Занимательная физика. Книга 1

Яков Исидорович Перельман

Занимательная физика. Книга 1

 

Scan OCR – Андрей «nOT!» Бояринцев http://lib.canmos.ru/getfile.php?file=95

«Издание двадцатое, стереотипное»: “Наука”; Москва;

ISBN 1979

 

Аннотация

 

Книга написана известным популяризатором и педагогом и содержит парадоксы, головоломки, задачи, опыты, замысловатые вопросы и рассказы из области физики. Книга по характеру изложения и по объему знаний, предполагаемых у читателя, рассчитана на учащихся средней школы и на лиц, занимающихся самообразованием в таком же объеме.

 

Я. И. Перельман

Занимательная физика

Книга 1

 

ОТ РЕДАКЦИИ

Предлагаемое издание “Занимательной физики” Я.И. Перельмана повторяет четыре предыдущих. Автор в течение многих лет работал над книгой,… Четырнадцатое и пятнадцатое издания (1947 и 1949 гг.) вышли под редакцией…  

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА К ТРИНАДЦАТОМУ ИЗДАНИЮ

В этой книге автор стремится не столько сообщить читателю новые знания, сколько помочь ему “узнать то, что он знает”, т. е. углубить и оживить уже… Составитель старался, насколько мог, придавать изложению внешне интересную… Вопреки обычаю, установившемуся для подобного рода сборников, в “Занимательной физике” весьма мало места отводится…

Глава первая. СКОРОСТЬ. СЛОЖЕНИЕ ДВИЖЕНИЙ.

 

 

Как быстро мы движемся?

Спортивную дистанцию 1,5 км хороший бегун пробегает примерно за 3 мин. 50 сек. (мировой рекорд 1958 г. – 3 мин. 36,8 сек.). Для сравнения с обычной… Интересно сравнить нормальную поступь человека со скоростью таких – вошедших в… Проворный рядом с улиткой и черепахой, человек предстанет перед нами в ином свете, если сопоставить его движение с…

В погоне за временем

Можно ли в 8 часов утра вылететь из Владивостока и в 8 часов утра того же дня прилететь в Москву? Вопрос этот вовсе не лишен смысла. Да, можно.… Расстояние Владивосток – Москва составляет примерно 9000 км. Значит, скорость… Чтобы “перегнать Солнце” (или, точнее, Землю) в полярных широтах, нужна значительно меньшая скорость. На 77‑й…

Тысячная доля секунды

Для нас, привыкших мерить время на свою человеческую мерку, тысячная доля секунды равнозначна нулю. Такие промежутки времени лишь недавно стали… Рис. 3. Определение времени дня по положению Солнца на небе (слева) и по длине тени (справа).

Лупа времени

Когда Уэллс писал свой “Новейший ускоритель”, он едва ли думал, что нечто подобное когда‑нибудь осуществится в действительности. Ему довелось,… “Лупа времени” – это кинематографический фотоаппарат, делающий в секунду не 24…  

Когда мы движемся вокруг Солнца быстрее – днем или ночью?

В парижских газетах появилось однажды объявление, обещавшее каждому за 25 сантимов указать способ путешествовать дешево и притом без малейшего… “Оставайтесь, гражданин, спокойно в своей кровати и помните, что Земля наша… Привлеченный к суду за мошенничество, виновник этой затеи выслушал приговор, уплатил наложенный на него штраф и,…

Загадка тележного колеса

Прикрепите сбоку к ободу тележного колеса (или к шине велосипедного) цветную бумажку и наблюдайте за ней во время движения телеги (или велосипеда).… Выходит как будто, что верхняя часть колеса движется быстрее, чем нижняя. То… В чем же разгадка этого странного явления? Да просто в том, что верхняя часть катящегося колеса действительно движется…

Самая медленная часть колеса

 

Итак, не все точки движущегося колеса телеги перемещаются одинаково быстро. Какая же часть катящегося колеса движется всего медленнее?

Нетрудно сообразить, что медленнее всех движутся те точки колеса, которые в данный момент соприкасаются с землей. Строго говоря, в момент соприкосновения с почвой эти точки колеса совершенно неподвижны.

Все сказанное справедливо только для колеса катящегося, а не для такого, которое вращается на неподвижной оси. В маховом колесе, например, верхние н нижние точки обода движутся с одинаковой скоростью.

 

Задача не шутка

Вот еще одна не менее любопытная задача: в поезде, идущем, скажем, из Ленинграда в Москву, существуют ли точки, которые по отношению к полотну… Рис. 8. Опыт с кружком и спичкой. Когда колесо откатывается налево, точки F, Е, D выступающей части спички подвигаются…

Откуда плыла лодка?

Вообразите, что весельная лодка плывет по озеру, и пусть стрелка а на нашем рис. 11 изображает направление и скорость ее движения. Наперерез идет… Рис. 11. Парусная лодка идет наперерез весельной. Стрелки а и b – скорости. Что увидят гребцы?

Глава вторая. ТЯЖЕСТЬ И ВЕС. РЫЧАГ. ДАВЛЕНИЕ

 

 

Встаньте!

Если я скажу вам: “Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете встать, хотя и не будете привязаны”, вы примете это, конечно, за шутку. Хорошо. Сядьте же так, как сидит человек, изображенный на рис. 13, т. е. держа…

Ходьба и бег

То, что вы делаете десятки тысяч раз в день в течение всей жизни, должно быть вам прекрасно известно. Так принято думать, но это далеко не всегда… “Предположим, что человек стоит на одной ноге, например, на правой. Вообразим…

Как надо прыгать из движущегося вагона?

Задав кому‑нибудь этот вопрос, вы, конечно, получите ответ: “Вперед, по движению, согласно закону инерции”. Попросите, однако, объяснить… И в самом деле, закон инерции играет здесь роль второстепенную, – главная… Пусть вам необходимо выпрыгнуть на ходу. Что произойдет при этом?

