Сила Кориолиса кажется нам вполне реальной: именно она, скажем, закручивает по (или против) часовой стрелки "воздуховороты" циклонов или воронки торнадо. Но что если я скажу вам, что на самом деле никакой силы Кориолиса не существует? Между тем, это именно так и есть.

По существу, ощущение того, что эта сила есть, возникает у наблюдателя, находящегося во вращающейся системе отсчёта, и наблюдающего за движущимися телами.

Даже если на самом деле эти тела движутся относительно неподвижной системы отсчёта (например, центра Земли) равномерно и прямолинейно, вращающемуся наблюдателю (например, стоящему на поверхности
Земли) кажется, что тела движутся по дуге. А наш опыт (и третий закон Ньютона) подсказывает: тела движутся по дуге, если на них действует некая сила. И хотя на самом деле никакой силы может и не быть, для того, чтобы объяснить и описать криволинейное движение тела, удобно ввести ту самую силу Кориолиса. А так её не существует: есть лишь особенности перехода между неинерциальными системами отсчёта.

Почему древесина горит оранжевым, а природный газ - синим?

Сначала попробуем понять, почему огонь вообще имеет цвет. Это происходит потому, что в результате горения выделяется значительное количество тепла. Это тепло приводит атомы сгорающих веществ в возбуждённое состояние. Но атомы не могут находиться в таком состоянии вечно: через какое-то время они возвращаются в обычное состояние, а поглощённая энергия излучается в виде света. Причём частота (длина волны) этого света вполне строго определяется строением атома основного подвергающегося горению вещества.

В газовых плитах этим веществом является углерод. Он светится синим, и именно таким цветом окрашено чистое газовое пламя. Жёлтый или оранжевый цвет горящей древесине придают соли натрия и кальция. Чем больше натрия, тем более жёлтый цвет, чем больше кальция - тем он более оранжевый. При более экзотическом топливе возможны и другие цвета пламени: ионы бора или меди окрасят пламя в зелёный, лития - в красный, а калия - в фиолетовый.

Вчера мы говорили про цвет пламени, и один из подписчиков поинтересовался, неужели на него никак не влияет температура?

В том-то и дело, что не влияет. Цвет пламени, т.е. ионизированного газа, определяется исключительно строением атомов участвующих в горении веществ.

Другое дело - цвет, которым светятся нагретые твёрдые тела, например, угли в костре. Их цвет практически полностью определяется температурой по закону смещения Вина. Точнее, в принципе нагретое тело излучает во всём диапазоне длин волн, однако энергия излучения распределена по длинам волн неравномерно. Чем выше температура, тем больше света излучается в коротковолновой (высокочастотной) части спектра - то есть, тем менее красным является свет. Поэтому при низких температурах нагретые тела не светятся вообще (максимум излучения лежит в инфракрасной области), затем краснеют, оранжевеют, желтеют и так далее. При дальнейшем нагреве они могут даже поголубеть, но такие температуры (порядка 9000 градусов) в обычном костре недостижимы.

Каковы размеры Солнечной системы? Вопрос в том, что считать границей Солнечной системы.

Иногда границей Солнечной системы считают так называемую гелиосферу - область пространства, в которой излучение Солнца является доминирующим, преобладая над совокупным излучением других звёзд. Граница гелиосферы называется гелиопаузой. Расположена она примерно в 120 астрономических единицах (0,002 световых годах) от Солнца.

Другая методика опирается на гравитационное влияние Солнца на другие объекты. Проще говоря, границей Солнечной системы считается расположение самых удалённых объектов, движение которых определяется преимущественно гравитацией Солнца. В этом смысле внешней границей Солнечной системы является так называемое облако Оорта - совокупность небольших небесных тел (от пылинок до весьма массивных тел вроде Седны, весящей примерно в 100 раз меньше Луны).

По этой методике Солнечная система имеет размер около 100 тысяч а.е., или примерно 1,5 световых года - четверть расстояния до ближайшей звезды.

Солнце состоит из ионизированного газа (плазмы) который непрозрачен для фотонов. То есть, рождённый в недрах нашего светила фотон, вообще говоря, не может вылететь оттуда: он будет поглощён атомами материи светила. Другое дело, что, поглотив этот фотон, атом перейдёт в возбуждённое состояние и через какое-то время излучит его обратно. Чтобы добраться до поверхности, фотону предстоит пережить множестов циклов такого поглощения и переизлучения.

Радиус Солнца составляет около 700 тысяч километров, а длина свободного пробега фотона внутри Солнца в среднем составляет 0,02 сантиметра. Если учесть, что атом пребывает в возбуждённом состоянии около 2 наносекунд, получим, что путь от ядра до поверхности Солнца займёт по крайней мере около 10 тысяч лет! А если учесть, что фотон может излучаться не только в сторону поверхности, но и в другие стороны, то эта цифра будет ещё больше: порядка 50 тысяч лет! То есть, солнечный свет, который мы видим, появился в результате реакций времён каменного века!

