Яков Перельман - Радуга

У КОСТРА

Почему дым костра в тихую погоду поднимается вверх? Дым-это нагретый воздух и газы, образующиеся при горении, которые увлекают с собою мельчайшие частицы угля и золы. Дым легче,. чем окружающий менее нагретый воздух; поэтому дым всплывает в воздухе подобно воздушному шарику. Не нужно, однако, представлять себе дело так, что лёгкие газы сами собой поднимаются вверх, а освободившееся место заполняется более тяжёлым воздухом. Правда, так нередко говорят и даже пишут в иных книгах, но это лишь неудачный оборот речи. Вещи сами собой вверх не поднимаются, как бы легки они ни были. Дым и воздушный шар идут вверх оттого, что их вытесняет более тяжёлый воздух, опускающийся под действием тяжести. Значит, если бы не было тяжести, то дым не шёл бы вверх, и воздушный шарик не взлетел бы.

Даже и при отсутствии видимого дыма тёплый воздух над костром поднимается вверх. Посмотрите на какой-нибудь предмет сквозь воздух над костром: вы заметите, что предмет словно дрожит.

Объясняется это тем, что лучи, исходящие от предмета, поступают в ваш глаз, пронизав неспокойный и неоднородный воздух, который поднимается над костром. (По той же причине дрожат и звёзды на небе.)

Ещё вопрос: почему сучья при горении трещат? Жидкости, заполняющие полости в древесине, превращаются при нагревании в пар, который с треском разрывает стенки полостей. Даже дрова, которые мы называем сухими, содержат до 20% влаги.

РОСА

Многие ошибочно думают, что роса падает каплями с неба, как дождь. На самом деле она не падает, а постепенно садится на холодные предметы, выделяясь из прилегающего к ним воздуха. На листьях роса собирается в капли, которые легко скатываются при встряхивании. Они не растекаются по листу тонким водяным слоем потому, что кожица листа покрыта восковидным веществом, не смачиваемым водой. Это очень важно для жизни растений: если бы роса или капли дождя растекались по всему листу, вода закупорила бы те мельчайшие отверстия («устьица») в его кожице, через которые растения дышат. В некоторых случаях, однако, капли на листьях приносят растениям и вред: водяные шарики, как зажигательные стёкла, могут собирать солнечные лучи и причинять растению ожоги. (Поэтому, между прочим, не следует поливать водой растения при солнечном сиянии).

Ранним утром, пока солнце ещё не высоко поднялось на ясном небе, капли росы переливаются радужными цветами. Не упускайте случая полюбоваться этой красивой игрой разноцветных лучей.

ТЕНИ

Что интересного можно найти в тенях, отбрасываемых предметами при сиянии солнца? С помощью теней, прежде всего, очень просто определить высоту одиноко стоящего дерева. В землю отвесно втыкают шест, измеряют его высоту и длину тени, а также длину тени, отбрасываемой деревом. Остаётся произвести расчёт по правилу: во сколько раз тень дерева длиннее тени шеста, во столько же раз дерево выше шеста.

В тени, отбрасываемой кроной лиственного дерева, бывают разбросаны маленькие пятна света. Обратите внимание на их форму: это вытянутые кружки (эллипсы) несмотря на то. что промежутки между листьями, пропускающие свет, никогда не бывают округлые.

Вот несколько заданий юному физику.

Отбрасывают ли тень облака? .

Бросают ли тень высоко летящие птицы?

Бывают ли тени в пасмурную погоду?

ХОДЬБА ПО ПЕСКУ

Почему так сильно утомляет нас ходьба по рыхлому песку? Главная причина в следующем. Во время ходьбы по песчаной дороге вы выносите одну ногу вперёд, другая давит при этом назад; на плотно утоптанной дороге нога, отталкиваемая назад, находит опору; в рыхлом же песке ноги увязают. На перемещение песка ногой и на её высвобождение вы расходуете лишнюю работу.

Здесь проявляется один из основных законов механики: всякое действие сопровождается противодействием такой же силы. Когда усилием мускулов одна нога выносится вперёд (действие), остальная часть тела подаётся назад (противодействие). Силу противодействия ещё нагляднее можно наблюдать при ходьбе по дну лодки, приставшей к берегу: под ногами шагающего лодка уходит назад.

