Текст книги "Физика: парадоксальная и объяснимая. 100 открытых задач"

ЗАДАЧА 68. КАПЛЯ НА СКОВОРОДЕ**

На горячей сковороде капли воды шипят и быстро испаряются. Но если брызнуть водой на сковородку, раскалённую до 200 ℃, то капли соберутся в маленькие шарики и начнут «бегать», испаряясь очень медленно.

Почему капли воды медленно испаряются на раскалённой сковороде?

Контрольный ответ

Когда поверхность сильно раскалена, то низ капли моментально вскипает. Между каплей и сковородой возникает слой пара. Теплопроводность пара ниже, чем жидкости. Капля как бы зависает на подушке из теплоизолирующего пара, при этом она нагревается и испаряется намного медленнее.

Это явление называется эффектом Лейденфроста, или Кризисом кипения.

Подробнее об этом явлении можно узнать по запросу «Эффект Лейденфроста».

ЗАДАЧА 69. ИСЧЕЗАЮЩИЕ СЛЕДЫ***

За пролетевшим самолётом в небе часто остаётся белый след. Причина этого – конденсация паров воды, содержащихся в самой атмосфере и в отработанных газах двигателя. Поэтому след самолёта называют «конденсационным». Это те же облака, только возникшие искусственно. Однако иногда наблюдатели видят, что за одним пролетевшим самолётом остаётся конденсационный след, а за другим – нет.

Почему не за каждым самолётом возникает конденсационный след?

Контрольный ответ

Это возможно в трёх случаях.

1. Самолёты летят на разных высотах, где температура и влажность воздуха неодинаковы. Следовательно, и разные условия конденсации пара.

2. Между самолётами большое расстояние. Так как водяной пар в атмосфере распределён неравномерно, влажность воздуха может быстро меняться в процессе конвекционного перемешивания.

3. На самолётах установлены двигатели разного типа. Менее мощные двигатели выбрасывают меньше водяного пара, их следы менее насыщенные или отсутствуют вовсе.

Хотите знать больше?

При температуре воздуха ниже – 40° C (такая температура бывает на высоте около 10 км, где летают большие дальнемагистральные самолёты) сконденсированный водяной пар сразу превращается в ледяные кристаллы.

Лёд тоже может испаряться, минуя жидкое состояние. Этот процесс называется «сублимация». Но лёд испаряется гораздо медленнее воды даже в сухом воздухе. Конденсационные следы на такой высоте существуют долго и часто превращаются в перистые облака.

ЗАДАЧА 70. ПОЧЕМУ ЗИМОЙ В КВАРТИРАХ СУХО?****

Наиболее комфортно люди чувствуют себя при относительной влажности воздуха 60—70%. Но вот начинается отопительный сезон – и уже через пару недель воздух в помещениях становится значительно суше. А это плохо влияет на самочувствие. Батареи отопления сушат воздух – считают многие, но это заблуждение. Батареи здесь ни при чём.

Почему во время отопительного сезона воздух в помещениях становится сухим?

Контрольный ответ

Дело в том, что абсолютная влажность холодного воздуха значительно ниже, чем тёплого. Попадая в квартиру, холодный уличный воздух нагревается, и его относительная влажность уменьшается.

Кстати

На графике наглядно видно, почему тот же самый воздух становится сухим при нагревании. Воздух с содержанием влаги 5 г/м³ на улице при температуре +5° C имеет влажность 70% (точка 1), а в комнате этот же воздух, прогревшись до температуры +20° C, становится сухим с влажностью 30% (точка 2).

Психрометрическая диаграмма (номограмма) графически отображает связь между абсолютной и относительной влажностью воздуха при различных температурах

Видео по теме см. по запросу «Почему зимой воздух сухой?».

ЗАДАЧА 71. ТВЁРДОЕ И ЖИДКОЕ ОДНОВРЕМЕННО?**

Во время оттепели часто образуются сосульки. Иногда эти ледяные «сталактиты»55
  Сталактитами (от греч. stalaktos – «натёкший по капле») называются минеральные наросты, свисающие со сводов пещер.


