Файл: Перельман Я. И. - Занимательная физика. Книга 1 - 1983.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2020
Просмотров: 1526
Скачиваний: 12
94
Свет
пробегает
расстояние
от
Солнца
до
Земли
примерно
за
8
минут
.
Каза
-
лось
бы
,
что
при
мгновенном
распространении
света
мы
должны
были
бы
уви
-
деть
восход
Солнца
на
8
минут
раньше
,
т
.
е
.
в
4
часа
52
минуты
.
Для
многих
,
вероятно
,
будет
полной
неожиданностью
,
что
такой
ответ
со
-
вершенно
неверен
.
Ведь
Солнце
«
восходит
»
оттого
,
что
наш
земной
шар
повер
-
тывает
в
уже
освещенное
пространство
новые
точки
своей
поверхности
.
Поэто
-
му
при
мгновенном
распространении
света
вы
заметили
бы
восход
Солнца
в
тот
же
самый
момент
,
что
и
при
последовательном
его
распространении
,
т
.
е
.
ровно
в
5
часов
*)
.
Другое
дело
,
если
вы
наблюдаете
(
в
телескоп
)
появление
на
краю
Солнца
ка
-
кого
-
нибудь
выступа
(
протуберанца
):
при
мгновенном
распространении
света
вы
заметили
бы
его
на
8
минут
раньше
.
По
океану
Вселенной
Говоря
о
распространении
солнечных
лучей
в
мировом
пространстве
,
инте
-
ресно
указать
на
одну
особенность
света
,
менее
известную
,
но
подавшую
неко
-
торым
пылким
умам
надежду
осуществить
возможность
путешествовать
по
океану
Вселенной
.
Я
говорю
о
давлении
света
.
Вот
что
писал
об
этом
в
книге
«
Давление
света
»
английский
физик
Дж
.
Пойнтинг
:
«
Когда
мы
наблюдаем
,
как
плотина
размывается
во
время
шторма
,
нам
легко
верится
,
что
морские
волны
производят
давление
на
берег
,
о
который
они
ударяются
.
Но
трудно
поверить
,
что
микроскопические
световые
волны
также
давят
на
всякий
предмет
,
на
ко
-
торый
они
падают
,
что
зажженная
лампа
,
например
,
посылает
волны
,
производящие
давле
-
ние
на
самый
источник
света
и
на
поверхность
,
которую
они
освещают
.
А
между
тем
нам
теперь
достоверно
известно
,
что
свет
производит
подобного
рода
давление
».
Спешу
прибавить
,
что
давление
это
крайне
ничтожно
;
лучи
Солнца
давят
на
земную
поверхность
с
силой
около
0,5
мгс
на
квадратный
метр
,
пли
0,5
кгс
на
квадратный
километр
.
Вся
обращенная
к
Солнцу
поверхность
земного
шара
ис
-
пытывает
от
солнечных
лучей
силу
давления
в
60
миллионов
кгс
.
Цифра
эта
ка
-
жется
,
конечно
,
колоссальной
,
но
она
много
потеряет
в
ваших
глазах
,
если
я
скажу
вам
,
что
она
меньше
силы
,
с
которой
Земля
притягивается
Солнцем
,
в
60
миллионов
миллионов
(6·10
13
)
раз
!
В
сущности
,
эта
сила
давления
представля
-
ет
ведь
«
только
»
вес
тысячи
паровозов
.
Для
мелких
тел
отношение
между
силой
светового
давления
и
силой
притя
-
жения
выражается
более
крупной
дробью
,
чем
для
земного
шара
.
Это
и
понятно
,
так
как
сила
давления
лучей
света
пропорциональна
поверхности
тела
,
а
сила
притяжения
пропорциональна
массе
.