Поймать боевую пулю руками

Во время империалистической войны, как сообщали газеты, с французским летчиком произошел совершенно необыкновенный случай. Летая на высоте двух… Не правда ли, это напоминает россказни легендарного барона Мюнхгаузена, будто… А между тем в сообщении о летчике, поймавшем пулю, нет ничего невозможного.

Арбуз‑бомба

Если при известных условиях пуля может стать безвредной, то возможен и обратный случай: “мирное тело”, брошенное с незначительной скоростью,… Рис. 21. Арбуз, брошенный навстречу быстро мчащемуся автомобилю, превращается в “снаряд”.

На платформе весов

Десятичные весы только в том случае верно показывают вес вашего тела, когда вы стоите на их платформе совершенно неподвижно. Вы нагибаетесь – и весы… Даже поднятие руки должно вызвать колебание чувствительных весов,… Наоборот, опуская руку вниз, мы во время этого движения вызываем уменьшение веса своего тела, а в момент остановки…

Где вещи тяжелее?

Сила, с какой тела притягиваются земным шаром, убывает по мере возвышения над земной поверхностью. Если бы мы подняли килограммовую гирю на высоту… Естественно рождается мысль, что, углубляясь с гирей в недра Земли, т. е.…

Сколько весит тело, когда оно падает?

Заметили ли вы, какое странное ощущение испытываете вы в тот момент, когда начинаете спускаться на лифте? Ненормальная легкость, вроде той, какую… Привесьте гирю к крючку пружинных весов и следите, куда двинется указатель,… Самое тяжелое тело становится совершенно невесомым в течение всего того времени, пока оно падает, Легко понять, почему…

Из пушки на Луну

В 1865 – 1870 гг. появился во Франции фантастический роман Жюля Верна “Из пушки на Луну”, в котором высказана необычайная мысль: послать на Луну… Сначала рассмотрим, можно ли – хотя бы теоретически – выстрелить из пушки так,… Но как добиться, чтобы снаряд, выброшенный пушкой, шел по пути, менее искривленному, чем земная поверхность? Для этого…

Как Жюль Верн описал путешествие на Луну и как оно должно было бы происходить

Кто читал упомянутый сейчас роман Жюля Верна, тому памятен интересный момент путешествия, когда снаряд пролетел через точку, где притяжение Земли и… Описано это совершенно верно, но романист упустил из виду, что то же самое… Это кажется невероятным, но, я уверен, вы сейчас будет удивляться тому, что сами не заметили ранее столь крупного…

Верно взвесить на неверных весах

Что важнее для правильного взвешивания: весы или гири? Вы ошибаетесь, если думаете, что одинаково важно и то и другое: можно… Первый способ предложен нами великим химиком Д. И. Менделеевым. Взвешивание начинают с того, что на одну из чашек…

Сильнее самого себя

Какой груз вы можете поднять рукой? Положим, что 10 кг. Вы думаете, что эти 10 кг определяет силу мускулов вашей руки? Ошибаетесь: мускулы гораздо… Мы вправе без преувеличения сказать, что каждый человек гораздо сильнее самого… Целесообразно ли такое устройство? На первый взгляд как будто нет, – мы видим здесь потерю силы, ничем не…

Почему заостренные предметы колючи?

Задумывались ли вы над вопросом: отчего игла так легко пронизывает предмет насквозь? Отчего сукно или картон легко проткнуть тонкой иглой и трудно… Сила одинакова, но давление все же не одинаково. В первом случае вся сила… Каждый скажет, что борона с 20 зубьями глубже разрыхлит землю, чем борона того же веса, но с 60 зубьями. Почему?…

Наподобие Левиафана

Почему на простом табурете сидеть жестко, в то время как на стуле, тоже деревянном, нисколько не жестко? Почему мягко лежать в веревочном гамаке,… Нетрудно догадаться. Сидение простого табурета плоско; наше тело соприкасается… по этой поверхности и распределяется вес туловища: на единицу поверхности приходится меньший груз, меньшее давление. …

Глава третья. СОПРОТИВЛЕНИЕ СРЕДЫ

 

 

Пуля и воздух

Что воздух мешает полету пули, знают все, но лишь немногие представляют себе ясно, насколько велико это тормозящее действие воздуха. Большинство… Рис. 28. Полет пули в пустоте и в воздухе. Большая дуга изображает путь, какой описала бы пуля, если бы не…

Сверхдальняя стрельба

Обстреливать противника с расстояния в сотню и более километров впервые начала германская артиллерия к концу империалистической войны (1918 г.),… Рис. 29. Как изменяется дальность полета снаряда с изменением угла наклона сверхдальнобойного орудия; при угле 1…

Почему взлетает бумажный змей?

Пытались ли вы объяснить себе, почему бумажный змей взлетает вверх , когда его тянут за бечевку вперед ? Если вы сможете ответить на этот вопрос, вы поймете также, почему летит…

Живые планеры

Вы видите, что самолеты устроены вовсе не наподобие птицы, как обыкновенно думают, а скорее наподобие белок‑летяг, шерстокрылов или летучих…  

Безмоторное летание у растения

Растения также нередко прибегают к услугам планеров – именно для распространения своих плодов и семян. Многие плоды и семена снабжены либо пучками… В известной книге Кернера фон Марилауна “Жизнь растений” читаем об этом… “При безветрии в солнечные дни множество плодов и семян поднимается вертикальным воздушным течением на значительную…

Затяжной прыжок парашютиста

Здесь приходят на память героические прыжки наших мастеров парашютного спорта, выбрасывавшихся на высоте около 10 км, не раскрывая парашюта. Лишь… Многие думают, что, падая “камнем”, не раскрывая парашюта, человек летит вниз,… Однако сопротивление воздуха препятствует нарастанию скорости. Скорость тела парашютиста во время затяжного прыжка…

Бумеранг

Это оригинальное оружие – самое совершенное произведение техники первобытного человека – долгое время вызывало изумление ученых. Действительно,… Рис. 34. Как австралийцы пользуются бумерангом на охоте, чтобы поражать жертву из‑за прикрытия. Путь полета…

Как отличить вареное яйцо от сырого?