[Закрыть], свисающие с крыш, превращают невзрачный дом в настоящий хрустальный дворец. Кого-то такая красота восхищает, а кого-то и пугает. Неудивительно! Ведь падение ледяной глыбы может наделать немало бед.

Но вот что любопытно! Сосулька растёт потому, что по ней стекает вода. То есть для формирования сосульки вода должна находиться в жидком состоянии.

Но сама сосулька – это лёд, то есть вода в твёрдом состоянии! Налицо противоречие. Чтобы сосульки росли, вода, из которой они образуются, должна быть и твёрдой и жидкой одновременно…

Как же тогда растут сосульки?

Контрольный ответ

Противоречие преодолевается во времени и в пространстве.

Во времени…

Наиболее быстрый рост сосулек происходит при небольших отрицательных температурах. В это время температура воздуха может незначительно колебаться, переходя из области минусовых в область положительных значений многократно в течение дня. Выйдет солнце из-за облаков, и по сосулькам побегут ручейки. Подует ветер, и ручейки замёрзнут, а сама сосулька немного вырастет.

В пространстве…

Такое часто случается ранней весной. Температура воздуха ещё отрицательна, но солнце уже яркое, его лучи хорошо прогревают все поверхности, на которые падает солнечный свет. Светом солнца нагреваются крыши, снег на них тает. Но стоит стекающей капельке воды попасть в область солнечной тени, как она немедленно начинает замерзать, ведь температура окружающего воздуха ниже 0.

Сосульки могут достигать нескольких метров в длину / Wikimedia, Monoklon, CC BY-SA 4.0

Хотите знать больше?

Есть и ещё одна причина быстрого роста сосулек зимой – это плохо утеплённые чердаки! Внутри здания система отопления поддерживает комфортную температуру около +23 ℃. Но если у верхнего перекрытия, отделяющего последний этаж дома от чердака, плохая теплоизоляция, то нагревается воздух в чердачном помещении и от него сама крыша. Нагретая крыша плавит снег. Что происходит дальше – понятно. На улице может быть и – 25 ℃ и даже холоднее, а сосульки всё равно растут.

Кстати…

По сходным причинам возникает ещё одно красивое и опасное явление – «ледяной дождь». Такое случается, когда дождь выпадает при отрицательных температурах нижних слоёв атмосферы. Дождевая вода очень быстро намерзает на ветки деревьев, провода, автомобили, дороги. Это бывает очень красиво… и очень опасно.

Обледенение на дереве, Германия

4. Электричество и магнетизм

4.1. Электрические явления

ЗАДАЧА 72. ОТ ПЫЛЬЦЫ СПАСЕНЬЯ НЕТ…***

Пчёлы собирают пыльцу растений в специальные корзиночки на лапках. Но пчела, возвращающаяся в улей, иногда бывает с ног до головы облеплена пыльцой. И не только на брюшке и спине, но и на ножках, и на голове пыльца держится крепко и не сдувается ветром во время полёта.

Медоносная пчела (лат. Apis mellifera)

Почему зёрна пыльцы удерживаются на теле пчелы?

Контрольный ответ

Тело пчелы покрыто хитиновой оболочкой (кутикулой). Она является внешним скелетом насекомого и защищает его от неблагоприятных воздействий.

Хитин электризуется трением. Когда чешуйки хитиновой оболочки трутся друг о друга, а крылья – о воздух, тело пчелы получает небольшой электрический заряд. Наэлектризованная пчела притягивает пылинки так же, как кусочки янтаря, потёртого о мех, притягивают лёгкие пушинки.

Хотите знать больше?

Это явление обнаружил знаменитый древнегреческий мыслитель Фалес Милетский. Более 2,5 тысяч лет назад философ наблюдал за тем, как трение изменяет свойства янтаря – он начинает притягивать разные крохотные тела: пылинки, семена растений, обрезки ниток. Фалес назвал эти явления янтарными…

Так называют их и сегодня. По-гречески янтарь звучит как «электрон».

