СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦЫ
МЕХАНИКА
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
ОПТИКА
МЕХАНИКА
№1: Одинаковы ли выталкивающие силы, действующие на один и тот же деревянный брусок, плавающий сначала в воде, а потом в керосине?
ОТВЕТ: Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости. Брусок в обеих жидкостях плавает. Тело плавает, если вес тела равен весу вытесненной им жидкости. Так как в обеих жидкостях один и тот же брусок плавает, то он вытеснит одинаковые по весу количества жидкостей, следовательно, выталкивающие силы в них будут одинаковыми.
№2: Каким образом человек, стоящий обеими ногами на полу, может быстро удвоить давление, производимое на опору?
ОТВЕТ: Давление, производимое стоящим человеком, прямо пропорционально его весу и обратно пропорционально площади обеих ступней ног, соприкасающихся с полом. Человек стоит на двух ногах. Быстро удвоить давление на пол человек может, либо увеличив свой вес вдвое (например, подняв штангу), либо уменьшив площадь опоры вдвое (например, приподняв одну из ног и оставшись стоять на второй ноге). Так как в условии задачи никакой груз не дан, то в качестве ответа принимаем второй способ решения задачи.
№3: Дельфины могут плыть перед носом корабля, не совершая никаких усилий. Почему?
ОТВЕТ: Перед носом корабля возникает волна с областью повышенного давления. Дельфин плывет перед ней в область нормального давления.
№4: Почему перелетные птицы летят клином?
ОТВЕТ: Когда птица совершает мах вниз, за крылом образуется восходящая струя, которая остается позади птицы. Птица, летящая следом, использует оставляемую первой восходящую струю.
№5: Зачем в центре купола парашюта делают отверстие?
ОТВЕТ: При обтекании воздухом парашюта возникают вихри то с одной, то с другой его стороны. Вследствие этого изменяется давление. Такие изменения давления раскачивают парашют. Отверстие в центре разрушает вихри с наружной стороны.
№6: Чем отличаются ножницы для резки бумаги от ножниц для резки металла?
ОТВЕТ: Ножницы для резки бумаги имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки, т.к. не требуется большой силы. У ножниц по металлу лезвия короткие, а ручки длинные.
№7: Как изменится линейная скорость и центростремительное ускорение точки веретена, если его радиус увеличить в два раза? Период считать не изменяющимся.
ОТВЕТ: И линейная скорость, и центростремительное ускорение также увеличатся в два раза.
№8: По столу катится монета. Почему устойчивость катящейся монеты зависит от скорости?
ОТВЕТ: Катящаяся монета представляет собой волчок, горизонтальная ось вращения которого стремится сохранить свое направление в пространстве тем сильнее, чем выше скорость вращения.
№9: Почему выглаженное накрахмаленное бельё меньше пачкается, чем ненакрахмаленное?
ОТВЕТ: Выглаженное накрахмаленное бельё имеет более гладкую поверхность, к которой плохо прилипают частички грязи и пыли.
№10: На стёклах окон движущегося автобуса прямой дождь оставляет косые следы. Почему? Отчего эти следы имеют разный наклон?
ОТВЕТ: Относительно автобуса капельки воды участвуют в сложном движении в двух направлениях: вниз и навстречу автобусу. Задевая в процессе этого движения окно, капельки оставляют на нём следы. Наклон следов зависит от скорости автобуса и размеров капель; капли разных размеров падают с разной скоростью (ветер не учитывается).
№11: К поручням, находящимся у потолка автобуса подвешен пакет с грузом. Как будет двигаться груз относительно стенок автобуса, если автобус будет увеличивать свою скорость, замедлять её, повернет влево, внезапно остановится?
ОТВЕТ: Отклонится назад, отклонится вперёд, повернется направо, резко отклонится вперёд.
№12: Ускорение движущегося тела прямо пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально его массе. Почему же, несмотря на то, что сила тяги двигателя автобуса постоянна и не равна нулю, а масса постоянна, ускорение автобуса на горизонтальном участке пути может быть равно нулю?
ОТВЕТ: Сила тяги двигателя уравновешивается силой трения.
№13: Почему автобусу трудно тронуться с места на обледенелой дороге?
ОТВЕТ: Вследствие малости силы трения колеса автобуса практически не оказывает силового воздействия на дорогу в горизонтальном направлении, следовательно, нет и ответного действия дороги на колеса.
№14: При самом резком торможении автобус проходит некоторый, иногда немалый путь, прежде чем остановиться. Почему? От чего зависит величина тормозного пути?
ОТВЕТ: При торможении автобус не может мгновенно остановиться вследствие инерции. Величина тормозного пути зависит от состояния пути и от скорости движения. На мокром асфальтовом шоссе тормозной путь значительно больше, чем на сухой песчаной дороге.
№15: Почему переполненный автобус при той же мощности двигателя имеет меньшую скорость, чем пустой?
ОТВЕТ: Переполненный автобус с большей силой давит на дорогу, что приводит к увеличению силы трения качения, действующей на колёса. Это главная причина, приводящая при неизменной мощности двигателя к уменьшению скорости. Кроме того, увеличение массы автобуса приводит к увеличению сил трения, действующих на оси.
№16: Скорость автобуса уменьшается, если он въезжает на гору при неизменной мощности двигателя. Почему?
ОТВЕТ: При той же развиваемой мощности двигателя совершается дополнительная работа по увеличению потенциальной энергии автомобиля в поле силы тяжести.
№17: На полу равномерно движущегося автобуса лежит арбуз, а над ним у крыши висит очень лёгкий резиновый шарик, надутый водородом. Как будут двигаться арбуз и шарик, если автобус затормозит? Сопротивление воздуха и трение о пол малы.
ОТВЕТ: Арбуз будет двигаться вперёд, шарик – назад.
№18: Автобус делает резкий поворот. Пассажир, сидящий у правой стенки, оказался прижатым к ней. В какую сторону сделал поворот автобус?
ОТВЕТ: В левую.
№19: Почему на крутых поворотах шофер автобуса (автомобиля) уменьшает скорость движения машины?
ОТВЕТ: При крутом повороте машины (автобуса) на больших скоростях сила трения (являющаяся центростремительной силой) может оказаться недостаточной для удержания машины на окружности, и тогда машина, сохраняя по инерции свое направление, будет испытывать боковое скольжение.
№20: Почему притягиваются два маленьких пузырька на поверхности воды?
ОТВЕТ: Вследствие капиллярных эффектов вода между близко расположенными пузырьками поднимается вверх. Давление в воде межу пузырьками оказывается ниже атмосферного, а снаружи оно равно атмосферному. Это приводит к тому, что пузырьки сближаются.
№21: Как изменится количество дней в году, если изменить направление вращения Земли вокруг своей оси или вокруг Солнца на обратное?
ОТВЕТ: На два дня.
