Новый физический фейерверк - [307]
6.130. Бесцветные пена и мелкий порошок
Почему пена на пиве белая, а не янтарная и не темная, как напиток в кружке? Почему большинство цветных материалов теряют цвет, если их измельчить в порошок? Почему чистое стекло прозрачное, а разбитое на осколки нет? Почему кристаллики соли прозрачные, а слой соли нет, если его глубина больше размера нескольких кристалликов?
ОТВЕТ • Желтый цвет светлого пива обусловлен тем, что молекулы пива частично поглощают все лучи падающего света, кроме желтого. Если пиво темное, поглощение еще сильнее. Пена на пиве обоих сортов белая, так как падающий свет в основном отражается от поверхностей множества пузырьков, а не поглощается внутри жидкости. Если смотреть на не слишком большую пенную шапку с близкого расстояния, можно увидеть слабые интерференционные цвета.
Цвет большинства твердых тел определяется селективным поглощением света других цветов в объеме тела. Если же материал размолоть в порошок, падающий свет рассеивается на огромном количестве образовавшихся поверхностей, и только небольшая его часть проходит внутрь гранул, испытывает селективное поглощение, а затем доходит до наблюдателя.
Кусок чистого стекла прозрачен — на обеих поверхностях стекла какая-то часть световых волн отражается, но большая их часть проходит через стекло. Каждая молекула внутри стекла рассеивает проходящий свет во всех направлениях, но только интерференция рассеянных вперед волн является конструктивной (волны усиливают друг друга). Интерференция световых волн, рассеянных в других направлениях, деструктивная (волны гасят друг друга).
Если стекло разбить и собрать в кучку мелкие кусочки, свет отражается много раз от большого числа образовавшихся поверхностей, после чего большая его часть выходит обратно из осколков. Свет, прошедший через кучу осколков стекла насквозь, много раз отражается и преломляется в случайных направлениях. Следовательно, если такой свет видит наблюдатель, воспроизвести образ источника света ему не удается, а это означает, что разбитое стекло непрозрачно.
По тем же причинам отдельный кристаллик соли прозрачен, но, если кристалликов много, образуется слишком большое количество поверхностей и все вместе они непрозрачны.
6.131. Блестящий черный бархат, блестящие покрытия
Почему у черного бархата одна сторона яркая, а другая матовая? Поскольку черный материал поглощает свет всех цветов, как черный бархат может блестеть? Почему черное лаковое покрытие блестит? Почему при изготовлении зеркал используют металлическое покрытие, а, например, не бумажное?
ОТВЕТ • На блестящей стороне черного бархата имеется регулярная структура из параллельных бороздок. Если смотреть на кусок бархата вдоль линии, перпендикулярной направлению бороздок, виден свет, отраженный от их сторон. Ткань будет блестеть больше всего, если вы так смотрите на нее, а источник света находится перед вами. Хотя пигменты внутри нитей поглощают какое-то количество света, отраженного от равномерно расположенных параллельных бороздок света достаточно, чтобы материя выглядела блестящей. На матовой стороне бархата таких бороздок нет. Свет, падающий на эту сторону, рассеивается нитями в разных направлениях, что исключает возможность яркого отражения в каком-либо одном направлении.
Блеск лака или краски обусловлен ярким зеркальным отражением света от внешней поверхности. Если используют «полуглянцевую» краску, свет частично проходит в окрашенный слой, где рассеивается в разных направлениях пигментом, содержащимся в краске. Мы видим сумму этого рассеянного света и света, отраженного от внешней поверхности, так что краска блестит меньше.
И на бумажной поверхности, и на металлическом покрытии есть неоднородности, но неоднородности металлического покрытия малы в сравнении с длиной волны света. В результате свет, отраженный от металлического покрытия, способен сформировать изображение в глазу. Неоднородности на бумажной поверхности больше. Рассеянный на них свет расходится в разные стороны, и изображение внутри глаза не формируется. Поэтому зеркало, в которое вы смотритесь, имеет металлическое покрытие, а не бумажное.
6.132. Цвет зеленого стекла и зеленый бархат
Если через зеленое стекло вы посмотрите на нить горящей лампочки накаливания, конечно, вы увидите зеленый свет. А что будет, если вы посмотрите на ту же лампочку через три или еще большее число слоев зеленого стекла?
Если на солнце разложить кусок зеленого бархата, будет видно, что он зеленый. А что вы увидите, если соберете его складками? Почему край складки (ее внешняя часть) становится бесцветной, но ярко блестит?
Почему, когда кто-то надевает одежду из зеленого бархата, некоторые ее края кажутся зелеными, а другие белыми?
ОТВЕТ • Глядя через некоторые (но не все) сорта зеленого стекла, можно увидеть свет, цвет которого зависит от толщины стекла. Если смотреть через один не слишком толстый слой такого стекла, виден главным образом зеленый свет, но небольшое количество красных лучей тоже проходит через стекло. Когда число слоев, а следовательно и толщина стекла, увеличивается, интенсивность прошедшего света, зеленого и красного, уменьшается. Однако интенсивность прошедшего зеленого света уменьшается быстрее. Когда слоев три, интенсивность прошедших зеленых и красных лучей становится примерно одинаковой, а их комбинацию мы воспринимаем как белый свет. Если и дальше увеличивать число слоев, можно заметить, что свет приобретает красноватый оттенок.
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.