Файл: Перельман Я. И. - Занимательная физика. Книга 1 - 1983.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2020
Просмотров: 1528
Скачиваний: 12
Представьте
такую
картину
.
Ясный
день
;
мороз
всего
в
1-2 °
С
.
Солнце
зали
-
вает
чина
вызывает
на
наших
глазах
и
более
грандиозные
явления
:
ведь
разл
все
своими
лучами
;
однако
же
эти
косые
лучи
не
нагревают
Землю
настоль
-
ко
,
чтобы
снег
мог
таять
.
Но
на
склон
крыши
,
обращенный
к
Солнцу
,
лучи
па
-
дают
не
полого
,
как
на
Землю
,
а
круче
,
под
углом
,
более
близким
к
прямому
.
Из
-
вестно
,
что
освещение
и
нагревание
лучами
тем
больше
,
чем
больший
угол
со
-
ставляют
лучи
с
плоскостью
,
па
которую
они
падают
. (
Поток
энергии
на
едини
-
цу
поверхности
пропорционален
синусу
этого
угла
;
для
случая
,
изображенного
на
. 86,
снег
на
крыше
получает
тепла
в
2,5
раза
больше
,
нежели
равная
пло
-
щадь
снега
на
горизонтальной
поверхности
,
потому
что
синус
60°
больше
синуса
20°
в
2,5
раза
.)
Вот
почему
скат
крыши
нагревается
сильнее
и
снег
на
нем
может
таять
.
Оттаявшая
вода
стекает
и
каплями
свисает
с
края
крыши
.
Но
под
крышей
температура
ниже
нуля
,
и
капля
,
охлаждаемая
к
тому
же
испарением
,
замерзает
.
На
замерзшую
каплю
натекает
следующая
,
также
замерзающая
;
затем
третья
капля
,
и
т
.
д
.;
постепенно
образуется
маленький
ледяной
бугорок
.
В
другой
раз
при
такой
же
погоде
эти
ледяные
наплывы
еще
удлиняются
,
и
в
результате
обра
-
зуются
сосульки
,
вырастающие
наподобие
известковых
сталактитов
в
подземных
пещерах
.
Так
возникают
сосульки
на
крышах
сараев
и
вообще
неотапливаемых
помещений
.
Та
же
при
ичие
в
климатических
поясах
и
временах
года
обусловлено
в
значительной
степени
*)
изменением
угла
падения
солнечных
лучей
.
Солнце
от
нас
зимой
поч
-
ти
на
таком
же
расстоянии
,
как
и
летом
;
оно
одинаково
удалено
от
полюсов
и
экватора
(
различия
в
расстоянии
настолько
ничтожны
,
что
не
имеют
значения
).
Но
наклон
солнечных
лучей
к
поверхности
Земли
близ
экватора
больше
,
чем
у
полюсов
;
летом
этот
угол
больше
,
чем
зимой
.
Это
вызывает
заметные
различия
в
температуре
дня
и
,
следовательно
,
в
жизни
всей
природы
.
*)
Но
не
всецело
:
другая
важная
причина
заключается
в
неодинаковой
продолжительности
дня
,
т
.
е
.
того
промежутка
времени
,
в
течение
которого
Солнце
согревает
Землю
.
Обе
причины
,
впрочем
,
обу
-
словлены
одним
астрономическим
фактом
:
наклоном
земной
оси
к
плоскости
обращения
Земли
вокруг
Солнца
.
89
Г Л А В А
С Е Д Ь М А Я
Л У Ч И
С В Е Т А
Пойманные
тени
Ой
,
тени
,
тени
черные
,
Кого
вы
не
нагоните
?
Кого
не
перегоните
?
Вас
только
,
тени
черные
,
Нельзя
поймать
–
обнять
!
Некрасов
Прадеды
наши
умели
если
не
ловить
свои
тени
,
то
извлекать
из
них
пользу
:
с
помощью
теней
рисовали
«
силуэты
» –
теневые
изображения
человеческой
фигу
-
ры
.
В
наши
дни
благодаря
фотографии
каждый
имеет
возможность
получить
свой
портрет
или
запечатлеть
;
черты
дорогих
ему
людей
.
Но
в
XVIII
веке
люди
не
были
так
счастливы
:
портреты
,
заказываемые
художникам
,
стоили
больших
денег
и
были
доступны
лишь
немногим
.