Как быть, если нужно, не разбивая скорлупы, определить, сварено яйцо или же оно сырое? Знание механики поможет вам с успехом выйти из этого… Дело в том, что яйца вареные и сырые вращаются не одинаковым образом. Этим и…

Чернильные вихри

Кружок из гладкого белого картона проткните в центре заостренной спичкой; у вас получится вертушка, изображенная на рис. 42 слева примерно в… Рис. 42. Как растекаются чернильные капли на вертящемся бумажном кружке.

Обманутое растение

При быстром вращении центробежный эффект может достигать такой величины, что превосходит действие тяжести. Вот интересный опыт, показывающий, какая… Рис. 43. Бобовые семена, проросшие на ободе вращающегося колеса. Стебли направлены к оси, корешки – наружу.

Аккумулятор Уфимцева

Насколько легко впасть в ошибку, если о “вечном” движении судить только по внешнему виду, показывал так называемый аккумулятор механической энергии…   “Чудо и не чудо”

Вечный двигатель” времен Петра I

Сохранилась оживленная переписка, которую вел в 1715 – 1722 гг. Петр I по поводу приобретения в Германии вечного двигателя, придуманного неким… “Последняя речь изобретателя была: на одной стороне положите 100000 ефимков… О самой же машине изобретатель, по словам библиотекаря, говорил, что она “верна есть, и никто же оную похулить может,…

Глава пятая. СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

 

 

Задача о двух кофейниках

Перед вами (рис. 51) два кофейника одинаковой ширины: один высокий, другой – низкий. Какой из них вместительнее? Рис. 51. В какой из этих кофейников можно налить больше жидкости?

Чего не знали древние

Жители современного Рима до сих пор пользуются остатками водопровода, построенного еще древними: солидно возводили римские рабы водопроводные… Не то приходится сказать о познаниях римских инженеров, руководивших этими…

Жидкости давят… вверх!

Рис. 53. Простой способ убедиться, что жидкость давит снизу вверх. О том, что жидкости давят вниз, на дно сосуда, и вбок, на стенки, знают даже и… Вы можете даже измерить величину этого давления вверх. Наливайте осторожно в стекло воду; как только уровень ее внутри…

Что тяжелее?

На одну чашку весов поставлено ведро, до краев наполненное водой. На другую – точно такое же ведро, тоже полное до краев, но в нем плавает кусок… Я пробовал задавать эту задачу разным лицам и получал разноречивые ответы.… Но ни то, ни другое не верно: оба ведра имеют одинаковый вес. Во втором ведре, правда, воды меньше, нежели в первом,…

Естественная форма жидкости

Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости – шар. Обычно сила тяжести… Прованское масло плавает в воде, но тонет в спирте. Можно поэтому приготовить…

Почему дробь круглая?

Сейчас мы говорили о том, что всякая жидкость, освобожденная от действия тяжести, принимает свою естественную форму – шарообразную. Если вспомните… Рис. 59. Башня дроболитейного завода.

Бездонный” бокал

Вы налили воды в бокал до краев. Он полон. Возле бокала лежат булавки. Может быть, для одной‑двух булавок еще найдется место в бокале?… Рис. 60. Поразительный опыт с булавками в бокале воды.

Любопытная особенность керосина

Кому приходилось иметь дело с керосиновой лампой, тот, вероятно, знаком с досадными неожиданностями, обусловленными одной особенностью керосина. Вы… Дело в том, что вы недостаточно плотно завинтили горелку и керосин, стремясь… Эта ползучесть керосина весьма неприятным образом ощущается на судах, машины которых потребляют керосин (или нефть).…

Вода в решете

Оказывается, что и носить воду в решете возможно не только в сказке. Знание физики поможет исполнить такое классически невозможное дело. Для этого… Решето осталось решетом – в нем есть сквозные отверстия, через которые… Почему же вода не проливается? Потому что, не смачивая парафин, она образует в ячейках решета тонкие пленки,…

Пена на службе техники

Опыт плавания стальной иглы и медной монеты на воде имеет сходство с явлением, используемым в горнометаллургической промышленности для “обогащения”… Рис. 63. Как происходит флотация.

Мнимый “вечный” двигатель

В книгах иногда описывается в качестве настоящего “вечного” двигателя прибор такого устройства (рис.64): масло (или вода), налитое в сосуд,… Если бы авторы, описывающие эту вертушку, дали себе труд ее изготовить, они,…

Мыльные пузыри

Умеете ли вы выдувать мыльные пузыри? Это не так просто, как кажется. И мне казалось, что здесь никакой сноровки не нужно, пока я не убедился на… В общежитии они пользуются худой славой; по крайней мере в разговоре мы… Действительно, волшебные переливы красок на поверхности тончайших мыльных пленок дают физику возможность измерить…

Что тоньше всего?

Немногие, вероятно, знают, что пленка мыльного пузыря представляет собой одну из самых тонких вещей, какие доступны невооруженному зрению. Обычные… Рис. 69. Вверху – игольное ушко, человеческий волос, бацилла и паутинная нить, увеличенные в 200 раз. Внизу – бациллы…

Сухим из воды

Положите монету на большую плоскую тарелку, налейте столько воды, чтобы она покрыла монету, и предложите гостям взять ее прямо руками, не замочив… Эта, казалось бы, невозможная задача довольно просто решается с помощью… Какая сила вогнала воду в стакан и поддерживает ее на определенной высоте? Атмосферное давление. Горящая бумажка…

Как мы пьем?