Если
бы
поперечник
земного
шара
был
вдвое
меньше
,
то
объем
,
а
следовательно
,
и
масса
его
уменьшились
бы
в
8
раз
,
*)
Если
же
принять
во
внимание
так
называемую
«
атмосферную
рефракцию
»,
то
результат
получит
-
ся
еще
более
неожиданный
.
Рефракция
искривляет
путь
лучей
в
воздухе
и
тем
самым
позволяет
нам
видеть
восход
Солнца
ранее
его
геометрического
появления
над
горизонтом
.
Но
при
мгновенном
рас
-
пространении
света
рефракции
быть
не
может
,
так
как
преломление
обусловливается
различием
скоро
-
сти
света
в
разных
средах
.
Отсутствие
же
рефракции
повлечет
за
собой
то
,
что
наблюдатель
увидит
восход
Солнца
немного
позже
,
чем
при
немгновенном
распространении
света
;
разница
эта
,
завися
от
широты
места
наблюдения
,
температуры
воздуха
и
других
условий
,
колеблется
от
2
минут
до
несколь
-
ких
суток
и
даже
более
(
в
полярных
широтах
).
Получается
любопытный
парадокс
:
при
мгновенном
(
т
.
е
.
бесконечно
быстром
)
распространении
света
мы
наблюдали
бы
восход
Солнца
позже
,
чем
при
немгно
-
венном
!
Дальнейшее
развитие
этой
задачи
см
.
в
моей
книге
«
Знаете
ли
вы
физику
?».
поверхность
же
–
в
4
раза
;
вследствие
этого
притяжение
уменьшилось
бы
в
8
раз
,
но
давление
лучей
–
всего
в
4
раза
.
Отсюда
вытекает
любопытное
следствие
.
Так
как
сила
давления
лучей
Солн
-
ца
с
уменьшением
поперечника
освещаемого
тела
убывает
медленнее
,
нежели
сила
притяжения
,
то
ясно
,
что
при
некотором
достаточно
малом
диаметре
тела
обе
силы
должны
сравняться
.
Вычислено
,
что
микроскопически
маленькая
водя
-
ная
капелька
(
или
частица
другого
вещества
),
диаметром
менее
тысячной
доли
миллиметра
,
находясь
от
Солнца
на
расстоянии
Земли
,
испытывает
со
стороны
Солнца
давление
,
равное
его
притяжению
.
Другими
словами
,
такая
капелька
или
пылинка
как
бы
не
притягивается
Солнцем
.
Для
еще
более
мелких
капель
сила
светового
давления
должна
уже
превышать
силу
солнечного
притяжения
,
т
.
е
.
такая
капля
будет
отталкиваться
лучами
Солнца
.
Перевес
светового
давления
над
притяжением
дает
,
правда
,
в
данном
случае
ничтожную
силу
, –
но
ведь
и
масса
этой
капельки
неизмеримо
мала
.
Неудивительно
,
что
скорость
,
которую
лучи
света
сообщают
такой
капельке
,
может
достигать
нескольких
десятков
и
более
километров
в
секунду
.
Теперь
не
покажется
странным
,
что
мельчайшие
бактерии
и
особенно
их
споры
могли
бы
,
достигнув
верхних
границ
атмосферы
,
покидать
нашу
планету
и
уноситься
в
беспредельное
мировое
пространство
с
огромной
,
притом
все
воз
-
растающей
скоростью
.
Шведский
ученый
Сванте
Аррениус
допускал
даже
,
что
этим
путем
могут
переноситься
с
планеты
на
планету
зародыши
жизни
...
Если
у
вас
живое
воображение
,
то
при
чтении
этих
строк
вы
,
наверное
,
по
-
думали
:
а
не
может
ли
и
человек
воспользоваться
тем
же
способом
для
межпла
-
нетного
путешествия
?
