Секстант — это прибор, используемый штурманом для определения положения Солнца, Луны, планет и некоторых звезд. Секстант имеет форму куска круглого пирога, с градуированной шкалой на его закругленной части. Один конец стрелки-указателя прикреплен к верхней точке секстанта, так же, как и подвижное зеркало. Другой конец указывает на шкалу. Также к секстанту пристроен телескоп и зеркальное стекло перед ним. Штурман глядит на горизонт через телескоп и это зеркало и двигает зеркало до тех пор, пока отражение наблюдаемого светила не попадет на него, как бы коснувшись горизонта. Свободный конец стрелки укажет на шкале высоту наблюдаемого светила.
Как узнать высоту горы?
Когда высокие горы упоминаются в газетах или книгах, нам обычно сообщают их точную высоту в метрах. Откуда же люди могут знать точную высоту горы, особенно если ни один человек на нее еще не забирался? Это делается при помощи одной из самых старых методик, которой издавна пользовались землемеры, или, как их теперь называют, геодезисты. Геодезия — это отрасль строительного дела. Она связана с определением форм и размеров любой из частей земной поверхности.
Существуют различные виды геодезической съемки, но все они основываются на методе, известном как «триангуляция». Когда вы будете заниматься геометрией, вы узнаете, что, зная одну сторону и два угла любого треугольника (или две стороны и один угол), можно вычислить все остальные его параметры. Этот метод остается в основе таким же вне зависимости от размеров измеряемой площади — будь это один или тысяча гектаров. В любом случае вы начинаете с измерения одной из сторон при помощи цепи, стальной проволоки или чего-нибудь в этом духе. Эта мера становится одной из сторон треугольника, и обычно это ровное место между двумя природными ориентирами на одном уровне.
Затем выбирается третий ориентир, и он становится вершиной треугольника.
Затем вы измеряете углы, которые он образует с каждым из концов первой измеренной вами линии. Теперь у вас есть все условия, необходимые для измерения площади треугольника, описанные выше (одна сторона и два угла).
Прибор для измерения углов называется транспортиром. Теперь, когда у вас есть площадь этого треугольника, вы продолжаете делить ваш участок земли на треугольники до тех пор, пока не измерите весь этот участок.
Транспортиром можно измерять углы не только на горизонтальном уровне, но и по вертикали. Это называется нивелированием, так как в основании инструмента для этой операции лежит ватерпас (нивелир), с помощью которого определяется, насколько ровна горизонтальная поверхность. Фиксируя взгляд на любой точке горы, можно использовать тот же способ измерения углов, что используется на горизонтальном уровне, и вычислить одну из сторон, которая является в данном случае высотой горы.
Как измеряется глубина океана?
Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны и холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно. Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины».
В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны. В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо. Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором.
Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля. Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра). При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.
Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!
Как устроен акваланг?
Акваланг — это современное приспособление для погружения на глубину. Он дает возможность ныряльщику дышать под водой, не завися при этом от подачи воздуха с корабля. Аквалангист носит свой собственный запас воздуха с собой прикрепленным к спине. Он — свободный водолаз. Запас воздуха в сжатом виде находится в одном (или более) стальном баллоне акваланга. От клапана отходит трубка, ведущая ко рту. Она сделана таким образом, что ныряльщик может держать ее, зажимая зубами. Нос закрыт маской, и аквалангист дышит одним ртом. С аквалангом на спине и специальным тяжелым поясом, удерживающим его под водой, человек может плавать почти так же свободно, как рыба.
При плавании используются большие ласты на ногах, чтобы обходиться без помощи рук, освобождающихся, таким образом, чтобы держать камеру или гарпун. Если не погружаться на большую глубину, аквалангист может оставаться под водой полчаса и даже больше. Но даже самый современный акваланг не позволяет человеку опуститься глубже, чем на сто метров. На такой глубине тяжесть толщи воды оказывает давление в десять раз большее, чем на поверхности. Воздух в баллонах расходуется в десять раз быстрее, так что даже очень больших баллонов хватает всего на несколько минут.
Есть еще одна проблема, связанная с погружением на очень большие глубины. Сжатый воздух в баллонах состоит, как и атмосферный воздух, на четыре пятых из азота и всего на одну пятую из кислорода. Для поддержания жизни нам необходим кислород. Обычно вдыхаемый нами азот мы тут же выдыхаем обратно. Но в условиях увеличивающегося давления воздуха часть азота растворяется в крови и тканях.
Когда аквалангист поднимается наверх, азот должен выйти из его крови и тканей. Если он не может достаточно быстро покинуть организм через легкие, он начинает превращаться в теле с маленькие пузырьки. Пузырьки защемляют нервы и закупоривают кровеносные сосуды, и у аквалангиста начинается кессонная болезнь, сопровождающаяся страшными болями. В результате тяжелых случаев кессонной болезни человек может умереть или остаться инвалидом на всю жизнь. Именно поэтому аквалангист должен подниматься на поверхность очень медленно, если он находился на глубине от шестидесяти до ста метров. Во время подъема он должен делать частые остановки.
Как воду делают питьевой?
Во-первых, зачем нужно делать воду питьевой? Почему мы не можем ее пить такой, какой она бывает в природе? Причина состоит в том, что в наши дни вряд ли можно найти действительно чистую воду. Самый чистый источник воды — это снег, следующей по степени чистоты идет дождевая вода, но в ней уже можно обнаружить растворенные газы из воздуха и следы углекислоты, хлоридов, сульфатов, нитратов и аммиака. Даже вода горных ручьев и озер может содержать в себе неорганические соли. Вода рек и озер в низменностях обычно очень сильно загрязнена.