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и “втягиваем” в себя их содержимое. Вот… Итак, строго говоря, мы пьем не только ртом, но и легкими ; ведь расширение…  

Улучшенная воронка

Кому случалось наливать через воронку жидкость в бутылку, тот знает, что нужно время от времени воронку приподнимать, иначе жидкость из нее не… Поэтому весьма практично устраивать воронки так, чтобы суженная часть их имела…  

Тонна дерева и тонна железа

Общеизвестен шуточный вопрос: что тяжелее – тонна дерева или тонна железа? Не подумавши, обыкновенно отвечают, что тонна железа тяжелее, вызывая… Шутники, вероятно, еще громче рассмеются, если им ответят, что тонна дерева… Дело в том, что закон Архимеда применим не только к жидкостям, но и к газам. Каждое тело в воздухе “теряет” из своего…

Человек, который ничего не весил

Быть легким не только как пушинка, но и стать легче воздуха [Пушинка, вопреки распространенному мнению, не только не легче воздуха, но в сотни раз… Рис. 71. Я здесь, старина! – сказал Пайкрафт.

Вечные” часы

В этой книге мы рассмотрели уже несколько мнимых “вечных двигателей” и выяснили безнадежность попыток их изобрести. Теперь побеседуем о “даровом”… “Я осмотрел вышеописанные часы, которые приводятся в непрерывное движение… К сожалению, часы эти не сохранились до нашего времени – они были похищены, и местонахождение их неизвестно. Остались,…

Глава шестая . ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

 

 

Когда Октябрьская железная дорога длиннее – летом или зимой?

На вопрос: “Какой длины Октябрьская железная дорога?” – кто‑то ответил: – Шестьсот сорок километров в среднем; летом метров на триста длиннее, чем… Неожиданный ответ этот не так нелеп, как может показаться. Если длиной железной дороги называть длину сплошного…

Безнаказанное хищение

На линии Ленинград – Москва каждую зиму пропадает совершенно бесследно несколько сотен метров дорогой телефонной и телеграфной проволоки, и никто… Но, когда такое сжатие от холода происходит не с проводами, а с мостами,… “Необычайные для Франции морозы, стоящие в течение нескольких дней, послужили причиной серьезного повреждения моста…

Высота Эйфелевой башни

Если теперь нас спросят, какова высота Эйфелевой башни, то прежде чем ответить: “300 метров”, вы, вероятно, осведомитесь: – В какую погоду – холодную или теплую? Ведь высота столь огромного железного… Прямые измерения обнаружили даже, что Эйфелева башня еще чувствительнее к колебаниям температуры, нежели воздух: она…

От чайного стакана к водомерной трубке

Раньше чем разлить чай по стаканам, опытная хозяйка, заботясь об их целости, не забывает положить в них ложки, особенно если они серебряные.… Уясним себе прежде, почему вообще стаканы трескаются от горячей воды. Причина – неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу: сначала…

Легенда о сапоге в бане

“Отчего зимою день короткий и ночь длинная, а лотом – наоборот? День зимою оттого короткий, что, подобно всем прочим предметам, видимым и невидимым,… Курьезное рассуждение “войска Донского отставного урядника” из рассказа Чехова… Прежде всего, температура человеческого тела в бане почти не повышается; повышение температуры тела в бане не…

Как устраивались чудеса

Древнегреческий механик Герон Александрийский, изобретатель фонтана, носящего его имя, оставил нам описание двух остроумных способов, с помощью… На рис. 74 вы видите пустотелый металлический жертвенник, а под ним скрытый в…

Часы без завода

Мы уже описывали раньше часы без завода (вернее, без специального завода), устройство которых основано на переменах в давлении атмосферы. Опишем… Механизм их изображен на рис. 77. Главная часть его – стержни Z1 и Z2,… Что же делается с ртутью, вылившейся из черпаков левого колеса? Она стекает по наклонному желобу R1 снова к правому…

Поучительная папироса

На коробке лежит папироса (рис. 80). Она дымится с обоих концов. Но дым, выходящий через мундштук, опускается вниз , между тем как с другого конца… Да, дым один и тот же, но над тлеющим концом папиросы имеется восходящее…

Лед, не тающий в кипятке

Возьмите пробирку, наполните водой, погрузите в нее кусочек льда, а чтобы он не всплыл вверх (лед легче воды), придавите его свинцовой пулей, медным… Рис. 81. Вода в верхней части кипит, между тем лед внизу не тает.

На лед или под лед?

Желая нагреть воду, мы помещаем сосуд с водой над пламенем, а не сбоку от него. И поступаем вполне правильно, так как воздух, нагреваемый пламенем,… Следовательно, помещая нагреваемое тело над пламенем, мы используем теплоту… Но как поступить, если мы хотим, напротив, охладить какое‑либо тело с помощью льда? Многие, по привычке,…

Почему дует от закрытого окна?

Часто дует от окна, которое закрыто совершенно плотно и не имеет ни малейшей щели. Это кажется странным. Между тем здесь нет ничего удивительного. … Воздух комнаты почти никогда не находится в покое; в нем существуют невидимые… Эти течения в комнате легко обнаружить с помощью детского воздушного шара, если подвязать к нему небольшой груз, чтобы…

Таинственная вертушка

Из тонкой папиросной бумаги вырежьте прямоугольничек. Перегните его по средним линиям и снова расправьте: вы будете знать, где центр тяжести вашей… Бумажка останется в равновесии: она подперта в центре тяжести. Но от малейшего… Пока приборчик не обнаруживает ничего таинственного. Но приблизьте к нему руку, как показано на рис. 82; приближайте…

Греет ли шуба?

Что сказали бы вы, если бы вас стали уверять, будто шуба нисколько не греет? Вы подумали бы, конечно, что с вами шутят. А если бы вам стали… Что можно возразить? Как опровергнуть эти доводы? Никак. Шубы действительно не… В таком же смысле, как шуба, снег греет землю; будучи, подобно всем порошкообразным телам, плохим проводником тепла,…

Какое время года у нас под ногами?

