Елена Качур - Увлекательная физика

– Свет – чемпион мира по скорости. Скоростей выше, чем скорость света, не бывает. Свет пре-одолевает за одну секунду примерно триста тысяч километров. Чтобы дойти от Солнца до Земли, ему понадобится всего восемь минут. Ну, а несколько километров для света такая ерунда, что можно считать, что мы видим вспышку молнии сразу, как только она появилась.

– А гром?

– Гром – это звук, а звук – другое дело. Чтобы пробежать один километр в воздухе, ему потребуется целых три секунды. Секунда – это приблизительно то время, за которое мы произносим «двадцать два». Когда я увидел молнию, то сразу начал считать про себя: двадцать два, двадцать два, двадцать два.

Звук «пробегает» 1 километр за 3 секунды

– И после третьего раза громыхнуло! Посчитаем. Прошло три секунды, за это время звук пробегает один километр, а значит, и гром, и молния были от нас на расстоянии одного километра! Теперь я тоже всегда буду считать, как далеко гроза! Дядя Кузя, я вспомнил вопрос, на который давно хочу получить ответ: откуда берётся гром?

– Когда бьёт молния, она очень сильно разогревает воздух рядом с собой. То, что с ним при этом происходит, можно сравнить со взрывом. Как и при взрыве, во время грозового разряда в воздухе образуются мощные звуковые волны и мы слышим грохот.

– 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.