Нет
,
потому
что
для
этого
необходимо
было
бы
соорудить
снаряд
,
для
которого
отношение
поверхности
к
массе
было
бы
такое
же
выгод
-
ное
,
как
и
у
мельчайших
бактерий
95
Г Л А В А
В О С Ь М А Я
О Т Р А Ж Е Н И Е
И
П Р Е Л О М Л Е Н И Е
С В Е Т А
Видеть
сквозь
стены
В
девяностых
годах
прошлого
века
продавался
любопытный
прибор
под
громким
названием
: «
рентгеновский
аппарат
».
Помню
,
как
я
был
озадачен
,
когда
еще
школьником
впервые
взял
в
руки
эту
остроумную
выдумку
:
трубка
давала
возможность
видеть
буквально
сквозь
непрозрачные
предметы
!
Я
различал
ок
-
ружающее
не
только
через
толстую
бумагу
,
но
и
через
лезвие
ножа
,
непроницае
-
мое
даже
для
подлинных
рентгеновских
лучей
.
Нехитрый
секрет
устройства
этой
игрушки
сразу
станет
вам
ясен
,
если
вы
взглянете
на
. 94,
изображающий
прообраз
описываемой
трубки
.
Четыре
зеркальца
,
наклоненных
под
углом
в
45°,
отражают
лучи
несколько
раз
,
ведя
их
,
так
сказать
,
в
обход
непрозрачного
пред
-
мета
.
Рис
. 94.
Мнимый
рентгеновский
аппарат
.
В
военном
деле
широко
пользуются
подобными
приборами
.
Сидя
в
траншее
,
можно
следить
за
неприятелем
,
не
поднимая
головы
над
землей
и
,
следователь
-
но
,
не
подставляя
себя
под
огонь
неприятеля
,
если
смотреть
в
прибор
,
который
называется
«
перископом
» (
96
Рис
96.
Схема
перископа
подвод
-
ной
лодки
.
Рис
. 95.
Перископ
.
Чем
длиннее
путь
лучей
света
от
места
вступления
в
перископ
до
глаза
на
-
блюдателя
,
тем
меньше
поле
зрения
,
видимое
в
прибор
.
Чтобы
увеличить
поле
зрения
,
применяется
система
оптических
стекол
.
Однако
стекла
поглощают
часть
света
,
попадающего
в
перископ
;
видимость
предметов
от
этого
ухудшает
-
ся
.
Капитан
подводной
лодки
наблюдает
за
атакуемым
судном
также
посредст
-
вом
перископа
–
длинной
трубки
,
конец
которой
выступает
над
водой
.
Эти
пери
-
скопы
гораздо
сложнее
,
чем
сухопутные
,
но
сущность
та
же
:
лучи
отражаются
от
зеркала
(
или
призмы
),
укрепленного
в
выступающей
части
перископа
,
идут
вдоль
трубы
,
отражаются
в
нижней
ее
части
и
попадают
в
глаз
наблюдателя
Говорящая
«
отрубленная
»
голова
«
Чудо
»
это
нередко
показывалось
в
странствующих
по
провинции
«
музеях
»
и
«
паноптикумах
».
Непосвященного
оно
положительно
ошеломляет
:
вы
видите
перед
собой
небольшой
столик
с
тарелкой
,
а
на
тарелке
лежит
...
живая
человече
-
ская
голова
,
которая
двигает
главами
,
говорит
,
ест
!
Под
столиком
спрятать
туло
-
97
вище
как
будто
негде
.
Хотя
подойти
вплотную
к
столу
нельзя
, –
вас
отделяет
от
него
барьер
, –
все
же
вы
ясно
видите
,
что
под
столом
ничего
нет
.
Когда
вам
придется
быть
свидетелем
такого
«
чуда
»,
попробуйте
закинуть
в
пустое
место
под
столиком
скомканную
бумажку
.
Загадка
сразу
разъяснится
:
бумажка
отскочит
от
...
зеркала
!
