Интересно обо всем

10 интересных  фактов из физики

Британский физик Эрнест Резерфорд как-то сказал: «Науки делятся на две группы — на физику и собирание марок». Возможно, он был несколько категоричен, но его главная мысль, очевидно, верна: физика — важнейшая из наук, помогающая понять, как устроен мир. Возможно, некоторые интересные факты о физике побудят Вас узнать побольше об этой науке.

Об атомах:

• Если увеличить диаметр атома до размеров футбольного поля, его ядро будет занимать объём футбольного мяча.
• Если убрать свободное пространство атомов, оставив только частицы, чайная ложка получившегося «вещества» будет весить 5000 миллиардов килограмм. Именно из него состоят нейтронные звёзды.

О солнце:

• На самом деле солнце белое, поскольку излучает во всех диапазонах. С Земли оно кажется жёлтым из-за того, что атмосфера Земли хорошо пропускает лучи из жёлто-красного диапазона, рассеивая лучи из зелёно-фиолетового.
• В полёте многие насекомые ориентируются по солнцу. Поскольку солнце находится довольно далеко от нашей планеты (около 150 000 000 км), его лучи можно считать параллельными, а потому, когда насекомому нужно двигаться прямо, ему достаточно держать некоторый одинаковый угол к его лучам. О появлении ламп — искусственных источников света — насекомых никто не предупреждал, поэтому в полёте они ориентируются и по ним, как по солнцу. Но лучи от лампы расходятся радиально, и выдерживание конкретного угла к ним подводит насекомых: они по спирали всё ближе подлетают к источнику света, пока не врежутся в него (но и после этого не понимают своей ошибки). Вот, почему комары слетаются вечером на лампы.
• Если бы удалось накопить энергию, которую солнце испускает за секунду, её хватило бы для обеспечения всего человечества в течение миллиона лет.

О звуке:

• Первое сверхзвуковое изобретение человечества — это кнут. Из-за того, что его кончик движется быстрее звука, после взмаха кнутом слышен щелчок.
• Чем плотнее среда, тем быстрее в ней распространяется звук. Например, гранит проводит его в 10 раз лучше воздуха. А если зажать зубами наручные часы, их тиканье будет намного громче, поскольку звук будет распространяться в твёрдой среде.
• Шум Ниагарского водопада достигает 90-100 децибелл. Такой же шум производит фабричный цех.

О воде:

• Вода проводит электричество только за счёт ионов растворённых в ней веществ. Поэтому во время грозы купаться можно. Правда, только в дистиллированной воде.
• В разных агрегатных состояниях вода отражает свет по-разному: снег отражает 75% света, вода — 2%, а океанический лёд — 5%.
• При 4°С вода обладает максимальной плотностью. Именно благодаря этому её свойству происходит перемешивание слоёв в пресных водоёмах: вода на поверхности нагревается, обретает максимальную плотность, и опускается, а вода на дне — охлаждается, становится менее плотной и поднимается к поверхности.

Об атмосфере:

• Почти весь кислород атмосферы имеет биогенное происхождение. До появления фотосинтезирующих бактерий атмосфера Земли была бескислородной.
• Температура молнии составляет 30000 К, что в пять раз больше температуры поверхности солнца.
• Хотя спектр радуги непрерывен, считается, что она состоит из семи цветов. Первым это число ввёл Исаак Ньютон, причём сначала он выделял только пять цветов (без оранжевого и синего). Однако впоследствии он добавил ещё два цвета, чтобы их стало семь, как основных тонов в музыкальной гамме.

