Вот при своем движении лед «сгребал» камни по пути, а в тех местах, где края ледника остановились и потом растаяли, камни легли грядами, как водоросли и мусор ложатся в линию после того, как схлынет принесшая их волна. Но что же приводит лед в движение? Почему он двигается? Тут действуют две силы. На полярную шапку все время «намерзает» новый лед, который давит вниз и во все стороны и выдавливает края ледника, толкает их вниз, к экватору. С другой стороны, давайте не забывать, что Земля вертится. И это означает, что на все предметы действует так называемая центробежная сила.
Теперь – опыт. Давайте представим, что обычный зонтик – это северная часть Земли, Северное полушарие. Раскроем зонтик и поставим вертикально. Теперь пусть кто-нибудь капнет каплю воды недалеко от вершины зонтика. Капля будет «стоять» на месте: на самой вершине зонтик почти плоский, капля не скатывается вниз. Но стоит нам раскрутить зонтик – как капля поползет к краю!
В старой книге Перельмана этот опыт тоже дается – для изучения центробежной силы. Только там в перевернутый зонтик кидается мячик. Если зонтик закрутить, то мячик выскакивает. Тоже интересно!
Более того, мы увидим, что след от капли дает нам кривую линию, то есть капля ползет «вниз и вбок». Это действует еще одна сила, сила Кориолиса. Был такой ученый, который обнаружил действие этой силы, – поэтому ей дали его имя.
То есть на ледяные горы действует сила, которая сдвигает их к экватору, в более теплые места. Так что, может быть, Кропоткин был и прав со своей теорией ледника!
Правда, есть еще одна теория, не менее изящная. Согласно этой теории на месте нашей страны до Уральских гор простиралось холодное море. Ледяные глыбы откалывались от полярной шапки, падали в это море и плыли до другого берега – как раз где-то у Самары… И несли с собой скальные куски с севера, которые набирали еще в самом начале. Достигнув берега, они таяли и оставляли камни грядами. Правда красивая теория? Ученые не могут до сих пор выбрать, какая из теорий «правильная», но это и не так важно. Зато мы познакомились с силами, действующими на каждого из нас, – хоть мы их и не замечаем.
Есть еще одно интересное наблюдение, связанное с этими силами, в первую очередь с силой Кориолиса. На нашей территории практически все реки текут с севера на юг, и, кроме того, западные берега, как правило, круче, чем восточные. Это потому, что под действием силы Кориолиса реки отклоняются на запад и подмывают западные берега. Таким образом, находясь у речки, вы чаще всего можете воспользоваться ей как компасом – указателем. Если высокий берег от вас справа, значит, вы стоите лицом на юг! Понятно, что реки петляют, поэтому лучше выбрать относительно прямой участок реки. Но зато теперь знание физических сил поможет вам ориентироваться в походах.
33 Очки без стекол, или Прицел из руки
Для опыта нам потребуется: кусочек фольги с проколотой дырочкой.
Вообще, знание законов физики иногда помогает создать прибор не просто голыми руками, а буквально из голых рук. Не верите? Хм, давайте попробуем. Помой чисто руки. Вытри их насухо. Для опыта это не нужно, но лучше всегда начинать думать с чистыми руками. Помогает, честное слово.
Знаешь, как американцы показывают знак «ОК», то есть «все в порядке»? Они делают колечко из большого и указательного пальцев. А если сложить указательный и большой пальцы в кольцо так, чтобы осталась очень маленькая, просто малюсенькая дырочка – с булавочную головку, то получится оптический прибор.
Поверишь ли, если смотреть через эту дырочку на ярко освещенный предмет, то человек с плохим зрением видит предмет более резко.
Вот вам и прибор из голых рук. Прибор называется диоптрическим прицелом. На некоторых винтовках вместо прицела ставят металлическую пластинку, в которой проделана очень маленькая дырочка. Эта дырочка позволяет резко видеть и мушку винтовки, и цель.
Поскольку дырочка пропускает очень мало света, надо, чтобы освещение во время опыта было достаточно ярким. Можно взять кусочек обычной фольги, в которую заворачивают продукты, проколоть в ней иголкой дырочку и рассматривать предметы через эту дырочку. Действительно, предметы становятся резкими и вблизи и далеко – одновременно! Так происходит из-за оптического явления, называемого дифракцией. Обычная дырочка работает как линза. Световые волны, проходящие через нее, изменяют свой путь и фокусируются. На заре фотографии этим пользовались, первые фотографические камеры представляли собой обычные ящики. В этом ящике в одной из стенок была проделана маленькая дырочка, а стеклянная пластинка с реагирующей на свет эмульсией ставилась у стенки напротив. Из-за того что дырочка пропускала мало света, приходилось долго ждать, пока свет подействует на пластинку, – иногда по полчаса. Но это было уже почти сто пятьдесят лет назад.
