О неслышимых звуках - [5]
Когда же в практической деятельности человека возникла потребность использования ультразвука, положение резко изменилось.
В первую мировую войну 1914–1918 гг. морской флот нес большие потери от подводных лодок. Просторы океана превратились буквально в ловушку для кораблей. Долгое время ученые тщетно пытались найти способы борьбы с подводными лодками.
Среди ученых, отдавших свои силы и знания этому делу, был знаменитый физик, впоследствии коммунист, Поль Ланжевен и другие исследователи.
В 1914–1918 гг. он вместе с русским инженером К. Шиловским предложил использовать для борьбы с подводными лодками неслышимые звуки.
Мысль была очень проста: специальный излучатель посылал в выбранном направлении под водой короткий ультразвуковой сигнал. Если путь был свободен, сигналбежал вперед и терялся в океане. Если же на пути попадался какой-либо предмет, отличавшийся по своей плотности от воды, звук отражался от него и в виде эха бежал обратно к излучателю. Приход эхо-сигнала указывал на наличие в море постороннего предмета.
При этом можно было определить и расстояние, на котором находилось обнаруженное препятствие.
Предположим, что отраженный сигнал пришел через 3 секунды после того, как он был послан. За секунду, как известно, звук проходит в воде приблизительно 1,5 километра, так что за 3 секунды он пройдет около 4,5 километра. Надо только учесть, что звук сначаладвигается вперед, а затем возвращается, поэтому найденную величину делят пополам. Следовательно, в приведенном примере обнаруженный предмет находился на расстоянии немногим больше 2 километров.
У читателя, естественно, возникнет вопрос: почему для устройства такого прибора необходим ультразвук? Нельзя ли было воспользоваться самым обычным, слышимым звуком?
Незадолго до этого, в 1912 году, около берегов Северной Америки столкнулся с ледяной горой и в несколько минут пошел ко дну вместе с тысячами пассажиров огромный английский пароход «Титаник». Весть о трагической гибели «Титаника» быстро облетела весь мир. Люди задумались над тем, как избежать в будущем подобных катастроф.
Не может ли звуковое эхо предупреждать команду корабля о грозящей опасности?
Однако создать такой прибор не удалось. Помешало этому одно из основных свойств звука.
Представьте себе, что летней ночью вы стоите в саду возле открытого окна. Мелодичные звуки рояля льются из комнаты и медленно теряются в ночной тиши.
Обратите внимание на то, как резко очерчен светлый квадрат окна на песке дорожки. Если вы хотите прочитать что-либо при свете, падающем из окна, вам необходимо стать на пути световых лучей, и достаточно немного отступить в сторону, чтобы оказаться в полной темноте. Прямыми, как стрелы, лучами распространяются световые волны.
Иначе ведет себя звук.
Отойдите в сторону от окна, и это не помешает вам слушать музыку. Можно даже стать сбоку от окна, совсем близко к стене дома, и все же звуковые волны достигнут вас. Не думайте, что звуки, которые вы слышите, проходят сквозь стену. Закрыв окно, вы убедитесь, что звуки шли именно из окна.
Почему же световая волна распространяется резко ограниченным лучом, а звуковая расходится по всем направлениям, наподобие тех волн, какие возникают на поверхности воды от брошенного камня?
Это различие вызвано разницей в длине волн.
Будет ли волна распространяться направленно, как свет, или сразу во всех направлениях, как звук, зависит от соотношения между размерами источника волнового движения, колеблющегося тела или отверстия в преграде, через которое проходит волна, идущая от какого-либо источника, расположенного за преградой, и длиною волны.
Если размер отверстия меньше длины волны или близок к ней, волна будет распространяться сразу во всех направлениях, подобно тому, как это изображено на рис. I, а.
Именно так обстоит дело в примере со звуками, идущими из открытого окна. Невысокие звуки рояля имеют длину волны около метра; такая длина волны близка к размерам окна, через которое звуки проникают в сад, поэтому-то звук и распространяется сразу во всех направлениях.
Если же отверстие в преграде значительно больше длины волны, то излучение будет направленным: волна будет распространяться в виде луча с более или менее резко ограниченными краями, как показано на рис. I, б.
Длина волны световых лучей измеряется десятитысячными долями миллиметра. По сравнению с длиной световой волны размеры окна огромны, именно поэтому так резко ограничен световой луч.
Распространение волны, посылаемой излучателем, сходно с распространением ее из отверстия в преграде, расположенной на пути волны. Поэтому и в том случае, если окно заменить соответствующим излучателем, звуковые волны будут расходиться по-прежнему во всех направлениях.
