Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

рое обусловлено разностью зарядов на плоскостях кристалла. Это поле возникает, когда кристаллы раскалываются от ударов и трения при размешивании.

5.109. Загар и ожоги обусловлены ультрафиолетовым излучением Солнца. При длительном или интенсивном воздействии ультрафиолетового излучения страдают как поверхностный (эпидермис), так и более глубокие слои открытой кожи. В результате капиллярные сосуды расширяются и приток крови к коже усиливается, кожа краснеет и возникает ощущение тепла. При более слабом действии ультрафиолета на светлой коже появляется загар; вначале пигмент, прежде бесцветный, окисляется, а затем активируется (быть может, косвенным путем - посредством прекращения действия какого-то ингибитора) тирокси-назой. Действие тироксиназы повышает содержание меланина - пигмента черной или коричневой окраски, который образует защитный слой, препятствующий проникновению ультрафиолетового излучения.

Средства, предохраняющие кожу от ожогов и способствующие загару, в основном бывают трех видов. Одни (содержащие окислы цинка или титана) не пропускают ультрафиолетовый и видимый свет, защищая тем самым чувствительную кожу и препятствуя загару. Другие (например, содержащие бензофенон) поглощают весь ультрафиолет и также препятствуют загару. Третья группа средств (в которых содержится, в частности,

аминобензойная кислота) защищает кожу от ожогов, но, обеспечивая избирательное поглощение, не мешает загару. Длина волны ультрафиолетового излучения лежит в интервале 0,28- 0,40 мкм. Более короткие волны не проходят через атмосферу, а более длинные уже относятся к области видимого света. Волны длиной 0,29-0,32 мкм производят главным образом ожоги, а волны в диапазоне 0,31 - 0,40 мкм способствуют загару. Средства для загара третьего типа преграждают путь волнам короче 0,31 мкм.

Утром или в конце дня ожоги и загар значительно слабее, поскольку солнечный свет проходит больший путь сквозь атмосферу и ультрафиолетовое излучение ослабляется сильнее. Стекло также поглощает ультрафиолетовое излучение. В горах опасность солнечного ожога возрастает, так как путь солнечного света через атмосферу короче. На пляже риск получить ожог увеличивается из-за отражения ультрафиолетовых лучей от песка.

5.110, 5.111. Во всех рассмотренных примерах свечение обусловлено двумя типами веществ, объединенных общими названиями лю-циферина и люциферазы. Однако конкретный состав этих веществ у разных организмов различен. Люци-фераза - это фермент, биологический катализатор реакций, при которых возникает свечение.

Люминесценция морских организмов подразделяется на три типа. Некоторые организмы имеют специальные клетки, порой настолько со-

вершенные, что они напоминают светильники. Другие морские организмы могут выпускать светящиеся облака . И наконец, они могут не светиться сами, но содержать люминесцирующие бактерии. Динофлагеллаты днем окрашивают море в красный, желтый или коричневый цвета - это их естественная окраска; ночью же они светятся голубым светом. Свет включается какими-то внутренними часами . Даже если постоянно освещать эти организмы неярким светом, наиболее ярко они все равно будут светиться около часа ночи, и этот биологический ритм может сохраняться в течение нескольких недель. Светлячки светятся благодаря соответствующим химическим реакциям. Коэффициент преобразования химической энергии в свет у них достигает 100% - на каждую окисленную в химических реакциях молекулу люциферина приходится один фотон излученного света. Свет, испускаемый светлячками, называется холодным, поскольку (в отличие от света лампы накаливания, свечи или раскаленной докрасна кочерги) он обусловлен не тепловым возбуждением молекул под действием высокой температуры, а химическими реакциями. Свечение бактерий, которым в основном объясняется свечение пищевых продуктов, связано с энергией, которую они получают в процессе питания.

5.112. В стекле, из которого сделаны такие очки, имеются маленькие кристаллы, чувствительные к освещению.

например кристаллы бромистого серебра. Под действием света ионы серебра превращаются в атомы, и стекло темнеет. Но атомы серебра по-прежнему остаются поблизости от ионов брома, поэтому как только свет становится менее ярким, происходит рекомбинация, и прозрачность стекла восстанавливается.

5.113. Плакаты светятся потому, что краски, которыми они написаны, поглощают ультрафиолетовый свет, а излучают видимый. При освещении ультрафиолетом плакат светится без всякой видимой подсветки. Отбеливающие порошки действуют примерно таким же образом. Они преобразуют естественный ультрафиолетовый свет в голубой, тем самым усиливая излучение выстиранных с их помощью тканей в видимой области спектра. Поэтому интенсивность отраженного света оказывается больше, чем интенсивность естественного фона.

5.114. Электроны, вылетающие с электрода лампы, сталкиваются с атомом паров ртути, возбуждая один из электронов его внешней оболочки. Возбужденный электрон быстро возвращается на свой прежний энергетический уровень. В результате атом излучает ультрафиолетовый свет, который поглощается кристаллом люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность трубки. Кристаллы переизлучают свет в видимой области спектра. Излучение света кристаллом должно продолжаться по крайней мере на протяжении двух

полупериодов тока промышленной частоты. Если бы кристаллы люминофора испускали свет мгновенно, то лампа стала бы неприятно мигать.

Эти мигания были бы. конечно, незаметны из-за большого числа излучающих кристаллов и сравнительно медленной реакции глаза.- Прим. ред.

