.
На теле человека имеется множество точек, раздражая которые, можно стимулировать или подавлять работу внутренних органов. Раньше на эти точки воздействовали, вводя в них тонкие иглы (иглоукалывание). А сегодня с той же целью применяется лазерный луч.
Однако лазерный свет таит и опасность: он может вызвать ожог сетчатки глаза; даже слабый свет способен вызвать мутации – стойкие и не всегда благоприятные для организма изменения наследственности. Поэтому даже маломощные лазеры снабжают табличками: «Осторожно! Лазерное излучение!»
Лазерное излучение используется для передачи информации по оптическим волокнам – световодам. Световоды – это тонкие стеклянные нити, вот такие (демонстрация распространения света по световоду с использованием лампы «UFO»). Световой луч, попадая в торец световода, распространяется по нему, не выходя наружу, даже если световод изогнут благодаря явлению полного отражения света. В наши дни оптические световоды объединили весь мир. Их сеть обеспечивает бесперебойную телефонную и факсимильную связь по многим каналам одновременно через один кабель, соединяет персональные компьютеры в единую локальную сеть, позволяет выйти в глобальную сеть интернет.
В компьютерной технике используется лазерный способ записи информации – на CD-ROM, компакт дисках. На одном диске можно поместить текст тридцати томов! Целая Большая советская энциклопедия в кармане, но это ещё не предел: уже появились диски, ёмкостью в 10 раз больше. Лазерные диски универсальны: на них записывают музыку, изображения, мультики и кинофильмы.
Световод с лучом внутри можно буквально завязать в узел. В воздухе же луч распространяется строго по прямой и служит идеальной линейкой для измерения больших расстояний. В музее нам продемонстрировали уголковый отражатель, установленный на Луне. Мы с удивлением узнали, что, посылая с Земли лазерный луч на этот отражатель, измерили расстояние от Земли до Луны, а это около 400 тыс. км с точностью до сантиметров! С ещё большей точностью лазерные системы следят за положениями земных материков. Континенты «ползут», их движение вызывают извержения вулканов и землетрясения, и прогнозировать эти грозные явления позволяет лазерная техника.
Голография. Наиболее интересным на нашей экскурсии было посещение зала голографии. Голография – это особый фотографический метод, когда с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются изображения трёхмерных объектов, в высокой степени похожие на реальные. Такая запись называется голограммой. При освещении голограмма формирует изображение, которое представляет собой точную копию исходного трёхмерного объекта с такими свойствами, как, например, изменение перспективы при перемещении наблюдателя.
Открытие и обоснование англичанином Денисом Габором в 1948 г. принципов голографии положило начало развитию совершенно нового и очень перспективного научного направления с широчайшим спектром его применения, хотя до появления в 60-х гг. первых лазеров голографию всерьёз не принимали. Советский физик Ю.Денисюк предложил такой способ записи голограммы, при котором лазер используется только при записи голограмм, а воспроизводить изображения можно уже обычными источниками белого света.
Чтобы получить голограмму, необходимо иметь две интерферирующие монохроматические волны. Одна волна обычно исходит от объекта и падает на фотопластинку (объектная волна). Другая волна носит название опорной. С помощью голографии записывается амплитудная и фазовая информация, которую несёт световая волна, отражённая от объекта.
Основным условием получения высококачественных голограмм является когерентность опорной и объектной волн, что и достигается применением лазера. Очень интересной особенностью голограмм является то, что, если разбить пластинку, на каждом кусочке пластинки сохранится полное (хотя и значительно более слабое) изображение этого предмета. Разве получится такой же эффект, если разорвать обычную фотографию? Нет! В Политехническом музее в зале голографии нам показывали две голограммы, приклеенные с двух сторон рамки, – изображения индийской статуэтки спереди и сзади. Если покрутить рамку, то создаётся впечатление, что статуэтка находится внутри неё.
Сейчас мы покажем вам голографические открытки. Обратите внимание, что при перемещении луча света от центра в сторону создаётся впечатление, будто мы обходим изображённый объект и смотрим на него сбоку (демонстрацию удобно проводить, освещая голограмму карманным фонариком).
Наши впечатления. Немного опережая программу, мы познакомились с лазерами, узнали о принципе их работы, об их применении. Побывав на экскурсии в музее, каждый наверняка открыл для себя что-то новое и пополнил свой запас знаний. И такая информация действительно необходима, т.к. мы живём в лазерном веке. Особенно нам понравился зал голографии. Такие интересные и большие голограммы нигде не удалось бы посмотреть. Экскурсия нам надолго запомнится, хотелось бы почаще, и не только с точки зрения физики, посещать различные музеи. Мы решили, что когда станем работать педагогами, обязательно будем организовывать экскурсии, чтобы детям было легче и интереснее учиться.
