*Можно ли разжечь огонь вогнуто-выпуклой линзой?

[granitokeram]

чет такая куча расчетов, я помню, в школьные годы мы стеклом от бутылки тетради зажигали

[ALEXIN]

ALEXIN, так вата и не горит

granitokeram!

Очень УДАЧНЫЙ  и ТОЧНЫЙ — ник!

Вы правы, в ней нет ни грамма  УГЛЕРОДА (??) — поэтому часто применяется для нужд ВЗРЫВОТЕХНИКИ, поскольку процесс горения идёт при минимальном доступе КИСЛОРОДА.

Там, скажем в сталинских лагерях, спички были в диковинку. В общей камере на столе лежала шершавая дощечка. У каждого была телогрейка, из которой вырывался клок ваты и терся о дощечку — вата начинала тлеть через 3-4 секунды, прикуривали самокрутку. Нужна только сноровка.

[RNK]

Вы из какой страны? В русских школах совсем иной способ расчётов. Вы, наверно, шпион и диверсант?

Нет, не шпион, не диверсант, и даже не самородок, просто астрофизик по образованию.

Так, например, радиус окружности по высоте сегмента и длине хорды, смотрите http://planetcalc.ru/1421/
R ≈ h/2 + с²/8h,

Я потом поправился (см. скриншот из Максимы), R₁ = R²/2h, и поскольку ваше c = 2R, а h << R₁, наши с Вами формулы эквивалентны.

Далее RNK пишет: R2 = (1/R1 - F1/(n1-1)), и подставляя F1=-5D, получаем R2=7,58 см

Правильно так
1/R2 = [1/R1 - D/(n1-1)] = (1/0.312 +  5/(1.5 - 1)) = 13.2 —> R2 = 1/13.2 = 0,07575 м = 7,58 см
Или с учётом изменения радиуса R1—> 0.157 м
1/R2 = [1/0,157 +  5/(1.5 - 1)] = 6,37 + 10 = 16,37 —> R2 = 1/16,37 = 0,06108 м = 6,11 см

Смотрите скриншот, там у меня 6,098 см, что, учитывая ошибки округления, совпадает с Вашим результатом. Как, в общем-то, и дальнейшие расчеты. И не забывайте резерв: можно разломать очки и сложить обе линзы (с налитой водой) вместе по вертикали, удвоив оптическую силу.

Пытаться поджигать, конечно, лучше тёмные поверхности, например, стремясь подложить в фокус буквы в газете. Поверхности с большим альбедо (белая бумага, вата) отражают более половины излучения и их зажечь труднее.

Использовать штатив можно и нужно, думаю, соорудить простенький штатив из веток детям оказалось бы под силу.

[ALEXIN]

Смотрите скриншот, там у меня 6,098 см, что, учитывая ошибки округления, совпадает с Вашим результатом.

Там уже нет расчётов, всё ИСЧЕЗЛО! Шарился и рыскал  несколько минут, бесполезно!

RNK!

Пишу, как и думаю, по-русски.

 Когда только увидел Ваши расчёты —  :-[то ох*…л,  от полученного ШОКА. Вижу: не бессмыслица! Стало интересно, как человек может так легко оперировать ОЧЕНЬ СЛОЖНЫМИ понятиями?! Кто он? Профессор или академик? Приношу извинения за бестактность.

Скачал море литературы по геометрической оптике. Всё равно, многое до сих пор непонятно.
Зачем мы рассчитываем радиус светового пятна? Как правильно его рассчитывать, учитывая кольца Ньютона или нет?

Далее буду развивать эту тему, пожалуйста, помогите.
Помню, в Maxima вначале были какие-то расчёты, которым не придал значения. Сейчас их нет, почему?

Не знаю — как правильно рассчитать реальный КПД солнечной энергии, что делать?!
Какая формула потерь солнечной энергии при сферической аберрации линзы и т. д.?
Полез даже в изобретения, получается: правильный КПД не более 40 %.