Вот
почему
так
распространены
были
силуэты
:
до
известной
степени
они
заменяли
тогда
современные
фотографии
.
Силуэты
–
пойманные
и
закрепленные
тени
.
Они
получались
механическим
пу
-
тем
и
в
этом
отношении
напоминают
противоположную
им
светопись
.
Мы
поль
-
зуемся
светом
,
предки
наши
для
той
же
цели
пользовались
его
отсутствием
–
тенью
.
Рис
. 87.
Старинный
способ
получения
силуэтных
портретов
.
90
Как
зарисовывались
силуэты
,
понятно
из
. 87.
Голову
поворачивали
так
,
чтобы
тень
давала
характерный
профиль
,
и
обводили
карандашом
ее
очертания
.
Затем
контур
заливали
тушью
,
вырезали
и
наклеивали
на
белую
бумагу
;
силуэт
готов
.
При
желании
уменьшали
его
с
помощью
особого
прибора
–
пантографа
91
ов
.
Не
думайте
,
что
простой
темный
абрис
не
может
дать
представления
о
ха
-
рактерных
чертах
оригинала
.
Напротив
,
удачный
силуэт
отличается
иногда
пора
-
зительным
сходством
с
оригиналом
(
. 89).
Эта
особенность
теневых
изобра
-
жений
–
при
простоте
контуров
давать
сходство
с
оригиналом
–
заинтересовала
некоторых
художников
,
которые
стали
рисовать
в
таком
роде
целые
сцены
,
ландшафты
и
т
.
п
.
Постепенно
рисование
силуэтов
создало
целую
школу
художник
1)
Р
Курьезно
происхождение
самого
слова
«
силуэт
»:
оно
заимствовано
от
фами
-
лии
французского
министра
финансов
середины
XVIII
века
Этьена
де
Силуэт
,
призывавшего
своих
расточительных
современников
к
разумной
бережливости
и
упрекавшего
французскую
знать
в
чрезмерных
тратах
на
картины
и
портреты
.
Дешевизна
теневых
портретов
подала
повод
шутникам
называть
их
портретами
«à la Silhouette» («
по
Силуэту
»).
Рис
. 88.
Уменьшение
силуэтного
портрета
.
ис
. 89.
Силуэт
Шилле
-
ра
(1780
г
.).
Цыпленок
в
яйце
Свойствами
теней
вы
можете
воспользоваться
,
чтобы
показать
товарищам
интересную
шутку
.
Из
промасленной
бумаги
устройте
экран
;
для
этого
доста
-
точно
затянуть
такой
бумагой
квадратный
вырез
в
листке
картона
.
Позади
экрана
поместите
две
лампы
;
зрители
будут
сидеть
впереди
него
,
по
другую
сторону
.
Одну
лампу
,
например
левую
,
зажгите
.
Между
зажженной
лампой
и
экраном
поставьте
на
проволоке
овальный
ку
-
сок
картона
,
и
тогда
на
экране
появится
,
конечно
,
силуэт
яйца
. (
Правая
лампа
пока
не
зажжена
.)
Теперь
вы
заявляете
гостям
,
что
приведете
в
действие
«
рент
-
геновский
аппарат
»,
который
обнаружит
внутри
яйца
...
цыпленка
!
И
действи
-
тельно
,
через
мгновение
гости
видят
,
как
силуэт
яйца
словно
светлеет
по
краям
,
а
в
середине
его
довольно
отчетливо
вырисовывается
силуэт
цыпленка
Разгадка
фокуса
проста
:
вы
зажигаете
правую
лампу
,
на
пути
лучей
которой
помещен
картонный
контур
цыпленка
.
Часть
овальной
тени
,
на
которую
накла
-
дывается
тень
от
«
цыпленка
»,
освещена
правой
лампой
,
поэтому
края
«
яйца
»
светлее
внутренней
части
.
Зрители
же
,
сидящие
по
ту
сторону
экрана
и
ничего
не
подозревающие
о
ваших
действиях
,
могут
,
пожалуй
, –
если
они
несведущи
в
92
физике
, –
вообразить
,
что
вы
в
самом
деле
пропустили
через
яйцо
рентгеновские
лучи
.
Рис
. 90.
Мнимый
рентгеновский
снимок
.