Радиоактивное заражение является одним из наиболее "распиаренных" факторов поражения ядерного взрыва. Однако на самом деле ядерные бомбы делают не ради радиации, а ради сверхмощной ударной волны. При взрыве бомбы мощностью в 100 килотонн ударной волной будут полностью разрушены почти все постройки в радиусе примерно 1 километра. Добавим, что ударная волна (по определению) распространяется куда быстрее скорости звука: этот самый километр она пройдёт примерно за секунду после взрыва. В дальнейшем её скорость будет уменьшаться.

Дорогие читатели, а будет ли вам интересна тема "путеводителя по звёздному небу", с помощью которого можно научиться быстро и просто находить самые яркие и интересные звёзды ночного неба? "Да" - 👍, "Нет" - 👎, "Сложно сказать" - 🤔.

А пока продолжим неплохо "зашедшую" тему цветных огней и посмотрим, как получают цвета в салютах и фейерверках!

Итак, красный цвет чаще всего даёт стронций в виде хлорида, гидроксида или карбоната. Например, красные сигнальные ракеты - это смесь нитрата стронция и перхлората калия. Для получения зелёного чаще всего используется хлорид бария. Синий получают с помощью хлорида меди. Кстати, получить его считается наиболее трудным делом: правильного эффекта можно добиться лишь при соблюдении точной температуры горения. Зато уж если получилось, то, смешав синий и красный, можно получить лиловый и фиолетовый.

Белый получают благодаря соединениям титана, алюминия или магния, жёлтый берут у железа или натрия.

Плохая новость заключается в том, что многие соединения, используемые в фейерверках, являются нестойкими. Поэтому зачастую приходится прибегать к цепочке реакций, в ходе которых уже после поджигания снаряда эти соединения образуются из более стойких веществ и различных дополнительных реагентов.

Вообще нам, жителям Северного полушария, не очень повезло: многие ярчайшие звёзды ночного неба остаются для нас невидимыми. Так, мы не можем наблюдать вторую (третью, если считать Солнце) по яркости звезду Канопус, а также третью, Альфу Центавра.

Зато у нас видна четвёртая: Арктур.

Найти Арктур на ночном небе несложно. Сначала находите ковш Большой Медведицы, затем проводите линию между двумя последними звёздами ковша и мысленно продлеваете её в противоположную сторону от созвездия примерно на полторы его длины. Под этой точкой ищете ближайшую яркую звезду. Это и будет Арктур.

Арктур, как и Антарес, о котором мы писали ранее - старая, уже отжившая большую часть отведённого ей века звезда. Когда-то давно он был очень похож на наше Солнце, но со временем сжёг весь свой водород и стал красным гигантом, размеры которого примерно в 25 раз превосходят Солнце при приблизительно той же массе.

Арктур находится на расстоянии 37 световых лет - по космическим меркам это "рядом" (именно поэтому он такой яркий).

Это гребной винт, сталь которого разъедена из-за явления, именуемого кавитацией. В целом кавитация - это процесс "закипания" жидкости при нормальной температуре из-за изменения давления. Если давление в той или иной области жидкости спонтанно падает ниже давления насыщенного пара при данной температуре, жидкость начинает активно испаряться внутрь пузырьков воздуха, которые всегда имеются в такой жидкости. Пузырьки начинают расти - точно так же, как и при кипении. Если же затем давление резко меняется, то пузырьки схлопываются, в результате чего в ограниченной области пространства выделяется достаточно большая энергия. Известна, к примеру, аккустическая кавитация, возникающая при прохождении через жидкость мощной звуковой волны: здесь перепады давления обусловлены синусоидальными колебаниями, которые являются сутью звука. В данном случае же речь идёт о гидродинамической кавитации: падение давление обусловлено токами жидкости вблизи винта по закону Бернулли.

Почему звёзды на ночном небе мерцают, а планеты - нет?

Мерцание звёзд объясняется тем, что по пути к нашему глазу их свет проходит через атмосферу земли. В процессе свет претерпевает многократные рассеяния и преломления на флуктуациях плотности - статистических возмущениях, которые возникают в достаточно большом объёме любого газа.

Но почему тогда не мерцают планеты, ведь их свет проходит через ту же атмосферу?

Дело в том, что, хотя нашему глазу и звёзды, и планеты кажутся лишь яркими точками, фактически угловой размер планет куда больше. Грубо говоря, если звёзды кажутся точками даже в самый мощный телескоп, то планеты уже даже в простейшие увеличительные средства выглядят дисками. Соответственно, в условиях, когда свет от одной части этого диска из-за флуктуаций ослабляется сильнее, то свет от другой из-за тех же флуктуаций, но с обратным знаком, напротив, рассеивается не так сильно. А так как глазом мы воспринимаем планету как точку, то совокупная освещённость остаётся постоянной.