Кстати…

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) обнаружили, что электрический заряд играет с насекомыми злую шутку. Будучи положительно заряженными, они становятся лёгкой добычей пауков. Паучья сеть обычно заряжена отрицательно. Разноимённые заряды притягиваются друг к другу – и в результате паутина выгибается навстречу насекомому и опутывает его. Так электростатика помогает паукам ловить добычу…

ЗАДАЧА 73. ГРОЗНЫ ГРОЗЫ НА ВОДЕ**

Чистая вода не проводит электрический ток.

Почему же опасно плавать в водоёме во время грозы?

Контрольный ответ

Вода – хороший растворитель, поэтому идеально чистой воды в природных водоёмах не существует. В ней обязательно растворены какие-то соли. А раствор соли – это электролит, то есть жидкий проводник тока.

Если молния ударит в водоём, разряд может через воду-электролит поразить пловца.

Нельзя!

ЗАДАЧА 74. ЛЮБОВЬ К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ**

Только обитатели водной стихии используют электричество для охоты и защиты от врагов. Электрические скаты, угри, электрические сомы способны электрическим разрядом оглушить и даже убить добычу. Но ни одно наземное животное не научилось искусству «электрической охоты».

Почему наземные животные не охотятся с помощью электричества?

Контрольный ответ

Электрические органы рыб больше всего напоминают вольтов столб – первый источник постоянного тока, созданный людьми. И принцип действия у них схожий. Вольтов столб состоит из цинковых и медных пластин. А рыбы для создания электрического напряжения используют видоизменённые мышечные и железистые клетки. Только электролитом66
  Электролит – проводящая жидкость между электродами.


[Закрыть] в вольтовом столбе служит раствор соли или кислота, а в батареях угрей и скатов – солёная вода.

У наземных животных нет такого ресурса, как неограниченное количество солёной воды, а значит, и создать мощную электрическую батарею они не могут.

Электрические органы ската ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀Вольтов столб

Хотите знать больше?

Не только рыбы, но и некоторые другие животные, ведущие водный образ жизни: ехидны, утконосы, дельфины – тоже используют электрические органы. Но используют их не как оружие для охоты, а в качестве своеобразного электрорадара.

Их электрорецепторы способны воспринимать слабые электрические поля, создаваемые другими животными. С помощью такого «локатора» они определяют местоположение добычи и даже общаются с сородичами.

ЗАДАЧА 75. «БАГДАДСКАЯ БАТАРЕЙКА»***

В 1936 г. при археологических раскопках вблизи Багдада была обнаружена странная ваза. Её горлышко было залито битумом. Внутри находился медный цилиндр, а в центре стальной стержень. Археолог Вильгельм Кениг, сделавший эту удивительную находку, предположил, что это древнейший гальванический элемент. Сложно предположить, зачем мог понадобиться источник электрического тока более 2 тысяч лет назад, но ни на что другое «багдадская батарейка» не была похожа.

Предположи, для чего и как мог использоваться в древности источник постоянного тока?

Контрольный ответ

Археолог высказал предположение, что «багдадскую батарейку» использовали для того, чтобы покрывать серебром оружие и посуду.

Хотите знать больше?

Действительно, современные технологии используют химическое действие тока для того, чтобы наносить тонкие и прочные покрытия на металлы. Гальваническое золочение, серебрение, хромирование широко применяются в промышленности. Но во II веке до нашей эры?..

Впрочем, проведённый Кенигом эксперимент показал, что это можно сделать, используя только доступные людям той эпохи материалы.

Добавим, что некоторые учёные не считают данную конструкцию батарейкой. Да, подобное устройство могло применяться в качестве источника тока. Но это ещё не значит, что так и было. Тем более что «багдадская батарейка» очень похожа на сосуды из близлежащей области, в которых просто хранили свитки.

Подробнее об этой археологической находке можно узнать по запросу «Багдадская батарейка».

Кстати…

Электричество использовали в Древнем Риме. Как это ни удивительно – в лечебных целях.