Когда на поверхности земли лето, какое время года на глубине, например, трех метров под ее поверхностью? Вы думаете, что и там лето? Ошибаетесь!… С углублением в почву температурные колебания не только опаздывают, но и… Итак, в почве, которую мы попираем ногами, никогда не бывает того же времени года, какое стоит на ее поверхности.…

Бумажная кастрюля

Рис. 83. Яйцо варится в бумажной кастрюле. Взгляните на рис. 83: яйцо варится в воде, налитой в бумажный колпак! “Но ведь… К тому же роду явлений относится и печальный опыт, который невольно проделывают рассеянные люди, ставящие самовар без…

Почему лед скользкий?

На гладко натертом полу легче поскользнуться, нежели на обыкновенном. Казалось бы, то же самое должно происходить на льду, т. е. гладкий лед должен… Но если вам случалось везти нагруженные ручные санки через неровную, бугристую… Разберем, что происходит, когда мы катаемся в санях или на коньках. Стоя на коньках, мы опираемся на очень маленькую…

Задача о ледяных сосульках

Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки, которые мы часто видим свешивающимися с крыш? В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в мороз? Бели в оттепель,… Вы видите, что задача не так проста, как кажется сначала. Чтобы могли образоваться ледяные сосульки, нужно в одно и то…

Глава седьмая. ЛУЧИ СВЕТА

 

 

Пойманные тени

Ой, тени, тени черные, Кого вы не нагоните? Кого не перегоните?

Цыпленок в яйце

Свойствами теней вы можете воспользоваться, чтобы показать товарищам интересную шутку. Из промасленной бумаги устройте экран; для этого достаточно… Рис. 91. Мнимый рентгеновский снимок.

Карикатурные фотографии

Многие не знают, что фотографический аппарат можно устроить и без увеличительного стекла (объектива), пользуясь просто маленьким круглым отверстием.… Чем же объясняется такое искажение? Рассмотрим случай, когда горизонтальная…

Задача о солнечном восходе

Вы наблюдали восход Солнца ровно в 5 часов. Как известно, что свет распространяется не мгновенно: требуется некоторое время, чтобы лучи успели дойти… Свет пробегает расстояние от Солнца до Земли в 8 минут. Казалось бы, что при… Для многих, вероятно, будет полной неожиданностью, что такой ответ совершенно неверен. Ведь Солнце “восходит” оттого,…

Глава восьмая. ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА.

 

 

Видеть сквозь стены

В девяностых годах прошлого века продавался любопытный прибор под громким названием: “рентгеновский аппарат”. Помню, как я был озадачен, когда еще… Рис. 95. Мнимый рентгеновский аппарат.

Говорящая “отрубленная” голова

“Чудо” это нередко показывалось в странствующих по провинции “музеях” и “паноптикумах”. Непосвященного оно положительно ошеломляет: вы видите перед… Рис. 98. Секрет “отрубленной” головы.

Впереди или сзади?

Есть не мало вещей домашнего обихода, с которыми многие люди обращаются нецелесообразно. Мы уже указывали раньше, что иные не умеют пользоваться…  

Можно ли видеть зеркало?

Вот еще доказательство недостаточного знакомства нашего с обыкновенным зеркалом: на поставленный в заголовке вопрос большинство отвечает… Те, кто убежден, что зеркало можно видеть, ошибаются. Хорошее чистое зеркало… Все трюки, фокусы и иллюзии, основанные на использовании зеркал, – хотя бы, например, сейчас описанный опыт с головой,…

Кого мы видим, глядя в зеркало?

“Разумеется, самих себя, – ответят многие, – наше изображение в зеркале есть точнейшая копия нас самих, сходная с нами во всех подробностях”. Не угодно ли, однако, убедиться в этом сходстве? У вас на правой щеке родинка…

Рисование перед зеркалом

Нетождественность зеркального отражения с оригиналом еще заметнее выступает в следующем опыте. Поставьте перед собой отвесно на стол зеркало, положите перед ним бумажку и… Вы убедитесь, что столь легкая на вид задача почти невыполнима. В течение многих лет наши зрительные впечатления и…

Расчетливая поспешность

Мы знаем, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно, т. е. скорейшим путем. Но свет избирает скорейший путь также и в том случае,… Проследим за его путем. Пусть буква A на рис. 101 обозначает источник света,… По законам оптики угол отражения 2 равен углу падения 1. Зная это, легко доказать, что из всех возможных путей от A к…

Полет вороны

Уменье находить кратчайший путь в случаях, подобных сейчас рассмотренным, может пригодиться для решения некоторых головоломок. Вот пример одной из… На ветке дерева сидит ворона. Внизу на дворе рассыпаны зерна. Ворона…

Новое и старое о калейдоскопе

Всем известна хорошая игрушка, носящая название калейдоскопа: горсточка пестрых осколков отражается в двух или трех плоских зеркальцах и образует… Самое пылкое воображение не предусмотрит правильного ответа на этот вопрос.…

Дворцы иллюзий и миражей

Рис. 106. Троекратное отражение стен центрального зала дает 36 зал. Какие ощущения испытали бы мы, если бы, уменьшенные до размеров стеклянного… Причина “чуда” ясна всякому, кто знаком с законами отражения света: ведь тут имеются три пары параллельных зеркал и…

Почему и как преломляется свет?

То, что при переходе из одной среды в другую луч света преломляется, многим представляется странным капризом природы. Кажется непонятным, почему… “Представьте себе отряд солдат, идущий по местности, разделенной прямой…

Когда длинный путь проходится быстрее, чем короткий?