Репортаж «Разведчики космоса»
Экскурсовод объяснил нам, что космонавтика – это комплексная научно-технологическая дисциплина, в которой сопрягаются достижения многих наук: физики, химии, техники, биологии, медицины, астрономии. Космос – это необъятное беспредельное пространство вне Земли. Там преобладают самые лёгкие вещества – водород и гелий. Из них в основном состоят звёзды – огромные самосветящиеся газовые шары, в центре которых температура достигает многих миллионов градусов. Солнце – одна из звёзд. Из-за излучения каждую секунду Солнце «худеет» на 4 млн т. (сведения из учебника). Размеры Галактики огромны: от Солнца до центра Галактики свет долетает за 27 тыс лет! Как же передвигаться в пустоте? Как же преодолевать такие огромные расстояния?
На первый вопрос ответ был дан российским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским, который в начале ХХ в. разработал теорию космических полётов. Поскольку космос – это безвоздушное пространство, то для продвижения вперёд ракета должна отталкиваться от своего топлива, т.е. использовать принцип реактивного движения. Выйти на орбиту и стать спутником Земли ракета может, если достигнет первой космической скорости – примерно 8 км/с. Колоссальная скорость! Пока я говорю слово «восемь», ракета пролетает 8 км! Для разгона до такой скорости нужно сжечь очень много топлива. Поэтому ракета имеет три ступени, большую массу (около 3000 т), 90% которой составляет топливо. За 1 с при запуске ракеты сгорает 15 т горючего; когда топливные баки первой ступени опустошаются, первая ступень отбрасывается. Затем расходуется топливо второй ступени, которая также впоследствии отделяется; в космос выводится третья ступень – непосредственно сам космический корабль, который в безвоздушном пространстве продолжает полёт уже по инерции; осуществляется только его ориентация.
Ответ на второй вопрос: как преодолевать огромные межзвёздные расстояния? – пока не получен. При сегодняшних скоростях (примерно 10 м/с) человеческой жизни не хватит на осуществление таких перелётов. Ясно, что двигатели должны быть принципиально другими, чтобы достигались скорости, сравнимые со скоростью света.
Первопроходцы космоса. Новая эра в жизни человечества – эра освоения космоса – началась 4 октября 1957 г., когда на орбиту Земли был выведен первый искусственный спутник. Его макет мы увидели в музее – это небольшой шар с четырьмя антеннами-усами для передачи на Землю радиосигналов. Имя главного конструктора долгое время не называлось, теперь мы знаем, что это Сергей Павлович Королёв.
А всего через месяц был запущен спутник с собакой Лайкой, к телу которой были прикреплены датчики для записи физиологических функций в полёте. Медики должны были получить эту информацию, чтобы правильно спланировать подготовку человека к космическому полёту.
Побывали в космосе и другие подопытные собаки – Белка и Стрелка, Чернушка, Звёздочка. После возвращения на Землю они дали потомство, и медики с биологами изучали влияние космических условий на генетику. Макет кабины корабля с муляжами Белки и Стрелки также демонстрируется в музее.
Тем временем был создан первый отряд космонавтов. Медкомиссия обследовала три тысячи самых здоровых людей – военных лётчиков – и отобрала в отряд всего 20 человек. Они продолжали тренировки на центрифуге, где достигаются такие же перегрузки, как при старте корабля; в сурдокамере – там абсолютная тишина, как в космосе, к которой землянину тоже трудно привыкнуть, изучали устройство космического корабля, учились ориентироваться в космосе по Солнцу и звёздам. И вот настал день, который мы теперь отмечаем как День космонавтики.
В этот день весь мир услышал по радио слова: «Внимание! Внимание! Работают все радиостанции Советского Союза! Сегодня, 12 апреля 1961 г., впервые в мире осуществлён запуск человека в космос! Лётчик-космонавт Юрий Алексеевич Гагарин на космическом корабле „Восток-1“ совершил один виток вокруг нашей планеты и благополучно приземлился!» С этого полёта началось освоение космоса пилотируемыми аппаратами.
Система жизнеобеспечения космонавтов. Условия жизни человека на Земле, в поле тяготения, резко отличаются от условий невесомости на орбите. За один месяц полёта человек приходит в такое состояние, что после приземления может и не выжить. Поэтому для космонавтов создали специальный профилактический нагрузочный костюм «Пингвин». Стоит на него посмотреть, и сразу становится понятно, почему он так называется, – человек в нём принимает позу пингвина. Чтобы встать ровно, повернуться или наклониться, приходится преодолевать сопротивление резиновых тяжей, которые вшиты в костюм. Космонавты носят этот костюм по 12 ч в сутки, тренируют мышцы. В распорядок дня космонавтов входят обязательные двухчасовые занятия на тренажёрах, особенно в период подготовки к возвращению на Землю. Можно сказать, что физические упражнения служат «обратным билетом».