Разве не великан человеческая мысль, создавшая науку, могущество которой безгранично? Да, великан. И из биографии его мы узнаем, что зародился он в дремучем мозгу нашего обезьяноподобного пращура, с рычанием отбивавшегося от хищного мира животных. Шли века… Великан гигантски вырос и поднял человека в космос, к планетам, к звездам! О развитии, победах и поражениях человеческого знания, боровшегося с силами природы, с темными силами мракобесия, и рассказывается в этой книге.
В этой книжке рассказывается о главном, неотъемлемом свойстве невидимых частиц вещества — об их движении и о связанных с этим свойствах тел.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Если наша планета не уникальна, то вероятность повсеместного существования разумной жизни огромна. Более того, за всю историю человечества у инопланетян было достаточно времени, чтобы дать о себе знать. Так где же они? Какие они? И если мы найдем их, то чем это обернется? Ответы на эти вопросы ищут ученые самых разных профессий – астрономы, физики, космологи, биологи, антропологи, исследуя все аспекты проблемы. Это и поиск планет и спутников, на которых вероятна жизнь, и возможное устройство чужого сознания, и истории с похищениями инопланетянами, и изображение «чужих» в научной фантастике и кино.
Книга немецкого историка, востоковеда, тюрколога, специалиста по истории монголов Бертольда Шпулера посвящена истории и культуре Золотой Орды. Опираясь на широкий круг источников и литературы, автор исследует широкий спектр вопросов: помимо политической истории он рассматривает религиозные отношения, государственный строй, право, военное дело, экономику, искусство, питание и одежду.
В русской истории 14 лет, прошедших с 1598 по 1612 год, называют «разрухою» или «Смутным временем». «Смятения» Русской земли, или «Московская трагедия», как писали о ней иностранцы, началась с прекращением династии Рюриковичей, т. е. после кончины Царя Фёдора Ивановича, и кончилась, когда земские чины, собравшиеся в Москве в начале 1613 г., избрали на престол в Цари Михаила Фёдоровича, родоначальника новой династии Дома Романовых.
Джон фон Нейман был одним из самых выдающихся математиков нашего времени. Он создал архитектуру современных компьютеров и теорию игр — область математической науки, спектр применения которой варьируется от политики до экономики и биологии, а также провел аксиоматизацию квантовой механики. Многие современники считали его самым блестящим ученым XX века.
Давид Гильберт намеревался привести математику из методологического хаоса, в который она погрузилась в конце XIX века, к порядку посредством аксиомы, обосновавшей ее непротиворечиво и полно. В итоге этот эпохальный проект провалился, но сама попытка навсегда изменила облик всей дисциплины. Чтобы избавить математику от противоречий, сделать ее «идеальной», Гильберт исследовал ее вдоль и поперек, даже углубился в физику, чтобы предоставить квантовой механике структуру, названную позже его именем, — гильбертово пространство.
Женщина, еврейка и ученый — непростая комбинация для бурного XX века. Австрийка по происхождению, Лиза Мейтнер всю жизнь встречала снисходительность и даже презрение со стороны коллег-мужчин и страдала от преследований нацистов. Ее сотрудничество с немецким химиком Отто Ганом продолжалось более трех десятилетий и увенчалось открытием нового элемента — протактиния — и доказательством возможности расщепления ядра. Однако, несмотря на этот вклад, Мейтнер было отказано в Нобелевской премии. Она всегда отстаивала необходимость мирного использования ядерной энергии, в изучении которой сыграла столь заметную роль.
В предлагаемой книге доктор физико-математических наук Балабанов Е. М. в популярной форме рассказывает о достижениях и сложнейших проблемах атомной энергетики. Читатель узнает об истории, современном этапе и перспективах современнейшей отрасли науки и техники. Книга рассчитана на самые широкие круги читателей.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся термоядерными процессами, термоядерным оружием, принципами его устройства и действия. В книге воины Советской Армии и Военно- Морского Флота познакомятся с наиболее мощным современным видом ядерного оружия — термоядерным оружием, а также с защитой от его поражающего действия. При ознакомлении с книгами серии следует учитывать, что международная система единиц СИ была принята только в 1960 году, а в СССР введена 1 января 1963 года, «в качестве предпочтительной»; теория «ядерной зимы» зародилась в 1983–1985 гг.
В настоящей книжке изложены основные вопросы ядерной физики, знание которых необходимо для понимания особенностей ядерной энергии и тех физических принципов, которые используются или предполагаются использоваться в ближайшем будущем для ее производства. Книжка рассчитана на широкий круг военных читателей со средним образованием, стремящихся познакомиться с новой областью науки, имеющей большое практическое значение.
В книге видного советского философа и историка науки Б. Г. Кузнецова рассказывается о жизни и деятельности великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. Автор показывает сложный образ революционера в науке, величайшего химика, выдающегося технолога, патриота своей страны. Популярно излагается суть открытий и достижений ученого, их значение для развития современной науки, производства и военного дела.