Юный техник, 2009 № 02 - Журнал «Юный техник»

Раньше книги переснимали на фотопленку. Сегодня можно сделать очень качественную цветную копию книжной страницы при помощи сканера. В зависимости от дальнейших задач, ее можно сохранить в электронном виде и затем рассматривать на мониторе или отпечатать на принтере. При этом у вас есть выбор: печатать в цвете или подешевле, в черно-белом варианте.

Казалось бы, при такой технике вопрос о копировании книг решен, но это не совсем так. Если речь идет о высококачественных иллюстрациях, то приходится выбирать высокое разрешение, а, значит, сканирование будет долгим и нудным, каждая страница потребует минуты и более. К этому времени добавим время, необходимое для перелистывания страниц. Толстую книгу нужно еще расправить и плотно прижать к стеклу сканера, а это удается не сразу и не всегда. В итоге, на копирование нее большой книги уходит до нескольких часов.

Существуют специальные сканеры для копирования книг. В некоторых из них даже производится механическое перелистывание страниц. Скорость сканирования доходит до 500 страниц в час. Однако стоимость такого сканера равна стоимости легкового автомобиля, а среднерыночная стоимость копирования (оцифровки) книги на них около 10 000 рублей.

Быстродействующий сканер для оцифровки книг всем хорош, кроме слишком высокой цены.

Как показывает опыт, сканирование можно с успехом заменить обычным цифровым фотоаппаратом. Необходимо лишь сделать приспособление для его жесткой установки. Сделать его можно из старого фотоувеличителя. Он состоит из столика с укрепленной на нем штангой, по которой скользит кронштейн с осветителем и объективом. Для наших целей нужен только кронштейн. Снимите все лишнее, и у вас останется квадратная рамка с отверстием. А дальше посмотрите на ваш цифровой аппарат. Все дело в том, что размеры и конструкции их очень разнообразны. Но у всех на передней стенке имеются окошки, где расположены датчики автофокуса (они же определяют экспозицию и диафрагму при съемке в автоматическом режиме). Если размеры фотоаппарата малы, можно просто положить его на рамку, и в ее отверстии свободно поместится и объектив, и окошки датчиков, и аппарат. В таком случае вам останется лишь закрепить аппарат при помощи резиновых колечек. Если вспышка окажется перекрыта рамкой увеличителя, можно вырезать в ней дополнительное окошко выхода света и снимать со вспышкой или, отключив ее, снимать при внешней подсветке.

Цифровой фотоаппарат, установленный на простейшем приспособлении, позволяет копировать книги с очень высокой четкостью.

Если аппарат не помещается в отверстие рамки, замените ее на другую, вырезанную из фанеры. Примерные размеры рамки для крепления одного из фотоаппаратов приведены на рисунке. Эта рамка крепится к кронштейну при помощи двух болтов диаметром 6 мм и состоит из полки, на которой крепится фотоаппарат, упора для крепления к кронштейну и двух ребер жесткости. Вся конструкция собирается на клею ПВА и стягивается винтами-саморезами.

Теперь вернемся к разговору о подсветке. Она должна быть прежде всего равномерной, что легко проверяется при помощи монитора фотоаппарата. Для подсветки годятся настольные лампы или торшеры. Обычные лампы накаливания могут давать на снимках некоторую желтизну, и если необходимо более высокое качество цветопередачи, используйте светильники с галогенными лампами накаливания.

Очень равномерную подсветку можно получить с длинными люминесцентными лампами. Однако их свет мелькает с частотой 100 раз в секунду. Чтобы это не отразилось на съемке, нужно выбирать экспозицию длительностью 0,1–0,5 секунды. Компактные люминесцентные лампы допускают более короткие экспозиции.

После того как съемка книги закончится, подключите аппарат к компьютеру и отправьте информацию на жесткий диск. После этого вы можете ее перезаписать на CD-диск стоимостью всего лишь 7 рублей, на нем может поместиться до 1000 страниц! А память своего аппарата вы можете очистить для новой работы.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ПОЛИГОН

Наблюдаем невидимок

Ученым и инженерам нередко приходится иметь дело с телами едва заметными, а порою и совершенно невидимыми. Так, очень многие микроорганизмы в капле воды практически не видны, а ведь ученым нужно подробно разглядеть их внутреннее строение. Как быть?

