Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
1ST
Прободнип
ОПТИКА И СТРОЕНИЕ АТОМА
. 99. ПРОСТОЙ СПОСОБ ПУТЕШЕСТВОВАТЬ В ПРОШЛОЕ.
В одном из своих научно-фантастических рассказов французский астроном и
популяризатор Камиль Флам-марион (1842-1925 гг.) предложил следующий
способ заглянуть в прошлое.
Лучи света доносят до нас зрительные образы внешнего мира хотя и очень
быстро, но все же не мгновенно, как долгое время об этом думали.
Предположим, что наблюдатель удаляется от Земли. Пока его скорость
невелика, световые волны будут догонять экспериментатора, и он увидит
картины тех событий, которые произошли на Земле уже после его отъезда,
Однако при достаточно большой скорости путешественник начнет перегонять
световые волны. В его глаз заново попадут ранее прошедшие мимо и
обогнавшие его волны. События развернутся перед ним в обратной
последовательности - он увидит сцены своего отлета с Земли, будет
"присутствовать" при собственном рождении, сможет наблюдать события
далекого прошлого, "познакомиться" со многими давно умершими великими
людьми.
Нетрудно представить, какую неоценимую помощь может оказать такое
путешествие исследователям прошлого нашей планеты - историкам,
археологам, палеонтологам и другим специалистам, изучающим сейчас прошлое
лишь по книгам и немногим дошедшим до нашего времени памятникам былых
времен.
Важно иметь для осуществления этого проекта,,конечно, достаточно сильный
телескоп и мощные двигатели, способные сообщить ракете необходимые
чудовищные скорости.
60
Не кажется ли вам, что в наш век овладения атомной энергией и покорения
космоса настало время всерьез подумать о снаряжении экспедиции в прошлое?
Остается лишь пожалеть, что предложенная "машина времени" не сможет, в
отличие от уэллсовской, показать нам будущее!
100. ОДЕЖДА МЕТАЛЛУРГОВ.
В трудных условиях приходится работать сталеварам, имеющим дело с
расплавленным металлом,- его горячее дыхание буквально обжигает человека.
Казалось бы, что для облегчения условий труда костюмы доменщиков,
мартенщиков и других металлургов должны изготовляться из материалов с
низкой теплопроводностью. Между тем на самом деле спецодежда металлургов
часто покрывается тонким слоем металла - великолепного проводника тепла.
С какой целью так поступают?
101. ГДЕ ПОМЕСТИТЬ ЗЕРКАЛО!
Чем ближе мы стоим к окну, тем больший участок улицы доступен нашему
наблюдению. Было бы естественно предположить, кажется, что при
пользовании зеркалом дело будет обстоять аналогичным образом. На самом же
деле не так.
Если в висящем вертикально на стене зеркале мы видим свою фигуру -только
до колен, то. все попытки увидеть больше, подойдя ближе к зеркалу или,
наоборот, отойдя подальше, останутся безуспешными.
Чем отличаются оба случая?
102. ПОЧЕМУ БЫВАЕТ РАДУГА!
При объяснении причин возникновения радуги принимается, что попавший в
дождевую каплю луч испыты-
61
вает на ее задней стенке полное отражение, а затем выходит через
переднюю. Каждый переход из одной среды в другую сопровождается
.дисперсией, в результате чего и возникает радуга.
Однако легко показать, что если луч испытывает полное отражение однажды,
то он вообще никогда не сможет выйти из капли в воздух.
В самом деле, пусть попавший в каплю луч распространяется по такому
направлению АВ, что угол падения 1 на заднюю стенку капли, образованный
лучом АВ и радиусом ОБ, превышает предельный (см. рис. 28). Тогда при
точке В произойдет полное отражение, после чего луч пойдет по направлению
ВС. Поскольку треугольник СОВ равнобедренный (стороны СО и ВО в нем равны
как радиусы), то угол 3 равен углу 2, который в свою очередь равен углу 1
на основании первого закона отражения. Таким образом, если угол 1
превышает предельный, то то же самое следует сказать относительно угла 3.
Другими словами, в точке С также должно наблюдаться полное отражение! Эти
рассуждения можно, разумеется, продолжить и далее.
Как же в таком случае объяснить возникновение радуги?
103. МОЖНО ЛИ ПОЛУЧИТЬ УВЕЛИЧЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ С ПОМОЩЬЮ РАССЕИВАЮЩЕЙ
ЛИНЗЫ?
Перпендикулярно параллельному пучку лучей поставлены собирающая линза и
экран. Передвигая линзу, можно получить на экране круглое пятно
различного диаметра. Естественно, что с изменением площади пятна
освещенность в его пределах меняется.
Обозначив освещенность, создаваемую пучком на поверхности линзы через Ел,
а диаметр линзы - через АВ
С
62
(рис. 29), получим для прокодящего через линзу светового потока значение
Ф
%-АВ2
Рис. 29.
Поскольку на экране этот поток распределяется по площади круга диаметром
СМ, то освещенность внутри пятна составит
Р СМ2 р АВ3
п ' 4 ~ Л"СШ'
Из этого выражения видно, что при диаметре пятна, меньшем диаметра линзы,
освещенность на экране будет больше освещенности, создаваемой пучком
лучей непосредственно.
А можно ли получить увеличение освещенности с помощью рассеивающей Динзы?
104. КОГДА НУЖНА БОЛЬШАЯ ВЫДЕРЖКА!
Вначале человек был сфотографирован во весь рост, а затем более крупным
планом - только одно лицо. Хотя освещенность павильона осталась
