"Почемучка" (объяснение явлений и предметов с физически грамотной точки зрения, но безо всяких формул)

ПОЧЕМУЧКА

объяснение явлений и предметов

с физически грамотной точки зрения, но безо всяких формул

ПОЧЕМУЧКА

• Как работает СИГНАЛИЗАЦИЯ?

• Как летает РАКЕТА?

• Как взлетает САМОЛЕТ?

• Как зовут ДЕДА МОРОЗА в разных странах?

• Почему ДНИ НЕДЕЛИ называются так, а не иначе?

• Что такое ЦВЕТОЧНЫЕ ЧАСЫ?

• Какие РАСТЕНИЯ самые-самые-самые?

• Какие ЖИВОТНЫЕ самые-самые-самые?

• Кто такие ПЕРЕЛЕТНЫЕ ПТИЦЫ?

• Почему ШИНЫ надувают ВОЗДУХОМ?

• Как работает ХОЛОДИЛЬНИК?

• Откуда берется ВЕТЕР?

• Как работают БАТАРЕЙКИ?

• Что такое ЗВУК?

• Как устроен магнитный КОМПАС?

• Почему ВЕСНОЙ около деревьев ЛУНКИ?

• Как работают СОЛНЕЧНЫЕ батареи

• Что такое приборы НОЧНОГО ВИДЕНИЯ

ПОЧЕМУ ШИНЫ НАДУВАЮТ ВОЗДУХОМ?

Чем отличаются друг от друга воздух, вода и камень? Простой вопрос, правда? Любой скажет, не задумываясь, что они во всём отличаются, совсем не похожи. Но дело в том, что всё их отличие связано только с одним свойством: с разным расстоянием между молекулами. В камне молекулы находятся близко одна к другой, поэтому сильно друг за дружку цепляются, в воде молекулы слабее сцеплены, а в воздухе они друг от друга далеко, движутся сами по себе, только изредка сталкиваясь.

Молекулы в камне похожи на солдат в строю, когда им скомандуют «вольно». Они могут поворачиваться, качаться, подпрыгивать, но с места далеко уйти не могут: каждую молекулу крепко держат её соседи.

В воде молекулы как люди в автобусе, не очень полно набитом. Они могут и качаться, и подпрыгивать, а могут и протискиваться в другое место.

В воздухе молекулы вообще соседей не замечают, так они друг от друга далеко, как несколько человек на большом стадионе. Они только иногда сталкиваются.

ПОЧЕМУ ШИНЫ НАДУВАЮТ ВОЗДУХОМ?

Именно поэтому через воздух идти легко, расталкивая молекулы в разные стороны. В воде идти гораздо труднее, а чтобы через камень пройти, надо специальное бурильное оборудование или взрывчатку.

Поэтому скульптору приходится долго обтёсывать камень, разрывая связи между молекулами, чтобы сделать нужную фигуру, а вода сама принимает форму плошки, в которую её налили. У воздуха же вообще формы нет.

Поэтому шины надувают воздухом, а не водой заливают или песком заполняют. Между молекулами воздуха много пустого места, и воздух легко сжать. А сжать камень может только великан в сказке. Воду сжать тоже только великану под силу. Ведь в камне или в воде молекулы-то уже очень близко друг к другу находятся. Их трудно оторвать друг от друга, но очень трудно и сделать их поближе друг другу. Не любят атомы и молекулы, когда их мнут и притесняют. Если их попытаться сблизить, чтобы атом на атом налез, то они будут очень этому противиться. На очень маленьком расстоянии атомы отталкиваются с огромной силой!

Шины смягчают поездку по неровной дороге, потому что все толчки достаются воздуху внутри неё: немного сблизятся молекулы воздуха в шине, затем снова разбегутся, и всё в порядке: сама машина почти не шелохнётся, и пассажиры чувствуют себя отлично.

КАК РАБОТАЕТ ХОЛОДИЛЬНИК?

"В нашей кухне целый год Дед Мороз в шкафу живёт!"

Что это такое?

Конечно, это - холодильник. Такую загадку отгадать легко, потому что все знают, что такое холодильник. Только живёт там не Дед Мороз, а электромотор. А ещё там живёт специальное вещество. Его называют холодильным агентом или, сокращенно, хладагентом . Агент - это тот, кто выполняет чьи-то поручения. А этот хладагент выполняет поручение по охлаждению морозилки. От морозилки и холодно во всём холодильнике. Как же это удаётся сделать?

Ты знаешь, что, когда вода кипит, то какой бы ни был сильный огонь, её температура не станет выше 100 градусов? Весь жар от огня уходит на то, чтобы отрывать молекулы друг от друга, когда жидкая вода превращается в газ - водяной пар.

КАК РАБОТАЕТ ХОЛОДИЛЬНИК?

В холодильнике электромотор перекачивает по трубочкам хладагент, заставляя его то превращаться в жидкость, то превращаться в газ. А когда жидкость превращается в газ, ей требуется очень много тепла, чтобы побороть силы, связывающие молекулы. Холодильник так устроен, что это тепло хладагент забирает у морозилки. В результате молекулы морозилки движутся еле-еле, ведь вся их энергия уходит на отрыв молекул хладагента друг от друга. Раз они движутся медленно, значит температура там очень низкая, и всё в морозилке замерзает. А именно это и нужно.

