Галина Шалаева - Кто есть кто в мире природы
Что такое гало?
Бывают ночи, когда Луна окружена ярким свечением, размывающим ее границы. Это светящееся кольцо вокруг Луны и есть гало. Народные приметы говорят, что появление вокруг и около Луны подобных светлых колец, дуг, пятен, столбов предсказывают дождь.
Точно такие же картины можно наблюдать иной раз и вокруг Солнца. Гало вызываются преломлением и отражением света перистыми облаками, верней, ледяными кристаллами, из которых они состоят. Туманными вечерами гало окружает уличные фонари и далекие огни.
Однако нельзя путать гало и северное сияние! Последнее – это результат определенного процесса в воздухе.
Что такое «огни святого Эльма»?
«Огни святого Эльма» – одно из многих интересных явлений, связанных с молнией, и, чтобы понять его, мы должны вспомнить, что происходит, когда сверкает молния.
Все дело в наличии двух типов частиц – положительных и отрицательных. Эти два типа частиц сильно притягиваются друг к другу, и если их разъединить, то они будут стремиться соединиться вновь.
Когда в туче создается сильный отрицательный или положительный заряд, он вызывает противоположный заряд внизу, на земле. Электроны начинают перемещаться из области отрицательного заряда в область положительного. Они постепенно образуют канал или каналы заряженных частиц между землей и тучей, и когда образуется большая волна электронов, происходит вспышка молнии.
Теперь предположите, что вместо того, чтобы позволить зарядам накапливаться до тех пор, пока напряжение не станет слишком большим и не должно будет быть разряжено, был бы другой способ помочь зарядам снизу, с земли просочиться к верхним. Вместо разряда молнии заряд просочился бы в виде «щеточного разряда». Именно так, кстати, и действует громоотвод. Вершина громоотвода помогает электронам просочиться.
«Огонь святого Эльма» – это свечение, которое сопровождает подобный «щеточный разряд» атмосферного электричества. Оно появляется в виде огонька на концах остроконечных объектов, таких, как церковные колокольни или мачты кораблей, причем здесь оно появляется чаще всего во время шторма. Мы обычно слышим при этом потрескивание или шипение.
Другие места, где часто наблюдается «огонь святого Эльма», – это лопасти пропеллеров, а также концы крыльев, ветровые стеклах и нос самолетов, когда они летят в сухую снежную погоду или находятся недалеко от того места, где идет гроза. Этот электрический заряд может быть иногда настолько сильным, что вызывает электростатические явления в радиоприборах самолета.
Откуда появляется молния?
Молния и гром, вероятно, были первыми явлениями природы, которые пугали и завораживали первобытных людей. Когда они наблюдали зигзаги молний и слышали раскаты грома, они считали, что это гнев богов, один из способов наказания, по мнению первобытного человека.
Для того, чтобы понять, что в действительности представляют собой гром и молния, давай вспомним, что мы знаем об электричестве. Мы знаем, что некоторые вещи заряжаются электрически, положительно или отрицательно. Положительный заряд притягивается отрицательным.
Возрастает величина заряда – увеличивается сила притяжения.
Наступает такой момент, когда силы, сдерживающие их раздельно, становятся слишком малы. Любое сопротивление, которое их сдерживает, например, воздух, стекло или другой материал, преодолевается, или «пробивается». Происходит разряд – и электрические заряды двух тел становятся равными.
То же самое происходит и в случае с молнией. Облако, содержащее несметное число капелек воды, может нести электрический заряд, противоположный заряду другого облака или Земли. Когда электрическое напряжение между ними способно преодолеть изоляцию воздуха, происходит разряд молнии. Электрический разряд движется по пути наименьшего сопротивления. Вот почему молния часто зигзагообразна.
Почему в облаках скапливаются отрицательные заряды? Известно, что электрический заряд возникает при трении. Как мы знаем, облака состоят из кристалликов льда и пыли, которые, перемещаясь, трутся друг о друга и тем самым накапливают электричество.
Заряд скапливается в облаке до тех пор, пока не станет слишком мощным.
Способность воздуха проводить электричество зависит от его температуры, плотности и влажности. Сухой холодный воздух является хорошим изолятором, влажный теплый воздух проводит электриче-ство. Вот почему зачастую молнии прекращаются с началом перирода дождей. Влажный воздух становится проводником, по которому электрические заряды перемещаются легко, бесшумно и незаметно.