Об истории физики:

• Паровой двигатель был впервые изобретён греческим учёным Героном Александрийским в I н. э. Машина, получившая название эолопил, представляла собой запаянный котёл с двумя Г-образными трубками на крышке, на которых вращалась сфера, тоже имевшая, в свою очередь, две Г-образные трубки. В котёл заливалась вода, и отверстие затыкалось. При нагревании котла вода превращалась в пар и вырывалась через трубки на сфере, вращая её. Практического приложения этот механизм не нашёл и был забыт.
• В 1683 году Кристофер Рен поставил 40 шиллингов на то, что никто не сможет объяснить эллиптические орбиты планет в течение нескольких месяцев. Исаак Ньютон, услыхав об этом, принял вызов. Результатом стала книга «Математические начала натуральной философии», в которой он сформулировал свои знаменитые законы. Правда, денег за это он не получил, поскольку на написание книги потребовалось несколько лет.
• В 1897 годы Никола Тесла изобрёл радиоуправляемый корабль. Только через 100 лет такие игрушки стали продаваться в магазинах.
• В нацисткой Германии было запрещено получать Нобелевскую премию. Физики Джеймс Франк и Макс фон Лауэ отдали свои медали на хранение датчанину Нильсу Бору. Во время немецкой оккупации Копенгагена, химик де Хевеши растворил их в смеси соляной и азотной кислот, а по окончании войны выделил спрятанное в ней золото и отдал Шведской академии наук, где повторно сделали из него медали и вручили Франку и фон Лауэ.

Советский физик Лев Арцимович говорил, что наука — лучший способ удовлетворения личного любопытства (добавляя при этом «за государственный счет», но не это главное). Если все эти интересные факты о физике подогрели Ваше любопытство, не останавливайтесь на прочитанном: читайте больше, узнавайте, как утроен мир и, конечно, смотрите по сторонам!

Одна из единиц расстояния в Индии называется «му». Она обозначает расстояние, на котором слышно мычание коровы. Физика окружает нас со всех сторон. 

• Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы. Это неверно. Естественная форма всякой жидкости – шар. Жидкости просто не могут принять эту форму из-за силы тяжести. 

• Металлический «кремень», который применяется в зажигалках, не имеет в своем составе кремния. Он состоит на 70 процентов из металла церия и на 30 про¬центов из обыкновенного железа. Церий дает искры, которые и зажигают смоченный в бензине фитилек. 

• В те доли секунды, когда вы чиркаете спичкой о коробку, температура спичечной головки поднимается до 200 градусов С. 

• Температура пламени обыкновенного примуса достигает 1500 градусов, а может и 2000 градусов. Температура вулканической лавы – около 1000 градусов.

• При кипячении воды молекулы ее движутся со скоростью 650 метров в секунду. 

• Высота Эйфелевой башни меняется в зависимости от погоды: в теплую солнечную погоду железный материал башни может нагреться в Париже до +40 Учтя физические свойства железа, ученые вычислили, что высота башни может колебаться 120 мм, то есть на 12 см. 

• Можно ли в 8 часов утра вылететь из Владивостока и в 8 часов утра того же дня прилететь в Москву? Разница между поясным временем Владивостока и Москвы составляет девять часов. Если самолет сможет пройти расстояние между Владивостоком и Москвой за это время, то он прибудет в Москву в час своего вылета из Владивостока. 

• За время, пока пассажир на современном пассажирском самолете закурит папиросу, он пролетит 6 километров, а за время обеда из трех блюд - 800 километров. 

• На конце иголки в швейной машине развивается давление до 5000 атмосфер. Такого давление достаточно, чтобы выбросить снаряд из пушки со скоростью 2000 м/сек. Впрочем, такое же давление образуется и при сжатии челюстей питбультерьера. 

• Если вы сядете на стул, держа при этом туловище отвесно и не подгибая ног под сиденье стула, вы, по законам механики, ни за что не сможете с этого стула встать.

1. Гранит в десять раз быстрее воздуха проводит звук.

2. У бензина не существует какой-то конкретной точки замерзания. Так, он может замерзнуть при любой температуре в диапазоне от -118 до – 151 градусов Цельсия. При этом, замерзая, бензин не превращается в твердое тело, он напоминает, скорее, воск или резину.

3. Если вещество уже сгорело, то повторно оно уже гореть не будет. Например, пепел от бумаги вам поджечь уже не удастся.

4. Воздух внутри пузыря одинаково давит на все точки его поверхности, которые равноудалены от его центра – это и обеспечивает ему круглую форму.