После морозилки холодильный агент движется дальше по трубочкам и снова превращается в жидкость. Происходит это в другом месте холодильника, например, вблизи его задней стенки, ближе к полу. Для того чтобы хладагент стал жидким, его молекулы должны приостановиться и зацепиться друг за друга. Раз они приостанавливаются, то становятся холоднее, а "лишнее" тепло, ранее отобранное у морозилки, передаётся тому, что вокруг. Холодильник, охлаждая морозилку, нагревает стенку, около которой стоит, и воздух в кухне.

Так что холодильник не создаёт мороз. Он только перекачивает тепло из одного места в другое. И в морозилке становится меньше тепла, а в кухне, где стоит холодильник - больше.

ОТКУДА БЕРЕТСЯ ВЕТЕР?

Ветер (или вихрь) очень часто бывает сказочным героем. Вспомни "Сказку о мёртвой царевне и о семи богатырях" ("Ветер, Ветер, ты могуч...") или "Вихревы подарки". Может быть, ты сам вспомнишь какие-то сказки, где участвует ветер? Я думаю, ветер в сказки попал потому, что он кажется явлением несколько таинственным. Совершенно безветренные дни встречаются очень-очень редко, сам по себе ветер - обычное дело. А вот откуда он берётся? Непонятно!

Наша планета Земля укутана толстым слоем воздуха. Его называют атмосферой. А Земля наша очень большая, и поэтому очень разная. На экваторе всегда стоит жара, воздух там очень сильно разогревается. А на Северном и Южном полюсах лёд не тает ни зимой, ни летом. Там воздух всегда остывает. Над океанами воздух пропитывается влагой, а над громадными пустынями он сильно высыхает. Там, где растут непроходимые джунгли (например, в Южной Америке на реке Амазонке) в воздух попадает много кислорода. А там, где много городов и дымящих заводов, воздух пачкается дымом, гарью и копотью.

А воздух - это ведь газ, в нём молекулы летают свободно, в нём нет никаких стенок или границ. Наоборот, воздух стремится стать везде одинаковым. И это движение воздуха, его стремление перемешаться и стать везде одинаковым и есть ветер. Если бы солнце, земля и океаны оставили воздух в покое, то через некоторое время у него всюду стала бы одинаковая температура и влажность, а ветры бы затихли навсегда.

Но воздуху стать одинаковым никак не получается. Слишком уж неодинаковая везде земля и вода, слишком по-разному везде греет солнце. Именно из-за солнца ветр а на нашей планете не могут утихнуть.

КАК РАБОТАЮТ БАТАРЕЙКИ?

Электрические батарейки - очень полезная вещь. Многие игрушки работают от батареек, и это очень удобно. Батарейка делает электрический ток: крутятся колёса у машинки, ходят часы, играет плеер.

И батарейка может "садиться". Что значит "садиться"? Такое слово используют, чтобы показать, что батарейка расходует свою энергию. Так человек, когда начинает уставать, стремится куда-нибудь присесть. Когда всю энергию батарейка истратит, то перестанет работать, больше не сможет электрический ток делать. Что же в ней происходит?

Сегодня мы узнаем про пальчиковую батарейку.

Её так назвали, потому что она похожа на пальчик. Внутри у неё - два цилиндрика, вставленные один в другой. Между цилиндриками - специальный раствор или паста. От одного цилиндрика к другому и течёт электрический ток. Например, от одного цилиндрика по проводу ток идёт в моторчик машинки, крутит колёса, и дальше по проводу подходит к другому цилиндрику. Электрический ток в проводах - это движение электронов, а в растворе между цилиндриками - это движение ионов. Всё самое интересное происходит на этих цилиндриках, где движение электронов превращается в движение ионов.

КАК РАБОТАЮТ БАТАРЕЙКИ?

Цилиндрики сделаны из разных веществ. Один из них сделан из металла. Например, цинка. В металле много электронов гуляет свободно. Это значит, что атомы металла превратились в ионы. Ионы в несколько тысяч раз тяжелее электронов, их трудно сдвинуть с места, и в электрическом токе в самом металле они не участвуют. Ток по металлам переносится электронами. А в батарейке этот металл одним боком мокнет в растворе. В результате часть ионов из металла попадает в раствор. И в металле остаются "лишние" свободные электроны. Общий заряд электронов становится больше, чем у ионов. Такой беспорядок в природе долго существовать не может.

Электроны отправляются на поиски положительных ионов. Но через раствор-то они пройти не могут, у них один путь - через провода, через моторчик, покрутив колёса, электроны попадают на другой цилиндрик батарейки. А второй цилиндрик батарейки сделан из другого вещества. Это такое вещество (например, соединение марганца с кислородом), которое охотно выхватывает ионы из раствора, и с помощью электронов, пришедших по проводам, образует с ними какое-то новое вещество, соединяя электроны с ионами и со своими атомами.

Вот так и поддерживается электрический ток.

Один цилиндрик батарейки отдаёт положительные ионы в раствор, а электроны в провода, а другой хватает ионы из раствора, а электроны из проводов и соединяет их в новое вещество. И по мере работы батарейки портятся оба цилиндрика и раствор между ними.

А когда окончательно испортятся, то и говорят, что батарейка "села".

ЧТО ТАКОЕ ЗВУК?

Звук - это, конечно, то, что мы слышим. А что же мы слышим? Что такое попадает к нам в уши?