№22: У каких часов линейная скорость конца минутной стрелки больше – у карманных или у больших, настенных? Решите тот же вопрос для угловой скорости.
ОТВЕТ: Угловые скорости одинаковые, Линейные различны, все зависит от длины стрелок.
№23: Мяч брошен вертикально вверх. Что больше: время подъёма или время падения мяча?
ОТВЕТ: Если бы не было сопротивления воздуха, то времена подъёма и падения были бы одинаковыми. Из-за сопротивления воздуха кинетическая энергия мяча при спуске меньше, чем при подъёме, на величину работы, затраченной на преодоление сопротивления воздуха. Следовательно, скорость на любой из высот при подъёме больше, чем при падении. Значит, время падения больше, чем время подъёма.
№24: Почему в часах подшипники делают из камня (агата, сапфира, рубина и др.)? Почему не применяется сталь?
ОТВЕТ: Для уменьшения трения. Кроме того, данные минералы хорошо полируются и обладают большой твёрдостью.
№25: Шатуны цилиндров двигателей внутреннего сгорания изготовляют из стержней двутаврового сечения. Зачем?
ОТВЕТ: Стержни двутаврового сечения хорошо противостоят деформациям растяжения, сжатия, изгиба. К тому же, обладая достаточной прочностью, они имеют меньшую массу, чем целиковые.
№26: Чем объясняется нагревание скатов автомобиля во время длительной езды?
ОТВЕТ: Деформацией скатов и трением.
№27:Можно ли натянуть верёвку горизонтально так, чтобы она не провисала?
ОТВЕТ: Нельзя. В этом случае сила тяжести и сила натяжения верёвки перпендикулярны друг другу и не могут уравновеситься.
№28: Почему для того, чтобы скорее вылить жидкость из бутылки, надо придать ей быстрое вращательное движение?
ОТВЕТ: Жидкость будет прижиматься к стенкам сосуда, и для воздуха освободится постоянный проход.
№29:Определить, сырое яйцо или варёное, можно, приведя его во вращение. Варёное яйцо вращается долго, а сырое останавливается после одного-двух оборотов. Чем это объяснить?
ОТВЕТ: Варёное яйцо вращается как твёрдое тело, а в сыром яйце слои жидкого содержимого будут вращаться с разной скоростью с некоторым трением друг относительно друга.
№30: Одинаковые ли пути проходят правые и левые колёса автомобиля при поворотах?
ОТВЕТ: Нет, линейная скорость зависит от радиуса поворота.
№31: Зачем увеличивают натяжение приводного ремня, передающего движение от шкива к шкиву, например, от коленчатого вала к вентилятору?
ОТВЕТ: Для увеличения силы трения.
№32: Автомашина с прицепом должна перевезти тяжёлый груз. Куда его выгоднее поместить: в кузов или на прицеп? Почему?
ОТВЕТ: Тяжёлый груз лучше поместить в кузов, т.к. при этом увеличится сила трения ведущих колёс о дорогу, т.е. сила тяги.
№33: Почему надо беречь смазочные материалы от попадания в них песка и пыли?
ОТВЕТ: Песок и пыль увеличивают трение и износ деталей.
№34: Что будет, если между тормозной колодкой и тормозным барабаном автомобиля попадёт масло?
ОТВЕТ: Трение уменьшится, и тормоз перестанет работать.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
№1: Почему человек, выходя из реки, даже в жаркий летний день испытывает ощущение холода?
ОТВЕТ: Охлаждение (понижение температуры) тела человека происходит в результате потери телом некоторого количества теплоты. На коже искупавшегося человека есть вода. При испарении воды увеличивается ее внутренняя энергия. Это увеличение энергии некоторого количества воды может произойти за счет уменьшения энергии другого тела. Вода, испаряясь с поверхности тела человека, отбирает у кожи некоторое количество теплоты. Вследствие этого внутренняя энергия кожи человека уменьшается и происходит ее охлаждение.
№2: Почему дым от сигареты поднимается вначале ровной струей, а затем начинает клубиться?
ОТВЕТ: Вначале горячие газы поднимаются медленно, образуя ламинарный поток. Затем архимедова сила ускоряет их настолько, что они начинают клубиться (завихряться). Турбулентность возникает примерно на расстоянии 2 см от сигареты.
№3: Почему, если воду расщепить на мелкие капельки, то она может быть охлаждена до –40°С. Например, капельки воды в облаках замерзают при –17°С (даже при –30°С).
ОТВЕТ: Замерзание воды при 0°С происходит при наличии центров кристаллизации (любые нерастворимые частицы). Когда масса воды велика, в ней всегда найдется хотя бы один центр, а это значит, что замерзнет вся вода. В каплях же лишь небольшая часть имеет центры кристаллизации и замерзнут лишь они.
№4: Если утром облака, то позже день будет солнечным. Почему исчезают облака?
ОТВЕТ: Солнечные лучи поглощаются Землей и увеличивается тепловое (длинноволновое излучение) Земли. Облака его поглощают и увеличивается разность температур между основанием и вершиной облака. Это приводит к турбулентным потокам, которые их разрушают.
№5: Почему горячая вода замерзает быстрее холодной такой же массы?
ОТВЕТ: Если одинаковые массы горячей и холодной воды выставить на мороз, то более сильное испарение горячей воды приведет к тому, что ее масса уменьшится скорее.
№6: Жители Севера растапливают на воду старый морской лед (больше года). Опреснение льда ускоряется, если льдину вытащить на берег. Почему?
ОТВЕТ: Соль во льду находится в ячейках, которые перемещаются вниз под действием силы тяжести в направлении более высокой температуры. Обычно более высокая температура у нижней части (плавает в море или лежит на берегу).
№7: Почему на Земле нет гор выше Эвереста, а на Марсе, есть?
ОТВЕТ: Если бы горы на Земле имели высоту больше критической (30 км), то давление на основание было бы такое, что расплавило бы породы. На Марсе меньше сила тяжести, поэтому критическая высота гор там больше.
№8: Иногда фокусники погружают руку в расплавленный свинец. Когда это возможно?
ОТВЕТ: Перед погружением в свинец руку смачивают водой, которая создает защитную паровую оболочку.
№9: Что вызывает звуки, похожие на удары молотом, в радиаторах водяного отопления?
ОТВЕТ: Звук ударов создается тогда, когда в трубах над водой скапливается горячий пар. Пар, проходя над водой, резко охлаждается, и его давление резко падает. Вода втягивается в область низкого давления и «ударяет» по трубам.
№10: Куда дует ветер в грозу?
ОТВЕТ: Если грозовое облако находится на расстоянии несколько километров, то ветер направлен в сторону облака, так как воздушный поток на переднем фронте облака движется вверх. Когда туча близка, то ветер дует от нее, пото му что холодный воздух, увлекаемый дождем, направлен вниз.
