Джирл Уокер - Новый физический фейерверк

Тут можно читать онлайн Джирл Уокер - Новый физический фейерверк - бесплатно ознакомительный отрывок. Жанр: sci-phys, издательство Манн, Иванов и Фербер, год 2019. Здесь Вы можете читать ознакомительный отрывок из книги онлайн без регистрации и SMS на сайте лучшей интернет библиотеки ЛибКинг или прочесть краткое содержание (суть), предисловие и аннотацию. Так же сможете купить и скачать торрент в электронном формате fb2, найти и слушать аудиокнигу на русском языке или узнать сколько частей в серии и всего страниц в публикации. Читателям доступно смотреть обложку, картинки, описание и отзывы (комментарии) о произведении.
  • Название:
    Новый физический фейерверк
  • Автор:
  • Жанр:
  • Издательство:
    Манн, Иванов и Фербер
  • Год:
    2019
  • Город:
    Москва
  • ISBN:
    9785001461852
  • Рейтинг:
    4/5. Голосов: 21
  • Избранное:
    Добавить в избранное
  • Отзывы:
  • Ваша оценка:
    • 80
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

Джирл Уокер - Новый физический фейерверк краткое содержание

Новый физический фейерверк - описание и краткое содержание, автор Джирл Уокер, читайте бесплатно онлайн на сайте электронной библиотеки LibKing.Ru
Эта книга поможет вам понять, как устроен окружающий мир и чем занимается физика как наука. Легким и неформальным языком она расскажет о физических законах и явлениях, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.

Новый физический фейерверк - читать онлайн бесплатно ознакомительный отрывок

Новый физический фейерверк - читать книгу онлайн бесплатно (ознакомительный отрывок), автор Джирл Уокер
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Иногда зимой на реках, там, где есть водовороты, образуются диски больших размеров. Если образовавшиеся выше по течению льдины попадают в водоворот, они постепенно объединяются в одну большую льдину, которую раскручивает вращающаяся вода. Когда вся остальная река застывает, вращение не дает замерзнуть воде на границе между этой льдиной и остальным ледяным покровом реки, а трение между ней и льдом вокруг постепенно сглаживает края льдины, превращая ее в круглый диск. Раскручивание может возникать, в частности, потому, что скорость течения у берегов меньше, чем вдали от них.

Когда на ледяное покрытие водоема действуют разнонаправленные силы (такое бывает, если, например, лед, под которым продолжает течь вода, примерзает к скале) изначально прямолинейная трещина, распространяясь по льду, меняет форму и становится волнообразной. Такие трещины иногда возникают на стеклянной пластинке, если ее пронести над нагревателем, что приводит к появлению в пластинке растягивающих напряжений. В зависимости от скорости движения пластинки трещина может быть прямой (малая скорость), волнистой (средняя скорость), либо трещина делится на две или четыре трещины (большая скорость).

При замерзании вода образует гексагональный кристалл. Ось, проходящую через центр кристалла перпендикулярно двум граням шестигранника, обозначают буквой c . Наиболее быстро кристалл растет параллельно граням шестигранника, в так называемых базисных плоскостях . Предположим, что кристалл начал расти, когда ось c направлена по вертикали, а базисная плоскость горизонтальна. Тогда кристалл растет в горизонтальной плоскости и поверхность льда остается плоской. Если же кристалл льда начал расти, когда ось c была направлена не вертикально, то он образует гребень на поверхности. Если несколько соседних кристаллов ориентированы подобным образом, на поверхности льда образуется несколько гребней.

4.21. Мутные кубики льда

Почему кубики льда мутные и есть ли способ сделать их прозрачными?

ОТВЕТ •Лед выглядит мутным, поскольку свет рассеивается на структурных несовершенствах и вкраплениях, имеющихся внутри льда. Некоторые вкрапления могут накапливаться в процессе замерзания. Например, в процессе замерзания примеси вблизи границы раздела между льдом и водой вытесняются в жидкость, а растворенный в воде воздух образует пузырьки. При дальнейшем замерзании в эти пузырьки попадает все больше воздуха. Пузырьки удлиняются, и постепенно их окружает лед. Таким образом, в направлении к центру возникают длинные канальчики (пустоты).