Наверняка ты видел волны на воде. Волны бывают и от брошенного камешка, и от ветра, и от проходящего мимо корабля. Что такое эти волны? Да это просто бугры и впадины, которые бегут по воде. Волны на воде - это чудесные волны, таких мало, почти и совсем нет. Присмотрись к ним повнимательней при первой же возможности. Вообще в природе очень много явлений, похожих на волну, но таких, чтобы можно было своими глазами увидеть бегущие бугры и впадины, совсем мало.

Оказывается, что звуки - это тоже волны, только бегущие в воздухе. Мы не видим "бугров" и "впадин" в воздухе, потому что мы вообще воздух почти не видим. А "бугры" в воздухе - это места, где воздух погуще, а "впадины" - это места, где воздух пореже. Воздух - это же газ, он очень упругий. В местах, где он стал погуще, молекулы сталкиваются почаще и стремятся поэтому разлететься, стать пореже. А в места, где воздух стал пореже, набегают молекулы из соседних мест, и воздух там становится погуще. Эти чередования густого и редкого воздуха мы не видим, и это хорошо, а то нам трудно было бы различать предметы при сильном шуме. Зато мы можем их слышать.

ЧТО ТАКОЕ ЗВУК?

Ухо человека устроено очень сложно, мы узнаем только про одну его часть, которая первой откликается на звук. Это барабанная перепонка - очень тоненькая натянутая плёночка. Эта плёночка под напором густого воздуха прогибается сильно, а от редкого воздуха прогибается слабо. Затем этот прогиб барабанной перепонки усиливается и превращается в специальные сигналы, которые несутся в мозг. Наверное, ты знаешь, что головной мозг - это то, чем мы думаем, помним, фантазируем. Он умеет очень многое, в том числе и понимать сигналы, приходящие от ушей. Он выделяет из них речь, пение птиц, шум ветра и прочие звуки нашего мира, которые на самом деле - только волнообразное чередование "густого" и "редкого" воздуха.

Так же, как человек видит не все фотоны, он слышит не все звуки. Если в воздухе "бугры" и "впадины" сменяют друг друга чаще, чем 20 тысяч раз в секунду, то человек перестаёт такой звук слышать - барабанная перепонка просто не поспевает за такими быстрыми изменениями. Такие звуки называют ультразвуком . Но кое-кто эти звуки слышит хорошо. Летучие мыши с помощью ультразвука находят в полной темноте ночных мотыльков. Уши заменяют им глаза. И если "бугры" и "впадины" меняются слишком медленно - меньше, чем 20 раз в секунду, то человек тоже перестаёт их слышать. Эти "медленные" звуки называют инфразвуком . Инфразвуки используют, например, слоны. Главная слониха в стаде издаёт специальные инфразвуковые сигналы, чтобы никто не потерялся.

КАК УСТРОЕН МАГНИТНЫЙ КОМПАС?

Придумали компас в Китае две тысячи лет назад.

Компас очень похож на обыкновенные часы: такая же круглая коробочка с ремешком, чтобы носить на руке. Сверху у этой коробочки - стекло, чтобы было хорошо видно, что же там, внутри. А внутри по кругу нанесены штрихи и в центре - стрелка. Если часы исправны, то специальный механизм заставляет стрелки постоянно двигаться по кругу. А в компасе никакого механизма нет, и стрелка там всегда только одна. Показывает эта стрелка не время, а направление.

Стоит только освободить стрелку компаса, как она тут же повернётся и покажет одним концом на север, а другим - на юг. Можно сколько угодно крутить коробочку компаса, но у этой стрелки стойкий характер: она будет упорно поворачиваться, чтобы один кончик протянуть на север, а другой - на юг.

Компас и его волшебная стрелка - верный спутник всех путешественников. Там, где нет никаких дорог и указателей - в морях и лесах, в горах и пустынях - она помогает выбрать правильное направление: куда идти или плыть, чтобы добраться до нужного места.

КАК УСТРОЕН МАГНИТНЫЙ КОМПАС?

Откуда же компас знает о том, где север и где юг?

Здесь нам придётся вспомнить о магнитах. Магнит - это особое железо. На вид (и на вкус, и на запах) оно ничем не отличается от простого, немагнитного железа. Его можно распознать только с помощью другого магнита или куска железа.

Если магнит к простому железу приблизить, то он к нему притянется и крепко-крепко прилипнет. Так привешивают украшения на дверцу холодильника.

А вот если магнит к магниту поднести, то можно увидеть кое-что странное. Если одной стороной поднести, то магнит, как живой, будет от другого магнита отворачиваться и даже из рук выскакивать. А если противоположной стороной поднести - будет прилипать. У магнитов разные стороны имеют и разные свойства: одна - чтобы прилипать, а другая - чтобы отворачиваться.

Вот только заранее не понятно, какой именно стороной он будет прилипать, а какой - отворачиваться. На вид они совершенно одинаковые. Поэтому, когда изготавливают магниты для уроков физики, то их красят: одну половину в синий цвет, а другую - в красный. Так красят, что синий от синего и красный от красного будут отворачиваться, а красный к синему - прилипать.

КАК УСТРОЕН МАГНИТНЫЙ КОМПАС?

