Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 [ 82 ] 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

димый и ультрафиолетовый свет отчасти нарушают процесс зрительного восприятия (по сообшению У. Бэркитта).

5.140. Допустим, что астронавт смотрит на Землю с точки орбиты, находящейся на высоте 800 км от Земли. При отсутствии телескопа ему будет очень трудно обнаружить какие-либо признаки разумной жизни на Земле. Дифракция на зрачке ограничивает минимальные размеры предметов, которые он еще в состоянии различить. (У некоторых животных разрешающая способность глаза определяется плотностью размещения зрительных рецепторов на сетчатке. Объект, изображение которого на сетчатке меньше расстояния между рецепторами, для них неразличим.) Нормальная разрешающая способность человеческого глаза соответствует угловому размеру предмета в 0,0005 радиана (1,7)- Это означает, что астронавт едва способен различить на поверхности Земли объекты размером около километра. При таком разрешении можно заметить лишь очень немногие объекты, созданные руками человека. Наиболее красноречивыми признаками цивилизации могут служить геометрически правильные структуры, например длинные прямые скоростные автострады. Однако, изучая тысячи фотографий (разрешение которых составляло 0,2-2,0 км), сделанных метеорологическими спутниками Тайрос и Нимбус , удалось разглядеть только одно шоссе и прямоугольную сетку лесных просек в Канаде.

5.141. В темной комнате точечный источник света, отражаясь в елочном шарике, кажется светящейся линией потому, что глаз воспринимает отраженный от шарика свет в сравнительно большом угле. Мысленно продолжая лучи к их источнику, мы представляем его себе не точкой, а линией. Когда в комнате включают свет, диаметр зрачка глаза сокращается вдвое, угол, под которым воспринимается отраженный от шарика свет, резко уменьшается, и источник стягивается в точку.

5.142. Муаровые узоры зависят от того, насколько совпадают или не совпадают элементы двух наложенных друг на друга сеток, тканей и т. д. У расчески и ее отражения в зеркале, например, зубья будут периодически совпадать полностью, частично или совсем не совпадать. Получающийся муаровый узор, по-видимому, будет увеличенным изображением зубьев расчески или по крайней мере увеличенным изображением аналогичной пространственно-периодической структуры.

6.1. Грубо говоря, электрический ток, протекающий через тело человека, оказывает следующие воздействия:

менее 0,01 А - либо совсем не ощущается, либо ощущается очень слабо;

0,02 А - вызывает болезненные ощущения, иногда рука как бы притягивается к проводу (см. задачу 6.3);

0,03 А-хание;

- нарушает ды-

0,07 А - сильно затрудняет дыхание;

0,1 А - вызывает фибрилляцию сердца, что нередко приводит к смерти;

более 0,2 А - вызывает сильный ожог и останавливает дыхание.

Как это ни странно, смертельный исход чаще всего вызывает ток в диапазоне 0,1-0,2 А, так как при этом возникают беспорядочные неконтролируемые сокращения сердечной мышцы (фибрилляция) и нарушение кровообращения, что быстро приводит к смерти. При силе тока более 0,2 А сердце просто останавливается, но если пострадавшему своевременно оказать помощь, сердечный ритм восстанавливается. Фибрилляцию же можно остановить только хорошо рассчитанным повторным электрическим шоком. Поэтому ток в диапазоне 0,1 - 0,2 А опаснее, чем более сильный.

Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления кожи, которое обычно изменяется в пределах от 1000 Ом (влажная кожа) до 500 ООО Ом (сухая кожа). Сопротивление тканей тела значительно меньше: 100- 500 Ом. Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше примерно 240 В, ток пробивает кожу. Если по проводу течет

ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мыщц руки (рука как бы прилипает к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьщается, и в конце концов ток достигает смертельной для человека величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такую опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь оторвать его от провода, не подвергая при этом опасности себя.

6.2. В точке соприкосновения двух разных металлов возникает так называемая контактная разность потенциалов, которая обусловлена различием энергетических уровней электронов проводимости в этих металлах. Когда лапка лягушки прикасалась к перекладине, электрическая цепь, образованная перекладиной, кронштейном и лапкой, замыкалась, по ней начинал идти электрический ток, который и вызывал сокращение мышц лапки.

6.3. Руку удерживают на проводе отнюдь не электрические силы. Проходя по мышцам руки, ток заставляет их сокращаться, и рука крепко схватывает провод. Электрики, работая с проводами, которые находятся (или могут оказаться) под напряжением, стараются прикасаться к ним тыльной стороной руки. В этом случае сокращение мышц под действием тока, напротив, отбрасывает руку от провода.

6.4. Под воздействием нервного импульса некоторые

особые клетки начинают пропускать через мембраны поток ионов (электрический ток). У электрической рыбы эти клетки соединены последовательно от головы до хвоста, и между головой и хвостом рыбы создается большая разность потенциалов (разность потенциалов в каждой клетке равна примерно 0,15 В). Множество таких последовательных цепочек электрических клеток соединяются параллельно. В результате возникает ток, достаточный для того, чтобы оглушить или убить жертву или врага. Например, у гигантского морского ската Torpedo поЫИапа параллельно соединены 2000 таких цепочек, каждая из которых содержит около 1000 соединенных последовательно электрических клеток. При подобном последовательно-параллельном соединении через каждую клетку течет слабый ток, а суммарный ток достаточно велик. У пресноводных электрических рыб последовательно соединяется большее число клеток, так как проводимость пресной воды значительно меньше, и чтобы рыба могла создать ток такой же величины, разность потенциалов между ее головой и хвостом должна быть значительно больше.