Но неужели ломаный путь может быстрее привести к цели, чем прямой? Да, в тех случаях, когда скорость движения в различных частях пути различна.… Рис. 110. Задача о кавалеристе. Найти скорейший путь из A в С.

Новые Робинзоны

Без сомнения, вы знаете, как герои романа Жюля Верна “Таинственный остров”, заброшенные на необитаемую землю, добыли огонь без спичек и огнива.… “ – Но кто же зажег огонь? – спросил моряк. – Солнце, – ответил Спилетт.

Как добыть огонь с помощью льда?

Материалом для двояковыпуклой линзы, а следовательно, и для добывания огня, может послужить также лед, если он достаточно прозрачен. При этом лед,… Ледяная чечевица сослужила хорошую службу в жюль‑верновом “Путешествии… – “Это несчастье, – сказал Гаттерас доктору.

С помощью солнечных лучей

Проделайте еще опыт, тоже легко выполнимый в зимнее время. Положите на снег, заливаемый солнечным светом, два одинаковой величины лоскутка ткани,… Поучительный опыт этот впервые проделан был знаменитым борцом за независимость… “К чему годна была бы теория, если бы из нее нельзя было извлечь никакой пользы? – восклицает он по этому поводу и…

Старое и новое о миражах

Вероятно, всем известно, в чем заключается физическая причина обыкновенного миража. Раскаленный зноем песок пустыни приобретает зеркальные свойства… Рис. 115. Как возникает мираж в пустыне. Этот рисунок, обычно воспроизводимый в учебниках, представляет путь светового…

Почему появляется зеленый луч?

Вы поймете причину явления, если вспомните, в каком виде представляются нам предметы, когда мы смотрим на них сквозь стеклянную призму. Проделайте… Для лучшего понимания дальнейшего необходимо остановиться на происхождении… Пулковский астроном Г. А. Тихов, посвятивший “зеленому лучу” специальное исследование, сообщает некоторые приметы…

Глава девятая. ЗРЕНИЕ ОДНИМ И ДВУМЯ ГЛАЗАМИ

 

 

Когда не было фотографии

Фотография успела сделаться в нашем быту столь привычной, что мы и не представляем себе, как обходились без нее наши предки, даже и не очень… Пиквику сказали, что он должен посидеть, пока с него снимут портрет. “ – Снимут с меня портрет! – воскликнул м‑р Пиквик.

Чего многие не умеют?

Фотография проникла к нам в сороковых годах прошлого века сначала в виде так называемой “дагерротипии” [По имени изобретателя этого способа –… “Мой дед, – рассказывал ленинградский физик, проф. Б. П. Вейнберг, – просидел… Но все же возможность получать портреты без участия художника представлялась настолько новой, почти чудесной, что…

Искусство рассматривать фотографии

Рис. 120. Каким кажется палец левому и правому глазу, если держать руку недалеко от лица. По устройству своему фотографическая камера – большой глаз: то, что рисуется… 1) рассматривать снимок только одним глазом и

На каком расстоянии надо держать фотографию?

Столь же важно и второе правило – держать снимок в надлежащем расстоянии от глаза; в противном случае нарушается правильная перспектива. Каково же… Если мы примем во внимание, что в большинстве любительских аппаратов фокусное… Только близорукие люди, с коротким расстоянием лучшего зрения (а также дети, способные видеть на близком расстоянии),…

Странное действие увеличительного стекла

Близорукие люди, как мы сейчас объяснили, легко могут обыкновенные фотографии видеть рельефными. Но как быть людям с нормальными глазами? Они не… Теперь становится понятным, почему фотоснимки часто приобретают рельефность,… Один из рецензентов “Занимательной физики” писал мне по этому поводу:

Увеличение фотографий

Нельзя ли изготовлять фотографии так, чтобы нормальный глаз мог правильно рассматривать их, не прибегая к стеклам? Вполне возможно, – для этого… Можно получать и такие снимки, которые не будут казаться плоскими при… Необходимость располагать длиннофокусным объективом опять‑таки представляет неудобство. Поэтому укажем и другой…

Лучшее место в кинотеатре

Частые посетители кинотеатров заметили, вероятно, что некоторые картины отличаются необыкновенной рельефностью: фигуры отделяются от заднего плана и… Такая рельефность изображений зависит не от свойства самой ленты, как часто… Как же найти расстояние, отвечающее такому наивыгоднейшему углу зрения? Для этого нужно выбрать место,…

Совет читателям иллюстрированных журналов

Воспроизведения фотографий в книгах и журналах имеют, конечно, те же свойства, что и оригинальные снимки: они тоже становятся рельефнее, если… Многие снимки, неотчетливые и плоские при обычном рассматривании, получают… Надо удивляться, что столь простые факты мало известны, хотя почти все здесь сообщаемое излагалось в популярных книгах…

Рассматривание картин

То, что мы сказали о фотографии, до известной степени применимо и к картинам, созданным рукой художника: их всего лучше рассматривать тоже с… “Давно известно, – писал по этому поводу английский психолог В. Карпентер в… В действительности же тут дело в том, что когда мы смотрим обоими глазами на картину в умеренном расстоянии, то…

Что такое стереоскоп?