Работа маленькой стрелки в компасе - это действие двух магнитов. Во-первых, сама эта стрелка - магнит, а, во-вторых, вся наша планета Земля, на которой мы живём, - тоже магнит. Если бы её, нашу прекрасную планету, раскрашивали, как лабораторный магнит для урока физики, то Северный полюс (одну макушку) покрасили бы в синий цвет, а Южный полюс (противоположную макушку) - в красный. И вот, крошечная магнитная стрелочка, закованная в коробочку компаса, чувствует, что рядом с ней - огромный магнит-Земля, и протягивает ей свою ручку. Стрелка у компаса тоже бывает раскрашена: одна половинка в синий цвет, а другая - в красный.

И поворачивается она красной "ручкой" в направлении "синей" макушки Земли - к Северному полюсу. В это время её "синяя" рука от северной "синей" макушки отворачивается и показывает в сторону прямо противоположную - на юг, к Южному полюсу, к "красной" макушке Земли.

Одна беда с компасом: его стрелку можно обмануть, если рядом положить другой магнит или железный предмет. Стрелка тут же повернётся к тому магниту, который рядом, и укажет на него, забыв о том, где север и где юг. (Так "испортил" компас один злодей в замечательной книге Жюля Верна "Пятнадцатилетний капитан")

Поэтому компасом совершенно нельзя пользоваться там, например, где есть крупные залежи железной руды. Такие места так и называют: магнитные аномалии, то есть магнитные "ненормальности", потому что магнитная стрелка ведёт себя там "ненормально", и по ней нельзя узнать направление на север.

Вот и весь секрет компаса: маленькая магнитная стрелка всегда поворачивается к ближайшему магниту.

Если этот ближайший магнит - планета Земля, то тогда она показывает, где север и где юг.

ПОЧЕМУ ВЕСНОЙ ОКОЛО ДЕРЕВЬЕВ ЛУНКИ?

По календарю весна приходит в марте. А как определить, что она приходит на самом деле, по каким приметам? Ведь в марте на земле и на крышах ещё лежит белый снег, деревья стоят голые, без листьев: совсем как зимой. И птицы ещё не прилетели, и одеваемся мы всё ещё по-зимнему. Но выйдешь в ясный день во двор, а там небо голубое-голубое, чистое-чистое, понюхаешь: весной пахнет! Может быть, это и есть первая весенняя примета? А может быть, первая примета - это сосульки? Вот свесились с крыши и капают изо всех сил. Да, похоже, что весна. А у школьников каникулы весенние на носу. Тоже похоже на примету. Так как же, а?

На самом деле все весенние приметы начинаются не на Земле, они начинаются в космосе. Наша планета Земля катится вокруг Солнца и добирается до того места, где начинается космическая весна. Это место на орбите называется точкой весеннего равноденствия . Случается это каждый год в одно и то же время - 20-21 марта. Тогда день равен ночи и начинается самое светлое время года: после 21 марта день становится всё длиннее и длиннее, а ночь всё съёживается да укорачивается.

Так вот что такое первая весенняя примета: солнце начинает дольше хозяйничать в небе и больше греть. Ведь солнце не только светит, но ещё и греет.

А как же оно греет? На него руки не положишь, тем более, что там температура шесть тысяч градусов. Ты скажешь, что солнечные лучи нас греют. Это верно. Но помнишь, что такое тепло? В нагретом предмете молекулы и атомы движутся быстрее, чем в холодном. Как же солнечные лучи заставляют молекулы быстрее двигаться?

Солнечные лучи - это свет, а свет - это фотоны, которые летят к нам от Солнца. Атомы и молекулы могут эти фотоны проглатывать. Так и говорят: свет поглощается . При этом вся энергия фотона оказывается внутри молекулы. А молекулы не любят эту энергию хранить. Они её либо назад выплёвывают, и тогда фотон летит в обратную сторону (говорят, что фотон отражается ), либо по мелочам соседям раздают, и тогда все молекулы в округе начинают двигаться быстрее. А это и есть нагревание!

ПОЧЕМУ ВЕСНОЙ ОКОЛО ДЕРЕВЬЕВ ЛУНКИ?

Вот так нагревают солнечные лучи: энергия тех фотонов, которые не отразились, превращается в движение молекул. Если бы все фотоны отражались, то нагрева никакого бы не было. Так вот, от белых предметов фотоны почти все отражаются, а в чёрных почти все поглощаются. Это значит, что тёмные предметы на солнце нагреваются больше.

При чём же здесь лунки около стволов деревьев?

А вот при чём: снег - белый, фотонов не поглощает, поэтому он почти не нагревается солнечными лучами. А стволы деревьев часто бывают тёмными и чёрными. Они нагреваются хорошо. И вокруг этих нагретых стволов тает снег, как около печек. Точно так же образуются проталинки весной вокруг шишек и веток, упавших на снег. Вокруг пеньков и камней тоже лунки. Вот чему воробьи радуются: солнце долго хозяйничает в небе, успевает нагреть стволы и ветки деревьев. А они на тёплых веточках сидят, отогревают промерзшие за зиму лапки и кричат во всё горло: весна идёт!

Только сразу становится жалко белого медведя. Он ведь среди льдов и снега живёт. Холодно ему там: шуба у него белая, плохо солнцем нагревается. Но он хитрый очень, этот белый медведь: под белой шерстью у него кожа чёрная, как у настоящих африканских жителей. А шерсть у него светлая только для маскировки, чтобы легче было охотиться. Так что африканские краски можно и на Северном полюсе найти, надо только знать, где искать.

Как работают СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ?

Солнечная батарея состоит из множества солнечных элементов,

в каждом из которых энергия света непосредственно превращается в электрическую энергию.