Римский врач Скрибоний Ларг (I в. н. э.) советовал использовать живых электрических скатов для облегчения головной боли. Пациент должен был встать босыми ногами на ската. Лечебный эффект достигался после разряда, вызывавшего онемение. Возможно, способ работал: мощный разряд мог шокировать нервные клетки так, что они переставали передавать болевой импульс. Способ лечения электричеством римский врач описал в труде «Compositiones medicamentorium», в переводе с латыни – лекарственные соединения.

ЗАДАЧА 76. ПЕРЕПРАВА В ХОРОШЕЙ КОМПАНИИ***

На притоках Амазонки живут многочисленные племена. При необходимости переправиться с берега на берег аборигены используют брод – мелкое место реки, которое можно пройти пешком. В местах переправы у каждого берега местные жители держат лошадей. Собираясь перейти речку, абориген отвязывает лошадь и гонит её впереди, а сам бежит следом. На обратном пути история повторяется.

Зачем нужна лошадь, если на ней не ездят?

Контрольный ответ

В притоках Амазонки обитают электрические угри. Их разряд не так опасен для крупных животных, как для человека. Электрические угри разряжают свои батареи о ноги лошадей. Чтобы накопить энергию для следующего разряда, им нужно время. За это время люди переходят реку, не опасаясь электрических ударов.

Хотите знать больше?

Известный географ, путешественник и натуралист Александр фон Гумбольдт описал охоту индейцев на электрических угрей. В 1800 г. он находился в Америке в экспедиции. В сферу его интересов попали эти удивительные животные. Но для того чтобы изучить угря, его ещё нужно поймать…

По просьбе фон Гумбольдта местные индейцы устроили охоту. В болото, где обитали угри, они загнали лошадей. Лошади сопротивлялись, били по воде копытами – на своём опыте они уже знали, насколько опасно заходить в эти воды. Угри, защищая свои владения, принялись разряжать «батареи» о ноги лошадей. Одиночный разряд, как правило, не приводит к гибели большого животного. После того как угри разрядили электрические «батареи» на лошадях, индейцы без опаски зашли в болото и собрали их руками в корзины.

Путешествие по экваториальным районам нового континента. Охота на угрей с лошадьми. Гравюра. Авторы: James Hope Stewart (рисунок), William Home Lizars (гравюра), по распоряжению и при участии Александра фон Гумбольдта

Кстати…

Последняя планета, которую посетил Маленький Принц перед своим путешествием на Землю, была планета Географа. Как вы, наверное, помните, Географ писал очень толстую книгу, никогда не странствовал сам и ждал путешественников, которые расскажут ему о планете: есть ли на ней океаны, горы и вулканы…

Прямой противоположностью придуманного Антуаном де Сент-Экзюпери Географа был Александр фон Гумбольдт – настоящий Географ, не вымышленный!

За свою большую жизнь он объездил полмира. Его путешествие на Американский континент называют «вторым открытием Америки» – открытием научным.

Путешествие началось в 1799 г. и продолжалось 5 лет. В этой экспедиции были описаны тысячи неизвестных науке животных и растений, нанесены на карту многочисленные географические объекты. Александр фон Гумбольдт понял, что ландшафт является следствием климата, и ввёл термин «климатические пояса». Результатом путешествия стал 30-ти томный труд «Американское путешествие».

Александр фон Гумбольдт побывал в Центральной Азии, в России, почти во всех странах Европы. Его открытия стали фундаментом современной географии, которая не просто создаёт карты и описывает ландшафты, но объединяет в себе многие науки, как естественные (физика, биология, геология), так и общественные (экономика, социология).

Этот человек прожил 90 лет и, по свидетельству современников, до конца жизни сохранял светлый ум и огромную работоспособность. И хотя он, подобно Географу из «Маленького принца», 26 лет писал очень толстую книгу, совсем не был на него похож.

Три из девяти дневников путешествий Гумбольдта по Америке. Берлинская государственная библиотека

ЗАДАЧА 77. ПТИЦА – ЭЛЕКТРОСКОП?****

Представьте такой диалог между папой и его любознательным ребёнком.