Переходя от картин к телесным предметам, зададим себе вопрос: почему, собственно, предметы кажутся нам телесными, а не плоскими? На сетчатке нашего… Здесь действуют несколько причин. Во‑первых, различная степень освещения… Теперь представьте себе два рисунка одного и того же предмета: первый изображает предмет, каким он кажется левому…

Наш естественный стереоскоп

При рассматривании стереоскопических изображений можно обойтись и без какого‑либо прибора: надо лишь приучить себя соответствующим образом… Я прилагаю здесь целую серию стереоскопических рисунков постепенно…

Одним и двумя глазами

На рис 130 вверху слева воспроизведены фотографии, изображающие три аптечные склянки как будто одинаковых размеров. Как бы внимательно вы ни… Рис. 130

Простой способ разоблачать подделки

Имеются два совершенно одинаковых рисунка, например два равных черных квадрата. Рассматривая их в стереоскоп, мы увидим один квадрат, ничем не… Это дает простой способ обнаруживать подделки банковских билетов и документов.…  

Зрение великанов

Когда предмет находится очень далеко от нас, далее 450 м, то расстояние между нашими глазами не может уже влиять на различие зрительных впечатлений.… Вообще, для всех предметов, которые расположены дальше 450 м, мы совершенно… Но делу легко помочь: нужно сфотографировать далекие объекты с двух точек, взаимное удаление которых больше, нежели…

Вселенная в стереоскопе

Если мы направим стереотрубу на Луну или какое‑нибудь другое небесное тело, мы никакого рельефа не заметим. Этого и следовало ожидать, ибо… Здесь опять приходит на помощь стереоскопическая фотография. Предположим, мы… Мы можем, следовательно, пользуясь движением Земли по ее орбите, получать снимки небесных тел с двух весьма отдаленных…

Зрение тремя глазами

Не думайте, что третий глаз здесь такая же обмолвка, как третье ухо в устах взволнованного Ивана Игнатьевича из “Капитанской дочки”: “Он вас в рыло,… Видеть тремя глазами? Возможно разве приобрести себе третий глаз? Представьте, мы будем говорить именно о таком зрении. Наука не в силах дать человеку третий глаз, но в ее власти дать…

Что такое блеск?

Стереофотография, воспроизведенная у нас на рис. 133, изображает многогранники: один – черным по белому, другой – белым по черному. Что мы увидели… “Когда на одной стереоскопической картинке какая‑нибудь плоскость…

Зрение при быстром движении

Раньше мы говорили, что различные изображения одного и того же предмета, сливаясь в нашем глазу при быстром чередовании, создают зрительное… Возникает вопрос: будет ли это только тогда, когда подвижные изображения… Оказывается, как и следовало ожидать, что стереоскопический эффект получается и в таком случае. Вероятно, многим…

Сквозь цветные очки

Если вы станете смотреть через красное стекло на надпись, сделанную красным по белому, то увидите ровный красный фон, – и только. Никаких следов… На этом свойстве цветных стекол основано действие так называемых анаглифов –… Чтобы увидеть вместо двух цветных одно черное, но рельефное изображение, достаточно смотреть на них через цветные…

Неожиданные превращения окраски

Здесь уместно рассказать о серии опытов, очень нравившихся посетителям “Павильона занимательной науки” в Ленинградском ЦПКО на Кировских островах.… При новом повороте выключателя уголок заливается зеленым светом – и облик… Все эти занимательные метаморфозы хорошо иллюстрируют ньютоново учение об окраске тел. Сущность учения в том, что…

Высота книги

Предложите гостю указать пальцем на стене, какой высоты достигнет книга, которую он держит в руках, если поместить ее стоймя на полу. Когда он… Особенно хорошо удается опыт, если спрошенный сам не нагибается для указания… Причина ошибки кроется в том, что все предметы сокращаются, когда мы смотрим вдоль них.

Размеры башенных часов

Рис. 135. Размеры башенных часов Вестминстерского аббатства. Ту ошибку, которую сделал ваш гость при оценке высоты книги, мы делаем… Люди кажутся букашками в сравнении с ним. И, взглянув на рисующуюся вдали часовую башню, вы отказываетесь верить, что…

Белое и черное

Взгляните издали на рис. 136 и скажите: сколько черных кружков могло бы поместиться в свободном промежутке между нижним кружком и одним из верхних… Рис. 136. Пустой промежуток между нижним кружком и каждым из верхних кажется больше, нежели расстояние между наружными…

Какая буква чернее?

Рис. 139 дает возможность познакомиться с другим несовершенством нашего глаза – астигматизмом. Если взглянете на него одним глазом, то из четырех… Рис. 139. Смотрите на эту надпись одним глазом. Одна из букв представится вам более черной, нежели остальные.

Живые портреты

Рис. 140. Загадочный портрет. Всем, вероятно, приходилось видеть портреты, которые не только смотрят прямо… “Глаза вперились в него и, казалось, не хотели ни на что другое глядеть, как только на него… Портрет глядит мимо…

Воткнутые линии и другие обманы зрения

Рис. 141. Поместите одни глаз (закрыв другой) приблизительно в той точке, где пересекаются продолжения этих линий. Вы увидите ряд булавок, словно… Начерченная на рис. 141 группа булавок не представляет на первый взгляд ничего… Эта иллюзия объясняется законами перспективы: линии начерчены так, как должны были бы проектироваться на бумагу…

Как видят близорукие

Близорукий без очков видит плохо; но что, собственно, он видит и какими именно представляются ему предметы – об этом люди с нормальным зрением имеют… Прежде всего, близорукий (разумеется, без очков) никогда не видит резких… Для близоруких людей человеческие лица кажутся в общем моложе и привлекательнее, чем для человека с нормальным…

Глава десятая. ЗВУК И СЛУХ

 

 

Как разыскивать эхо?

Никто его не видывал,

А слышать – всякий слыхивал,

Без тела, а живет оно,

Без языка – кричит.

Некрасов

 

Среди рассказов американского юмориста Марка Твена есть смешная выдумка о злоключениях коллекционера, возымевшего мысль составить себе коллекцию… чего бы вы думали? Эхо! Чудак неутомимо скупал все те участки земли, где воспроизводились многократные или чем‑либо иным замечательные эхо.

“Прежде всего он купил эхо в штате Георгия, которое повторяло четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13‑кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9‑кратное эхо в Канзасе, дальнейшей – 12‑кратное в Тенесси, дешево приобретенное, потому что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась. Он думал, что его можно починить достройкой; но архитектор, который взялся за это дело, никогда еще не страивал эхо и потому испортил его в конец, – после обработки оно могло годиться разве лишь для приюта глухонемых…”

Это, конечно, шутка; однако замечательные многократные эхо существуют в различных, преимущественно горных, местностях земного шара, и некоторые издавна приобрели всесветную известность.

