Читать книгу "Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям - Александр Никонов"

Как работает линза, знает каждый хулиган, который лупой собирал солнечные лучи с вредительской целью поджечь бумажку. Бумажка при этом коричневела, воняла и дымила, чему хулиган несказанно радовался.

Линза за счет преломления лучей собирает их в точку, называемую фокусом

У каждой линзы свой фокус, он зависит от кривизны лупы. Бывают линзы длиннофокусные, бывают короткофокусные. Более плоские — длиннофокусные, более пузатенькие — короткофокусные. А еще линза может получать на экране перевернутое изображение.

А теперь, поняв все сказанное и в совершенстве овладев таким образом наукой оптикой (это раздел физики, изучающий преломление лучей видимого света), давайте соберем глаз.

Видите, как работает глаз? Лучи от изображения, преломляясь в хрусталике, перекрещиваются и формируют на сетчатке изображение. Сетчатка состоит из светочувствительного материала, который преобразует световой сигнал в электрический. А тот уже по толстому кабелю зрительного нерва поступает в мозг на обработку.

Это глаз. Он отличный и моргает

Обратите внимание, изображение на нашем внутреннем экране получается перевернутым! Почему же вы видим мир не вверх тормашками? Да потому что мозг переворачивает его как надо. Наш мозг — это компьютер, который обрабатывает поступающий сигнал и решает, как его интерпретировать. Сначала в глазу по законам оптики мир аппаратно переворачивает вверх ногами. А потом в мозгу он снова переворачивается, но уже программно.

Ученые проводили такой эксперимент — они надевали на человека очки с линзами, которые переворачивали изображение вверх ногами. И запрещали снимать! Какое-то время испытуемый терпел неудобства, наблюдая мир перевернутым. Но потом мозг давал поправку, менял программку и снова начинал видеть мир нормальным. Когда потом человек снимал очки, он опять начинал видеть мир перевернутым. И какое-то время вновь терпел неудобства, пока мозг снова не переворачивал изображение.

Мозгу такое делать не впервой. Все младенцы видят мир в полном соответствии с законами оптики — перевернутым. Но потом мозг дает команду, и вскоре картинка переворачивается как надо. Но переворачивается она в мозгу, а не в глазу.

Ну, а теперь ответим на заданный ранее вопрос — отчего дальние предметы кажутся нам меньше.

Они кажутся нам меньше, поскольку занимают на экране (на сетчатке) меньше места! Отчего же? А оттого, что при удалении меняется угол зрения. Чем меньше места на сетчатке занимает изображение, тем меньше нам кажется предмет.

Далекие предметы дают маленькое изображение. Потому что угол 2 меньше угла 1.

Глава 4

Другой свет

Авот теперь можно слегка задуматься и задаться таким вопросом… Когда мы говорили о звуковых колебаниях, мы узнали, что не все колебания атмосферы человек в состоянии услышать — есть инфразвуки и ультразвуки, которые ухо «не берет». Может, и со световыми колебаниями то же самое?

Да!

Со световыми колебаниями ситуация такая же — есть ультрасвет и инфрасвет, которые глаз не берет. Только называются они чуть по-другому — ультрафиолетовым и инфракрасным излучением. Солнце эти лучи исправно испускает, но мы их не видим.

Те колебания, частота которых превышает частоту фиолетового цвета, называются ультрафиолетовыми. А те, частота которых меньше частоты красного света, называются инфракрасными. Можно и по-другому сказать:

коротковолновое излучение — это ультрафиолет, а длинноволновое — инфракрасное.

То есть радуга на небе на самом деле имеет не семь цветов, а больше, просто другие цвета мы не видим.

Кстати, не все земные существа такие убогие, как люди. Пчелы, например, видят ультрафиолет, а змеи инфракрасное излучение.

Невидимый свет расположен по краям от видимого

Потемнение кожи, которое мы называем загаром, вызывается ультрафиолетовым излучением. В небольших дозах оно весьма полезно, поскольку именно под воздействием ультрафиолета наша кожа вырабатывает витамин D. А в вот больших дозах ультрафиолет опасен — он не только вызывает солнечные ожоги, но и может привести к смертельным заболеваниям кожи, повредить зрение. Поэтому особенно загаром увлекаться не стоит, а летом лучше носить темные очки, чтобы не было ожога сетчатки — того экранчика в глазу, на который проецируется изображение.

Как видите, ультрафиолет биологически очень активен. С помощью ультрафиолетовых ламп убивают вредные микробы, обеззараживая воду в бассейнах и воздух в помещениях больниц.

По счастью, от избыточного ультрафиолета легко защититься, его практически не пропускает обычное оконное стекло.

Поэтому для производства ультрафиолетовых ламп приходится делать специальное стекло — кварцевое.

Теперь скажем пару теплых слов об инфракрасном излучении. Про теплые слова я сказал не зря, ведь инфракрасное излучение иногда еще называют тепловым. Мы глазами его не видим, но если оно достаточно интенсивное, мы можем почувствовать его кожей как тепло.

И что это значит?

А то, друзья мои, что мы с вами теперь знаем все способы передачи тепла от одного тела к другому! Ну-ка, вспоминайте, первую часть книги. Мы там говорили, что температура и тепло — это просто мера скорости молекул. И я рассказывал, как передается тепло: более энергичные, то есть более быстрые — «горячие» — молекулы нагретого тела барабанят по более медленным — «холодным» — молекулам другого тела, тормошат их, расталкивают, отдавая им свою энергию. И постепенно, постепенно скорости молекул в горячем и холодном телах уравниваются. Тогда мы говорим:

— О! Отлично! Температура сравнялась! Холодное нагрелось, горячее остыло.

Этот способ теплопередачи называется теплопроводностью.