Александр Харс - Я познаю мир. Естествознание

Если продолжать делить магниты, вероятно, в конце концов, можно добраться до самой маленькой частицы, обладающей магнитными свойствами. Очевидно, это молекула. Обычно молекулы вещества располагаются хаотично. В намагниченном предмете молекулы выстраиваются одинаково, в результате их свойства складываются и служат причиной намагничивания всего предмета. Магнит действует на некотором расстоянии. Область, в которой магнитное влияние заметно, называется магнитным полем.

Если поместить магнит под бумажный лист и насыпать на бумагу железные опилки, то они все равно соберутся над магнитными полюсами. Используя вместо бумаги другой материал, легко заметить, что опилки станут выстраиваться быстрее или медленнее. Это означает, что разные вещества обладают разной магнитной проницаемостью, то есть способностью пропускать через себя магнитное поле.

Опыт с опилками

Долгое время люди могли получать электричество только при помощи трения. Другие способы были открыты в XVIII веке итальянским ученым Луиджи Гальвани, несмотря на то что он был не физиком, а биологом.

Новые свойства электричества ему удалось обнаружить благодаря опытам с мышцами. Он обнаружил, что прикосновение металла к нерву вызывает сокращение мышцы, если мышца укреплена на предмете, изготовленном из другого металла.. Впервые эти свойства были обнаружены для железа и латуни, но впоследствии выяснилось, что наилучший эффект дает комбинация меди и цинка. Другие вещества, не металлы, не давали такого эффекта – ни смола, ни резина, ни камень, ни дерево.

Вслед за опытами Гальвани к исследованиям «животного электричества» приступил Алессандро Вольта. Он обнаружил, что в некоторых жидкостях эффект сокращения пропадает, например, он исчезает в чистой воде. Если же в воду добавляли кислоту или щелочь, то сокращение мышц при касании металлического контакта было хорошо заметно. Самым эффективным оказался раствор серной кислоты, в который погрузили медную и цинковую пластины. При этом на меди образовался положительный, а на цинке – отрицательный заряд.

Не все жидкости с одинаковой эффективностью участвуют в проведении тока от пластины к пластине. Например, спирт, глицерин, раствор сахара плохо проводят ток, а растворы кислот, щелочей и солей – хорошо. Таким образом, проводниками могут быть и растворы некоторых веществ. Они называются электролитами.

Эти открытия были использованы при разработке буквально всех типов батареек и аккумуляторов, которыми мы пользуемся.

На улицах, в лесах, вдоль дорог и рек тянется множество проводов. Большая часть нужна для того, чтобы доставить электричество из одной точки в другую. Ток по мере движения по проводнику преодолевает препятствия. Этот эффект называется сопротивлением. Сила сопротивления различна для разных материалов.

Вообще то, насколько хорошо или плохо идет ток, складывается из четырех причин – материала, длины провода, площади его поперечного сечения и температуры.

Обилие всевозможной домашней техники, такой, как утюг, электрический чайник, холодильник, пылесос, воздействует на проводку сильнее, чем допускают возможности старых проводов. Перегрузка может вызвать перегрев проводов и пожар.

Для защиты проводов используют предохранители, которые либо отключаются, если в сеть включают слишком много приборов, либо в предохранителе плавится проволока, и ток прерывается.

Ответ на этот вопрос находится у нас постоянно перед глазами, но трудно объяснить словами то, что кажется таким простым на вид. Над решением этой загадки бились Ньютон и Эйнштейн, причем Эйнштейн начал изучать свет в возрасте 16 лет. Их исследования помогают понять, что такое мираж, как избавиться от слепящего блеска, и почему два человека не могут видеть одну и ту же радугу. Исследования света позволяют создавать фары для поездок в тумане, маяки и множество других вещей.

Для физиков свет – одно из самых загадочных явлений. Свет привлекает человека с древних времен. Ни одно другое природное явление не было так долго окружено тайной, как свет. Хотя мы не очень хорошо понимаем, что такое свет, именно благодаря свету, который мы видим глазами, мы узнаем об окружающем нас мире больше, чем при помощи остальных органов чувств вместе взятых.

Есть ли у света вес? Занимает ли свет пространство? Ударяет ли по телу падающий на него луч света? Горячий он или холодный? С какой скоростью он распространяется? Почему свет не может пройти через тонкий картон, но проходит через толстое стекло?

Древние греки, пытаясь найти ответ на вопрос, что такое свет, выдвигали самые невероятные предположения. Согласно одной из идей, свет испускают наши глаза, и он течет из них, как вода из шланга. Поэтому, думали древние греки, мы видим вещи, когда направляем на них луч света из наших глаз. Считалось, что видим мы так же, как ощупываем предметы. Слепые не могут испускать из глаз свет, поэтому они не видят.

Древние греки полагали, что мы видим вещи, когда направляем на них луч света из глаз; слепые не могут испускать свет из глаз, поэтому они не видят

Такая точка зрения на свет господствовала в течение нескольких столетий, до тех пор пока новая теория света не была создана Исааком Ньютоном.

Что же такое свет? Вещество? Или, может быть, энергия? Ныотон рассмотрел оба варианта. Ему было известно, что звуковые волны, как и волны на воде, могут завернуть за угол, а свет – нет, поэтому Ньютон решил, что свет – это вещество. Видимо, думал Ньютон, свет состоит из маленьких частичек, которые по прямым линиям – лучам – распространяются от источника света. Если такой луч попадает нам в глаз, мы видим источник света. Но тогда свет должен иметь вес?

Практически в то же время в Голландии над изучением света трудился Христиан Гюйгенс. Он предполагал, что волны света распространяются от источника света примерно так же, как расходятся волны по воде при падении камня. Гюйгенса не убеждало то, что свет не может огибать препятствия, как волны на поверхности воды.

Ньютон считал, что если свет – это волна, она должна по чему–то идти, как звук распространяется по воздуху, а волны по поверхности моря. Свет, как известно, распространяется и в пустоте, и поэтому, например, мы видим солнечный свет, дошедший до нас через космическое пространство.