Перечислим несколько знаменитых эхо. В замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27‑сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана. Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют, в определенном месте, троекратно 7 слогов; но в нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает никакого эхо. Весьма многократное эхо наблюдалось в одном (ныне несуществующем) замке близ Милана: выстрел, произведенный из окна флигеля, повторялся эхом 40 – 50 раз, а громкое слово – раз 30.

Не так просто отыскать место, где эхо отчетливо слышно и один раз. У нас в Союзе, впрочем, найти подобные места сравнительно легко. Есть много равнин, окруженных лесами, много полян в лесах; стоит громко крикнуть на такой поляне, чтобы от стены леса донеслось более или менее отчетливое эхо.

Рис. 149. Эхо отсутствует.

В горах эхо бывает разнообразнее, чем на равнинах, зато встречается гораздо реже. Услышать эхо в горной местности труднее, чем на окаймленной лесом равнине.

Вы сейчас поймете, почему это происходит. Эхо – не что иное, как возвращение звуковых волн, отразившихся от какого‑либо препятствия; как и при отражении света, угол падения “звукового луча” равняется углу его отражения. (Звуковой луч – направление, по которому бегут звуковые волны.)

Теперь вообразите, что вы находитесь у подножия горы (рис. 149), а препятствие, которое должно отразить звук, помещается выше вас, например в АВ. Легко видеть, что звуковые волны, распространяющиеся по линиям Са, Cb, Cc, отразившись, не достигнут вашего уха, а рассеются в пространстве по направлениям аа, bb, cc.

Другое дело, если вы поместитесь на уровне препятствия или даже чуть выше него (рис. 150). Звук, идущий вниз по направлениям Са, Сb, возвратится к вам по ломаным линиям СааС или СbbС, отразившись от почвы один или два раза. Углубление почвы между обоими пунктами еще более способствует отчетливости эхо, действуя как вогнутое зеркало. Напротив, если почва между точками С и В выпукла, эхо будет слабое и даже совсем не достигнет вашего уха: такая поверхность рассеивает лучи звука, как выпуклое зеркало.

Рис. 150. Отчетливое эхо.

Разыскивание эхо на неровной местности требует известной сноровки. Даже найдя благоприятное место, надо еще уметь эхо вызвать. Прежде всего, не следует помещаться чересчур близко к препятствию: надо, чтобы звук прошел достаточно длинный путь, иначе эхо вернется слишком рано и сольется с самим звуком. Зная, что звук проходит 340 м в секунду, легко понять, что, поместившись на расстоянии 85 м от препятствия, мы должны услышать эхо через полсекунды после звука.

Хотя эхо родит “на всякий звук свой отклик в воздухе пустом”, но не на все звуки откликается оно одинаково отчетливо. Эхо не одинаково, “ревет ли зверь в лесу глухом, трубит ли рог, гремит ли гром, поет ли дева за холмом”. Чем резче, отрывистее звук, тем эхо отчетливее. Лучше всего вызвать эхо хлопаньем в ладоши. Звук человеческого голоса для этого менее пригоден, особенно голос мужчины; высокие тона женских и детских голосов дают более отчетливое эхо.

 

Звук вместо мерной ленты

Знанием скорости распространения звука в воздухе можно иной раз пользоваться для измерения расстояния до недоступного предмета. Такой случай описан… – “Дядя! – крикнул я (рассказ ведет племянник). – Что, дитя мое? – услышал я спустя некоторое время.

Звуковые зеркала

Стена леса, высокий забор, строение, гора – всякая вообще преграда, отражающая эхо, есть не что иное, как зеркало для звука; она отражает звук так… Рис. 151. Звуковые вогнутые зеркала.

Звуки в театральном зале

Кто много раз посещал различные театры и концертные залы, тому хорошо известно, что в смысле слышимости залы бывают с хорошей акустикой и с плохой… “Любой звук, произведенный в здании, довольно долго раздается по окончании… Оказавшемуся в таких условиях оратору остается говорить очень разборчиво и не слишком громко. Но обычно ораторы, как…

Эхо со дна моря

Долгое время человек не извлекал из эхо никакой пользы, пока не придуман был способ измерять с помощью его глубину морей и океанов. Изобретение это… Рис. 153. Схема действия эхолота

Жужжание насекомых

Почему насекомые часто издают жужжащие звуки? В большинстве случаев у них вовсе не имеется для этого никаких особых органов; жужжание, слышимое… Теперь вы поймете, каким образом удалось узнать, сколько именно взмахов делает… Найдено, например, что комнатная муха (издающая при полете тон F) делает в секунду 352 взмаха крылышками. Шмель…

Слуховые обманы

Если мы почему‑либо вообразили, что источник легкого шума находится не вблизи нас, а значительно дальше, то звук покажется нам гораздо громче.… Вот любопытный случай, который описал в своей “Психологии” американский ученый… “Однажды поздно ночью я сидел и читал; вдруг из верхней части дома раздался страшный шум, прекратился и затем, через…

Где стрекочет кузнечик?

Очень часто мы ошибочно определяем не расстояние, а направление, в каком находится звучащий предмет. Уши наши довольно хорошо различают, раздался ли звук выстрела справа или слева…

Курьезы слуха

Когда мы грызем твердый сухарь, мы слышим оглушительный шум, между тем как наши соседи едят те же сухари без заметного шума. Как ухитряются они… Дело в том, что шум и грохот существуют лишь в наших ушах и мало беспокоят уши… Бетховен, оглохнув, слушал, говорят, игру на рояле, приставив к нему одним концом свою трость, другой конец которой он…