Таким образом, в предлагаемом варианте оптический КПД равен 0,63 вместо 0,34 в варианте прототипа. Поскольку вырабатываемая энергия зависит от КПД системы, то, при равных условиях предлагаемая система будет вырабатывать в 1,6 раза больше энергии, чем система прототипа. http://www.ntpo.com/izobreteniya-rossiyskoy-federacii/elektroenergetika/alternativnye-istochniki-energii/solnechnaya-energetika/16109-ustrojstvo-koncentriruyuschee-solnechnoe-izluchenie.html

[RNK]

Смотрите скриншот, там у меня 6,098 см, что, учитывая ошибки округления, совпадает с Вашим результатом.

Там уже нет расчётов, всё ИСЧЕЗЛО! Шарился и рыскал  несколько минут, бесполезно!

Приложил ещё раз на всякий случай.

Зачем мы рассчитываем радиус светового пятна? Как правильно его рассчитывать, учитывая кольца Ньютона или нет?

Нам надо знать, какая энергия будет поступать на единицу поверхности бумаги в единицу времени (эта величина называется энергетической освещённостью), для того, чтобы вычислить, до какой температуры нам удастся её нагреть. «Кольца Ньютона» (тонкий слой воздуха между двумя сферическими поверхностями близких радиусов) сами по себе к нашей задаче отношения не имеют, но дифракционное рассеяние может увеличить диаметр светового пятна и испортить малину. Впрочем, это не наш случай, дифракционный угол линзы диаметром d = 5 см составит λ/d ~ 4,58 секунд дуги, что в 400 раз меньше углового диаметра Солнца. Так что дифракцией можно смело пренебречь.

Не знаю — как правильно рассчитать реальный КПД солнечной энергии, что делать?!

Непростой вопрос. Но у нас, к счастью, не фотоэлементы, где требуются головоломные расчёты электронного и фононного спектра легированных полупроводников не самой высокой степени очистки.

Часть энергии (порядка 15-20%) будет теряться на отражении на границах между оптическими средами, часть — отражаться от бумаги (даже чёрные типографские плашки отражают не менее 5-10% падающего света). И, конечно, часть потеряется на конвекцию. Но процентов 40-50, думаю, мы получим. Особенно перспективен керосин, им можно не только улучшить оптические параметры системы, но и бумагу пропитать, понизив температуру загорания (пары керосина обладают более низкой температурой вспышки) и повысив стабильность пламени, когда оно вспыхнет.

Какая формула потерь солнечной энергии при сферической аберрации линзы и т. д.?

Тут, как и с дифракцией, ключевой параметр — соотношение угла аберрации и углового диаметра Солнца. Для хорошей линзы из качественной оптической пластмассы этот угол невелик, да и для жидкостных «линз» вряд ли сильно нам помешает. Более того, сочетание собирающей жидкостной и рассеивающей пластиковой линзы может даже частично компенсировать как сферическую, так и хроматическую аберрации.

Полез даже в изобретения, получается: правильный КПД не более 40 %.

Это для полупроводниковых солнечных элементов. Наноантенны способны дать более 80%.

Остаётся только молиться, чтобы очки не были астигматическими, иначе фокусировка будет нарушена.

[granitokeram]

ALEXIN, так вата и не горит

granitokeram!

Очень УДАЧНЫЙ  и ТОЧНЫЙ — ник!

Вы правы, в ней нет ни грамма  УГЛЕРОДА (??) — поэтому часто применяется для нужд ВЗРЫВОТЕХНИКИ, поскольку процесс горения идёт при минимальном доступе КИСЛОРОДА.

Там, скажем в сталинских лагерях, спички были в диковинку. В общей камере на столе лежала шершавая дощечка. У каждого была телогрейка, из которой вырывался клок ваты и терся о дощечку — вата начинала тлеть через 3-4 секунды, прикуривали самокрутку. Нужна только сноровка.