№11: В 1742 г. шведский ученый А. Целъсий создал ртутный термометр. Температуру кипения воды он принял за 0°С, а таяния льда за 100°С. Как выражалась на первоначальной шкале Цельсия температура человеческого тела и поверхности Солнца?
ОТВЕТ: Температура тела человека равнялась 63,4°С, а поверхности Солнца – 5900°С.
№12: Одну и ту же порцию горючего сжигают на уровне моря и в Гималаях на высоте 8 км. Когда выделится больше энергии?
ОТВЕТ: При сгорании в горах выделится столько же энергии, сколько и на уровне моря. Работа по подъему увеличит лишь потенциальную энергию продуктов сгорания.
№13: Температура таяния льда 0°С. Но зимой снег лежит и при более высокой температуре. Почему?
ОТВЕТ: Снег плохо проводит тепло и имеет большую удельную теплоту плавления. Поэтому он тает очень медленно, и при 0°С может сохраниться длительное время.
№14: Когда приоткрывают кран с горячей водой, поток воды постепенно уменьшается и может даже совсем прекратиться. С холодной водой подобных неприятностей не случается?
ОТВЕТ: По мере того как горячая вода нагревает кран, его металлические детали расширяются и перекрывают поток воды.
№15: Где быстрее потемнеет серебро - если его хранить на кухне или в комнате?
ОТВЕТ: При хранении на кухне серебряные изделия темнеют гораздо быстрее из-за образования сульфидных соединений и хлорида серебра (так называемое роговое серебро). Способствует образованию этих соединений повышенная влажность воздуха, наличие в воздухе ионов, например Cl– и S2–.
№16: Почему сосиски при варке лопаются обычно вдоль, а не поперёк?
ОТВЕТ: Если избыточное давление внутри сосиски равно p, то на единицу длины поперёк сосиски приходится сила F1 = p× S/2p R = p× R/2, где R и S – радиус и площадь поперечного сечения сосиски. Вдоль же сосиски длины l на единицу длины приходится сила F2 = p× l× 2R/(2l+4R) » p× R. Сила F2 почти в два раза больше, чем F1.
№17: Почему при сбивании яичные белки из жидкости превращаются в густую пену?
ОТВЕТ: Молекулы в яичном белке запутаны, как макароны. Когда белок взбивают или нагревают, молекулы расправляются и начинают плотнее притягивать друг друга, поэтому белок становится жестче.
№18: Почему опытные повара предпочитают использовать чугунные сковородки и кастрюли, а не стальные?
ОТВЕТ: У толстых, массивных чугунных сковородок и кастрюль дно прогревается более равномерно, чем у сделанных из тонкой стали. Те участки дна стальных сковородок, которые располагаются непосредственно над огнем, прогреваются особенно сильно, и на них пища часто пригорает.
№19: Как греются в мороз дикие утки?
ОТВЕТ: Ныряют ко дну водоема, там температура воды держится около +4°С.
№20: Почему глаза человека не ощущают холода?
ОТВЕТ: Глаза не имеют чувствительных к холоду оконечных нервов.
№21: Почему спортивная майка делается чаще всего из трикотажа?
ОТВЕТ: Он хорошо растягивается, поэтому плотно прилегает к телу, гигроскопичен, впитывает пот и как бы регулирует испарение, не допуская переохлаждения и перегрева тела.
№22: Почему у полярных лисиц уши значительно меньше, чем у лисиц, живущих в умеренном климате?
ОТВЕТ: Уши являются органом, отводящим теплоту от тела.
№23: Почему яблоко, когда печется, часто лопается?
ОТВЕТ: Сок превращается в пар.
№24: Почему даже после сильного дождя лепестки розы остаются всегда сухими?
ОТВЕТ: Лепестки розы содержат маслянистое вещество, благодаря которому они не смачиваются водой.
№25: Почему мы не получаем ожога от кратковременного касания горячего утюга мокрыми руками?
ОТВЕТ: Теплота идет на испарение воды и охлаждает руку.
№26: Почему изморозь (иней) на деревьях исчезает иногда без оттепелей?
ОТВЕТ: Испарение твердого вещества.
№27: Почему в бане нам кажется жарче, чем в комнате, где воздух нагрет до такой же температуры?
ОТВЕТ: Влажность в бане больше и процесс испарения с тела уменьшается, поэтому человек ощущает повышение температуры.
№28: Почему у человека волосы, усы, ресницы в морозный день покрываются инеем?
ОТВЕТ: Выдыхаемый пар конденсируется и затвердевает.
№29: Почему в сильный мороз деревья трещат?
ОТВЕТ: Соки, содержащиеся в дереве, при замерзании увеличиваются в объеме и с треском разрывают волокна.
№30: Почему свежесрубленное дерево трещит меньше в огне, чем сухое?
Поры наполнены соком и содержат меньше воздуха.
№31: Почему в холодном помещении у нас зябнут прежде всего ноги?
ОТВЕТ: Холодный воздух у пола находится внизу, так как он тяжелее.
№32: Отчего даже в пасмурные дни трава, скошенная на лугу, высыхает быстрее, чем трава, скошенная в лесу?
ОТВЕТ: Испарение на лугах происходит быстрее.
№33: Почему огурец на 1-2°С холоднее окружающей среды?
ОТВЕТ: Так как на 98% состоит из воды, а вода испаряется.
№34: Воздух в цилиндре дизельного двигателя сжимается поршнем в 12–20 раз. На какую особенность строения газов указывает этот факт?
ОТВЕТ:В газах расстояния между молекулами большие, во много раз больше, чем сами молекулы.
№35:Почему продукты сгорания бытового газа естественным образом удаляются через вытяжной канал, предусмотренный конструкцией жилого помещения?
ОТВЕТ: Это явление объясняется конвекцией.
№36: Для охлаждения двигателей используют воду. В зимнее время в неё добавляют антифриз. Зачем?
ОТВЕТ: Вода, обладающая наибольшей удельной теплоёмкостью, лучше других носителей отбирает тепло. Антифриз добавляют в воду для снижения температуры замерзания.
№37: Изменится ли длина пузырька в трубке плотницкого прибора – уровня – при колебаниях температуры?
ОТВЕТ: Изменится. В холодную погоду пузырёк воздуха длиннее, т.к. объём воды в трубке уменьшается.
№38: Почему металл не трескается при резких колебаниях температуры воздуха, а камень трескается?
ОТВЕТ: Металл обладает большей теплопроводностью, чем камень. При колебаниях температуры в металле не возникают такие напряжения, которые способны привести к трещинам.
№39: Углекислотные огнетушители заряжают сжиженным углекислым газом. Почему при работе огнетушителя из него выходит плотное беловатое облако (углекислый снег), а не жидкость? На чём основано тушение огня таким огнетушителем?
