Елена Качур - Увлекательная физика

– 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 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.

– А что это, на что она похожа?

– На треугольник, который вырезали из толстого стекла. Настолько толстого, что, если этот треугольник поставить на одну из сторон, он будет стоять. Ньютон расположил стеклянную призму на столе, напротив окна. На противоположную стену он прикрепил лист бумаги.

– И что было дальше?

– Из окна прямо на призму упал тонкий луч солнца. Но удивительное дело: пройдя сквозь прозрачную призму, белый солнечный свет стал разноцветным. Когда он попал на бумагу, учёный увидел на ней разноцветный прямоугольник.

– А какие цвета в нём были?

– Самые разные. Они плавно переходили один в другой. Ньютон выделил семь основных цветов, на которые распался белый свет: красный, потом оранжевый, за ним жёлтый, зелёный, голубой, синий и в самом конце – фиолетовый. Эту последовательность цветов учёный назвал спектром. А цвета в спектре идут совсем как в радуге: вверху у неё красная дуга, внизу, ближе к земле, – фиолетовая, а между ними все остальные цвета.

– Дядя Кузя, но откуда же всё-таки берётся радуга? Мне кажется, она как-то связана с дождём.

– Не обязательно. Радуга может появиться около фонтана, водопада или твоей лейки, когда ты поливаешь цветы или грядку. Для неё нужны маленькие капли воды, которые висят в воздухе. А ещё для радуги нужно солнце. Когда его лучи проходят через водяные капли, каждая капелька действует, как призма в опыте Ньютона.

– Так вот в чём дело! Дядя Кузя, а я вспомнил про ещё один свой вопрос. Ты не устал отвечать?

– Ничуть. Спрашивай.

– Почему листья на деревьях зелёные? И почему вокруг нас всё разного цвета: яблоки красные, морковка оранжевая, а подсолнухи жёлтые?

– Потому, что мы их такими видим!

– Вот так ответ! Ты же ничего не объяснил!

Кожура яблока поглощает все цвета, кроме красного. Поэтому мы видим яблоко красным

– Хорошо, попробую растолковать. Всё вокруг нас освещает свет солнечных лучей – тот самый белый свет, который разлагал Ньютон. Разные предметы по-разному поглощают и отражают цвета, из которых этот белый свет состоит.

– Как свет отражается, я знаю – как от зеркальца, а вот что значит «поглощают свет», не понимаю.

– Другими словами, они удерживают свет. Например, очень хорошо поглощает свет чёрный бархат – ткань, у которой одна сторона пушистая, покрытая густым коротким ворсом.

– А чёрная бумага?

– Она тоже поглощает свет, хотя и не так хорошо, как бархат. Ну а теперь займёмся яблоками.

– Это я с радостью! Чур, мне красное.

– Чевостик, ты меня не так понял! Я про цвет яблок. Если всё немного упростить, то можно сказать, что кожура твоего любимого яблока поглощает все цвета, из которых составлен белый свет, кроме красного. Красный цвет от яблока отражается. Поэтому мы и видим яблоко красным.

– Вот так дела! А морковка?

– С морковкой та же история: она поглощает все составляющие белого, кроме оранжевого цвета. Подсолнух – все, кроме жёлтого.

– А листья – все, кроме зелёного! Ещё один ответ на вопрос нашёлся! Теперь я знаю ответы на все вопросы, которые задал в начале путешествия!

– Вот и славно! Думаю, на этом можно закончить наше сегодняшнее путешествие. Выключаю времяскок.

Надуй воздушный шарик, например красный, возьми лист бумаги и фонарик. Посвети фонариком на бумагу в тёмной комнате. Какого цвета окажется бумага? Того же, что и была. Теперь посвети на бумагу через красный шарик. Меняет ли бумага свой цвет? Да, она становится красной. Белая бумага отражает свет, который на неё падает. Красный шарик поглощает любой цвет, кроме красного, поэтому на бумагу попадает только красный свет. Его-то ты и видишь. А теперь попробуй сделать то же самое с шариками других цветов.

И времяскок перенёс нас домой. Здесь можно спокойно сесть на диван и вспомнить сегодняшние приключения. Я узнал столько нового! И получил ответы на все свои вопросы. Физика – удивительная наука. Она всё на свете может объяснить!

– Дядя Кузя, как ты думаешь, физика – самая важная и интересная наука на свете?

– Трудно сказать. Существует много разных наук, каждая по-своему нужна и важна. И все они очень интересны. Обещаю в следующий раз рассказать о ещё какой-нибудь науке.

– Ура! Скорее бы в новое путешествие! Я уже сейчас мечтаю о нём!

– Уж эта твоя мечта точно сбудется. И довольно скоро. А теперь пришло время прощаться.

– До свидания!

– До скорой встречи!