а у вас видать с русским языком проблема. она не горит, но тлеет. разницы вы наверно не увидите. алеша и есть алеша

[ALEXIN]

Приложил ещё раз на всякий случай.

RNK!

Вот в чём дело! Все расчёты ВИДНЫ только после ВХОДА (пароль, логин) на Лингвофорум. СЕКРЕТ!
А так хоть ЗАИЩИСЬ — хоть ТРЕТИЙ глаз — ничего нет! Только ТЕКСТ с описанием версий Maxima.

granitokeram!

Таскайте в тему полезное, прошу, пожалуйста — не будет нареканий. У нас разный уровень образования, тяжело находить общий язык.

Если напишу — температура кипения воды 240-260°С, то специалист поймёт с полуслова о чём речь… и не будет меня мучить наивными вопросами.

Что такое горение?

§ 96. Сущность горения
 
Горение — это сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением тепла и излучением света. Обычным окислителем в процессах горения является газообразный кислород, находящийся в воздухе.
Для возникновения и протекания горения необходимо наличие горючего вещества, кислорода и источника воспламенения. Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами, они составляют горючую систему.
Источник воспламенения вызывает в этой системе реакцию горения. Однако горение некоторых веществ может происходить и без кислорода. Окислителями в процессе горения могут быть хлор, бром и некоторые сложные вещества: азотная кислота, бертолетовая соль, перекись натрия. http://delta-grup.ru/bibliot/5k/176.htm

Из хлопка (ваты) сам могу легко получить варианты — от сахара до тринитротолуола. Вы опять скажете — сахар НЕ горит?! Что делать?

Пример расчета http://www.rcsz-tcc.ru/pojarovzryvoopasnost/11.html

Для примера рассчитаем условия теплового самовозгорания хлопка, хранящегося и транспортируемого в прессованных кипах.
Хлопок - горючее волокнистое легковоспламеняющееся вещество, способное тлеть длительное время от источника зажигания (искра, тлеющая сигарета и др.) с поглощением газообразных продуктов горения.
Температура самонафевания хлопка-сырца 60 °С. Температура тления 205 °С. Теплоемкость хлопка Ср = 1505 Дж/(кг К). Теплота реакции горения хлопка 17501000 Дж/кг. Теплопроводность % хлопка плотностью р = 80 кг/м составляет 0,042 Дж/(м • с К)…
Таблица 23
Расчет кинетических параметров уравнения реакции горения хлопка…

[Драгана]

Очень интересная тема. Я ей когда-то интересовалась. Собственно лупы у меня дома нет. Пыталась провернуть этот фокус с собственными очками, но ничего не вышло. Впрочем, у меня не -10 и даже не -5, а меньше, так что может, оптический силы и не хватило для зажигания, я так и думала. А тут выясняется, вообще очками не зажжешь!
Так вот. Сижу я в контактных линзах, очки на столе лежат. Изучаю внимательно. Выпукло-вогнутые, говорите? Эээ... это как? Смотрю, стеклышки как по дуге. Судя по картинке - да, наверно, выпукло-вогнутая.

А, тогда сорри. Забыл про эту подробность. У меня третий тип со стороны смотрится как тип 3 вот здесь:

У меня скорее как 6 тип. Уточнение - на более сильную линзу, диоптрии на глазах разные, эта более сильная, кажется, на -3, если не путаю, а другая, более тонкая, на -1.5. очки не на полную коррекцию (потому и обычно ношу линзы). Вот которая на -1.5, та действительно похожа на 3 тип. Но со стороны разница так не бросается в глаза, если не присматриваться.

Значит, обычными очками зажигать огонь от солнца - дохлый номер?
И еще вопрос. Если налить воды, то как зажигть от солнца, тут же надо наклонить лупу-линзу, но тогда вода выльется и затушит бумагу, даже если она слегка начнет тлеть?

[RNK]

Значит, обычными очками зажигать огонь от солнца - дохлый номер?

