Читать книгу "Увлекательная физика - Елена Качур"

Пережидаем грозу

Скорость света и звука. Звуковые волны

– Чевостик, слышал? Гроза совсем рядом, на расстоянии одного километра.

– Дядя Кузя, откуда ты знаешь? Неужели сидя под крышей можно понять, далеко или близко гроза?

– Для того, кто знает физику, это легко. Нужно просто посчитать, сколько секунд прошло между вспышкой молнии и громом. Если гроза прямо над головой, то гром и молния происходят одновременно. Но если разряд далеко от нас, то сначала мы видим молнию и только через какое-то время слышим удар грома.

– Интересно, почему он опаздывает?

– У света и звука разные скорости. Скорость звука в воздухе во много-много раз меньше скорости света.

– А во сколько?

– Примерно в миллион раз.

– В миллион! Вот это у света скорость!

Свет – чемпион мира по скорости. От Луны до Земли он долетает за 1,3 секунды. Человеку понадобится 6255 дней, чтобы пройти пешком это расстояние

– Свет – чемпион мира по скорости. Скоростей выше, чем скорость света, не бывает. Свет пре-одолевает за одну секунду примерно триста тысяч километров. Чтобы дойти от Солнца до Земли, ему понадобится всего восемь минут. Ну, а несколько километров для света такая ерунда, что можно считать, что мы видим вспышку молнии сразу, как только она появилась.

– А гром?

– Гром – это звук, а звук – другое дело. Чтобы пробежать один километр в воздухе, ему потребуется целых три секунды. Секунда – это приблизительно то время, за которое мы произносим «двадцать два». Когда я увидел молнию, то сразу начал считать про себя: двадцать два, двадцать два, двадцать два.

Звук «пробегает» 1 километр за 3 секунды

– И после третьего раза громыхнуло! Посчитаем. Прошло три секунды, за это время звук пробегает один километр, а значит, и гром, и молния были от нас на расстоянии одного километра! Теперь я тоже всегда буду считать, как далеко гроза! Дядя Кузя, я вспомнил вопрос, на который давно хочу получить ответ: откуда берётся гром?

– Когда бьёт молния, она очень сильно разогревает воздух рядом с собой. То, что с ним при этом происходит, можно сравнить со взрывом. Как и при взрыве, во время грозового разряда в воздухе образуются мощные звуковые волны и мы слышим грохот.

– Звуковые волны? А на что они похожи?

– На круги, которые идут по воде, когда ты бросаешь в неё камень. Они разбегаются от места падения, доходят до берега, и если вода спокойная, то можно увидеть, как волна, натолкнувшись на него, разворачивается и бежит по поверхности воды обратно. Так же и звук. Если хлопнуть в ладоши, то от моих ладоней по воздуху пойдёт звуковая волна. Когда она добежит до твоих ушей, ты услышишь звук хлопка.

– А разворачиваться эта звуковая волна тоже умеет?

– Правильнее говорить «отражаться». Встретившись с преградой, звук отражается от неё. Это явление называется эхо. Ты, конечно же, встречал его.

– Конечно. С эхом весело играть: прокричишь ему что-нибудь, а оно несколько раз повторяет конец слова. Получается весело! Например, крикнешь: «Поиграй со мной!» А оно в ответ: «Ой-ой-ой!» А вот если не разговаривать с ним, эхо молчит, никогда первым не начнёт…

Звуковые волны похожи на круги, которые идут по воде, если бросить в неё камень

Эхолот посылает сигнал ко дну и замеряет время, через которое он вернётся назад. Так определяют глубину

– Эхо само по себе не существует, это отражённая звуковая волна твоего голоса.

– Теперь-то я об этом знаю, а тогда удивился. Дядя Кузя, интересно, а в воде эхо бывает?

– Конечно. В воде звук распространяется даже быстрее, чем в воздухе. А когда на пути звуковой волны оказывается преграда, звук, как и в воздухе, отражается – получается эхо.

– А как его услышать?

– С помощью специального прибора, который называется эхолотом. Его используют на кораблях для того, чтобы измерять глубину. Скорость звука в воде давно известна. Эхолот посылает сигнал с корабля ко дну и замеряет время, через которое он вернётся назад. Если известна скорость и время, легко подсчитать расстояние, пройденное звуком. Но для того, чтобы узнать глубину, его надо разделить пополам. Догадаешься почему?

– Потому что звук сначала пробежится до дна, а потом обратно.

– Ай да Чевостик! Верно.

– Дядя Кузя, а через что-нибудь твёрдое звук может пройти?

– Может. Но есть одно препятствие, которое звук, в отличие от света, не преодолеет. Это пустота. Такая, как в космосе. В ней звуковые волны не распространяются. Из-за этого в космосе стоит самая что ни на есть глубокая тишина.

– Почти как сейчас за окном. А гроза-то закончилась. Дождь перестал, и на небе появилась такая красота! Как будто через озеро кто-то перекинул разноцветный мостик!

– Да это же радуга! Сегодня она особенно яркая. Пойдём полюбуемся.

Как получается радуга и почему листья зелёные

Как же красиво! Воздух свежий-свежий, зелень яркая, как будто умытая, тучи разбежались, показалось солнце, а над озером повис разноцветный мост – радуга. Вот бы узнать, как она получается. Надо спросить у дяди Кузи, он наверняка знает.

– Дядя Кузя, а откуда берётся радуга и почему она такая разноцветная?

– О-о! Эта загадка занимала людей очень долго, пока однажды её не разгадал всё тот же Исаак Ньютон.

– И какая разгадка у секрета радуги? Что он открыл?

– Учёный проделал простой опыт и узнал, что обычный белый солнечный свет на самом деле состоит из разных цветов. В своем опыте Ньютон поставил на пути узкого солнечного луча прозрачную призму.