– Если электрический ток действительно так опасен, как ты говоришь, то почему вон те птицы сидят себе спокойно на проводах? А эти провода ведь без изоляции!

– Ну, потому что птицы касаются только одного провода.

– А! То есть одного провода касаться можно?

– Нет! Если провод оголённый, его ни в коем случае трогать нельзя! Он может быть под напряжением!

– А как же птицы? Или тот провод без напряжения? Нет, ну это же троллейбусный провод, значит, напряжение есть. Вон едет троллейбус! А птицам хоть бы что…

– Птицам можно, потому что они не касаются земли!

– А земля здесь при чём? Она же не провод! И в розетку не включена! Или, по-твоему, получается, что земли тоже нельзя касаться? Как же тогда ходить?

– Ты меня не путай! Просто запомни раз и навсегда: птицам можно, а тебе нет! Нельзя трогать оголённые провода! Нельзя! Потом в школе вам объяснят почему…

Проверьте себя! Можете ли вы ответить на все вопросы любознательного ребёнка и всё «разложить по полочкам». Почему птицы без ущерба могут сидеть на проводах, а человеку, стоящему на земле, ни в коем случае нельзя дотрагиваться до провода под напряжением? Почему троллейбусу требуется два провода, а трамваю достаточно одного? И при чём тут земля?

И если эти вопросы показались слишком лёгкими, то…

Почему птицы, спокойно сидящие на высоковольтных проводах, взлетают с них в момент включения и выключения тока?

Контрольный ответ

Возможны разные варианты.

Высоковольтное переменное напряжение электризует перья птицы. На перьях накапливается электростатический заряд (безопасный для птиц), из-за которого пёрышки начинают отталкиваться друг от друга, ведь одноимённо заряженные тела отталкиваются. Птица воспринимает это как неприятное ощущение и взлетает. Это типичная реакция птиц на любую опасность.

Ощущение опасности может вызывать и внезапно возникший (или внезапно пропавший) звук. Высоковольтные провода под напряжением гудят.

Хотите знать больше?

Почему высоковольтные провода под напряжением гудят?

Переменный электрический ток меняет направление 50 раз в секунду. Это значит, что 50 раз в секунду меняется направление магнитного поля, создаваемое этим током. Но провод находится в магнитном поле Земли, которое постоянно. Немного упрощая, можно сказать, что за секунду провод ЛЭП 50 раз притянется и 50 раз оттолкнётся магнитным полем Земли. Таким образом провод начнёт вибрировать с частотой 100 колебаний в секунду. Результат этого микродвижения невидим, но его можно услышать!

Другая причина гула ЛЭП – это так называемый коронный разряд. Он возникает из-за электризации воздуха вблизи высоковольтных проводов. В наэлектризованном воздухе происходят микроразряды, шелест которых слышен как гул.

Можно увидеть (и услышать), как выглядит мощный коронный разряд на ЛЭП через прибор ночного видения по запросу «Коронный разряд на ЛЭП через ПНВ».

ЗАДАЧА 78. ЧЕМ ТЫЛЬНАЯ СТОРОНА ЛУЧШЕ?***

Ни в одном пособии по ремонту и эксплуатации электротехники не сказано, что наличие напряжения в проводах или деталях электрооборудования можно проверять рукой… Наоборот, в любой инструкции написано, что электрик должен работать в электроизолирующих перчатках, ноги должны быть обуты в прорезиненные боты, а все инструменты снабжены изолирующими ручками.

И тем не менее некоторые беспечные электрики, чтобы проверить наличие электрического напряжения на предмете, прикасаются к нему рукой. Тыльной стороной ладони.

Почему прикосновение к предмету, находящемуся под напряжением, безопаснее, если сделать это тыльной (наружной) стороной ладони?

Контрольный ответ

Если предмет под напряжением и человек прикоснётся к нему ладонью, кисть его руки рефлекторно сожмётся. При этом важно, чтобы источник тока не оказался внутри сжатого кулака. Разогнуть пальцы и отпустить предмет уже вряд ли получится.