Это совсем несложно, только для изготовления солнечного элемента нужно найти вещество с подходящими свойствами.

Свет - это поток частиц под названием фотоны . Фотоны, столкнувшись с каким-либо веществом, могут поглотиться молекулами или атомами этого вещества.

Видел ли ты когда-нибудь, как художники рисуют Робина Бобина? (Это тот самый, который "скушал сорок человек, и корову, и быка, и кривого мясника".) Они рисуют его очень толстым. И чем больше он съедает, тем больше толстеет. Нечто похожее происходит и с атомами. Когда атом поглощает фотон, то он "толстеет", становится больше.

Как же атом может растолстеть? Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся вокруг ядра. Ядро как бы окутано электронным "облачком". Так вот, когда атом поглощает фотон, это электронное облачко и раздувается. (Электроны начинают двигаться на большем расстоянии от ядра.) Так "толстеет" атом. Чем больше энергия у фотона, который он проглотил, тем больше он "растолстеет". И вполне возможно, что атом настолько увеличится в размере, что может некоторые свои электроны совсем потерять, как Робин Бобин пуговицы на жилете, когда он проглотил "церковь, дом и кузницу с кузнецом": жилет лопнул и пуговицы отскочили.

Как работают СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ?

Вот на этом свойстве и основано действие солнечной батареи. Нужно подобрать такое вещество, чтобы его атомы, поглощая фотоны солнечного света, сильно "толстели" и теряли бы свои электроны. Тогда электроны становились бы свободными. А свободные электроны - это и есть возможность создать электрический ток.

Таких веществ немало. Одно из самых распространённых - кремний, который входит в состав обыкновенного речного песка. Кремний и можно использовать для создания элементов солнечных батарей. На свету в солнечных элементах накапливаются свободные электроны, которые отскакивают от "растолстевших" атомов. Если эти элементы соединить проволочками с тем местом, где электронов мало, то накопившиеся электроны потекут туда, как вода под уклон. Вот и появится электрический ток.

Солнечные батареи выглядят как плоские панели. Хороши они тем, что просты, надёжны и долговечны. Ведь в них нет никаких трущихся и движущихся частей, которые могут испортиться от трения или сломаться. Они могут быть очень маленькими, если нужно мало энергии (например, для калькулятора). А самое главное - они не загрязняют окружающую среду. При работе солнечной электростанции нет совершенно никакой грязи: нет дыма и копоти, как от тепловой электростанции, нет радиоактивных отходов, как от электростанции атомной. Одно только плохо: она не работает в пасмурный день и ей нужны большие свободные поверхности для размещения солнечных элементов. Поэтому с таким удовольствием используют солнечные батареи в космосе: туч и облаков там нет, а свободного места сколько угодно. Солнечные батареи - главные источники энергии для околоземных спутников и космических станций.

Что такое ПРИБОРЫ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ?

Человек хорошо видит днём, когда вокруг много света. Он видит, где какой предмет, какой формы, какого цвета. Вечером человек тоже видит, где какой предмет. Он, правда, перестаёт различать цвета, но ориентироваться может очень легко. Гораздо хуже ночью, особенно если и луна не светит, и фонари не горят, и с собой фонарика нет.

А есть такие устройства, которые позволяют в полной темноте видеть очень далеко вокруг - на сотню метров и больше. Они так и называются: приборы ночного видения .

Эти приборы используют те фотоны, которые глаз человека совсем не видит, ни днём, ни вечером. Это "инфракрасные" фотоны. "Инфракрасные" фотоны излучаются всеми тёплыми предметами. Предметы с разной температурой излучают разное количество этих фотонов и с разной энергией. А тёплые предметы есть даже зимой. Для прибора ночного видения "тёплым" считается любой объект, если у него температура выше, чем минус 20 градусов! Для человека это порядочный мороз, а для него - нечто тёпленькое.

Прибор ночного видения немного напоминает бинокль, но в нём человек смотрит на специальный экранчик, где появляется картинка. А вокруг ему смотреть незачем - там ведь темно!

Что такое ПРИБОРЫ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ?

Откуда же картинка на экране? В приборе ночного видения "инфракрасные" фотоны попадают на специальные детекторы, похожие на элементы солнечных батарей. Эти детекторы маленькие, но их очень много. Каждому достаются фотоны от маленького кусочка полной картинки, которую "видит" прибор. В детекторах при поглощении "инфракрасных" фотонов накапливаются свободные электроны. В каждом таком детекторе накопится тем больше электронов, чем больше фотонов туда попадёт. Устройство, которое управляет экранчиком, зажигает на нём элемент за элементом, создавая цельное изображение.

Каждому элементу соответствует свой детектор. Чем больше электронов накопилось в детекторе, тем ярче загорится в этом месте экран. Поэтому человек будет изображён ярким силуэтом, а дерево - тёмным. Кошка будет ярче человека, потому что у неё от природы температура тела выше. У автомобиля будет ярче передняя часть, где расположен горячий работающий мотор. Конечно, такая картинка отличается от того, что мы видим днём.

Прибор ночного видения показывает не у кого какой цвет, а у кого какая температура. Но если немного потренироваться, то можно легко ориентироваться с его помощью.

КАК РАБОТАЕТ СИГНАЛИЗАЦИЯ?

Существуют самые разные устройства, предохраняющие от воров. Самое древнее из них - это сторожевая собака. Потом придумали замки и засовы, а затем и другие полезные приспособления.