Нам также показали вакуумную ёмкость, принцип работы которой такой же, как у лечебных банок: она обеспечивает приток крови к нижней части тела. Космонавты используют её последние 12 дней полёта для подготовки к приземлению.
Также мы видели скафандр для выхода в открытый космос с автономной системой жизнеобеспечения; он самый объёмный и наиболее сложный по устройству. Им пользуются, когда надо провести наружный осмотр орбитальной станции, заменить солнечные батареи, произвести ремонтные работы.
При взлёте и посадке космического корабля космонавты надевают аварийный спасательный скафандр «Сокол», который обеспечивает защиту в случае разгерметизации или другой нестандартной ситуации.
В музее есть витрина с образцами космического питания. Вся пища упакована в тубы и пакеты. Тарелки космонавтам не нужны, потому что и суп, и каша «убежали» бы с тарелки, ведь в космосе они тоже ничего не весят. Лишними оказались бы ложки и вилки: тарелки-то пусты! Поэтому и первые блюда, и вторые – различные супы, каши, пудинги, пюре – приходится выдавливать из туб прямо в рот. Так необычно выглядят тубы с надписью «Борщ украинский», «Суп вермишелевый», «Паштет гусиный»! Все твёрдые продукты порезаны на кусочки «на один зубок», чтобы их сразу можно было положить в рот, т.к. крошки в космическом корабле недопустимы. Они ведь не упадут на пол, а будут плавать по всему кораблю. Соки у космонавтов тоже не такие, как у нас. Они хранятся в сублимированном виде, перед употреблением их надо развести водой. К сожалению, мы не смогли ничего попробовать, но экскурсовод нас уверил, что вся эта еда очень вкусная, – он пробовал.
Орбитальная станция «Мир». В Политехническом музее представлен макет орбитальной станции «Мир», которая была выведена на орбиту в феврале 1986 г. На этой станции космонавты жили подолгу (самая длинная «командировка» – 438 суток). Здесь они проводили научные эксперименты и наблюдения, испытывали технические устройства. Станция состояла из базового блока, к которому были подведены пять крупных модулей и специальный стыковочный отсек. В модуле «Квант» располагался комплекс астрофизических приборов для наблюдения звёзд. Модуль «Кристалл» предназначался для отработки технологии получения новых материалов в условиях невесомости, которые нельзя получить на Земле. Например, космонавты выращивали особо чистые кристаллы полупроводников, необходимые для радиоэлектронной промышленности, получали органическое соединение урокиназу, используемую для растворения камней в почках. Аппаратура модуля «Спектр» позволяла вести постоянные наблюдения за состоянием атмосферы, океана и земной поверхности, а также проводить медико-биологические исследования.
Стыковочный отсек – это сравнительно небольшой модуль, созданный специально для стыковки с американским космическим кораблём «Атлантис». В блоке «Природа» находились высокоточные приборы для наблюдения за земной поверхностью. В состав этого модуля было включено американское оборудование для изучения поведения человека во время длительного космического полёта.
Орбитальная станция «Мир» проработала в космосе до 2003 г. и была затоплена в океане. Сейчас создаётся новая международная космическая станция, в проекте участвуют Россия, США, Канада, Япония и Европейское космическое агентство.
Исследования Луны. Вполне естественно, что Луна как ближайшее к Земле небесное тело стала первым объектом, к которому направились космические аппараты. Всего через полтора года после запуска первого искусственного спутника Земли, в январе 1959 г., начались полёты к Луне автоматических станций. Сначала были совершены облёты Луны, произведена фотосъёмка её невидимого с Земли полушария. Первая мягкая посадка была совершена советской автоматической станцией «Луна-9» в 1966 г. Мягкие посадки в различных районах Луны осуществили и американские космические аппараты, которые должны были исследовать лунную поверхность и выбрать место для посадки космических кораблей «Аполлон» с астронавтами.
Пилотируемые облёты Луны планировалась и в нашей стране, однако от этих планов отказались после того, как американские астронавты побывали на Луне. Впервые астронавты Нил Армстронг и Эрвин Олдрин осуществили посадку на Луну 20 июля 1969 г.; на орбите в основном корабле остался Майкл Коллинз. Астронавты установили отражатель лазерного излучения и сейсмограф, сделали фотоснимки, собрали 22 кг образцов лунного грунта. Все работы заняли у них 2,5 ч. За последующие 3 года на кораблях «Аполлон» к Луне было послано шесть экспедиций и проведены большие научные исследования.
