Александр Леонович - Физика без формул

Разумеется, никаких барьеров в небе нет. Но самолету и впрямь необходимо преодолеть препятствие. Возникает оно в тех случаях, когда он движется со скоростью, приближающейся к скорости звука в воздухе. На высоте в 11 километров она равна 1000 километров в час. Получается, что звук, испускаемый двигателем самолета, не успевает «отбежать» от него. Уплотнения воздуха как бы накладываются друг на друга, самолет словно спрессовывает их.

Развив скорость больше скорости звука, самолет будто прорывает, прокалывает этот скачок уплотнения. Образуется так называемая ударная волна, бьющая по корпусу самолета. А до нас эта волна доходит в виде хлопка от громкого взрыва.

Ученые и конструкторы изучили особенности прохождения через «звуковой барьер». Они смогли рассчитать необходимый запас прочности для самолета и нужную для него в этих случаях форму. Сейчас скорость, достигающая величины в 3 раза большей скорости звука, доступна серийным самолетам. Однако авиация уже стоит на пороге создания самолетов, летящих быстрее звука раз в 10. Это — область гиперзвуковых скоростей.

Что самое первое, с чем сталкивается только что родившийся человек? Конечно, на него навалилась масса новых впечатлений — и холодно ему стало, и шумно вокруг, и запахло чем-то. Но, может быть, самое главное — это хлынувший в глаза поток света, который сразу заставляет его жмуриться.

Всю свою дальнейшую жизнь человек будет ориентироваться в пространстве, воспринимать мир, будто ощупывая его глазами, то есть — улавливая отовсюду свет. Заметьте, как заботливо наш язык отразил все, что связано со зрением: «береги, как зеницу ока», «не в бровь, а в глаз», «видит око, да зуб неймет», «искры из глаз посыпались», «свет очей моих»…

Последнее выражение, кстати, говорит о том, что в свое время люди представляли свет исходящим из глаз, словно щупальца. Однако теперь наши знания о свете стали не только чуть более верными, но и такими необозримыми, что составляют не одну, а несколько наук.

Объединяет их одно название — оптика. В ней можно получить ответы на тысячи вопросов — о том, как видит глаз, как устроен фотоаппарат, как работают микроскопы и телескопы, как светят звезды и планеты, как, куда и зачем бежит сам свет.

А для начала давайте поглядим вокруг себя и всмотримся хотя бы в собственную тень…

Можно ли загородиться от солнечного света? Конечно, — нет ничего проще. Например, прикрыть глаза ладошкой или раскрыть зонтик над головой. А что мы делаем с вами в этих случаях? Между Солнцем и нашим глазом мы ставим препятствие. И тогда солнечные лучики либо отражаются от него, либо поглощаются им и в наш глаз не попадают.

Значит, свет бежит к нам от Солнца по прямой линии? Выходит, так, и это легко проверить, скажем, в таком опыте. Давайте определим, насколько высоко Солнце поднялось над горизонтом. Поставим для этого на ровной асфальтовой или земляной площадке вертикальную палочку — ну, например, линейку или кусок металлической трубы. В ясный день Солнце заставит нашу палочку отбросить тень. Понятно, что чем выше Солнце, тем тень у палочки короче. Этот, пусть очень простой, прибор весьма строго указывает на высоту Солнца, и даже позволяет провести довольно точные расчеты.

Кстати, вы, наверное, догадались, на что еще похож наш прибор. Ведь тень от палочки меняет не только свою длину, но и направление. Поэтому в течение светового дня мы можем отметить различное положение тени и связать это со временем суток. Вот вам и солнечные часы.

Закрыли Солнце тучи, затянуло небо облаками. Будут ли теперь работать наши часы? Конечно, тень от палочки размывается, а в совсем пасмурный день будто исчезает. Такое можно наблюдать вечерами на открытых стадионах, когда игра на поле идет при искусственном освещении. Прожекторы светят на спортсменов со всех сторон, и их тени как бы скрадываются.

Теперь мы можем сказать, что действие нашего прибора объясняется прямолинейным распространением света. А чтобы он давал четкие показания, как и солнечные часы, нужно, чтобы свет падал только с одной стороны.