Рассеивающими («минусовыми»), от близорукости — дохлый. Собирающими («плюсовыми»), от дальнозоркости или пресбиопии (возрастное ослабление аккомодации, часто неточно называемое «старческой дальнозоркостью»), можно.

И еще вопрос. Если налить воды, то как зажигть от солнца, тут же надо наклонить лупу-линзу, но тогда вода выльется и затушит бумагу, даже если она слегка начнет тлеть?

По условию задачи нужно доказать принципиальную возможность разведения огня таким способом, поэтому можно было выбрать самые благоприятные условия: тропики, полдень, солнце в зените, лучи падают вертикально вниз, и ничего никуда наклонять не надо. Впрочем, у кого-нибудь из девочек наверняка нашлось бы зеркальце, с помощью которого несложно превратить наклонный пучок в вертикальный.

[Драгана]

Впрочем, у кого-нибудь из девочек наверняка нашлось бы зеркальце, с помощью которого несложно превратить наклонный пучок в вертикальный.

Так-так... значит, очками и зеркальцем? Вообще минусовыми очками с водой и зеркальцем поджечь можно?

[RNK]

Впрочем, у кого-нибудь из девочек наверняка нашлось бы зеркальце, с помощью которого несложно превратить наклонный пучок в вертикальный.

Так-так... значит, очками и зеркальцем? Вообще минусовыми очками с водой и зеркальцем поджечь можно?

Наука говорит, что можно. Если Солнце не слишком низко над горизонтом, иначе поглощение света в толще атмосферы отнимет большую часть световой энергии.

[Драгана]

Наука говорит, что можно.

Наука умеет много гитик.
А по поводу фильмов - выходит, это все киноляпы и художественный вымысел.

[ALEXIN]

А по поводу фильмов - выходит, это все киноляпы и художественный вымысел.

Драгана!

Лет семь назад  показывали Амаяка Акопяна, который сам искренне удивлялся — как можно в пустую бутылку из-под водки уложить:  пачку сигарет и коробку спичек, всё без деформации последних. Оказывается совсем просто. Секреты мастерства.

Сегодня днём около 13:00 мск — взял очки покойного отчима, попробовал.
Удивился — лупа 3-х кратная, смотрите выше,  даёт эффективное световое пятно около диметрa 2 мм, а очки около 5 мм. Чем объяснить разницу в диаметрах пятен? У меня хороший глазомер.
Уже по фокусу, как минимальное световое пятно, примерно на глаз 30-32 см (F)— догадался:  очки +3.25 D.
 Из расчёта: D =  1/F = 1/0,31 = +3,23
Газету быстро прожёг, но до появления пламени не довёл. Торопился, было некогда.

Очки для близорукости (минусовые) — дают только мнимый фокус, который невозможно увидеть.
Там с водой в полости линзы — ещё многое неясно. Например, должен образовываться значительный МЕНИСК, увеличивающий силу ЛИНЗЫ. Кто будет его рассчитывать?

[Драгана]

очки покойного отчима

очки +3.25 D

В том и дело, что очки плюсовые...

Очки для близорукости (минусовые) — дают только мнимый фокус, который невозможно увидеть.
Там с водой в полости линзы — ещё многое неясно. Например, должен образовываться значительный МЕНИСК, увеличивающий силу ЛИНЗЫ.

А это как так?

[mnashe]

Собственно лупы у меня дома нет.

У меня пара десятков найдётся.

Пыталась провернуть этот фокус с собственными очками, но ничего не вышло.

Не думал, что кто-то может предполагать, что рассеивающая линза может собрать свет.

А это как так?

Ну налей аккуратно тонкой струйкой воду в ложечку и посмотри. Увидишь, что вода встала горкой над ложечкой. За счёт поверхностного натяжения.

[ALEXIN]

Для умных!

Интернет  очень плохой помощник для творчества, что-то не так в нём. Насаждает массовую глупость, ориентируясь на рейтинги просмотра.