Вот такие очки без стекол.
34 Телевизор через дырочку (продолжение)
Если взять наш кусочек фольги с проколотой дырочкой, то можно проделать еще один опыт. Если мы попробуем поднести страницу книги прямо к глазу, то ничего прочитать не сможем. Все будет расплываться. Удобное расстояние для чтения при нормальном зрении – около 25 – 30 сантиметров.
Возьмем наш кусочек фольги и попробуем через дырочку прочитать текст, который мы поднесем очень близко, на пару сантиметров к глазам. Напоминаю, освещение должно быть достаточно ярким.
Мы заметим, что дырочка позволяет нам читать текст, буквы не расплываются! Мало того, буквы кажутся увеличенными, словно мы смотрим на них через увеличительное стекло.
Так работают наши забавные очки. Они помогут нам по-другому взглянуть на некоторые окружающие нас предметы. Подойдем к телевизору вплотную и посмотрим через дырочку на экран телевизора с расстояния один-два сантиметра. Что мы видим?
Экран телевизора, оказывается, состоит из целого ряда отдельных прямоугольничков, каждый из которых меняет свой цвет. Держа фольгу с дырочкой на расстоянии одного-двух сантиметров от экрана, начнем отодвигать глаз от фольги. Мы увидим, что прямоугольнички увеличиваются, наша дырочка работает как самая настоящая линза. Можно разглядеть, как изменяют цвета отдельные ячейки телевизора!
Конечно, когда мы смотрим с большого расстояния, все эти отдельные прямоугольнички сливаются, и мы видим только одно общее изображение. А вот с линзой из фольги мы сумели рассмотреть отдельные элементы экрана.
35 Свет гнет предметы?
Для опыта нам потребуется: обычная длинная линейка.
Кстати, о телевизоре. Мы можем наблюдать перед телевизором интересный обман зрения. Возьми длинный предмет – например, обычную линейку. Выключи в комнате свет и перед экраном включенного телевизора помаши быстро туда-сюда. Лучше всего махать по диагонали, «наискосок». Ты обязательно увидишь, что линейка словно ломается, изгибается!
На самом деле это не линейка ломается и гнется, а наш глаз обманывается. Дело в том, что телевизор строит изображение не сразу, а из небольших кусочков, по точкам. Световой луч бежит по строке экрана, потом перепрыгивает вниз на следующую строчку, и так далее, пока не построит целый кадр. Затем все начинается сначала. Мы этого не замечаем, потому что все происходит очень и очень быстро.
Но когда линейка или указка быстро передвигается перед экраном, она освещается сзади лучом неравномерно. И глаз видит не прямую линейку, а линейку, как бы составленную из кусочков – каждый кусочек виден от линейки в разном положении.
Неважно, машем мы линейкой вправо-влево перед цветным или черно-белым телевизором. Ведь главную роль тут играет «развертка» по кадрам. Электронный луч в кинескопе, то есть в телевизионной трубке, бегает слева-направо и сверху-вниз, освещая с огромной скоростью по очереди разные участки экрана. Поэтому, пока линейка перемещается вдоль экрана, она освещается на разных участках лучом и для глаза оказывается как бы изогнутой.
На дискотеках такое явление применяют для развлечения. В темноте быстро вспыхивает яркая лампа, и люди кажутся «дергающимися», словно все движения распадаются на отдельные части. Просто лампа выхватывает лишь отдельные моменты из слитного, непрерывного движения – и глаз обманывается.
36 Ловим лучи в мутной воде
Для опыта нам потребуются: увеличительное стекло (возможно, подойдут дедушкины или бабушкины очки), трехлитровая банка, свечка, пол чайной ложки муки.
Возьми совсем немного обычной муки, пол чайной ложки. Разведи в воде, чтобы она была замутненной, – лучше взять трехлитровую банку.
Если нет под рукой увеличительного стекла, сойдут дедушкины очки – они наверняка для дальнозорких, а в очках для дальнозорких стекла всегда увеличительные. Только не надо брать их без спроса – попроси вежливо для опыта, дедушка или бабушка обязательно дадут попользоваться на время.