ОТВЕТ: При испарении сжиженного углекислого газа и его адиабатном расширении он и сам охлаждается, и из окружающей среды поглощает тепло. Пары газа и водяные пары в области вблизи огнетушителя кристаллизуются. Попадая на горячие предметы, они и охлаждают их, и препятствуют доступу кислорода в зону горения.
№40: Статистика показывает, что вблизи промышленных центров в выходные дни туманы слабее, чем в рабочие. Почему?
ОТВЕТ: Частицы дыма, выходящего из труб котельных установок, являются центрами конденсации водяного пара. Множество водяных капелек образуют туман.
№41: Почему в зимнее время оконные стёкла запотевают, если в комнате много людей?
ОТВЕТ: Ненасыщенный пар, выдыхаемый людьми, находящимися в комнате, при соприкосновении с холодными предметами остывает и становится насыщенным, и на оконных стёклах выпадает роса.
№42: Почему полупроводниковые приборы не годятся для работы в условиях резкого перепада температур?
ОТВЕТ: Проводимость полупроводников очень сильно зависит от температуры, и при её резких перепадах характеристики полупроводниковых приборов сильно изменяются.
№43: Одинаково ли давление, оказываемое светом на чёрную или белую поверхность?
ОТВЕТ: Свет оказывает большее давление на белую поверхность.
№44: Большой сосуд с водой, помещённый в погреб, предохраняет овощи от замерзания. Почему?
ОТВЕТ: Вода обладает большой удельной теплоёмкостью и большой теплотой кристаллизации, следовательно, имеет большой запас внутренней энергии. Пока вся вода не превратится в лёд, температура в погребе не будет резко понижаться.
№45: Объясните, почему пыль удерживается на вертикальной поверхности?
ОТВЕТ: За счёт сил межмолекулярного притяжения.
№46: Почему в холодильнике не рекомендуется рядом с молочными продуктами держать сельдь или нарезанный лук?
ОТВЕТ: В холодильнике воздух не проветривается, поэтому молекулы пахучих веществ рыбы или лука долгое время остаются внутри и благодаря диффузии проникают в молочные продукты.
№47: Почему штукатурка отваливается, если между ней и кирпичной стеной попадает дождевая вода?
ОТВЕТ: Потому что молекулярное сцепление между штукатуркой и водой меньше, чем между штукатуркой и кирпичом.
№48: В производственной практике нагретые до высокой температуры металлические детали часто охлаждают в воде, минеральном масле или воздухе. В какой среде охлаждение идёт наиболее быстро и почему?
ОТВЕТ: В воде, т.к. теплоёмкость воды больше всех других веществ.
№49: Иногда из водопроводного крана вода вытекает белая, будто молоко. Чем это объяснить?
ОТВЕТ: Воздух растворяется в воде тем лучше, чем больше давление и ниже температура. Когда вода вытекает из крана, часть растворённого воздуха выделяется в виде огромного количества мелких пузырьков и вода принимает молочно-белый цвет.
№50: Может ли кипеть вода в кастрюле, плавающей в другой кастрюле с кипящей водой?
ОТВЕТ: Для кипения необходим приток энергии. Здесь же в обоих сосудах температура 100 °С, поэтому из внешнего сосуда во внутренний энергия передаваться не будет. Если во внешней кастрюле будет раствор соли, то вода во внутренней будет кипеть, т.к. температура наружного кипящего раствора будет выше температуры кипения чистой воды.
№51: Свежеиспечённый хлеб весит больше, чем остывший. Почему?
ОТВЕТ: Свежеиспечённый хлеб содержит больше влаги. В остывшем хлебе часть воды уже испарилась.
№52: При возведении построек поверх кирпичного фундамента кладут слой так называемого «толя», т.е. толстой бумаги, пропитанной каменноугольной смолой. Без такой прокладки помещение легко сыреет. Почему?
ОТВЕТ: Толь не смачивается водой и не пропускает её к кирпичной кладке.
№53: Может ли поваренная соль быть жидкой?
ОТВЕТ: Да. Например, при нормальном атмосферном давлении поваренная соль жидкая при температуре выше 800 °С.
№54: Из чайника налили чай в стакан с сахаром и в стакан без сахара. Почему чай в первом стакане оказался холоднее?
ОТВЕТ: На растворение сахара (на разрушение его кристаллической решётки) расходуется энергия в виде некоторого количества теплоты, которая черпается из окружающей среды, поэтому сладкий чай быстрее охлаждается.
№55: Почему в холодильниках по трубам, проложенным в помещении, которое надо охлаждать, заставляют циркулировать не чистую воду, а специальные растворы или жидкости?
ОТВЕТ: Температура замерзания раствора или жидкости ниже 0 °С, что позволяет использовать их в холодильниках при температурах ниже температуры замерзания воды.
№56: Если засохший хлеб поместить в целлофановый мешочек, предварительно смоченный водой, то через некоторое время хлеб сделается мягким. Почему?
ОТВЕТ: За счёт испарения воды и последующей диффузии паров воды в хлеб.
№57: Для размягчения горох перед варкой замачивают в воде. Какое при этом используется явление?
ОТВЕТ: Диффузия.
№58: Рассохшиеся деревянные бочки, в которых намереваются засаливать огурцы, предварительно опускают на некоторое время в воду, после чего щели в бочках исчезают. Объясните, почему.
ОТВЕТ: Из-за диффузии дерево пропитывается водой и разбухает.
№59: Почему соль мелкого помола быстрее растворяется в воде, чем крупного?
ОТВЕТ: Растворение происходит с поверхности, а у мелкой соли общая поверхность больше.
№60: В каких агрегатных состояниях вода непригодна для использования в радиаторах автомобилей и тракторов?
ОТВЕТ: В газообразном и твёрдом.
№61: В каком агрегатном состоянии находится бензин, когда мы ощущаем его запах? когда заливаем в бензобак?
ОТВЕТ: В первом случае – в газообразном, во втором – в жидком.
№62: Почему не удаётся вскипятить молоко в чайнике с мощной спиралью?
ОТВЕТ: Белок сворачивается, теплопроводность ухудшается – и спираль перегорает.
№63: Становится ли прохладнее в бальном зале, когда дамы обмахиваются веерами?
ОТВЕТ: Становится теплее, т.к. усиливается отвод тепла от тел людей в воздух.
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
№1: Почему долларовая купюра в неоднородном магнитном поле отклоняется к одному из полюсов?
ОТВЕТ: Краска долларовой купюры содержит соли железа.
№2: Если поднести к плотницкому уровню магнит, то пузырек сдвинется. В какую сторону сдвинется пузырек и почему?
ОТВЕТ: Уровень заполнен диамагнитной жидкостью, которая создает собственное магнитное поле противоположного направления, и она выталкивается из внешнего поля. Поэтому пузырек приближается к магниту.
№3: Имеются две одинаковые стальные спицы, из которых одна намагничена. Как узнать, какая из спиц намагничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?