5. Мы можем слышать характерный щелчок при взмахе кнута благодаря тому, что скорость движения кончика кнута превышает скорость звука.

6. Белый цвет отражает свет, а черный притягивает его.

7. Если в воду добавить сахар, то яйцо не будет в ней тонуть, а будет плавать.

8. Чистый снег тает медленнее, чем грязный.

9. Если бы стакан с водой смогли увеличить до размера планеты Земля, то молекулы воды из этого стакана были бы размером с крупный апельсин.

10. Многим интересным фактам из мира физики и вообще физике как науке посвящено много марок. Эта тема часто всплывает в День почтовой марки.

11. Скорость света способна меняться в зависимости от материала, по которому распространяется свет. Ученые смогли в лабораторных условиях замедлить движение частиц света до 17 метров в секунду. Для этого они пропускали фотоны через слиток рубидия, охлажденного до близкой к абсолютному нулю температуры (- 273 градусов Цельсия).

12. Молекулярная плотность воды в жидкой форме выше, чем в твердой. Поэтому лед плавает в воде.

13. Если в атомах оставить только составляющие их элементарные частицы и убрать все свободное пространство, то вес чайной ложки такого вещества составит 5.000.000.000.000 килограмм. Именно из него и состоят так званые нейтронные звезды.

Почему сидящая на проводе птица не погибает от удара током?

Сидящая на проводе высоковольтной ЛЭП птица не страдает от тока, потому что её тело — плохой проводник тока. В местах прикосновения птичьих лап к проводу создаётся параллельное соединение, а так как провод гораздо лучше проводит электричество, по самой птице бежит очень малый ток, который не может причинить вреда. Однако стоит птице на проводе коснуться ещё какого-нибудь заземлённого предмета, например металлической части опоры, она сразу погибает, ведь тогда уже сопротивление воздуха по сравнению с сопротивлением тела слишком велико, и весь ток идёт по птице.

Какой памятью могут обладать сплавы металлов?

Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости. В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве — например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной — распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.

Каким образом эффект Паули предотвратил розыгрыш самого Паули?

Эффектом Паули учёные называют отказ в работе приборов и незапланированный ход экспериментов при появлении известных физиков-теоретиков — например, нобелевского лауреата Вольфганга Паули. Однажды его решили разыграть, соединив настенные часы в зале, где он должен был читать лекцию, с входной дверью с помощью реле, чтобы при открытии двери часы остановились. Однако этого не произошло — когда Паули вошёл, неожиданно отказало реле.

Какие цветные шумы, помимо белого шума, существуют?

Широко известно понятие «белый шум» — так говорят о сигнале с равномерной спектральной плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности. Пример белого шума — это звук водопада. Однако помимо белого выделяют большое число других цветных шумов. Розовым шумом называют сигнал, у которого плотность обратно пропорционально частоте, а у красного шума плотность обратно пропорционально квадрату частоты — на слух они воспринимаются более «тёплыми», чем белый. Также существуют понятия синий, фиолетовый, серый шумы и много других.

Какие элементарные частицы названы в честь крика уток?

Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из ещё более мелких частиц, решил назвать эти частицы звуком, который производят утки. Оформить этот звук в подходящее слово ему помог роман Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», а именно строка: «Three quarks for Muster Mark!». Отсюда частицы и получили название кварки, хотя совершенно не ясно, какое значение это несуществующее ранее слово имело у Джойса.

Почему небо днём синее, а во время заката — красное?

Коротковолновые составляющие солнечного спектра рассеиваются в воздухе сильнее, чем длинноволновые. Именно поэтому мы видим небо синим — ведь синий цвет находится на коротковолновом конце видимого спектра. По аналогичной причине во время заката или рассвета небо на горизонте окрашивается в красные тона. В это время свет идёт по касательной к земной поверхности, и его путь в атмосфере гораздо длиннее, в результате чего значительная часть синего и зелёного цвета из-за рассеяния покидает прямой солнечный свет.

Чем отличается механизм лакания воды у кошек и собак?

