Новости

Первый удачный опыт по сжиганию триеры римлян светом солнца: что получилось у архимедов Массачусетского института

today04.04.2024 32

Background
share close
Архимеда

Существует легенда, что в 2012 году до нашей эры, когда происходила осада Сиракуз, Архимед создал специальное «зажигательное стекло», с помощью которого удалось уничтожить стоявшую на якоре флотилию врагов. До сих пор доказать на практике реальность работы этого изобретения не удавалось. Но профессора и студенты Массачусетского технологического института все-таки смогли повторить подвиг Архимеда.

Что использовалось для опыта

Опыт заключался в воспроизведении «лучей смерти» Архимеда. Сложность его повторения заключалась в том, что в исторических источниках нет четкого описания изобретения Архимеда. На некоторых старинных гравюрах «зажигательное стекло » изображено в виде параболического зеркала больших размеров, какого в те времена быть не могло. Поэтому ученые предположили, что Архимед использовал большое количество маленьких зеркал, направив в одну точку солнечные отражения от всех отражающих поверхностей.

Опыт проводили преподаватели и студенты курса 2.009. Это курс, где будущие инженеры не только посещают лекции, но регулярно выполняют разные практические работы. Они разрабатывают прототипы разных машин и воплощают в жизнь лабораторные разработки, изучают и анализируют принцип и эффективность действия различных устройств. В результате такой системы обучения студенты совершенствуют свои инженерные навыки. В Массачусетском институте регулярно проводят исторические реконструкции. Современные исследователи пытаются воссоздавать эффекты, используя средства, которые были доступны учёным в разные эпохи. Например, проводят опыты «по сожжению римского флота». Испытатели пошли по тому пути, который считают верным многие ученые, – с использованием небольших зеркал.

Просто действия и никакой теории

Подобный опыт проводили и в других местах. К примеру, в 1973 году греческий ученый Иоаннис Саккас успешно использовал тепловой луч Архимеда для сожжения фанерного макета корабля на военно-морской базе Скарамангас. Однако большинство экспериментаторов не доходило до реальных опытов, теоретически доказывая, что сжечь флот Архимед никак не мог. В подтверждение они приводили расчеты для зеркал из полированной бронзы, так как именно такие изделия могли использоваться в те времена. Ученые опровергали успешность опыта расчетами по соединению световых пучков и другими теориями.

Но в институте Массачусетса не стали долго теоретизировать, а просто приступили к делу. На поле поставили плоское зеркало, имеющее площадь 0,1 квадратный метр, установив мишень на расстоянии тридцати метров. При этом воссоздали условия максимально приближенные к историческому событию. Мишень была установлена «в пределах полета стрелы». Именно на таком расстоянии была диспозиция вражеских кораблей. От выбранного экспериментаторами зеркала получился зайчик, площадь которого составила 0,3-0,4 квадратных метра. После оценки светового потока, исследователи подготовили 129 зеркальных плиток, имеющих квадратную форму со стороной 30 см. Также установили модель, имитирующую римское судно, длина которой составила 3 метра.

Экспериментаторы усложнили задачу, сделав макет из красного дуба. Римляне же для своих кораблей применяли древесину кипариса или кедра, которая воспламеняется быстрее, чем дуб. Это было сделано для того, чтобы однозначно можно было убедиться в эффективности «лазерной установки». Также макет покрыли специальным восковым составом, который в давние времена использовали римские кораблестроители. Правда в ходе проведения опыта выяснилось, что воск никак не повлиял на процесс возгорания.

Всего студенты и преподаватели провели две попытки. Первая 30 сентября 2005 года была неудачной. Прежде всего потому, что участники действовали неслаженно в момент направления лучей на поверхность судна. Также не способствовала проведению опыта и погода. После этого все макеты и установки разобрали и отнесли на крышу, где все необходимое в нетронутом виде стояло, пока не наступил солнечный день.

Архимеда

Проведение эксперимента

После неудачи тактику было решено поменять. Управлением зеркал занималось небольшое количество человек. Все элементы были выставлены на скамейках в форме дуги. А по центру этой конфигурации разместили еще одно зеркало, которое давало зайчик в виде «X», служивший своеобразным прицелом. Также все зеркала прикрыли материей. Каждый участник должен был открывать зеркало, вручную нацеливать его в нужную точку, после чего сразу прикрывать. Это делалось очень быстро, так как зайчики каждые 10 минут смещались на 1,5 метра из-за движения солнца по небосводу. За 10 минут нацеливание было выполнено, защиту с зеркал сняли. И практически сразу из светлого пятна потянулся дымок. Но неожиданно набежали тучи, и ожидаемого эффекта не был достигнут. Через 20 минут, когда небо снова стало чистым, макет немного переместили, так как солнце ушло в сторону. Лучи также пришлось перенаправить. И тут все произошло – сначала обугливание, затем появился дым, а затем вспышка и пламя. Исследователи установили, что в области светового пятна температура была 593 градуса. Из всех зеркал три действовали не в том направлении, но это не воспрепятствовало проведению успешного опыта. Уже через минуту после воспламенения студенты полили место возгорания водой. На месте возгорания был обнаружен сквозной прогар.

Архимеда

Вопросы скептиков

Но даже после проведения этого опыта многие сомневались в том, что в древности люди могли провести такой же эксперимент. Прежде всего скептики утверждали, что римские корабли не могли стоять неподвижно. Но в институте на все вопросы дали ответы. Там предположили, стоящие на якоре тяжелые суда все-таки сохраняли определенную неподвижность. Конечно, у Архимеда в арсенале не было современных зеркал, и он, скорее всего, использовал полированную бронзу. Значит, для возгорания кораблей в те времена понадобилось бы в полтора раза больше зеркал, чем использовали студенты. Но все же нужного эффекта можно было добиться и при таких ресурсах.

Скептики также полагают, что проще было бы просто поджечь паруса. Экспериментаторы и с этим соглашаются, но думают, что у стоящих на якоре кораблей паруса были просто свернуты. Также преподаватели и студенты института изучили старинные карты и смогли сделать определенные выводы. Расположение города, кораблей и солнца по отношению друг к другу было очень удачным для использования «лучей смерти».

Важно отметить и то, что интенсивность солнечных световых потоков, отраженных от зеркала, имеющего плоскую поверхность, практически не изменяется. Роль играет дисперсия, но ее влияние можно снизить, если взять зеркала со слегка вогнутыми поверхностями. Американцы в эксперименте и вовсе использовали плоские полотна. У талантливых исследователей на все вопросы нашлись ответы. Кроме того они подчеркивают, что не берутся утверждать, что факт сожжения римских судов в древности действительно был. Но они доказали, что такое действие вполне могло быть в реальности. Что подтверждает и физика. И, да, возгоранию могла помешать облачность или несогласованные действия Архимеда и его сторонников, но и римские корабли стояли на якорях не один день. Поэтому у гениального изобретателя и ученого было достаточно времени для осуществления задуманного.

Written by: admin22

Rate it

СЛУШАЙТЕ НАС

0%

Дорогой Друг, в честь нашего Дня Рождения, 26 октября стартует морской фестиваль!