ОТВЕТ: Одну из спиц поднести к середине другой.
№4: Шарик из мягкого железа был помещен в слабое магнитное поле, а затем в сильное. При этом во втором случае на него действовала меньшая сила, чем в первом. Почему?
ОТВЕТ: На шарике в магнитном поле образуются два полюса. В однородном поле равнодействующая сил равна нулю. Сильное поле близко к однородному, а слабое – более неоднородное. Поэтому, в слабом магнитном поле равнодействующая сил больше, чем в сильном.
№5: При сближении двух отталкивающихся магнитов возрастает потенциальная энергия системы. А куда исчезает энергия, расходуемая при сближении двух проводников с токами противоположных направлений?
ОТВЕТ: При сближении этих проводников в контурах, которые они образуют со своими источниками тока, возникают индукционные токи, которые, по правилу Ленца, имеют то же направление, что и токи, создаваемые источниками тока. Увеличение тока приводит к большому выделению джоулевой теплоты.
№6: Как с помощью телевизора определить полюса подковообразного немаркированного магнита?
ОТВЕТ: К кинескопу, с телевизионной сеткой на экране, подносим магнит. Применяем правило левой руки: вытянутые пальцы левой руки должны быть направлены в экран, а большой палец – по направлению смещения центральной точки. Магнитные линии выходят из северного полюса магнита.
№7: На нитке висит гвоздь и недалеко установлен магнит. Как, не касаясь ни гвоздя, ни магнита, привести гвоздь в движение (колебаться).
ОТВЕТ: Нужно взять кусок жести и помещать его попеременно то между полюсом магнита и гвоздем, то над ними. Жесть представляет собой магнитный экран. Гвоздь начинает раскачиваться.
№8: Можно ли считать индуктивность соленоида с железным сердечником постоянной величиной?
ОТВЕТ: Индуктивность зависит от магнитной проницаемости сердечника, которая при различной силе тока одинакова.
№9: Можно ли транспортировать раскаленные стальные болванки в цехе металлургического завода с помощью электромагнитного крана?
ОТВЕТ: Можно, если их температура ниже точки Кюри (753°С). В противном случае они потеряют свои ферромагнитные свойства и применять электромагниты нельзя.
№10.В проводнике течет пульсирующий ток. Предложите способ разделения постоянной и переменной составляющих этого тока.
ОТВЕТ: Если в цепь включить участок, состоящий из двух параллельных ветвей, из которых одна содержит катушку с большим индуктивным сопротивлением, а вторая – конденсатор большой емкости, то в индуктивной ветви будет течь постоянный, а в емкостной – переменный ток.
№11. Почему в радиусе 100 м от удара молнии вначале слышен щелчок, затем – треск и только потом – грохот. Почему раскаты слышны длительное время?
ОТВЕТ: Разряд молнии вызывает резкое нагревание и расширение воздуха: создается цилиндрическая ударная волна, которая служит основным источником грома. Шипение и щелчок – это короткий разряд и звук движущегося вверх «лидера». Рокот и раскаты грома обусловлены отражением звука от окружающих объектов.
№12: Какой силы ток наиболее опасен для человека?
ОТВЕТ: Как ни странно, но наиболее опасен малый ток силой 0,1–0.2 А. Так как при нем возникают беспорядочные сокращения сердечной мышцы (фибрилляция) и нарушение кровообращения. Фибрилляцию можно остановить лишь хорошо рассчитанным повторным электрическим током.
№13: Почему при выбросе вулканов образуются молнии?
ОТВЕТ: Когда лава попадает в море, вверх поднимаются облака пара, несущие положительный заряд. После накопления в облаках заряда электроны движутся вверх по образовавшемуся каналу.
№14: Землетрясения тоже сопровождаются молниями, причем среди ясного неба. Часто возникают шаровые молнии. Почему?
ОТВЕТ: Считают, что эти молнии обусловлены пьезоэлектрическим эффектом в глубинных скальных породах.
№15: Почему после удара молнии усиливается дождь?
ОТВЕТ: До удара капли удерживаются электрическим полем зарядов.
№16: Почему удары молнии в автомобиль не причиняют пассажирам вреда?
ОТВЕТ: Высокочастотный ток молнии не проникает в глубь корпуса, а течет по поверхности.
№17: Провода подключены к однородному металлическому шару в диаметрально противоположных его точках. Где больше выделяется теплоты при протекании тока?
ОТВЕТ: Если разделить шар на одинаковые толщины перпендикулярно к диаметру, то через все слои идет один и тот же ток, а сопротивление слоя обратно пропорционально его площади. Значит, теплоты больше выделяется у полюсов.
№18: Почему в грозу нельзя ложиться на землю?
ОТВЕТ: Попадая в землю, ток разряда расходится по поверхности. При этом возникает большая разность потенциалов между руками и ногами.
№19: Сразу вслед за молнией в облаке часто возникает яркое сияние, которое струится вверх и наружу из верхушки облака – это «коронная вспышка». При каких условиях она возникает?
ОТВЕТ: «Коронная вспышка» объясняется отражением света молнии на падающих пластинках льда. В электрическом поле облака пластинки становятся диполями.
Обычно они падают горизонтально, но при ударе молнии изменяется их ориентация и яркость какой-либо части облака. Если электрическое поле изменяется по всему облаку, то изменение яркости тоже происходит по всему облаку.
№20: Если в темноте перемешивать сахар в стакане, то ложно увидеть вспышки света (триболюминесценция). Почему?
ОТВЕТ: Свет излучают молекулы сахара, возбужденные электрическим полем, которое обусловлено разностью зарядов на плоскостях кристалла. Это поле возникает, когда кристаллы раскалываются от ударов и трения при размешивании.
№21: Чем объяснить, что пыль не спадает даже с поверхности обращенной вниз?
ОТВЕТ: Частички пыли достаточно малы и легки. Они удерживаются кулоновской силой и силами взаимного притяжения молекул.
№22: Почему птицы безнаказанно садятся на провода высоковольтной передачи?
ОТВЕТ: Тело сидящей на проводе птицы представляет собою ответвление цепи, включенное параллельно участку проводника между лапками птицы. При параллельном соединении двух участков цепи величина токов в них обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивление тела птицы огромно по сравнению с сопротивлением небольшой длины проводника, поэтому величина тока в теле птицы ничтожна и безвредна. Следует добавить еще, что разность потенциалов на участке между ногами птицы мала.
№23: Бывают случаи, когда птицу, сидящую на проводе линии электропередачи, убивает током. При каких обстоятельствах это может произойти?
ОТВЕТ:Птицы чаще всего гибнут в тех случаях, когда они, сидя на проводе линии электропередачи, касаются столба крылом, хвостом или клювом, то есть соединяются с землей.
№24: Почему птицы слетают с провода высокого напряжения, когда включают ток?
