Новый физический фейерверк - [301]
6.118. Переливчатые растения
В густой, почти непроницаемой тени тропического леса растения получают очень мало света. Именно это может быть причиной того, что некоторые растущие здесь папоротники и цветковые растения переливаются синим и зеленым цветом, а у других растений листья имеют бархатистый отлив из-за выпуклой формы эпидермальных клеток. Как в условиях плохой освещенности эти свойства помогают растениям выжить?
ОТВЕТ • Сине-зеленые переливы на поверхности папоротников связаны с интерференцией света, отраженного от расположенных друг над другом слоев целлюлозных волокон с разными оптическими характеристиками, то есть с разным коэффициентом преломления. Толщина этих слоев тоже разная. Такие слои ведут себя как набор тонких пленок. Отраженные световые волны с частотами из синей области видимого спектра имеют приблизительно одинаковую фазу и усиливают друг друга. Поэтому мы видим сине-зеленый отлив. Проходящие через слои волны света из красной области спектра тоже распространяются с почти одинаковыми фазами, усиливая друг друга, и красный свет попадает внутрь листьев (к хлоропластам, в которых происходит фотосинтез). Такое строение покровов позволяет растению поглощать больше света по сравнению с тем, которое оно поглотило бы в отсутствие интерференции. Некоторые растения имеют переливчато-синие плоды — тоже благодаря наличию тонких слоев, на которых происходит интерференция света.
Выпуклые эпидермальные клетки на бархатно-блестящих листьях имеют форму линз, фокусирующих свет на расположенных под ними хлоропластах. Это позволяет растениям выжить в условиях плохой освещенности.
6.119. Против фальшивомонетчиков — цветопеременная краска
Правительства всех стран стремятся быть на шаг впереди фальшивомонетчиков, быстро осваивающих новейшие технологии для подделки бумажных купюр. Для пресечения их деятельности используются, в частности, защитные нити, специальные водяные знаки (и то и другое можно увидеть, посмотрев купюру на просвет) и микропечать (микротекст выполнен точками, настолько маленькими, что их нельзя воспроизвести с помощью ксерокса). Однако труднее всего фальшивомонетчикам воспроизвести изменения цвета надписей на банкнотах, выполненных цветопеременной краской. Например, на лицевой стороне 20-долларовой американской банкноты в нижнем правом углу изображено число 20. Надпись выполнена цветопеременной краской. Если смотреть на нее сверху вниз, это число будет красным или красно-желтым. Если же купюру наклонить и посмотреть на нее под углом, оно станет зеленым. Копировальная машина может повторить цвет рисунка, соответствующий только одному углу зрения, а значит, воспроизвести изменение цвета она не может. Как же чернила меняют цвет?
ОТВЕТ • Цветопеременная краска, которую используют на банкнотах, меняет цвет в результате интерференции на прозрачных тонкопленочных включениях — чешуйках, взвешенных в обычных чернилах. Свет, попавший в обычные чернила над включениями, проходит через тонкие слои хрома (Cr), фторида магния (MgF>2) и алюминия (Al). Слои хрома выполняют роль слабо отражающих свет зеркал, слои алюминия — роль зеркал, отражающих получше, а слои MgF>2 «работают» как мыльная пленка. В результате световые волны, отраженные вверх от каждой из границ между слоями, опять проходят через обычные чернила и интерферируют, достигая глаз наблюдателя.
В зависимости от толщины слоев MgF>2 конструктивная интерференция, при которой волны усиливают друг друга, имеет место для волн разной длины (разных цветов). На американских банкнотах, напечатанных с использованием цветопеременной краски, толщина слоя MgF>2 выбрана так, что при взгляде сверху происходит конструктивная интерференция волн, соответствующих красному или красно-желтому цвету. Когда банкноту наклоняют, наклоняется и каждое включение. Тогда условия конструктивной интерференции волн, достигающих наблюдателя, выполняются для волн, соответствующих зеленому цвету. Переход к другим длинам волн происходит из-за того, что свету требуется пройти более длинный путь через наклонные включения. Это значит, что, меняя угол зрения, наблюдатель меняет цвет изображения. В других странах используют другие тонкопленочные включения для изменения цвета на банкнотах. В наши дни меняющие цвет чернила и краски доступны для коммерческого использования.
6.120. Насыщенный цвет лепестков
На клумбе или в вазе цвет лепестков многих цветов меняется от лепестка к лепестку, но, если лепестки оборвать и разложить их рядом вплотную друг к другу на плоской поверхности, они все окажутся одного цвета. С чем связано изменение цвета лепестков при естественном их расположении?
ОТВЕТ • Когда лепестки лежат на плоской поверхности вплотную друг к другу, глаз воспринимает свет, отраженный от поверхности лепестка, только один раз. Благодаря поглощению света молекулами внутри лепестков в отраженном от лепестков свете, расходящемся в разных направлениях, некоторые цвета ослаблены. Например, красные лепестки гасят лучи из синей области видимого спектра, так что мы видим главным образом отраженные красные лучи. Однако если свет отражается от лепестков только один раз, как в случае с разложенными на плоской поверхности лепестками, поглощается не так много синего света, и красный цвет становится ненасыщенным (приглушенным).
Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.
В этой книге океанограф, кандидат географических наук Г. Г. Кузьминская рассказывает о жизни самого теплого нашего моря. Вы познакомитесь с историей Черного моря, узнаете, как возникло оно, почему море соленое, прочтете о климате моря и влиянии его на прибрежные районы, о благотворном действии морской воды на организм человека, о том, за счет чего пополняются воды Черного моря и куда они уходят, о многообразии животного и растительного мира моря. Книга рассчитана на широкий круг читателей.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.