36
Ловим лучи в мутной воде
Для опыта нам потребуются: увеличительное стекло (возможно, подойдут дедушкины или бабушкины очки), трехлитровая банка, свечка, пол чайной ложки муки.
Возьми совсем немного обычной муки, пол чайной ложки. Разведи в воде, чтобы она была замутненной, – лучше взять трехлитровую банку.
Если нет под рукой увеличительного стекла, сойдут дедушкины очки – они наверняка для дальнозорких, а в очках для дальнозорких стекла всегда увеличительные. Только не надо брать их без спроса – попроси вежливо для опыта, дедушка или бабушка обязательно дадут попользоваться на время.
Выключите в комнате свет, зажгите только одну свечку, поставьте перед ней увеличительное стекло, а дальше – банку с водой.
Вы увидите, как за стеклом лучи сходятся в банке, – мутная вода позволит увидеть вам сами лучи, как они сходятся в одну точку и потом снова расходятся! Должен сказать, что придется немного подвигать свечку, увеличительное стекло и подобрать воду нужной «мутности», чтобы увидеть лучи. Но результат заслуживает этой работы: ученые вычисляют ход лучей по формулам, а мы видим их собственными глазами!
Можно сделать и по-другому. Если на даче или в деревне будут ставить самовар или разжигать костер, то вместо мутной воды можно наловить дыму. Делается это так: берется банка с плотно закрывающейся крышкой, подносится к дыму вверх ногами – и крышка быстро закрывается, когда банка наполнится дымом. Теперь быстренько неси ее в комнату, где приготовлены свечка и увеличительное стекло, – и проводи этот опыт.
37 Как мы видим цвета
Для опыта нам потребуются: осколки цветных стеклышек от бутылок (можно нарисовать на прозрачной пластмассовой линейке фломастером цветные квадратики), чистый белый лист бумаги, цветные фломастеры, цветная лампочка или обычная настольная лампа.
Оптика, или наука о световых лучах, очень интересна. Ведь человек получает почти все сведения об окружающем мире через глаза. И наши глаза устроены очень сложно и забавно. Мы можем легко в этом убедиться.
Набери цветных стеклышек – красных, синих, зеленых. Подойдут осколки от бутылок или цветные пленки. Можно, если совсем неоткуда взять стеклышки, нарисовать на пластмассовой прозрачной линейке фломастером цветные квадратики (хотя это, конечно, похуже).
Теперь посмотри на мир вокруг себя через цветное стеклышко. Ты увидишь, что все цвета изменяются! Через зеленое стекло, например, красный цветок кажется черным.
Можно провести этот опыт по-другому. На чистом белом листе бумаге нарисуй широкие полоски разных цветов – зеленую, красную, синюю, желтую и другие. Подпиши под каждой ее цвет.
Возьми теперь цветную лампочку – в магазине можно купить синюю или красную. Если же нет такой возможности, будем пользоваться обычной настольной лампой, но поднесем к ней цветное стекло, чтобы наш белый лист с рисунком освещался одним цветом.
Посмотри, как изменяются цвета, если их освещать одним цветом. Ты с трудом поверишь своим глазам – все полоски поменяют цвет, и твои надписи окажутся все неправильными!
Почему так происходит, объяснить очень сложно. Ученые сами до конца в этом не разобрались, здесь есть еще много неизученного и непонятного. Мы же можем сделать полезный вывод из нашего опыта: выбирая себе лампу, абажур, надо учитывать, как освещение будет изменять вид нашего жилища. Оказывается, не все равно, чем освещать предметы!
Между тем смешение цветов и их взаимодействие подчиняется довольно строгим законам. Художники их знают хорошо, потому что им приходится каждый день иметь дело со смешиванием красок. Кстати, смешивание красок и смешивание цветов (световых волн) – это не одно и то же. Ведь в одном случае, со светом, у нас участвуют «чистые» цвета. А краски делаются из веществ, химических или природных материалов, которые при взаимодействии с другими веществами могут повести себя неожиданно. Поэтому мы будем говорить о смешивании «чистых» цветов, как цвета радуги.
Цвета радуги запомнить легко. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. По первым буквам этих цветов составлена присказка «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Каждый – красный, начинается с буквы «к». Охотник – оранжевый, начинается с буквы «о». И так далее. Есть еще одна присказка: «Как Однажды Жадный Звонарь Головой Сломал Фонарь».