ОТВЕТ: При включении высокого напряжения на перьях птицы возникает статический электрический заряд, из-за наличия которого перья птицы расходятся, как расходятся кисти бумажного султана, соединенного с электростатической машиной. Это действие статического заряда и побуждает птицу слететь с провода.
№25: Молния чаще ударяет в деревья с глубоко проникающими в почву корнями. Почему?
ОТВЕТ: Деревья с корнями, проникающими в глубокие водоносные слои почвы, лучше соединены с землей и поэтому на них под влиянием наэлектризованных облаков накапливаются притекающие из земли значительные заряды электричества, имеющие знак, противоположный знаку заряда облаков.
№26: Почему из всех деревьев чаще всего молнией поражается дуб?
ОТВЕТ: Благодаря глубоко уходящим в почву корням дуб хорошо заземлен, поэтому он чаще поражается молнией.
№27: Внутри ствола или снаружи его проходит электрический ток при ударе молнии в сосну?
ОТВЕТ: Электрический ток проходит в основном между корой и древесиной сосны, то есть по тем местам, где концентрируется больше всего соков дерева, хорошо проводящих электричество.
№28: Почему в лесу молния чаще расщепляет лиственные деревья и значительно реже поражает хвойные?
ОТВЕТ:Ствол смолистого дерева, например сосны, имеет значительно большее сопротивление, чем кора и подкорковый слой. Поэтому в сосне электрический ток молнии проходит преимущественно по наружным слоям, не проникая внутрь. Если же молния ударяет в лиственное дерево, то ток протекает внутри его. В древесине этих деревьев содержится много сока, который закипает под действием электрического тока. Образовавшиеся пары разрывают дерево.
№29: Почему гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, вторые концы которых воткнуть в лимон или свежее яблоко?
ОТВЕТ: Кислота, содержащаяся в лимоне или яблоке, и две разнородные проволоки образуют своеобразный гальванический элемент.
№30: Почему у наэлектризованных людей волосы поднимаются вверх?
ОТВЕТ: Волосы электризуются одноименным зарядом. Как известно, одноименные заряды отталкиваются, поэтому волосы, подобно листочкам бумажного султана, расходятся во все стороны.
№31: Почему на заводе для переноски раскалённых болванок нельзя использовать электромагнитные подъёмные краны?
ОТВЕТ: При температуре выше температуры Кюри железо теряет свои магнитные свойства.
№32: Рама автомобиля представляет собой замкнутый контур. Будет ли в ней возникать индукционный ток при движении автомобиля в магнитном поле Земли?
ОТВЕТ: В объёме автомобиля магнитное поле Земли можно считать однородным, следовательно, магнитный поток меняться не будет, не будет и тока.
№33: Какое физическое явление используется при электростатической защите электро- и радиотехнических аппаратов?
ОТВЕТ: Экранирование электрического поля замкнутой металлической поверхностью, в том числе сеткой.
№34: Электрическую лампу накаливают постепенно. Как изменяется при этом спектр её излучения?
ОТВЕТ: Сначала появится инфракрасная, а за ней, по мере нагревания нити, и более высокочастотные части спектра.
№35: Для чего на электрифицированных дорогах, на стыках рельсов, делают соединители в виде жгутов из толстой медной проволоки, приваренных к концам обоих рельсов?
ОТВЕТ: Рельсы служат одним из проводников в цепи питания двигателя электровоза, а медные толстые жгуты обеспечивают цельность этой цепи.
№36: Как определить знаки полюсов автомобильного аккумулятора, пользуясь двумя медными проводниками и сырой картофелиной?
ОТВЕТ: Медные проводники надо присоединить к выходным клеммам аккумулятора, а их свободные концы воткнуть в картофелину. В результате электролиза у положительного полюса батареи будет выделяться кислород, который взаимодействует с медью. Образуемые оксиды и гидроксиды меди окрасят картофель в голубовато-зелёный цвет.
№37: Как нужно действовать при возникновении пожара в электрических установках?
ОТВЕТ: В первую очередь отключить электричество, а затем забрасывать огонь песком. Ни в коем случае нельзя пользоваться водой.
№38: Почему в помещении, где заряжают аккумуляторы, запрещено курить?
ОТВЕТ: При зарядке выделяется взрывоопасный гремучий газ.
№39: Как с помощью сильного магнита (лучше подковообразного) определить, постоянным или переменным током питается электрическая лампочка?
ОТВЕТ: Сила Ампера вызовет изгиб спирали при поднесении магнита, если по ней протекает постоянный ток.
№40: Как с помощью сильного магнита (лучше подковообразного) определить, постоянным или переменным током питается электрическая лампочка?
ОТВЕТ: Сила Ампера вызовет изгиб спирали при поднесении магнита, если по ней протекает постоянный ток.
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
№1: Каким образом близко летящий самолет влияет на работу телевизора?
ОТВЕТ: Сигнал, отраженный от самолета, попадает в телевизор чуть позже, чем прямой сигнал. На экране появляется изображение от прямого сигнала, а чуть правее – слабое изображение отраженного сигнала.
№2: Почему на море иногда возникают гигантские волны (до 35 м) и почему они быстро исчезают?
ОТВЕТ: Они образуются в результате сложения множества волн, совпадающих по фазе.
№3: Если источник звука находится в фокусе здания эллиптической формы, где будет лучше всего слышен звук?
ОТВЕТ: Звук, исходящий из одного фокуса, собирается в другом.
№4: Почему лучше слышен звук по ветру, а не против?
ОТВЕТ: Скорость звуковых волн больше на высоте, поэтому они отклоняются (преломляются) книзу. Волна же, движущаяся против ветра, преломляется кверху.
№5: Часто мы видим молнии, но не слышим грома. Почему гром не распространяется на расстояние более 25 км?
ОТВЕТ: Скорость звука в теплом воздухе больше, чем в холодном. Вследствие уменьшения температуры с высотой волны загибаются вверх. За пределами 20–25 км звук отклоняется настолько, что уже не слышен на земле.
№6: Звук камертона слаб, но с резонатором звучит громче. Откуда берется «лишняя» энергия?
ОТВЕТ: Хотя будет слышен более громкий звук, но длительность его станет меньше, так как излученная энергия в обоих случаях одинакова.
№7: Почему маленькая скрипка звучит громче большой гитары?
ОТВЕТ: При игре на гитаре музыкант кратковременно воздействует на струну, тогда как при игре на скрипке смычок почти непрерывно взаимодействует с ней и передает скрипке энергию.
№8: Как по звону колокола можно предсказать погоду?
ОТВЕТ: Особенная густота и явственность звука колокола указывала на повышенную влажность, т. е. на ненастье.
№9: Динамики очень малы, но они воспроизводят низкие частоты (как и рупоры старых граммофонов). Почему?