Пытался найти по фрагментам текста, ниже — ничего не получается.
 Скачайте бесплатно — у автора много идей, отличающихся от стереотипа.
Скачать Леенсон И.А. Занимательная химия. Часть 2. 8 – 11 классы. М.: Издательский дом “Дрофа”, 1996. http://www.twirpx.com/file/166068/

Стр.162
Однако известна масса примеров, когда температура, давление, другие параметры вещества не соответствуют рассчитанным из законов термодинамики. В таком случае говорят о термодинамически неравновесных (метастабильных) состояниях…
Даже чистую воду можно переохладить, хотя это не просто (при обычном давлении удалось довести температуру жидкой воды до -39 °C, а под давлением 2000 атм — до -92 °C).

Стр.164
Ещё в 1924 году Ф. Кендрику с сотрудниками удалось при нормальном атмосферном давлении нагреть жидкую воду до 270 °C.

[RNK]

Наука говорит, что можно.

Наука умеет много гитик.
А по поводу фильмов - выходит, это все киноляпы и художественный вымысел.

Без воды — ляп. С водой (тем более керосином)  — возможно. Не понимаю Ваш скепсис.

Сегодня днём около 13:00 мск — взял очки покойного отчима, попробовал.
Удивился — лупа 3-х кратная, смотрите выше,  даёт эффективное световое пятно около диметрa 2 мм, а очки около 5 мм. Чем объяснить разницу в диаметрах пятен? У меня хороший глазомер.
Уже по фокусу, как минимальное световое пятно, примерно на глаз 30-32 см (F)— догадался:  очки +3.25 D.
Из расчёта: D =  1/F = 1/0,31 = +3,23
Газету быстро прожёг, но до появления пламени не довёл. Торопился, было некогда.

5 мм — что-то многовато. Угловой диаметр Солнца 31 минута дуги, стало быть, диаметр пятна при фокусном расстоянии 0,31 м должен быть 0,31·31·π/(180·60) ≈ 2,8 мм

Очки для близорукости (минусовые) — дают только мнимый фокус, который невозможно увидеть.

Можно! Достаточно посмотреть сквозь линзу на какой-нибудь удалённый предмет (то же Солнце) и будет казаться, что оно маленькое и находится достаточно близко, на некотором расстоянии за линзой. Это расстояние и есть фокальное расстояние рассеивающей линзы.

Там с водой в полости линзы — ещё многое неясно. Например, должен образовываться значительный МЕНИСК, увеличивающий силу ЛИНЗЫ.

Не уверен, что это заметно поможет. Наоборот, поверхность водного мениска имеет очень неравномерную кривизну и даст сильную аберрацию.

[Драгана]

Пыталась провернуть этот фокус с собственными очками, но ничего не вышло.

Не думал, что кто-то может предполагать, что рассеивающая линза может собрать свет.

Так потому и думала, что в фильмах и книгах разжигали.

[ALEXIN]

Не уверен, что это заметно поможет. Наоборот, поверхность водного мениска имеет очень неравномерную кривизну и даст сильную аберрацию.

RNK!

Вот ЭТОГО и боюсь, неясно и ОЧЕНЬ ДАЖЕ НЕЯСНО! Возможно, мениск прогнётся в центре кривизны. Тогда вода, да и керосин — совсем не ВЫХОД (скорее ТУПИК) — получится как всегда: сами себя и других обманываем!?

До ШАРЛАТАНОВ уже рукой подать, почти рядом: «Ах, обмануть меня не трудно!.. Я сам обманываться рад!»

До этого момента мы рассматривали плоскую межфазную поверхность. Поверхностное натяжение стремится искривить поверхность, в результате чего появляется отрицательный скачок давления при переходе через поверхность со стороны, в которой расположен центр кривизны. Выражение для перепада давления называется уравнением Юнга — Лапласа [c.435] http://chem21.info/info/304973/

RNK!