Граница раздела между водой и льдом может продвигаться, только если тепло отводится от нее к поверхности кубика, где оно уносится холодным воздухом. При продвижении границы раздела возрастает расстояние, необходимое для того, чтобы отвести тепло, и движение границы замедляется. Поэтому обычно вблизи центра ледяного кубика (где продвижение границы идет медленно) образовавшиеся пустые канальчики шире, чем у поверхности формочки (где граница движется быстро). Кроме того, радиус некоторых канальчиков непостоянен: он зависит от колебаний температуры в холодильнике. Форма воздушных пузырьков в замороженной соленой морской воде может быть более сложной, чем у льда из водопроводной воды. При идеальных условиях в «соленом» льде пузырьки могут образовывать крошечные спирали или располагаться зигзагом.

Чтобы лед был прозрачным, можно использовать дистиллированную воду, в которой меньше примесей. И ее надо кипятить примерно 15 минут, чтобы избавиться от большей части растворенного воздуха.

4.22. Фигуры внутри тающего льда

Почему, если лед (обычный кубик льда из холодильника или лед, образовавшийся в естественных условиях) поместить на яркое солнце или под инфракрасную лампу, внутри становятся видны небольшие геометрические фигуры? Джон Тиндаль, наблюдавший это явление в 1858 году, назвал их жидкими цветами , но теперь их обычно называют фигурами Тиндаля . Фигуры Тиндаля можно видеть невооруженным глазом, но, чтобы разглядеть детали, лучше воспользоваться лупой. Некоторые из фигур Тиндаля имеют гексагональную или простую овальную форму, другие напоминают листья папоротника.

ОТВЕТ •Появление фигур связано с проникновением в кристалл льда и поглощением им инфракрасного излучения солнечного света или лампы. В основном это излучение поглощается дефектами кристаллической структуры, то есть примесями, нарушениями в расположении атомов, границами между разными кристалликами льда, образовавшимися при замерзании. При поглощении инфракрасного излучения часть льда тает, образуя полости (вода плотнее льда), и испаряется в них. Это и есть фигуры Тиндаля, которые видны по контрасту с остальным льдом. Некоторые полости заполнены только водяным паром, другие содержат и жидкую воду, и пар. При интенсивном освещении, когда процессы таяния и испарения идут быстро, образуются ветвящиеся полости в форме листьев папоротника. Гексагональные полости появляются при не слишком сильном освещении. Овалы, наполненные водой, образуются из трещин, сжатых с противоположных сторон льдом. Вначале, как только инфракрасные лучи попадают на лед, может сразу появиться много фигур Тиндаля. Вероятно, это связано с тем, что при их образовании происходит снятие напряжений внутри льда.

4.23. Замерзание прудов и озер

Почему в местах с холодными зимами пруды, озера и другие водоемы начинают замерзать с поверхности воды? Если бы лед образовывался сначала на дне, живые организмы в этих водоемах, вероятно, не могли бы существовать. Что приводит к появлению на поверхности некоторых замерзших прудов и озер удивительных радиальных структур, напоминающих изогнутые спицы колеса или лепестки цветка?

ОТВЕТ •Вода в озере, охлаждающаяся, скажем, с 10°C и до точки замерзания, постепенно становится плотнее воды ближе ко дну и тонет. Однако, когда температура опускается ниже 4°C, дальнейшее охлаждение воды на поверхности приводит к уменьшению плотности воды в верхних слоях, которая теперь не тонет, а вплоть до замерзания остается наверху. Затем озеро начинает промерзать дальше. Однако для замерзания необходим отвод выделяющегося тепла от жидкой воды через слой льда. Когда толщина слоя льда увеличивается, замерзание замедляется или вообще останавливается. Говорят, что замерзание озера — самоограничивающийся процесс , то есть процесс, который сам останавливается. Таким образом, скорее всего, озеро до дна не промерзнет, и потому жизнь в нем сохранится.

Если бы озеро начинало замерзать со дна, не всегда лед, покрытый сверху водой, успевал бы растаять за лето. И тогда, по прошествии нескольких лет, многие открытые водоемы в странах с холодным климатом оставались бы замерзшими круглый год.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать


Джирл Уокер читать все книги автора по порядку

Джирл Уокер - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки LibKing.




Новый физический фейерверк отзывы


Отзывы читателей о книге Новый физический фейерверк, автор: Джирл Уокер. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Понравилась книга? Поделитесь впечатлениями - оставьте Ваш отзыв или расскажите друзьям

Напишите свой комментарий
x