Опасен ли гром?
Гроза – одно из самых эффектных атмосферных явлений. Грозы чаще случаются, когда воздух теплый и влажный, и длятся обычно час или два. Начинается гроза, когда на небе образуются большие кучевые облака (грозовые тучи). Редко гроза обходится без молнии. Причиной молний служит электричество, накапливающееся в грозовой туче. Молния может пробегать от тучи к туче, а может ударить в землю. Гром и молния происходят в одно и то же время, но свет распространяется быстрее звука, поэтому мы вначале видим молнию, а потом уже слышим гром.
Обычно гроза не обходится без грома – звука молниевых разрядов. Но гром, в отличие от молнии, не опасен: он раздается, когда электрический разряд уже иссяк.
Итак, гром – это грохот произведенного молнией взрыва. Молниевый искровой разряд в миллионы вольт сопровождается выделением большого количества тепла. Воздух на пути молнии мгновенно разогревается, а его объем увеличивается. Шум от разряда в виде эха отражается от земной поверхности и облаков. Это то, что мы воспринимаем как раскаты грома. Если молния сверкает совсем близко, то звук от грома похож на грохот взрыва или орудийного залпа. Звук грома мы слышим из-за того, что от вспышки молнии воздух мгновенно нагревается до температуры в 5 раз большей, чем температура Солнца, и разлетается в стороны.
В XVIII веке Бенджамин Франклин, американский государственный деятель, писатель и ученый, доказал электрическую природу молнии, запуская воздушного змея во время грозы, и изобрел громоотвод.
Что такое икс-лучи?
Икс-лучи, или рентгеновские лучи, представляют собой невидимое глазу электромагнитное излучение, которое может проникать через некоторые непрозрачные для видимого света материалы и предметы. Открытые в 1895 году немецким физиком Рентгеном, икс-лучи нашли самое разнообразное применение в жизни. Например, в медицине для выявления заболеваний внутренних органов человека.
Однако применять рентгеновские лучи нужно чрезвычайно осторожно, в определенных дозах. Сильное облучение может разрушить живые ткани. Впрочем, это же свойство икс-лучей позволяет им убивать больные клетки в организме.
С их помощью можно определять подлинность драгоценных камней и картин, обнаруживать скрытые дефекты в металлах и конструкциях, а также делать массу других полезных вещей.
Как появляется мираж?
Летом, в жаркую погоду, когда ярко светит солнце, на шоссе можно увидеть вдали лужи, отражающие небо. На самом деле никаких луж нет: это зрительный обман, мираж!
Водная поверхность озера отражает световые лучи и создает изображение прибрежных растений. Слой воздуха тоже может отражать световые лучи и создавать перевернутое изображение пейзажа, находящегося очень далеко.
Это происходит при жаркой погоде: нагретый воздух поднимается вверх и там соприкасается с холодным слоем воздуха. Место соприкосновения, словно зеркало, отражает в безводной пустыне пышную растительность оазиса, который находится очень далеко.
Так же и на шоссе небо отражается в лужах, которых на самом деле нет.
Почему в темноте все предметы серы?
Существует поговорка: ночью все кошки серы. Здесь имеется в виду, что при недостаточном освещении глаз наш перестает различать окраску – каждая поверхность кажется серой. Верно ли это? Действительно ли в полутьме и красный флаг, и зеленая листва представляются одинаково серыми? Легко убедиться в правильности этого утверждения.
Кто в сумерки приглядывался к окраске предметов, тот замечал, конечно, что цветовые различия стираются и все вещи кажутся более или менее темно-серыми: и красное одеяло, и синие обои, и фиолетовые цветы, и зеленые листья.
Точные физические опыты вполне подтверждают это наблюдение. Если окрашенную поверхность освещать слабым белым светом (или белую поверхность – слабым окрашенным светом), постепенно усиливая освещение, то глаз сначала видит просто серый цвет, без какого-либо цветового оттенка. И лишь когда освещение усиливается до определенной степени, глаз начинает замечать, что поверхность окрашена.
Эта степень освещения называется «низшим порогом цветового ощущения».