Сам нахожусь в Краснодаре, кто-то в Мурманске, а кто-то и в Москве — неужели 31 минута будет для всех одинакова?

Прошу, пожалуйста, поясните подробней — для полуденного солнца.

[RNK]

Вот ЭТОГО и боюсь, неясно и ОЧЕНЬ ДАЖЕ НЕЯСНО! Возможно, мениск прогнётся в центре кривизны. Тогда вода, да и керосин — совсем не ВЫХОД (скорее ТУПИК) — получится как всегда: сами себя и других обманываем!?

Никто никого не обманывает. Просто нужно наливать так, чтобы поверхность жидкости была ровная. Небольшие погрешности (±капля) не повредят, плохо, когда перелив большой и образуется «горка».

Сам нахожусь в Краснодаре, кто-то в Мурманске, а кто-то и в Москве — неужели 31 минута будет для всех одинакова? Прошу, пожалуйста, поясните подробней — для полуденного солнца.

Угловой диаметр Солнца очень слабо зависит от высоты светила над горизонтом. То есть теоретически, конечно, для того, у кого Солнце в зените, оно ближе, чем для того, у кого оно у горизонта, и угловой диаметр от этого больше, но разница равна отношению радиуса Земли к радиусу земной орбиты, а это тысячные процента. Другое дело, что при приближении к горизонту начинает работать атмосферная рефракция, которая «сжимает» диск Солнца по вертикали, поэтому при закате оно выглядит сплющенным. Но можно смело считать, что при высоте Солнца > 45° (так высоко Солнце бывает даже в Мурманске, не говоря о Москве или Краснодаре) рефракция пренебрежимо мала.

От чего угловой диаметр Солнца действительно зависит, так это от расстояния от Земли до Солнца, которое колеблется вследствие эллиптичности орбиты Земли. В перигелии (самая близкая к Солнцу точка орбиты) угловой размер Солнца 32,7 минут, в афелии (самая дальняя точка) 31,6. Но эти колебания составляют ±3,4%, что в рамках нашей задачи непринципиально.

[ALEXIN]

RNK!

Ерунда! Ничего не получилось! Стараюсь идти напролом и меньше думать — что будет того не миновать.

Взял, купил очки  -3,5 D в оправе. Не знаю, как называется фасон — по наибольшей диагонали выпукло-вогнутой линзы 5.5 см. Выломал из оправы стекло.

Сегодня около 14:00 мск — эксперимент. Попытался налить воды, она неравномерно распределяется по стеклу, выливается — руки дрожат. Фокус даже не смог поймать, на улице ветерок — вода рябит и даёт разные геометрические фигуры. Всё ходит ходуном. Пытался чего-то добиться около 10 минут. Впустую. Такая вот — правда жизни.

 Если кто попытается найти учебные задачи — утверждённые Министерством  образования своих стран, на любом языке, как разжечь костёр при помощи рассеивающих линз и воды — то, думаю, ничего не найдёт. Умные люди не хотят дурачить своих детей.

[RNK]

Взял, купил очки  -3,5 D в оправе. Не знаю, как называется фасон — по наибольшей диагонали выпукло-вогнутой линзы 5.5 см. Выломал из оправы стекло.

Сегодня около 14:00 мск — эксперимент. Попытался налить воды, она неравномерно распределяется по стеклу, выливается — руки дрожат. Фокус даже не смог поймать, на улице ветерок — вода рябит и даёт разные геометрические фигуры. Всё ходит ходуном. Пытался чего-то добиться около 10 минут. Впустую. Такая вот — правда жизни.

Эх, не выжить Вам на необитаемом острове... Штатив нужен, и защита от ветра. И вертикально падающий пучок лучей, что в наших широтах без зеркала никак не получится. А то можете посветить двумя лампочками на стенку, не увидеть чередования темных и светлых полос, и заявить, что-де «интерференции не бывает, такова правда жизни».

[Nevik Xukxo]

Эх, не выжить Вам на необитаемом острове...

А вы типа выживете...