В Политехническом музее на стенде, посвященном исследованиям Луны, помещены фотографии американских астронавтов. А рядом стоит макет российского «Лунохода-1», который в 1970 г. проделал по поверхности Луны путь длиной 10,5 км и провёл много исследований. В 1973 г. на Луну был отправлен второй самоходный аппарат – «Луноход-2». Исследование Луны советскими автоматическими станциями было завершено космическим аппаратом «Луна-24», выполнившим бурение лунного грунта на глубину 2 м и доставившим на Землю в августе 1976 г. 170 г лунной породы.
Учёные считают, что в недалёком будущем начнётся освоение Луны. Сейчас разрабатываются проекты создания на её поверхности постоянно действующей обитаемой базы.
Космические экспедиции по Солнечной системе. К настоящему времени проведены исследования и других планет Солнечной системы. Лучше других, пожалуй, исследована Венера. Использование искусственных спутников и спускаемых аппаратов позволило получить обширную информацию. Составлен атлас поверхности Венеры, получены данные о химическом составе грунта; изучен состав атмосферы; зарегистрированы удары молний и раскаты грома.
Исследования Марса и его спутников началось в 1963 г., когда советский космический аппарат «Марс-1» прошёл на расстоянии 197 тыс. км от Красной планеты. Затем ряд американских и советских аппаратов совершили мягкую посадку на планету. Самыми результативными были полёты двух американских «Викингов», запущенных в 1975 г. В местах их посадок были проведены уникальные эксперименты с целью обнаружения признаков жизни в марсианском грунте.
К сожалению, однозначного ответа на вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» получить не удалось. Сейчас на Марсе находятся два американских марсохода – «Спирит» и «Опортьюнити», – и мы периодически узнаём из программ новостей о результатах их работы.
С точки зрения поиска жизни на Марсе представляют интерес утверждения исследователей, что в экваториальной зоне Марса под толщей песка плоскогорья Элизиум должно находиться море замерзшей воды размером с Чёрное море. Это объясняет существование старых русел рек в этой области. Малая плотность льда по сравнению с горными породами приводит к дефициту массы в области Элизиум, что отражается на наблюдаемых возмущениях искусственных спутников Марса, а также непосредственно на показаниях гравиметров, установленных на марсоходах и проводивших измерения силы тяжести вблизи плоскогорья.
Исследования космоса продолжаются. В наши дни многочисленные космические аппараты фотографируют поверхности далёких планет и их спутников, передавая данные на Землю. Пройдёт ещё немного времени, и в космосе появятся обширные колонии. Согласно оценкам экспертов, к 2030 г. за пределами земной атмосферы будут постоянно работать свыше 1000 человек.
Наши впечатления. Побывав в Политехническом музее, мы познакомились поближе с достижениями космонавтики. Эта экскурсия расширила наш кругозор. Теперь, когда мы смотрим передачи о космосе, нам многое становится понятным. Мы очень сожалеем, что нам не рассказали об исследованиях таких планет, как Венера и Марс, которые наиболее близко расположены к Земле. В настоящее время на Марсе ведутся исследовательские работы с помощью марсоходов «Спирит» и «Опортьюнити», было бы интересно побольше об этом узнать.
ВИКТОРИНА (каждая часть проводится после соответствующего репортажа)
I часть
1. В каком году был основан Политехнический музей?
2. Каково происхождение слова «радио»?
3. Когда в России отмечается День радио?
4. Каково было содержание первой радиограммы, переданной А.С.Поповым?
II часть
1. Назовите фамилии учёных, получивших Нобелевскую премию за создание первого квантового генератора радиодиапазона (мазера).
2. Какими особенностями обладает лазерное излучение?
3. Перечислите применения лазера.
III часть
1. Когда в России отмечается День космонавтики? В честь какого события?
2. Назовите фамилию учёного, который считается «отцом» космической ракетной техники.
3. Знаете ли вы фамилию первой женщины-космонавта?
4. Каково название марсоходов, которые сейчас исследуют Красную планету?
Подведение итогов.
Подводятся итоги с точки зрения достижения поставленной цели и профессиональной направленности; рассказывается о возможности проведения экскурсий с учащимися начальной школы.
Литература
Проспект «дом-музей С.П.Королёва». – М., 2001.
Проспект «дом-музей К.Э.Циолковского». – Калуга, 2000.
Журнал «Огонёк», 1986, № 16.
Памятники науки и техники. – М.: Знание, 1992, вып. 1; 1996, вып. 2.
Политехнический музей – средним и специальным учебным заведениям. Тематика мероприятий. – М., 2002.
Спицын В. Первый космонавт. – М.: Малыш, 1981.
Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика-11. – М.: Школьная пресса, 2000.
Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика-11. – М.: Просвещение, 1991.
Энциклопедия для детей: Т. 8 «Астрономия». – М.: Аванта+, 1997.
Энциклопедия для детей: Т. 14 «Техника». – М.: Аванта+, 1999.