НА ТОПКОМ БОЛОТЕ

Ходить по болоту ещё утомительнее: ваши ноги увязают так, что извлечь их стоит большого труда. Любопытно, что, вытаскивая ноги, увязшие в болоте, вы должны бороться не столько с болотистой почвой, сколько с воздухом! Дело в том, что, когда вы вынимаете ногу из вязкого грунта, под подошвой, как под поршнем воздушного насоса, остаётся пространство с разрежённым воздухом. В этом пространстве воздух напирает слабо; между тем, наружный воздух давит с неослабленной силой. Вытаскивать ногу приходится против давления наружного воздуха; ноги присасываются к почве, как кровососные банки к коже. Стараясь вытащить одну ногу, вы опираетесь на другую, которая от этого ещё глубже увязает. Попав в болото, люди зачастую оказываются поэтому не в силах выбраться из него без посторонней помощи.

ВОЛНЫ НА ХЛЕБНОМ ПОЛЕ И НА ВОДЕ

Понаблюдайте за бегом волн по засаженному полю. Глаз видит, как волны пробегают через поле от края до края; однако все колосья остаются на своих местах. Они только качаются вперёд и назад. Бег волн по хлебному полю помогает понять, что происходит с водой в реке или озере, когда по их поверхности разбегаются волны от брошенного камня. Кажется, что вода бежит вместе с волнами. На самом деле частицы воды только качаются на Умеете, не подвигаясь вперёд. Об этом ещё четыре столетия назад писал гениальный художник и учёный Леонардо да Винчи. Вот его слова: «Кинь соломинку в круги волн и наблюдай, как она беспрестанно качается, но не подвигается. То же происходит и с водою в волне: волна убегает от места, где она зародилась, хотя сама вода не перемещается. Морские волны похожи на те, которые порождаются ветром на ниве: мы видим их движение, хотя колосья не сходят с места».

Поучительно проделать и другой описанный им опыт. «В обширную и спокойную гладь воды брось одновременно два камешка на некотором расстоянии один от другого. Ты увидишь, что вокруг мест, куда упали камни, образуются две группы круговых волн; разбегаясь, они встречаются между собой, и тогда круги каждой группы проникают одни сквозь другие.»

Ударяясь о преграду, волны оказывают давление на неё. Волны в воде размывают берег, а электромагнитные волны (например, лучи света) давят на предметы, на которые падают. Волны могут увлекать в своём движении предметы, скорость которых мало отличается от скорости волн.

В современных физических лабораториях при помощи электромагнитных волн сообщают большую скорость заряженным атомным частицам. Так работает знаменитый советский синхрофазотрон, в котором радиоволны сообщают большие скорости ядрам водорода -протонам.

Когда в тихую погоду вы смотрите издали на озеро, оно блестит, как зеркало. Вблизи же поверхность воды не блестит; если вода чистая, то удаётся даже различить предметы на дне. Особенно хорошо видны подводные предметы, когда смотришь с лодки прямо вниз. Отчего же озеро издали блестит, а вблизи блеска нет?

В глаз человека, стоящего далеко от озера, попадают солнечные лучи, отбрасываемые водной поверхностью под небольшим углом к ней. Когда смотрят на воду сверху вниз, в глаз проникают лучи, отбрасываемые почти отвесно. Физика учит, что лучей, отлого отбрасываемых, заметно больше, чем рассеиваемых круто. Поэтому в первом случае лучи, посылаемые подводными предметами, теряются в лучах, обильно отбрасываемых водной поверхностью. Во втором случае Слабые лучи, рассеиваемые водной гладью, не мешают глазу различить то, что находится под водой.

Вы поймёте теперь, почему подводные лодки выслеживаются с самолётов.

Вопрос. Когда озеро блестит сильнее- при высоком стоянии солнца или при низком?

В ЛОДКЕ

Весло, косо погружённое в воду, кажется переломанным. Этот обман зависит оттого, что сверху через воду подводные предметы кажутся поднятыми выше своего действительного положения. Поэтому весло, погружённое в воду наклонно, представляется нам сломанным; если же держать его в воде отвесно, то оно покажется нам укороченным.

По той же причине озеро или речка с лодки кажутся нам мельче, чем в действительности: дно водоёма приподнимается. Прямо под лодкой кажущаяся глубина составляет примерно четвёртую долю истинной глубины; вдали от лодки дно водоёма кажется ещё выше.

Кто не подозревает об этом обмане зрения и, беспечно доверившись глазам, прыгнет в воду, тот может жестоко поплатиться за своё незнание. Думая, что вода ему будет лишь по шею, он неожиданно окажется погружённым с головой.