Валентин Азерников - Физика. Великие открытия

Рис. 21. Расстояние до Венеры можно определить с помощью радиолокации. Радиоимпульсы разных длин волн отражаются на Земле. Время задержки между передачей и приемом отраженного сигнала позволяет рассчитать расстояние, пройденное сигналом (с учетом поправки на задержку радиоэха в ионосфере).

Рис. 22. Комета Галлея.

Рис. 23–24. Галилей открыл закон постоянства периода колебаний маятника и использовал его в маятниковых часах (В). Построив телескоп, Галилей впервые наблюди планеты и обнаружил спутники Юпитера, описанные в трактате «Звездный вестник» (1610 г.), страница из которого воспроизведена здесь (Б).

Рис. 25. Скорость света впервые была измерена Оле Ремером в 1675 г. (А).

Он наблюдал затемнения спутников (I) Юпитера, обусловленные положением Юпитера (2). Свет от спутников достигал Земли (3) быстрее, когда Земля и Юпитер находились по одну сторону относительно Солнца, чем в том случае, когда планеты располагались с разных сторон от Солнца (Б).

Зная расстояния и измеряя промежутки времени в этих случаях, Ремер вычислил скорость света. Другой метод измерения (В) был предложен в 1849 г. Арманом Фиэо. Свет проходил между зубцами вращающегося колеса (4), отражался от зеркала (5) и затем, проходя между другими зубцами, попадал в глаз наблюдателя. Зная ширину зубца, скорость вращения колеса и расстояние до зеркала (8 км). Физо весьма точно рассчитал скорость света.

Рис. 26. Спутники Юпитера делятся на несколько четко различимых групп К перкой группе (А) относится спутник Амальтея (I), составляющий, по-видимому, свой особый класс. Его диаметр около 200 км, так что по размерам он скорее близок к астероидам. Затем идут четыре «галилеевых» спутника — Ио (II). Европа (III), Ганимед (IV), и Каллисто (V) — со средними расстояниями от Юпитера от 422 000 до I 880 000 км (у Каллисто). Следующая группа (Б) состоит из трех спутников (VI. X, VII) плюс открытые XIII и XIV; в третью группу (В) входят четыре спутника с обратным движением (XII. XI. VIII. IX).

Рис. 27. Детали поверхностей «галилеевых» спутников можно рассмотреть в очень большие телескопы.

Ио (А) — более оранжевая по цвету — имеет яркие экваториальные районы и более темные полюса. Европа (Б) имеет светлую поверхность.

Ее экваториальные районы более темные, а полюса более светлые. Ганимед (В) — самый легкий для изучения из «галилеевых» спутников. На его карте видны светлые и темные области, сравнимые с лунными морями. Каллисто (Г) имеет относительно низкую отражательную способность, и его детали не так легко выявить. Этот рисунок, как и все другие, был сделан Дольфюсом на основе наблюдений в 61-см рефрактор на обсерватории Пик дю Миди.

Рис. 28. На схеме четыре «галилеевых» спутника — Европа (А). Ио (Б). Ганимед (В) и Каллисто (Г) — сравниваются по размерам с Луной. Европа (ее диаметр 3100 км) меньше, но Ио несколько больше, чем Луна. Ганимед и Каллисто скорее сравнимы с Меркурием: диаметр Ганимеда — 5000 км, а Меркурия — 4880 км.

Рис. 29. Когда спутник проходит перед диском Юпитера, его можно видеть как яркое пятно. Ио и Европу легче увидеть при прохождении, чем Ганимед или Каллисто, благодаря более высокому альбедо.

Более впечатляет прохождение тени спутника. На этой фотографии, полученной 155-см рефлектором на обсерватории Каташна в Техасе, тень Ганимеда видна как отчетливое черное пятно.

Рис. 30. «Галилеевы» спутники легко наблюдать благодаря их орбитам. Они могут затмеваться планетой (I), могут закрываться ею (2), либо их тени могут проходить через диск планеты (3), Каллисто, внешний и) больших спутников, из-за его большего удалении от Юпитера наблюдается не стань часто.

Рис. 31. Гальванизацией называют эффект сокращения мышц при пропускании через них электрического тока. Это явление впервые обнаружил Луиджи Гальвани, наблюдавший сокращение мышц лапки лягушки под воздействием электрического тока.

Рис. 32. Гальванический элемент Вольта (А) состоит из сосуда с серной кислотой (H 2SO 4), в которую погружены медная (Cu) и цинковая (Ζn) пластины. Если замкнуть цепь, то по ней потечет электрический ток: ионы цинка переходят в раствор, а на медной пластинке происходит выделение водорода (Н 2). В элементе Даниэля (Б) цинковая пластина и раствор сульфата цинка находятся в пористом сосуде, помешенном в медный сосуд с раствором сульфата меди (CuSO 4). В элементах Лекланше (В) и «сухом» элементе (Г) графитовый стержень помешен в раствор или пасту хлорида аммония, содержащую взвесь диоксида марганца (MnO 2).

Рис. 33. Металлы и неметаллы, атомы которых легко приобретают или теряют электроны, часто получают с помощью электролиза из их ионных соединений. Например, хлор (I) можно получить электролизом раствора хлорида натрия (2) на графитовых анодах (3). При этом на катодах (5) в результате электролиза воды выделяется водород (4), а в растворе остаются ионы натрия и гидроксид-ионы, т. е. образуется раствор гидроксида натрия (6). В промышленных установках катоды и аноды разделены перегородками, препятствующими взаимодействию водорода и хлора, ведущего к образованию хлористого водорода.

Рис. 34. Фарадей придумал аппарат с разным расположением проволоки и магнита, для того чтобы показать направление энергии между электрическим током и магнитом. Слева: подобный (такой же) электромагнитный ротационный аппарат, находящийся в Немецком музее в Мюнхене.