Давай познакомимся с простейшим сигнальным устройством, которое может сообщить, что в помещении появился человек.

Что человеку труднее всего скрыть? Он может спрятать своё лицо, он может двигаться совершенно бесшумно, он может заглушить свой запах, но ему чрезвычайно трудно спрятать то, что у него температура тела постоянна. В любом случае, как бы он ни прятался, у его тела - 36,6 градусов тепла (если, конечно, он здоров), поэтому человек в большом количестве излучает "инфракрасные" фотоны.

Сигнальное устройство может быть настроено на приём этих фотонов. Как только в его поле зрения попадает тёпленький грабитель, в детекторе сигнального устройства вырабатывается электрический ток, который и включает тревогу.

Однако если кто-то заглядывает в окно, то это устройство не сработает, потому что оконное стекло очень плохо пропускает "инфракрасные" фотоны.

КАК ЛЕТАЕТ РАКЕТА?

Русское слово "ракета" произошло от немецкого слова "ракет".

А это немецкое слово - уменьшительное от итальянского слова "рокка",

что значит "веретено". То есть, "ракета" означает "маленькое веретено", "веретёнце".

Связано это, конечно, с формой ракеты:

она похожа на веретено - длинная, обтекаемая, с острым носом.

Ракеты человек изобрёл очень давно. Их придумали в Китае много сотен лет тому назад. Китайцы использовали их для того, чтобы делать фейерверки. Они долго держали в секрете устройство ракет, им нравилось удивлять чужестранцев. Но некоторые из этих удивлённых чужестранцев оказались людьми очень любознательными. Вскоре во многих странах научились делать фейерверки и праздничным салютом отмечать торжественные дни.

Долгое время ракеты служили только для праздников. Но потом их стали использовать на войне. Появилось ракетное оружие. Это очень грозное оружие. Современные ракеты могут точно поразить цель на расстоянии в тысячи километров.

А в XX веке школьный учитель физики Константин Эдуардович Циолковский (наверное, это самый знаменитый учитель физики!) придумал ракетам новую профессию. Он мечтал о том, как человек станет летать в космос. Он назвал нашу планету колыбелью человечества. Для того, чтобы выйти из этой колыбели и начать шагать в космическом пространстве, и нужны ракеты. К сожалению, Циолковский умер до того, как первые корабли отправились в космос, но его всё равно называют отцом космонавтики.

КАК ЛЕТАЕТ РАКЕТА?

Почему так трудно полететь в космос?

Дело в том, что там нет воздуха. Там пустота, она называется вакуум . Поэтому там нельзя использовать ни самолёты, ни вертолёты, ни воздушные шары. Самолёты и вертолёты при взлёте опираются на воздух. Воздушный шар поднимается в небо, потому что он лёгкий и воздух выталкивает его вверх. А вот ракете, чтобы взлететь, воздух не нужен. Всё, что ей нужно для полёта, у неё с собой.

Какая же сила поднимает ракету?

Эта сила называется реактивной. Реактивный двигатель устроен очень просто. В нём есть специальная камера, в которой сгорает топливо. При сгорании оно превращается в раскалённый газ. А из этой камеры есть только один выход - сопло , его направляют назад, в сторону, противоположную движению. Раскалённому газу тесно в маленькой камере, и он с огромной скоростью вырывается через сопло. Стремясь поскорее выбраться наружу, он со страшной силой отталкивается от ракеты. А поскольку ракету ничто не держит, то она и летит туда, куда её толкает газ: вперёд. Есть ли вокруг воздух, нет ли воздуха - для полёта совсем не важно. То, что её поднимает, создаёт она сама. Только газу нужно энергично отталкивался от ракеты, чтобы силы его толчков хватило на подъём. Ведь современные ракеты-носители могут весить по три тысячи тонн! Это много? Очень много! Грузовик, например, весит "всего" пять тонн.

Форма ракеты (как веретёнце) связана только с тем, что ей приходится по дороге в космос пролетать через воздух. Воздух мешает лететь быстро. Его молекулы стукаются о корпус и тормозят полёт. Для того, чтобы уменьшить воздушное сопротивление, форму ракеты и делают гладкой и обтекаемой.

КАК ВЗЛЕТАЕТ САМОЛЕТ?

Один из первых самолётов, построенный братьями Райт в самом начале XX века, продержался в воздухе всего 59 секунд. Но это была самая настоящая революция в технике: в небо поднялся аппарат тяжелее воздуха! Первые полёты самолётов казались чудом, фокусом. На них ходили смотреть, как на цирковое представление. Действительно, чудо: в лёгком, текучем воздухе взлетает пилот на тяжеленной машине.

Какая же сила помогает самолёту?

Эту силу так и назвали - подъёмная . А возникает она только тогда, когда самолёт разгонится до определённой скорости. Если самолёт стоит на месте, то никакой подъёмной силы нет! Именно поэтому на аэродромах есть взлётно-посадочные полосы . По такой полосе самолёт разбегается, пока не появится подъёмная сила. Именно она отрывает самолёт от земли. Взлётные полосы делают прочными, гладкими и, конечно, достаточно длинными, даже с запасом.

Откуда же возникает подъёмная сила?

Её создаёт воздух. Когда самолёт неподвижен, то молекулы воздуха со всех сторон налетают на него, стукают по крыльям и фюзеляжу, отскакивают и снова налетают. Причём они со всех сторон стукают по нему одинаково - и сверху, и снизу. Поэтому и нет никакой подъёмной силы. Когда же самолёт быстро движется, то дело обстоит совсем по-другому.