6.5. Мясо (главным образом содержащаяся в нем вода) поглощает высокочастотное излучение, которое проникает в него на глубину порядка нескольких сантиметров, причем глубина проникновения тем больше, чем ниже частота излучения. Большинство высокочастотных печей работает на частоте

2450 МГц; волны такой частоты проникают в мясо на глубину примерно 2 см и хорошо прогревают его. Внутри печь сконструирована таким образом, что микроволны охватывают мясо со всех сторон. Если кусок не слишком велик, то количество излучения, доходящее до его центра со всех сторон, может оказаться больше, чем излучение, которое поглощает мясо на глубине 1 см с любой из сторон. В результате мясо внутри прожаривается быстрее, чем снаружи. Однако возможен и противоположный эффект, если кусок слишком велик или микроволны проникают в него не равномерно со всех сторон либо недостаточно глубоко.

6.6. Электроны движутся по цепи с относительно небольшой скоростью (порядка 10 м/с), однако сигнал (изменение электрического поля в проводнике) распространяется почти со скоростью света. Свет зажигается , когда до лампочки доходит именно сигнал, а не сами электроны. Сигнал может дойти до нити накала за время, равное 1 не (наносекунда, или I0 с). Однако, чтобы нить начала светиться видимым светом, электрический ток должен нагреть ее до температуры порядка нескольких тысяч градусов Кельвина. Такая температура обычно достигается через 0,01-0,1 с после включения тока.

6.7. Когда два материала (скажем, подошвы туфель и ковер или кошачий мех и стеклянная палочка) соприкасаются, электроны из одного из них туннелируют через поверхностный энергетический барьер в другой. Если,

например, стекло соприкасается с кошачьим мехом, электроны туннелируют с поверхности стекла на поверхность меха. Поскольку ни тот, ни другой из этих материалов не является хорошим проводником, электроны могут переходить с одной поверхности на другую лишь в тех точках, где материалы плотно соприкасаются. Таким образом, чем больше поверхность контакта между материалами, тем больше будет переходить электронов. При трении одной поверхности о другую плошадь контакта значительно возрастает, благодаря чему достигается переход большого числа электронов. Материал, который теряет электроны, заряжается положительно, материал, который принимает их, заряжается отрицательно. Если воздух влажный, избыточный заряд быстро переходит с материала на взвешенные в воздухе капельки воды. Уменьшению заряда могут способствовать также частицы дыма. Если же такого разряда не происходит, то при обычном контакте двух материалов может возникнуть весьма значительная разность потенциалов. Если, например, перед тем как выйти из машины, вы поерзаете на сиденье, то потенциал вашего тела может оказаться на 15 кВ выше потенциала земли.

6.8. Прибор необходимо отрегулировать так, чтобы вытекающие из трубок струйки разбивались на капли примерно на уровне верхних банок. Вначале, когда включают воду, одна банка имеет чуть больший отрицательный заряд, чем другая. Какая

именно из банок имеет больший заряд, определяется чистой случайностью, так как изначальный заряд банок обусловлен космическим излучением или естественной радиоактивностью. Допустим для определенности, что больший отрицательный заряд имеет нижняя левая банка. Тогда, поскольку банки крест-накрест соединены между собой проводами, верхняя правая банка будет также иметь больший отрицательный заряд, чем верхняя левая. Правая струйка, проходя через верхнюю правую банку, поляризуется. Если капли образуются именно на уровне этой банки, то они заряжаются положительно, так как отрицательный заряд отталкивается отрицательно заряженной банкой вверх по струйке. Далее эти положительно заряженные капли падают в нижнюю правую банку, и ее положительный заряд возрастает. Несмотря на то что начальная разность потенциалов между банками ничтожна, в некоторых самодельных капельницах Кельвина удается получить разность потенциалов до 15 кВ.

6.9. Разрыв струйки жидкости на капли впервые объяснил Рэлей. Он показал, что возмущения, возникающие при истечении струйки, порождают волны, распространяющиеся вдоль оси этой струйки, амплитуда которых экспоненциально возрастает до тех пор, пока струйка не разрывается. Когда она разрывается, поверхностное натяжение заставляет жидкость собираться в капли. Если к струйке поднести заряженную палочку, то струйка остается цельной вслед-

ствие возникающего внутри нее индуцированного разделения электрических зарядов. Предположим, что струйка начала распадаться на капли. Пусть две только что образовавшиеся капли лежат на линии, которая является продолжением заряженной палочки. Из-за разделения зарядов, происходящего в каждой капле под влиянием палочки, их обращенные друг к другу стороны окажутся заряженными разноименно, и капли будут взаимно притягиваться. Если заряд палочки велик, то обращенная к ней сторона струйки так сильно притягивается к палочке, что струйка искривляется.

в сильном электрическом поле дробление на капли начинается раньше, чем в отсутствие поля. Эффекты дробления струи на капли были исследованы Я. И. Френкелем и Г. П. Вегером в очень изяшных опытах (см. Известия АН СССР, серия География и геофизика, 12, 3 (1948), а также [145д].- Прим. ред.

6.10. Электризация проволочных изгородей, самолетов и других металлических объектов под действием быстро летящего снега также объясняется переносом электронов (см. задачу 6.7). Частицы снега отдают электроны металлическим предметам, и те приобретают отрицательный заряд.

6.11. По-видимому, происходит разделение зарядов при сматывании ленты с рулона. Липкий слой приобретает заряд, знак которого противоположен знаку заряда на чистой стороне ленты. Свечение - это электрический

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 [ 82 ] 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.