ОТВЕТ: Когда ухо улавливает звук двух частот, то мы слышим также частоты, равные их сумме и разности. Наиболее отчетливо слышна разностная частота (разностный тон), которая воспринимается как басовый звук.
№10: При обстреле немцами Лондона ракетами «Фау-2» жители слышали сначала разрыв, а затем вой летящей ракеты. Почему?
ОТВЕТ: Скорость полета ракеты превышала скорость звука.
№11: Почему в радиусе 100 м от удара молнии вначале слышен щелчок, затем – треск и только потом – грохот. Почему раскаты слышны длительное время?
ОТВЕТ: Разряд молнии вызывает резкое нагревание и расширение воздуха: создается цилиндрическая ударная волна, которая служит основным источником грома. Шипение и щелчок – это короткий разряд и звук движущегося вверх «лидера». Рокот и раскаты грома обусловлены отражением звука от окружающих объектов.
№12: Как жарится мясо в микроволновой печи?
ОТВЕТ: Мясо жарится изнутри. Это связано с тем, что вода (которая содержится в волокнах мяса) поглощает высокочастотное излучение, и нагревается. Излучение, проникает в мясо на глубину порядка нескольких сантиметров (чем ниже частота, тем глубже).
№13: Свободными или вынужденными являются колебания поршня двигателя внутреннего сгорания?
ОТВЕТ: Вынужденными.
ОПТИКА
№1: Дно водоёма всегда кажется расположенным ближе к поверхности воды для наблюдателя, находящегося в лодке. Объяснить это явление.
ОТВЕТ: Изображение дна озера формируется на сетчатке глаза от отражённых от дна лучей. При переходе лучей, отражённых от дна из воды в воздух, угол падения лучей на границу раздела сред меньше угла преломления. Поэтому лучи, попадающие на сетчатку глаза, пересекаются "ближе" от точки их выхода. Данное явление можно проверить построением изображения какой-либо точки дна.
№2: Почему изображение предмета находящегося в воде, всегда выглядит менее ярко, чем сам предмет находящийся в воздухе?
ОТВЕТ: Отражённые лучи от предмета, находящегося в воде всегда теряют часть энергии на границе раздела данных сред ( результате отражения) и прохождении некоторого расстояния в данной среде. В результате чего, интенсивность ( энергия ) лучей, попадающих в глаз наблюдателю -уменьшается.
№3: Возможен ли переход из одной среды в другую без преломления. Указать два возможных варианта.
ОТВЕТ: А) Луч света падает перпендикулярно поверхности границы раздела двух сред.
B) Абсолютные показатели преломления сред одинаковы, например глицерин и скипидар.
№4: В центре полого толстостенного стеклянного шара находится точечный источник света . Преломляются ли лучи света проходящие через стенки этого шара?
ОТВЕТ: Преломление не происходит, так как лучи падают перпендикулярно элементу поверхности шара т.е.по радиусу, который является перпендикуляром к данному элементу поверхности шара.
№5: Почему дно реки находящегося в близи моста для наблюдателя находящегося на мосте видна, а для наблюдателя находящегося на берегу та же область может быть и не видна?
ОТВЕТ: До глаз наблюдателя, находящегося на мосту, доходят лучи падающие отражённые от дна под углом , меньше предельного. Для наблюдателя , находящегося на берегу реки, лучи отражённые от дна лучи могут падать на границу раздела под углом больше предельного. В результате этого дно реки может быть и не видно.
№6: В каких случаях стеклянная призма отклоняет падающий на неё луч не к основанию призмы, а в сторону преломляющего угла ( угла при вершине призмы)?
ОТВЕТ: Абсолютный показатель преломления окружающей среды должен быть больше абсолютного показателя материала, из которого изготовлена призма.
№7: Почему пена образованная в воде ( из-за сильного напора) непрозрачна, хотя она представляет собой пузыри воды наполненных воздухом?
ОТВЕТ: Непрозрачность неоднородной среды обусловлена тем, что при каждом переходе из одной среды в другую помимо преломления наблюдается и отражение от пузырьков. В результате этого интенсивность лучей, попадающих в глаз от множества пузырьков , минимальна и они кажутся непрозрачными.
№8: Почему бриллиант блестит сильнее, чем его имитация из стекла при той же форме?
ОТВЕТ: Энергия отражённого света, помимо угла падения, зависит и от абсолютного показателя преломления ( чем больше показатель преломления, тем больше доля отражённой энергии) Различные углы падения на грани бриллианта создают на сетчатке глаза изображения меняющиеся с течением времени, что и обуславливает блеск.
№9: Почему предметы, находящиеся на дне водоёме, кажутся колеблющимися при порывах ветра?
ОТВЕТ: Угол падения лучей на поверхности воды (из-за колебаний) постоянно изменяется. Поэтому изменяется и угол преломления, соответственно меняется и угол отражения от предмета , находящегося на дне водоёма . B результате чего изображения предметов кажутся движущимся.
№10: Почему видимое положение звезды, не совпадает с его истинным положением?
ОТВЕТ: На различных высотах показатель преломления воздуха в атмосфере Земли различен. Bследствие этого траектория движения луча искривляется, потому в глаз попадает луч, на продолжении которого не находится данная звезда. Это явление называется атмосферная рефракция.
№11: Почему шарик густо покрытый сажей при опускании в воду и при освещении его светом кажется блестящим?
ОТВЕТ: На границе сажа-вода абсорбируется воздух, в результате чего происходит полное отражение от данного слоя, что приводит к максимальной интенсивности потока лучей, попадающих в глаз наблюдателю.
№12: При каких условиях прозрачный и бесцветный предмет становится невидимым в лучах проходящего света?
ОТВЕТ: Это возможно только в том случае, когда абсолютный показатель преломления окружающей среды равен абсолютному показателю преломления наблюдаемого объекта.
№13: Почему предметы наблюдаемые через толстые стеклянные витрины иногда кажутся искривлёнными?
ОТВЕТ: Оптическая плотность и толщина стекла в различных местах витрины может быть различной ( из-за большого размера ), что и создаёт некоторое смешение частей рассматриваемого предмета.
№14: Толчённое стекло является непрозрачным, но находясь в воде, оно вновь становится прозрачным. Объяснить это явление.
ОТВЕТ: Энергия отражённого луча зависит от относительного показателя преломления сред, т. к. стекло и вода имеют практически одинаковые абсолютные показатели преломления, то доля отражённой энергии от толчённого стекла резко уменьшается, что приводит к увеличению энергии проходящего луча.
№15: Днем в пустынях иногда наблюдается мираж - наблюдатель видит вдали поверхность водоёма. Объяснить данное явление.
ОТВЕТ: Нагретый слой воздуха, непосредственно прилегающий к асфальту имеет меньшую плотность, а следовательно и меньший абсолютный показатель преломления, чем у выше лежащих слоёв. В результате этого песок кажется столь же хорошо отражающим свет, как и поверхность воды.