"E=mc2" - пожалуй, самая знаменитая и популярная формула современной физики. Но что она означает?

Если оставить в стороне все сопутствующие рассуждения, означает она очень простую вещь: что любое тело обладает энергией просто вследствие того, что обладает массой. А точнее, что масса и энергия - это в общем-то одно и то же самое: две стороны одной медали, связанные между собой коэфициентом пропорциональности, равным квадрату скорости света.

Отсюда, кстати, есть интересное следствие: любое увеличение энергии системы так или иначе ведёт к увеличению её массы. Именно этим, к примеру, объясняется то, что свет оказывается подвержен гравитации (которая на него бы действовать не должна: масса покоя фотонов равна 0). Дело в том, что любой квант света обладает энергией, пропорциональной его частоте (E=hv). Но так как при этом одновременно Е=mc2, то можно посчитать "массу" кванта света.

Ещё раз: масса это энергия, а энергия это масса. Всё зависит от точки зрения. Именно это и означает знаменитая формула.

Галактика Андромеды - ближайшая к Земле большая галактика. При некотором везении, её можно разглядеть на небе даже невооружённым глазом: это небольшое туманное пятнышко между созвездиями Кассиопеи и Пегаса. На самом деле галактика Андромеды занимает огромный участок неба: её реальные угловые размеры больше Луны (Луна - 0,5 градуса дуги, галактика Андромеды - до 3 градусов дуги). Увы, невооружённым глазом, да и в наиболее простые телескопы мы можем видеть лишь малую часть этой галактики. Остальную часть галактики не видно из-за низкой яркости, ведь Андромеда удалена от земли на 2,5 миллиона световых лет.

Энергия, выделяющаяся в ходе обычной летней грозы, в среднем в 15 раз превосходит энергию атомной бомбы "Малыш", сброшенной в 1945 году на Хиросиму. Энергия же наиболее разрушительных ураганов превосходит её в сотни тысяч раз.

Примерно так - в представлении художника - выглядит планета K2-18 b, пока первая планета вне Солнечной системы, которая почти по всем параметрам выглядит пригодной для поддержания жизни - хотя, видимо, и в весьма отличных от земных формах.

K2-18 b вращается вокруг звезды K2-18 - тусклого красного карлика, находящегося на расстоянии 110 световых лет от Земли. Планета расположена на расстоянии всего 0,16 астрономических единиц от своего светила, т.е. вдвое ближе, чем Меркурий. В итоге она получает практически столько же тепла, сколько Земля (на 5 % больше). Более того, спектроскопический анализ подтвердил наличие на планете воды.

K2-18 b примерно в 8,6 раза тяжелее Земли и по своему строению, видимо, похожа на Нептун: снаружи её окружает толстая гелий-водородная атмосфера, под которой расположен покрывающий всю поверхность планеты водяной океан, а уж под ним лежит твёрдое ядро. Вероятно, условия в этом океане должны быть похожи на условия в земных морях, и там вполне могла возникнуть и развиваться жизнь.

Марсианский пейзаж, заснятый марсоходом Сuriosity.

Классический опыт с корабликом "на мыльной тяге" является прекрасной демонстрацией того, как работает поверхностное натяжение. Когда кораблик стоит на чистой воде, натяжение поверхностного слоя воды тянет его равномерно во все стороны. Если же с одной стороны воду заменить мыльным раствором, сила поверхностного натяжения которого меньше, то равновесие нарушится и кораблик придёт в движение.

Под действием гелия голос начинает звучать более пискляво, по-детски или по-мультяшному. Иногда говорят, что голос становится выше. Это не совсем так: высота самого голоса не меняется. Меняется его тембр, или спектр: в нём становится больше высоких частот и меньше низких.

Человеческий голосовой аппарат можно сравнить с музыкальным инструментом, например, гитарой или скрипкой. Источником звука являются голосовые связки, но тот звук, который мы слышим, образуется в результате прохождения этого звука через грудную и ротовую полость. Они играют роль резонатора, вроде деки в гитаре. Внутри резонатора возникают стоячие волны, длина которых зависит от размеров резонатора. Именно поэтому звонкая скрипка меньше гитары, а та - меньше контрабаса (больше длина стоячей волны - ниже частота).

Так вот, при вдыхании гелия характерные длины волн в "резонаторе" нашего организма изменяются, так как скорость звука в гелии иная, чем в воздухе. Соответственно, больше усиливаются звуки с меньшей длиной волны (большей частотой)