В процессе лакания кошки не погружают язык в воду, а, слегка коснувшись изогнутым кончиком поверхности, тут же втягивают его обратно вверх. При этом образуется столбик жидкости благодаря тончайшему балансу гравитации, которая тянет воду вниз, и силы инерции, заставляющей воду продолжать движение вверх. Похожий механизм лакания используют собаки — хотя наблюдателю может показаться, что собака зачерпывает жидкость языком, сложенным в лопатку, рентгеновский анализ показал, что внутри рта эта «лопатка» разворачивается, а создаваемый собакой водяной столбик аналогичен кошачьему.

Кто обладает как Нобелевской, так и Шнобелевской премиями?

Голландский физик российского происхождения Андрей Гейм в 2010 году получил Нобелевскую премию за опыты, которые помогли изучить свойства графена. А 10 годами раньше он получил ироничную Шнобелевскую премию за эксперимент по диамагнитной левитации лягушек. Таким образом, Гейм стал первым человеком в мире, который владеет как Нобелевской, так и Шнобелевской премиями.

Чем опасны обычные городские улицы для гоночных болидов?

Когда гоночный болид едет по трассе, между его днищем и дорогой может создаваться очень низкое давление, достаточное для поднятия крышки канализационного люка. Так произошло, например, в Монреале в 1990 году на гонке спортпрототипов — крышка, поднятая одним из болидов, ударила следующий за ним болид, из-за чего начался пожар и гонка была остановлена. Поэтому сейчас во всех гонках болидов по городским улицам крышки привариваются к ободу люка.

Зачем Ньютон запускал себе в глаз инородный предмет?

Исаак Ньютон интересовался многими аспектами физики и других наук, и не боялся проводить некоторые эксперименты на себе. Свою догадку о том, что мы видим окружающий мир из-за давления света на сетчатку глаза, он проверял так: вырезал из слоновой кости тонкий изогнутый зонд, запустил его себе в глаз и давил им на заднюю сторону глазного яблока. Возникшие цветные вспышки и круги подтвердили его гипотезу.

Почему единица измерения и температуры, и крепости спиртных напитков называется одинаково — градус?

В 17-18 веках существовала физическая теория о теплороде — невесомой материи, находящейся в телах и являющейся причиной тепловых явлений. Согласно этой теории, в более нагретых телах содержится больше теплорода, чем в менее нагретых, поэтому температура определялась как крепость смеси вещества тела и теплорода. Именно поэтому единица измерения и температуры, и крепости спиртных напитков называется одинаково — градус.

Почему два германо-американских спутника получили имена Том и Джерри?

В 2002 году Германия совместно с США запустила систему из двух космических спутников для измерения гравитации Земли под названием GRACE. Они летают по одной орбите на высоте около 450 километров один за другим, с промежутком 220 километров. Когда первый спутник подлетает к области с повышенной гравитацией, например, большому горному массиву, он ускоряется и удаляется от второго спутника. А через некоторое время сюда долетает и второй аппарат, тоже ускоряется и тем самым восстанавливает исходную дистанцию. За подобную игру в «догонялки» спутникам дали имена Том и Джерри.

Почему американский самолёт-разведчик SR-71 Blackbird нельзя полностью заправить на земле?

Американский самолёт-разведчик SR-71 Blackbird при обычной температуре имеет в своей обшивке зазоры. В полёте обшивка разогревается из-за трения о воздух, и зазоры исчезают, а охлаждает обшивку топливо. Из-за такого способа самолёт нельзя заправить на земле, ведь топливо вытечет через те самые щели. Поэтому сначала в самолёт заправляется только небольшое количество горючего, и уже в воздухе происходит дозаправка.

Где вода может замёрзнуть при температуре +20 °C?

Вода может замёрзнуть в трубопроводе при температуре +20 °C, если в этой воде присутствует метан (если быть точнее, из воды и метана образуется газовый гидрат). Молекулы метана «расталкивают» молекулы воды, так как занимают больший объём. Это приводит к понижению внутреннего давления воды и повышению температуры замерзания.

Это интересно!