Можно применить краску. Микроорганизмы четко окрашиваются, становятся видны детали их строения. Но от краски они «заболевают» и перестают двигаться. И все же выход из положения есть. Взгляните на рисунок, где ярко светятся на черном фоне обычно бледные и едва заметные микроорганизмы. Более того, есть приемы, позволяющие увидеть поток воздуха в воздухе и даже звук выстрела.

При правильном освещении живая клетка становится хорошо видна.

Как это удается? Прежде чем ответить, разберемся в том, что значит быть невидимым.

Все видимые тела отражают, поглощают либо сами испускают свет. Мы видим дым лишь потому, что он поглощает свет. А чистый воздух свет не задерживает, и потому, казалось бы, понятно, почему мы его не видим. Но некоторые сорта стекла так же слабо поглощают свет, как и воздух, но при этом хорошо заметны.

Причина в том, что у стекла коэффициент преломления гораздо выше, чем у воздуха, и оно выдает себя тем, что изменяет направление проходящего через него света.

Август Теплер (1836–1912)

Когда Гриффину — герою романа Уэллса «Человек-невидимка» — пришла в голову мысль стать невидимкой, он сделал свое тело абсолютно прозрачным, да к тому же еще и придал ему такой же коэффициент преломления, как у воздуха. После этого лучи света стали проходить сквозь его тело, не меняя ни интенсивности, ни направления. Казалось бы, увидеть Гриффина стало невозможно. Но это не совсем так.

Коэффициент преломления воздуха зависит от температуры и давления. Если коэффициент преломления тела невидимки будет всегда таким, как у окружающее го воздуха, то оно действительно всегда будет невидимо. Если же нет, то невидимку можно будет видеть. Это нетрудно проверить экспериментально.

Зажгите спичку. От нее вверх поднимается невидимая струйка теплого воздуха. Но, погасив в комнате свет и направив на пламя спички свет одиночного светодиода, использовав, например, брелок для ключей, вы увидите на стене колеблющийся след струек теплого воздуха. Эти струйки воздуха свет не задерживают и не ослабляют. Они лишь его преломляют, работая как собирающие и рассеивающие линзы; там, где воздушная линза собрала свет, видна яркая линия, где рассеяла — темная.

Так что человек-невидимка был бы невидим лишь при комнатной температуре. В холод и жару он бы выглядел как некое марево, вписанное в очертание фигуры обнаженного человека.

Невидимка пока не создан, и многое говорит за то, что сделать его по рецепту Уэллса нельзя. Так что перейдем от вымысла к реальности. Прозрачные микробы в прозрачной воде, прозрачные струи воздуха в прозрачном воздухе — это все оптические неоднородности среды, отличающиеся от нее лишь коэффициентом преломления.

При помощи приборов А. Теплера можно видеть невидимые обычно потоки воздуха и даже звук.

На рисунке слева — начало очереди из автомата с глушителем. Темно-синее облачко — невидимые глазу пороховые газы. Справа — выстрел из пистолета. На приборе отчетливо видны кольца звуковых волн.

В 1867 г. немецкий физик Август Теплер создал прибор, позволяющий видеть самые незначительные оптические неоднородности. Он почти не отличается от проектора и в простейшем случае может состоять из двух линз.

Вот как он работает. Луч света проходит через первую линзу, фокусируется, и изображение лампы попадает на некую преграду (диафрагму), которая близка к нему по размерам и форме. Дальше луч пройти не может, на экране темно. Но если за первой линзой поместить оптически неоднородный предмет, то фокусировка нарушится и часть света пойдет в обход диафрагмы. На экране появится изображение предмета.

Если первую линзу кольцами раскрасить по зонам (например, середина красная, далее зеленая), то на экране появится яркое, контрастное изображение, окрашенное в условные цвета. На рисунке мы даем размеры проектора, рекомендованные известным немецким физиком Р.В. Полем. Он позволяет наблюдать потоки воздуха, диффузию жидкостей, процессы растворения.

При помощи такого прибора А.Теплер наблюдал звуковые волны.

Подобную установку можно сделать на базе универсального школьного проектора, допускающего передвижение конденсорных линз. Расстояние между первой линзой и лампой должно быть равно фокусному расстоянию линзы; это позволит получить пучок света, близкий к параллельному. При помощи второй линзы добейтесь действительного изображения лампы, а затем перекройте его прямоугольной диафрагмой. Далее поставьте объектив.