КАК ВЗЛЕТАЕТ САМОЛЕТ?

Есть два объяснения, откуда же появляется подъёмная сила.

Объяснение первое - для крыльев, которые сверху более выпуклые, чем снизу. Здесь подъёмная сила возникает из-за этой формы крыла. Её делают такой, чтобы путь молекулы воздуха сверху крыла был длиннее, чем снизу. Когда самолёт набрал скорость, как там у молекул обстоят дела? Все молекулы воздуха находятся в непрерывном движении, но они движутся с разными скоростями: кто-то быстрее, кто-то медленнее. Путь под крылом короче, там можно двигаться не спеша, значит там больше молекул успеют стукнуть по самолёту: и быстрые смогут, и медленные достанут. Путь над крылом длиннее, чтобы пройти его, надо быстрее двигаться. Медленные молекулы, обтекая крыло сверху, просто не успевают по нему стукнуть. И чем быстрее движется самолёт, тем меньше молекул успевает стукнуть по крылу сверху. Так вот и получается, что снизу его толкают больше. Поэтому объединёнными усилиями молекул воздуха самолёт постепенно поднимается вверх.

Второе объяснение - для крыльев, которые выглядят одинаково сверху и снизу. Для того, чтобы возникла подъёмная сила, такое крыло нужно расположить под углом к набегающему потоку воздуха. Этот угол называется углом атаки. Самолёт атакует воздух! А воздух "упирается" в нижнюю часть крыла. Молекулы воздуха стукают по крылу снизу больше, чем сверху, и так создают подъёмную силу. Молекулы-то маленькие, их и не видно, но зато их очень много. Удар одной молекулы ничего не значит, но когда они всем скопом накидываются, то могут поднять в воздух огромный лайнер, много людей и грузов.

КАК ЗОВУТ ДЕДА МОРОЗА В РАЗНЫХ СТРАНАХ?

На новогодних праздниках Дед Мороз появился в конце XIX века.

Он приходит поздравить с наступающим Новым годом и Рождеством

и, как правило, приносит подарки.

Но зовут этого старца по-разному...

В США, Канаде, Великобритании и странах Западной Европы его зовут Санта-Клау с. Он одет в красную курточку, отороченную белым мехом и в красные шаровары. На голове - красный колпак.

В Швеции два Деда Мороза: сутулый дед с шишковатым носом — Юлтомтен и карлик Юлниссаар . И тот, и другой под Новый год ходят по домам и оставляют подарки на подоконниках.

На Кипре Деда Мороза зовут Василий . Дети поют в Рождество такие песни-просьбы: «Святой Василий, счастье подари, Исполни все мои желания! Да будет славно Рождество!»

В Финляндии новогоднего деда зовут Йоулупкки . Он носит высокую конусообразную шапку, длинные волосы и красную одежду. Его окружают гномы в островерхих шапочках и накидках, отороченных белым мехом.

А в Эстонии Деда Мороза зовут Йыулувана и он похож на своего финского родственника.

Во Франции тоже два Деда Мороза. Одного зовут Пэр-Ноэль , что означает «Отец Рождество». Он добрый и приносит детям в корзине подарки. Второго зовут Шаланд . Этот бородатый старик носит меховую шапку и теплый дорожный плащ. В его корзине спрятаны розги для непослушных и ленивых детей.

В Италии к детям приходит старушка Бефана . В новогоднюю ночь она прилетает в дома через дымоход и приносит хорошим детям подарки, а непослушным достается только зола.

КАК ЗОВУТ ДЕДА МОРОЗА В РАЗНЫХ СТРАНАХ?

На Руси знаменитый дедушка, Дед Мороз , Мороз Красный нос, Мороз-воевода, - это Святитель Николай, Николай Чудотворец. Его одеждой уже издавна является длинная красная с белым шуба. У Деда Мороза длинная белая борода, в руках - посох. Приходит он в гости не только с подарками, но и со своей внучкой Снегурочкой .

В Румынии "снежного дедушку" зовут Мош Джерилэ . Он очень похож на нашего Деда Мороза.

В Монголии Дед Мороз похож на пастуха. Он одет в мохнатую шубу и большую лисью шапку. На боку у него табакерка, кремень и огниво, а в руках - длинный кнут.

В Узбекистане его зовут Кербобо . Он одет в полосатый халат и красную тюбетейку. В кишлаки Кербобо въезжает на ослике, навьюченном мешками с новогодними подарками.

В мусульманские страны в начале мая приходит с подарками свой старичок по имени Хызыр Ильяс . Носит он красный колпак, обвитый зеленым шарфом и зеленый халат, на котором вышиты цветы.

ПОЧЕМУ ДНИ НЕДЕЛИ НАЗЫВАЮТСЯ ТАК, А НЕ ИНАЧЕ?

В Х веке с принятием христианства в Древнюю Русь пришло летоисчисление, применявшееся римлянами, юлианский календарь , римские названия месяцев и семидневная неделя, но названия дней недели - седмицы - остались свои.

Седмица начиналась с недели (в этот день «нет дел»); понедельник - первый день после недели; вторник - второй; среда - средний; четверг - четвертый; пятница - пятый; суббота получила название от еврейскоro слова «саббат» (шабат) - день покоя.

О днях недели существует множество рожденных в народе примет. Например :

В понедельник чихнешь - подарок на неделю.