№16: Чем отличается отражение света от прозрачной среды, от полного внутреннего отражения, при том же угле падения в туже среду? Указать как минимум два отличия.
ОТВЕТ: А) Тем, что в случае полного внутреннего отражения наблюдается и преломленный луч.
B) Интенсивность отражённого луча, в случае полного внутреннего отражения , всегда меньше, чем при отражении от прозрачной среды
№17: Аквалангист, ( достаточно далеко находящийся от берега ) всегда может видеть объект находящийся на берегу . Человек, находящийся на берегу может лишь в редких случаях, увидеть аквалангиста? Объяснить этот факт.
ОТВЕТ: В глаз аквалангисту попадают все лучи отражённые от объекта на берегу. Лучи света, отражённые от аквалангиста, в основном ( из-за большого расстояния ) падают под углами больше предельного, в результате чего , глаз человека на берегу воспринимает минимальное энергию света.
№18: Почему резкий изгиб световода ( светопровода ) приводит к резкому ослаблению энергии выходящему из него световому потоку?
ОТВЕТ: В месте изгиба, угол падения становится малым и свет уже не претерпевает полного отражения, а частично выходит из данной системы наружу.
№19: Почему при плавании под водой видно много лучше, если надеть маску?
ОТВЕТ: Глаз преломляет световые лучи . Если вода касается глаза, то световые лучи преломляются достаточно слабо, т.к. коэффициент преломления воды по своему значению близок к коэффициенту преломления хрусталика глаза. Находясь в маске , между глазом и стеклом находится воздух и лучи, попадающие в глаз , преломляются как обычно.
№20: Почему стёкла автомобильных фар делают рифлёными, т. е. состоящими из маленьких трёхгранных призм?
ОТВЕТ: Данный набор призм, преломляющий угол которых находится в верху, отклоняют лучи от источника света и отклоняет их вниз - на дорогу.
№21: Почему вода, образующая туман или облако кажется непрозрачной для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, хотя вода прозрачна для световых лучей?
ОТВЕТ: Непрозрачность обусловлена рассеянием света в неоднородной среде . При каждом переходе из одной среды в другую происходит отражение света, при этом "доля" отраженной энергии зависит от абсолютного показателя преломления среды и угла падения. Ввиду того, что облако расположено достаточно высоко, углы падения малы, следовательно и доля отражённой энергии мала. В случае тумана, который расположен на малой высоте из-за большой концентрации молекул воды падающие лучи света испытывают многократное отражение и не смотря на большие углы падения, здесь существенную роль играет абсолютный показатель преломления.
№22: Почему из самолёта, летящего над морем, пассажиру, смотрящему вниз, вода кажется темнее, чем в дали?
ОТВЕТ: Если наблюдатель смотрит вниз, то углы падения лучей малы, а следовательно малы и углы отражения. В результате этого в глаз пассажира попадает пучок лучей с малой энергией. Лучи, попадающие в глаз наблюдателю от более дальних областей моря , естественно попадают под большими углами, поэтому обладают большей энергией.
№23: Почему в солнечные дни водители машин , двигающихся по шоссе , видят на шоссе лужи воды?
ОТВЕТ: Нагретый слой воздуха, непосредственно прилегающий к асфальту, имеет показатель преломления меньший, чем у выше лежащих слоёв воздуха. В результате этого происходит полное отражение и асфальт, ( показатель преломления, которого близок к показателю преломления воды) кажется столь же хорошо отражающим свет, как и вода.
№24: Почему стёкла автомобильных фар с внутренней стороны имеют рифленую поверхность?
ОТВЕТ: Рифлёная поверхность стёкол фар является набором малых призмочек, собирающих лучи в нужном направлении.
№25: Почему одни ткани блестят, а другие нет?
ОТВЕТ: Ткань блестит, если нити в ней расположены в правильном порядке параллельно друг другу и как бы образуют на поверхности ткани бороздки. Под определенными углами такая ткань довольно сильно отражает падающий на нее свет. Под другими углами это отражение слабое. Поэтому, когда ткань поворачивается в лучах света, она отражает то лучше, то хуже - блестит.
№26: Почему облака в основном белые? Почему грозовые тучи черные?
ОТВЕТ: Размеры водяных капель в облаке достаточно большие, и свет отражается от их внешней поверхности. При таком отражении свет не разлагается на составляющие цвета, а остается белым. Очень плотные облака кажутся черными потому, что они пропускают мало солнечного света - он либо поглощается каплями воды в облаке, либо отражается вверх.
№27: Почему цвета влажных предметов, после дождя, кажутся более глубокими, более насыщенными, чем сухих?
ОТВЕТ: Тонкая плёнка воды, покрывающая влажный предмет, отражает падающий белый свет по одному определённому направлению. Поверхность предмета уже не рассеивает белый свет во все стороны, и господствующим становится его собственный цвет. Рассеянный свет не налагается на отражённый от предмета, и поэтому цвет кажется более насыщенным.
№28: Укажите различие в освещении с помощью прожектора и с помощью автомобильной фары.
ОТВЕТ: Прожектор испускает параллельные лучи, поэтому освещает небольшую площадь, а в фаре есть рассеиватель, который расширяет световой пучок для освещения всей ширины дороги.
№29: Почему почва, картон, дерево и т.п. кажутся более тёмными, если их смочить?
ОТВЕТ: У сухого материала поверхность шероховатая, поэтому отражённый свет оказывается рассеянным. Если материал смочить, то от плёнки воды свет будет отражаться зеркально. Кроме того, пройдя сквозь эту плёнку, свет частично поглощается, частично опять же диффузно отражается от картона. Но часть лучей испытают полное отражение и не выйдут наружу.
№30: Можно ли два куска стекла склеить так, чтобы место склейки оказалось невидимым?
ОТВЕТ: Можно, если показатель преломления засохшего клея равен показателю преломления стекла.
№31: Почему сажа чёрная, хотя на неё падают лучи всего солнечного спектра?
ОТВЕТ: Сажа поглощает все лучи.
№32: Некоторые автомобили имеют дополнительные противотуманные фары жёлтого цвета. Зачем?
ОТВЕТ: Меньше всего капельки воды (туман) рассеивают красный, оранжевый и жёлтый свет.
№33: Какие светильники предпочтительнее устанавливать в магазинах, где продают ткани: лампы накаливания или дневного света?
ОТВЕТ: Лампы дневного света, т.к. их излучение по спектральному составу ближе к солнечному.
№34: При изготовлении искусственных перламутровых пуговиц на их поверхности делают мельчайшую штриховку. Почему после этого они приобретают радужную окраску?
ОТВЕТ: Штриховка играет роль дифракционной решётки, дающей спектр в отражённых лучах.
Комментариев нет:
Отправить комментарий