4.2. Магнитное поле

ЗАДАЧА 79. ОШИБКА БОЙЛЯ?***

Получив от Роберта Гука вакуумный насос (см. задачу 26), Роберт Бойль принялся экспериментировать. В стеклянный шар, из которого можно было откачивать воздух, он помещал: мышей, насекомых, горящую свечу, термометр, часы, электрически заряженные тела…

Наблюдения он изложил в труде «Опыты и замечания, касающиеся происхождения различных частных качеств». В одной из статей утверждалось, что давление воздуха влияет на магнитные свойства тел…

Эксперимент проходил так:

Внутрь шара Бойль положил магнит с налипшими на него железными опилками. В процессе откачивания воздуха из колбы значительная часть опилок от магнита отпадала.

Бойль сделал вывод, что магнитные взаимодействия передаёт воздух, и… ошибся.

Почему опилки в опыте Бойля отпадали от магнита?

Стальной порошок на магните / Wikimedia, Aney, CC BY-SA 3.0

Контрольный ответ

Современная физика утверждает, что электромагнитные взаимодействия передаются соответствующими полями. Для их распространения воздух – не помеха. То есть откачка воздуха ни при чём.

Дело в том, что небольшой сосуд, в котором находился магнит, во время откачивания воздуха вибрировал. Именно вибрация и приводила к тому, что некоторые опилки отваливались.

Хотите знать больше?

В опытах Бойля мыши без воздуха умирали, свеча гасла – эти результаты эксперимента с вакуумным насосом Бойля не удивляли. Но тот факт, что исчезал звук тикающих в стеклянном шаре часов, озадачил Бойля. Он сделал вывод, что воздух передаёт звуковые колебания, и в данном случае не ошибся.

ЗАДАЧА 80. БЛУЖДАЮЩИЕ ПОЛЮСА***

Магнитные полюса нашей планеты постоянно дрейфуют. Северный магнитный полюс перемещается быстрее Южного. В последние годы – особенно быстро, со скоростью более 50 км в год. Возможно, что в недалёком будущем магнитные полюса поменяются местами. Такое уже бывало в истории Земли, и не один раз.

Что изменится, если Северный и Южный магнитные полюса поменяются местами?

Контрольный ответ

После смены магнитных полюсов единственные перемены, о которых можно сказать наверняка, коснутся поведения компасной стрелки. Она больше не будет указывать в сторону Северного географического полюса. Куда она будет указывать – неизвестно, так как невозможно предсказать положение будущих магнитных полюсов.

Но вот в процессе переполюсовки, который может занимать продолжительный период в несколько тысячелетий, землян могут ожидать большие неприятности. Магнитное поле Земли защищает планету от солнечной радиации. Временный «сбой» в работе целостного защитного экрана может привести к проблемам в работе техники, нарушениям в системах радиосвязи, а также к различным заболеваниям живых организмов.

Траектория перемещения Северного магнитного полюса. Красными кружками обозначены точки траектории по данным прямых наблюдений, синими – смоделированные / Wikimedia, Cavit, CC BY-SA 4.0

Хотите знать больше?

Вблизи Северного географического полюса Земли находится не Северный, как можно было бы предположить, а Южный магнитный полюс нашей планеты. Так произошло потому, что северным полюсом назвали тот конец магнитной стрелки, который указывает на север. Но северный полюс магнитной стрелки притягивается к Южному магнитному полюсу Земли, поэтому в районе Северного географического полюса Земли оказался Южный магнитный.

Земля как магнитный диполь / Wikimedia, TStein, CC BY-SA 3.0

ЗАДАЧА 81. ЗАЧЕМ КАПИТАНАМ КАРТЫ?*

В морских высших учебных заведениях будущих штурманов и капитанов по-прежнему обучают пользоваться магнитным компасом, читать навигационные карты и прокладывать по ним маршруты. Будущих мореплавателей учат определять магнитное склонение и пользоваться секстантом – старинным прибором для определения местоположения корабля в море. Казалось бы, зачем это нужно в век спутниковых навигационных систем, таких как GPS или ГЛОНАСС?