Если
она
и
не
долетит
до
стола
,
то
все
же
обна
-
ружит
существование
зеркала
,
там
как
в
нем
появит
-
ся
ее
отражение
(
Достаточно
поставить
по
зеркалу
между
ножка
-
ми
стола
,
чтобы
пространство
под
ним
казалось
из
-
дали
пустым
, –
разумеется
,
в
том
лишь
случае
,
если
в
зеркале
не
отражается
обстановка
комнаты
или
пуб
-
лика
.
Вот
почему
комната
должна
быть
пуста
,
стены
совершение
одинаковы
,
пол
выкрашен
в
однообраз
-
ный
цвет
,
без
узоров
,
а
публика
держится
от
зеркала
на
достаточном
расстоянии
.
Секрет
прост
до
смешного
,
но
пока
не
узнаешь
,
в
чем
он
заключается
,
теряешься
в
догадках
.
Рис
. 97.
Секрет
«
отрубленной
»
головы
.
Иногда
фокус
обставляется
еще
эффектнее
.
Фокусник
показывает
сначала
пустой
столик
:
ни
под
ним
,
ни
над
ним
ничего
нет
.
Затем
приносится
из
-
за
сцены
закрытый
ящик
,
в
котором
будто
бы
и
хранится
«
живая
голова
без
туловища
» (
в
действительности
же
ящик
пустой
).
Фокусник
ставит
этот
ящик
на
стол
,
откиды
-
вает
переднюю
стенку
, –
и
изумленной
публике
представляется
говорящая
чело
-
веческая
голова
.
Читатель
,
вероятно
,
уже
догадался
,
что
в
верхней
доске
стола
имеется
откидная
часть
,
закрывающая
отверстие
,
через
которое
сидящий
под
столом
,
за
зеркалами
,
просовывает
голову
,
когда
на
стол
ставят
пустой
ящик
без
дна
.
Фокус
видоизменяют
и
на
иной
лад
,
но
перечислять
все
варианты
мы
здесь
не
станем
;
увидев
,
читатель
разгадает
их
сам
.
Впереди
или
сзади
?
Есть
не
мало
вещей
домашнего
обихода
,
с
которыми
многие
люди
обраща
-
ются
нецелесообразно
.
Мы
уже
указывали
раньше
,
что
иные
не
умеют
пользо
-
ваться
льдом
для
охлаждения
:
ставят
охлаждаемые
напитки
на
лед
,
вместо
того
чтобы
помещать
их
под
лед
.
Оказывается
,
что
и
обыкновенным
зеркалом
не
все
умеют
пользоваться
.
Сплошь
и
рядом
,
желая
хорошо
разглядеть
себя
в
зеркале
,
ставят
лампу
позади
себя
,
чтобы
«
осветить
свое
отражение
»,
вместо
того
чтобы
осветить
самих
себя
!
Некоторые
женщины
поступают
именно
таким
образом
.
Наша
читательница
,
без
сомнения
,
догадается
поместить
лампу
впереди
себя
.
Можно
ли
видеть
зеркало
?
Вот
еще
доказательство
недостаточного
знакомства
нашего
с
обыкновенным
зеркалом
:
на
поставленный
в
заголовке
вопрос
большинство
отвечает
непра
-
вильно
,
хотя
все
глядятся
в
зеркало
ежедневно
.
Те
,
кто
убежден
,
что
зеркало
можно
видеть
,
ошибаются
.
Хорошее
чистое
зеркало
невидимо
.
Можно
видеть
раму
зеркала
,
его
края
,
предметы
,
в
нем
отра
-
жающиеся
,
но
самого
зеркала
,
если
только
оно
не
загрязнено
,
видеть
нельзя
.
Всякая
отражающая
поверхность
,
в
отличие
от
поверхности
рассеивающей
,
сама
по
себе
невидима
. (
Рассеивающей
называется
такая
поверхность
,
которая
разбрасывает
лучи
света
по
всевозможным
направлениям
.
Обычно
мы
называем
98