В понедельник деньги выдавать - всю неделю расходы.

В дорогу отъезжай во вторник либо в субботу, так как эти дни легки.

Что Бог не даст, а в среду не прясть.

Кто в пятницу дело начинает, у того оно будет пятиться.

В понедельник, среду и пятницу никакого дела не начинай.

От субботней расправы уйду - воскресенье переживу.

Что такое ЦВЕТОЧНЫЕ ЧАСЫ?

Время можно определять не только по будильнику или настенным часам. Если ты вышел на прогулку и хочешь узнать, который час, то тебе могут помочь... цветы.

Дело в том, что разные цветы открываются и закрываются в определенное время суток. Конечно, с точностью до минуты время они не подскажут, но приблизительно определить, который час, все же возможно.

• В 5 часов открывается шиповник и мак .
• В 6 часов расцветает одуванчик .
• В 8 часов раскрывает свой венчик вьюнок .
• В 9 часов просыпается полевая гвоздика .
• В 10 часов закрывается цикорий.
• В13 часов засыпают полевая гвоздика и одуванчик .
• В 14 часов закрываются маки .
• В 17 часов закрываются незабудки .
• В 17-18 часов вновь раскрывается цикорий .
• В 18 часов опускаются под воду кувшинки .
• В 19-20 часов закрывается шиповник .
• В 21 час засыпает кислица .

Какие РАСТЕНИЯ самые-самые-самые?

• САМОЕ быстрорастущее среди растений - это бамбук . За одни сутки он вырастает примерно на метр.
• САМОЕ маленькое растение - это цветок Вольфия . Он состоит из крошечного листочка и корешка, погруженного в воду. Вольфия цветет так редко, что многие ботаники гоняются за ее цветком всю жизнь, но им так и не удается найти его… Ведь весь-то цветок - с булавочную головку.
• САМЫЙ большой в мире цветок - это Раффлезия Арнольди . Растет он на островах Индонезии - прямо на земле безо всякого ствола. Весит цветок более 10 килограммов и имеет в поперечнике более метра. Любопытно что этот гигант вырастает из самого крошечного из всех известных семечка: оно так мало, что его трудно разглядеть невооруженным глазом.
• САМОЕ шумное дерево - это так называемое пушечное дерево , растущее в Гвиане. Плоды его представляют собой круглые шары до 18 см в диаметре. Они свешиваются со ствола на толстых петлях. Подует ветер, и шары начинают биться о ствол и друг о друга с пушечным грохотом.
• САМОЕ твердое дерево - это береза Шмидта . Ее не пробьет пуля а самый острый топор затупится, не причинив дереву вреда. Растет береза Шмидта только в России, в Приморье, в заповеднике Кедровая падь.

Какие ЖИВОТНЫЕ самые-самые-самые?

• САМОЕ удивительное животное - это як . Он имеет голову коровы, хвост лошади, скелет бизона, шерсть козла, рога быка и плюс ко всему еще хрюкает, как свинья.
• САМЫЙ крупный в мире хищник - это медведь-кодьяк . Длина его более трех метров, а вес свыше 700 килограммов.
• САМЫЙ толстокожий - не слон, а нильский бегемот . У него толщина кожи доходит до 2,5 сантиметра (у слона - 1,8 сантиметра, у носорога - 2 сантиметра).
• САМЫЙ " непотопляемый " среди сухопутных животных - дикобраз . Он вообще не может утонуть: полости его многочисленных игл заполнены воздухом.
• САМЫЙ крепкий сон - у суслика . Во время зимней спячки его можно вынуть из норки, катать, словно шар, тормошить как угодно - он не проснется. Желтый суслик спит девять месяцев в году.

Кто такие ПЕРЕЛЕТНЫЕ ПТИЦЫ?

Птицы, которые каждый год перемещаются из мест гнездования в область зимовок и возвращаются обратно, называются ПЕРЕЛЕТНЫМИ .

Они составляют более трети от общего числа птиц.

Многие птицы в летний период размножаются там, где больше корма и меньше хищников, а на зиму улетают в места с более теплым климатом.

Главные пути сезонных перемещений соединяют Евразию и Африку, Евразию и Юго-Восточную Азию и Австралию, а также Северную и Южную Америку. Обычно путь перелета - кратчайшее расстояние, но некоторых видов птиц эти пути извилисты. Например, журавли отклоняются от кратчайшего расстояния, чтобы выбрать наилучшее место для остановки - привала.

Перелеты птицы совершают в разное время суток. Летающие быстро птицы (например, ласточки и стрижи) могут кормиться прямо на лету и путешествуют днем. Кукушки, крапивники и другие птицы, ведущие скрытный образ жизни, а также мелкие виды птиц днем кормятся и отдыхают, а перелеты совершают по ночам. Околоводные и водоплавающие птицы путешествуют и днем, и ночью.

Мелкие птицы за час пролетают не более 50 километров. У ястребов скорость побольше - до 50-60 км/ч, а у уток - до 95 км/ч.

За сутки птицы пролетают от 30-50 км (синицы) до 200-300 км (славки, мухоловки). В целом весенние пролеты совершаются быстрее, чем осенние.

При перелетах днем птицы ориентируются по солнцу и элементам ландшафта, а если солнце закрыто облаками, то по магнитному полю Земли. Ночью птицы способны определять направление также по звездам. Помогают им и господствующие ветры.