Как ни странно, физики любят шутить и у них много подобных забавных расшифровок. Например, кажется почти невозможно запомнить последовательность типов звезд «О, Б, А, Ф, Ж, К, М». Иногда в конце добавляют «Р, Н». Или в английском варианте – «O, B, A, F, G, K, M, R, N».
Но фразу «Один Бритый Англичанин Физику Жует Как Морковь» вы запомните легко, а вместе с ней и звездную классификацию. А в английском фраза звучит как «O, Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now» («О, будь милой девушкой, поцелуй меня прямо сейчас»). Как же такую фразу не выучить! Теперь нарисуй цвета радуги по кругу. Сначала нарисуй круг, затем раздели его на шесть частей, как режут пирог. Покрась каждый кусок «пирога» в свой цвет радуги. Только вместо синего и голубого оставь один лишь синий. (Потому что голубой – это синий, только светлый, и для наших целей он пока не нужен.)
Ты увидишь, что красный цвет окажется напротив зеленого, желтый напротив фиолетового, а оранжевый напротив синего.
Оказывается, цвета, стоящие в нашем кругу друг против друга, называются дополнительными. Если через стекло одного цвета смотреть на дополнительный цвет, то получается черный цвет! Так, если смотреть через красное стеклышко на зеленую траву, трава кажется черной.
Художники используют дополнительные цвета, чтобы сделать картину более насыщенной, более живой. Например, если ты рисуешь красное круглое яблоко, то в тень от яблока надо добавить зеленой краски.
А вот еще одно интересное правило. Цвета можно получить из смешивания двух соседних цветов. Например, какие соседи у зеленого цвета? Синий и желтый. Смешайте синюю и желтую краску – и вы получите зеленый цвет! Понятно, что фиолетовый получается из синего и красного, оранжевый – из желтого и красного, и так далее. Очень полезная диаграмма, не правда ли? Но что же все-таки с радугой на дому? Есть такая возможность. Для этого сгодится опять-таки старый CD-ROM диск, который не жалко.
Возьмите диск, выключите верхний свет в комнате и включите одну лампочку (настенную), причем отойдите от нее метра на три-четыре. Посмотрите в диск, повертите его в руках под разными углами. Вы увидите красивейшие радужные переливы.
38 Фонарики из зеленки
Для опыта нам потребуются: свечка, гвоздики, баночки с водой, зеленка, марганцовка, акварельные краски.
Отдохнем немного от размышлений и вспомним старую забаву: украшения из подкрашенной воды. Хочешь на Новый год или другой праздник украсить квартиру? Тогда давай сделаем следующее: возьми кусок свечки, не очень длинный. Можно разрезать длинную свечку на несколько частей, чтобы получилось несколько фонариков.
Если свечку бросить в банку с водой, она будет плавать. Стеарин легче воды. Но нам надо, чтобы она еще и горела. Возьми гвозди и воткни один или несколько внизу свечки так, чтобы свечка не утонула, а плавала вертикально. Немного помучившись, ты сможешь это сделать.
Теперь зажги свечку – она будет плавать в воде и гореть! Вот и безопасный фонарик. А как его сделать цветным? Очень просто. В одну банку накапай зеленки, в другую – кинь немного марганцовки, в третью можно добавить любой акварельной краски. Расставь фонарики по комнате и выключи свет.
Красиво? Надеюсь, эта старинная забава доставит тебе удовольствие.
39 Прыгающий палец
Для опыта нам потребуется: пустая бутылка с пробкой.
Да, мы совсем забыли! Мы смотрим на мир не одним, а двумя глазами. Зачем это нужно?
Проведем простой эксперимент. Поставь перед лицом указательный палец на расстоянии сантиметров 15 – 20. Теперь быстро зажмуривай то один, то другой глаз. Ты заметишь, что палец «прыгает» из стороны в сторону как живой.
Почему так происходит? Оказывается, каждый глаз посылает в мозг свою собственную картинку, которая отличается от картинки, видимой другим глазом. Мозг складывает эти картинки, и получается объемный мир.
Чтобы убедиться, что природа не зря добавила нам еще один глаз, проведи следующий опыт.
Поставь пустую бутылку на стол, на ее горлышко поставь пробку.
Теперь зажмурь один глаз, отойди на два шага, снова подойди и быстрым движением попробуй сбить щелчком пробку с бутылки. Почти наверняка, если ты не будешь подсматривать вторым глазом, промахнешься.
Мозгу очень нужна информация от двух глаз сразу, по ней он измеряет расстояние до предмета.
40 Поговорить с самим собой?
Для опыта нам потребуется: шланг или пластиковая трубка.