Зачем современных моряков учат пользоваться магнитным компасом и читать навигационные карты?

Контрольный ответ

Да, современные системы навигации очень надёжны. Но даже если существует минимальная вероятность их отказа, то в этом случае лучше оказаться на таком корабле, капитан которого сможет не заблудиться в открытом море и без GPS.

Хотите знать больше?

Подробнее о том, как пользоваться секстантом, читайте или смотрите по запросу «Как пользоваться секстантом».

Магнитное склонение – это угол между направлением на истинный север (Северный полюс Земли) и направлением, которое указывает компасная стрелка. Так как Северный географический полюс Земли и её Южный магнитный полюс не совпадают (см. задачу 80), при прокладке маршрута в штурманской карте необходимо учитывать эту поправку.

Величина магнитного склонения для данной местности непостоянна. Поэтому значения магнитных склонений на картах регулярно обновляются.

Подумайте…***

На географической карте мира Гренландия больше Австралии. Но почему-то Австралия материк, а Гренландия – остров! Почему?

Контрольный ответ

Площадь Гренландии примерно в 3,5 раза меньше площади Австралии, а та большая площадь, которую она занимает на карте – следствие искажения, которое происходит при переносе контуров географических объектов со сферической поверхности Земли на плоскую карту.

Хотите знать больше?

Перед географической картой ставится неразрешимая задача: точно изобразить на плоскости то, что в реальном мире существует на поверхности сферы. Карта мира – это своего рода развёртка глобуса.

Недостающие куски, образовавшиеся в результате разворачивания сферы, заполняются усреднёнными линиями. Поэтому размеры географических объектов искажаются. Чем дальше от экватора, тем искажение больше.

Другая причина, по которой Австралию считают материком, связана с тем, что Австралия расположена на собственной литосферной плите, а Гренландия – на той же плите, что и Северная Америка. К тому же Австралия знаменита неповторимостью особенной природы, в которой встречаются такие животные, каких нет в других уголках планеты. Это говорит о том, что Австралия раньше других отделилась от Пангеи – единого древнего материка.

ЗАДАЧА 82. ЗАЧЕМ ПРИГЛУШАЮТ СВЕТ?***

При взлёте и посадке в салоне самолёта приглушают свет.

Почему это делается? Найдите несколько причин.

Контрольный ответ

Во время взлёта и посадки более вероятны аварийные ситуации, возгорания. При тусклом освещении легче определить, справа или слева возник огонь, чтобы организовать эвакуацию с противоположного борта.

Кроме того, при аварийной ситуации свет в самолёте погаснет и включится аварийное освещение от аккумулятора, более тусклое, чем обычное. Важно, чтобы глаза пассажиров заранее привыкли к такому свету и люди не тратили драгоценное время при эвакуации.

ЗАДАЧА 83. ГОЛОС КОСМОСА?****

Звук не передаётся без упругой среды. Звук – это колебания. Чтобы они распространялись, требуется вещество, частицы которого способны колебаться.

А космос – это безвоздушное пространство. Поэтому в космосе царит тишина – звук там не распространяется. Только в плохих фантастических фильмах можно услышать грохот взрывов в открытом космосе. И если бы нам действительно пришлось сбивать корабли злых пришельцев, то это происходило бы совершенно беззвучно. Но, кроме плохих фильмов, можно в интернете найти и любопытные материалы, не противоречащие науке. В том числе, например, записи с «голосами» Солнца, планет, далёких галактик…

Видео по теме можно посмотреть по запросу «Невероятные звуки планет».

Как можно услышать «голоса» космоса, если звук в безвоздушном пространстве не распространяется?

Контрольный ответ

Небесные тела излучают электромагнитные волны, которые распространяются в вакууме. Непосредственно слышать эти волны человек не может. Но радиоволны от космических объектов можно принять антенной, усилить, преобразовать в звуковые – и слушать. Конечно, мы не можем назвать эти звуки «голосом космоса» в прямом смысле слова. Звуковые и электромагнитные волны – это волны различной природы. Но кто нам может запретить интерпретировать радиоволны в форме, доступной для восприятия? В форме акустических волн.