Карикатурные
фотографии
Многие
не
знают
,
что
фотографический
аппарат
можно
устроить
и
без
уве
-
личительного
стекла
(
объектива
),
пользуясь
просто
маленьким
круглым
отвер
-
стием
.
Изображения
получаются
при
этом
менее
яркие
.
Любопытные
видоизме
-
нения
такой
камеры
без
объектива
представляет
«
щелевая
»
камера
,
в
которой
вместо
дырочки
имеются
две
пересекающиеся
щели
.
В
передней
части
камеры
помещаются
две
пластинки
;
в
одной
сделана
вертикальная
щель
,
в
другой
–
го
-
ризонтальная
.
Если
обе
пластинки
прилегают
друг
к
другу
вплотную
,
изобра
-
жение
получается
такое
же
,
как
и
у
камеры
с
дырочкой
,
т
.
е
.
неискаженное
.
Со
-
всем
иное
наблюдается
,
если
пластинки
находятся
на
некотором
расстоянии
одна
от
другой
(
их
нарочно
делают
подвижными
);
тогда
изображение
курьезным
Рис
. 91.
Фотография
-
карикатура
,
вытяну
-
тая
вертикально
.
Рис
. 92.
Фотография
-
карикатура
,
вытянутая
горизонтально
.
образом
искажается
и
Получается
скорее
карикатура
,
нежели
фото
-
графия
.
Чем
же
объясняется
такое
искажение
?
Рассмотрим
случай
,
когда
горизонтальная
щель
находится
впереди
верти
-
кальной
Через
переднюю
щель
B
лучи
от
вертикальной
линии
фигуры
A
(
креста
)
пройдут
как
через
простое
отверстие
;
задняя
Щель
нисколько
не
изме
-
нит
хода
этих
лучей
.
Следовательно
,
изображение
вертикальной
линии
получит
-
ся
на
матовом
стекле
D
в
том
масштабе
,
который
отвечает
расстоянию
D
от
щели
B
.
Иначе
изобразится
на
стекле
горизонтальная
линия
фигуры
A
при
том
же
расположении
щелей
.
Через
горизонтальную
щель
лучи
пройдут
беспрепятст
-
венно
,
не
перекрещиваясь
,
пока
не
достигнут
вертикальной
щели
C
;
через
эту
щель
лучи
пройдут
как
через
дырочку
и
дадут
на
матовом
стекле
D
изображение
в
том
масштабе
,
который
отвечает
расстоянию
D
от
щели
C
.
Рис
. 93.
Почему
щелевая
камера
даст
искаженные
изображения
.
Короче
говоря
,
для
вертикальных
линий
при
данном
расположении
щелей
как
бы
существует
одна
только
передняя
щель
;
для
горизонтальных
,
напротив
, –
одна
:
только
задняя
.
А
так
как
передняя
щель
дальше
от
матового
стекла
,
нежели
задняя
,
то
все
вертикальные
размеры
должны
получиться
на
стекле
D
в
большем
масштабе
,
нежели
горизонтальные
:
изображение
будет
как
бы
вытянуто
по
вер
-
тикальному
направлению
.
Наоборот
,
при
обратном
расположении
щелей
должно
получиться
изображе
-
ние
,
вытянутое
в
горизонтальном
направлении
(
см
.
и
92).
Понятно
,
что
при
косом
размещении
щелей
будут
получаться
искажения
со
-
ответственно
иного
рода
.
Такой
камерой
можно
пользоваться
для
получения
не
одних
лишь
карикатур
.
Она
пригодна
и
для
более
серьезных
практических
целей
,
например
для
того
,
чтобы
приготовить
варианты
архитектурных
украшений
,
узоров
для
ковров
,
обо
-
ев
и
т
.
п
.,
вообще
получать
орнаменты
и
узоры
,
по
желанию
растянутые
или
сжа
-
тые
в
определенном
направлении
.
Задача
о
солнечном
восходе
Вы
наблюдали
восход
Солнца
ровно
в
5
часов
. H
о
известно
,
что
свет
распро
-
страняется
не
мгновенно
:
требуется
некоторое
время
,
чтобы
лучи
успели
дойти
от
источника
света
до
глаза
наблюдателя
.
Можно
поэтому
задать
вопрос
:
в
кото
-
ром
часу
наблюдали
бы
вы
тот
же
восход
,
если
бы
свет
распространялся
мгно
-
венно
?
93