5.115. Пляшущие точки представляют собой интерференционную картину, которая создается параллельным пучком (пространственно когерентным светом), диффузно рассеиваемым на очень тонкой структуре листа бумаги. Пространственная когерентность означает, что фаза световой волны, излучаемой одной частью источника, коррелирует (находится в соответствии) с фазой волны, излучаемой другой его частью. Такая корреляция обеспечивает устойчивость интерференционной картины. Прямой солнечный свет до некоторой степени пространственно когерентен, и при освещении им может возникнуть описанная интерференционная картина. Смещение картины при движении наблюдателя объясняется параллаксом, который обусловлен тем, что глаза наблюдателя не сфокусированы на рассеивающей поверхности. Например, если рассеивающая поверхность находится на расстоянии нескольких метров от наблюдателя, страдающего близорукостью, то его глаза сфокусированы перед рассеива-телем. Когда наблюдатель поворачивает голову, например влево, то из-за парал-

лакса интерференционная картина сдвигается вправо.

5.116. В рассмотренных случаях мычание приводит к появлению на сетчатке глаза стробоскопического изображения телеэкрана или вращающегося диска. Каждый из этих объектов претерпевает периодические изменения: диск вращается, изображение на экране телевизора мигает , так как оно образуется в результате построчной горизонтальной развертки электронным лучом, возбуждающим свечение экрана. Мычание соответствующей частоты вызывает колебания головы, а следовательно, и глаз. При этом в один и тот же участок сетчатки периодически попадает одно и то же повторяющееся изображение. Это приводит как бы к замораживанию изображения. Если же частота мычания окажется неподходящей , синхронность колебаний головы и глаз с вращением диска или миганием экрана нарушится, и изображение будет двигаться. Если, например, частота мычания чуть выше той, которая необходима для замораживания изображения, то узор на диске движется в сторону, противоположную направлению вращения диска.

5.117. Кажущееся движение маятника по эллипсу объясняется тем, что восприятие маятника глазом, закрытым темным фильтром, на несколько миллисекунд отстает от действительного положения маятника. Мозг, обычно определяя положение маятника на основе информации, поступающей

от обоих глаз, помещает маятник либо ближе, либо дальще его истинного положения. Поэтому колебание маятника кажется двумерным. Предположим, к примеру, что маятник соверщает качание вправо, а фильтром закрыт левый глаз. Правый глаз воспринимает действительное положение маятника, в то время как левый видит его в том положении, в котором маятник был несколько миллисекунд назад. Мысленно вы проводите линии до пересечения лучей, воспринятых каждым глазом так, как если бы они исходили из одной точки. Получается, что маятник оказывается дальще от вас, чем на самом деле. Когда маятник соверщает качание влево, то вследствие той же задержки в восприятии левым глазом маятник кажется теперь ближе, чем на самом деле. В целом создается впечатление, будто маятник движется по эллипсу, как показано справа на рис. 5.117. Причина задержки восприятия пока еще до конца не выяснена. В основе одной из моделей системы зрительного восприятия лежит последовательность линий задержки, временное разрешение которых улучшается при увеличении количества попадающего в глаз света. Уменьшение количества света, попадающего в глаз, приводит к ухудшению его временной разрешающей способности.

5.118. Экран телевизора освещен не постоянно, так как электронный луч последовательно создает на экране строку за строкой. Такой мигающий свет может служить стробоскопическим осветите-

лем для вращающегося волчка. Поэтому вы увидите на волчке либо застывший узор, либо узор, движущийся в ту или другую сторону (в зависимости от отношения частоты телевизионной развертки к угловой скорости вращения волчка).

5.119. Палочки (которые играют главную роль при низких уровнях освещенности) вблизи краев сетчатки глаза имеют большую плотность, чем колбочки (действующие при больших уровнях освещенности). Если смотреть на звезду прямо, то ее изображение попадает на желтое пятно сетчатки, где палочек нет. Если же смотреть на звезду краем глаза , то ее изображение попадает туда, где плотность палочек максимальна. Это и позволяет лучше увидеть звезду.

Палочки очень чувствительны только к изменениям освещенности. Так как гллч слогк,з дрожит, изображение звезды попадает то на одну, то на другую палочку, вызывая появление сигнала. - Прим. ред.

5.120. Голубые дужки сетчатки до сих пор исследуются. Хотя причина их появления далеко не ясна, считается, что они обусловлены вторичным возбуждением нейронов от непосредственно возбуждаемых аксонов. Предположим, что вспышка света возбуждает определенное количество фоторецепторов, которые связаны с определенными аксонами ганглиоз-ных клеток. Эти аксоны в свою очередь возбуждают другие близлежащие, которые стимулируют связанные с ними фоторецепторы. В ре-

зультате создается иллюзия светящейся дуги, идущей в сторону от желтого пятна и окружающей его, причем один конец дуги находится в той точке, где произошло непосредственное возбуждение фоторецептора светом. Почему дуги голубые, пока не известно.

Аксоны - длинные отростки ганглиозных клеток - представляют собой зрительные нервы, которые передают дальще сигнал от ганглиозных клеток, собирающих информацию от фоторецептора глаза,- Прим. ред.

5.121. Механизм возникновения фосфенов совершенно не изучен. Не выяснена даже физическая природа этого процесса, хотя, судя, по некоторым исследованиям, фосфены могут быть вызваны прямой электрической стимуляцией затылочной доли мозга.

5.122. Конечно, все фонари включаются одновременно, поскольку электрическая задержка практически неуловима. Впечатление, будто фонари на перекрестке зажигаются раньше, связано с тем, что они вместе дают больше света, чем фонари, тянущиеся вдоль улицы, поэтому зрительная задержка их восприятия меньше (см. задачу 5.117).

5.123. 5.125. Запутанная сеть кровеносных сосудов в сетчатке отбрасывает на нее тень, которую мы обычно не замечаем. Мозг игнорирует всякое неподвижное изображение в глазу, сосуды же и их тени неподвижны относительно сетчатки. Исключения

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.