ЗАДАЧА 84. ЛИШНИЙ ПРОВОД?**

На высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), кроме основных проводов, закреплённых на массивных изоляторах, есть тонкий провод, соединяющий вершины опор.

Зачем нужен тонкий провод на высоковольтных ЛЭП?

Контрольный ответ

Это молниеотвод, он защищает токонесущие провода.

ЗАДАЧА 85. ПОЧЕМУ ПРЕКРАЩАЕТСЯ СВЯЗЬ?**

При спуске космического аппарата на несколько минут прекращается связь космонавтов с Землёй.

Почему в плотных слоях атмосферы прерывается радиосвязь?

Контрольный ответ

Когда спускаемый аппарат входит в плотные слои атмосферы, воздух начинает его тормозить. Он мчится, окружённый раскалённой плазмой и каплями расплавляемого теплозащитного материала (см. задачу 58). Эта пелена вокруг космического аппарата, словно электромагнитный экран, не пропускает радиоволны, поэтому радиосвязь с Землёй, как и радиолокация, становятся невозможны.

Хотите знать больше?

Попытки решить эту проблему предпринимались неоднократно.

Подробнее о некоторых из них читайте по запросу «Конец радиомолчания – новый метод для связи с космическим аппаратом».

Кстати…

А вы понимаете, почему эта пелена не пропускает электромагнитные волны?

ЗАДАЧА 86. ПОПОВ ИЛИ МАРКОНИ?**

В России изобретателем радио называют Александра Попова, в Италии – Гульельмо Маркони. Есть и другие претенденты на роль первого.

В конце XIX века чуть ли не каждая страна, развивавшая науку, обзавелась и собственным «первооткрывателем» беспроводной связи.

Почему у радиосвязи так же, как и у электрической лампочки, так много «отцов»?

Контрольный ответ

Почему изобретения были сделаны примерно в одно время? Ну просто потому, что это время пришло! На момент изобретения радио необходимые знания, благодаря Джеймсу Клерку Максвеллу, создателю электромагнитной теории, уже существовали. Существовали и все технические элементы, из которых можно было «собрать» радио. Эксперименты шли параллельно в разных частях планеты.

Экспериментальная схема Генриха Герца, доказавшего существование электромагнитных волн / Wikimedia, DMGualtieri, CC BY-SA 3.0

Хотите знать больше?

В США изобретателем радио считают Томаса Эдисона, в Германии – Генриха Герца, во Франции – Эдуарда Бранли, в Сербии – Николу Тесла, в Бразилии – – Ланделла де Мору, в Великобритании – Оливера Джозефа Лоджа, в Индии – Джагодиша Чандру Боше, в Италии – Гульельмо Маркони, в России – Александра Попова, а в Белоруссии – Якова Наркевича-Йодко.

Все изобретения относятся к концу XIX века. Используют они одно физическое явление – распространение электромагнитных волн. И хотя эти изобретения немного различаются конструктивно, по сути дела имеют общую принципиальную схему: генерация, излучение и приём радиоволн.

Кстати…

Существует исторический анекдот про Маркони, в котором тот предстаёт не столько талантливым изобретателем, сколько искусным дипломатом… хитрецом, говоря по-простому…

Радиопередатчик Маркони строился в Англии на английские деньги, и первым сообщением, конечно, должно было быть приветствие английскому королю. Но, согласно легенде, хитрый Маркони хотел послать первую телеграмму королю Италии, ведь сам он был итальянцем! Английские сотрудники радиостанции энергично запротестовали…

И как же поступил Маркони?

«До Рима от нас намного дальше, чем до Лондона, – заявил итальянец, – даже если мы первую телеграмму пошлём в Рим, то в Лондон вторая придёт всё равно раньше». Англичане согласились, не понимая, что из-за огромной скорости распространения радиоволн77
  Скорость распространения радиоволн около 300 000 км/с.


[Закрыть] разница в расстоянии до этих городов не имеет значения.