|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
MAKMAL SAINTIFIK KANAK-KANAK
Matahari merah akan terbit. Makmal sains kanak-kanak
Buku Panduan / Makmal Sains Kanak-Kanak Warna langit, warna Matahari dan Bulan, dan banyak fenomena optik dan akustik ditentukan oleh fakta bahawa gelombang elektromagnet dan elastik dengan panjang yang berbeza tersebar di atmosfera dengan cara yang berbeza, mematuhi undang-undang Rayleigh. Pada musim panas, hanya sedikit orang yang melihat matahari terbit - matahari terbit terlalu awal. Tetapi matahari terbenam muncul di hadapan kita dalam segala kemuliaannya: bola besar, menukar warnanya daripada merah terang kepada burgundy gelap, perlahan-lahan turun merentasi langit biru, mewarnainya dalam warna kuning, hijau, merah jambu, dan hilang di luar ufuk... Apabila - dipercayai bahawa udara itu sendiri mempunyai warna biru dan oleh itu atmosfera menyerap sinar merah. Tetapi kemudian Matahari dan Bulan di ufuk akan kelihatan lebih kebiruan daripada di zenit: sinaran cahaya daripada mereka, sebelum mencapai pemerhati, melalui ketebalan udara yang lebih besar, semakin rendah bintang itu turun. Selepas kemunculan teori elektromagnet cahaya, menjadi jelas bahawa gelombang cahaya di atmosfera harus bertaburan oleh zarah yang terampai di udara, seperti gelombang di atas air - oleh batu dan batu yang berdiri di laluan mereka. Ini telah dicadangkan dan dibuktikan secara eksperimen pada tahun 1868 oleh ahli fizik Inggeris J. Tyndall. Walau bagaimanapun, tiga tahun kemudian, J. W. Rayleigh menunjukkan bahawa penyerakan cahaya juga harus berlaku dalam suasana bersih yang ideal pada ketidakhomogenan optiknya - turun naik ketumpatan. Ketidakhomogenan ini secara berterusan timbul akibat pengumpulan rawak molekul semasa pergerakan haba mereka dan serta-merta larut untuk membentuk semula di tempat lain. Cahaya yang melalui kekosongan atau melalui medium yang benar-benar homogen tidak tersebar: dimensi molekul adalah beribu-ribu kali lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya, dan cahaya bergerak tanpa "menyedarinya". Ketidakhomogenan dalam medium menjadi sejenis prisma yang menyerakkan cahaya dengan lebih kuat, lebih ketara ketumpatan udara di dalamnya berbeza daripada nilai purata. Dan, tentu saja, semakin banyak heterogenitas seperti itu. Medium dengan ketidakhomogenan optik berukuran 0,1-0,2 kali panjang gelombang cahaya purata dipanggil keruh. Dalam persekitaran yang keruh, gelombang cahaya dengan panjang yang berbeza tersebar dengan cara yang berbeza: sinaran gelombang pendek, bahagian biru spektrum, lebih kuat, sinaran gelombang panjang, bahagian merah lebih lemah. Kebergantungan serakan pada panjang gelombang adalah sangat kuat - ia adalah berkadar songsang dengan kuasa keempat panjang gelombang. Ini bermakna cahaya biru, yang panjang gelombangnya (0,5 μm) adalah 1,4 kali kurang daripada panjang gelombang cahaya merah (0,7 μm), bertaburan dalam medium keruh dalam (1,4)4=4 kali lebih kuat!
Gelombang elektromagnet, jatuh pada molekul bahan, berinteraksi dengan elektronnya. Elektron, sangat lemah terikat kepada atom sehingga ia boleh disesarkan dengan ketara oleh gelombang (oleh itu ia dipanggil "elektron optik"), mengalami pecutan berkala berkadar dengan kuasa dua frekuensi dan menjana medan magnet berselang-seli. Gelombang elektromagnet sekunder muncul di medan, amplitud yang berkadar dengan pecutan elektron, dan keamatan adalah berkadar dengan kuasa dua amplitud. Oleh itu, keamatan cahaya sekunder yang dipancarkan adalah berkadar dengan kuasa keempat frekuensi cahaya kejadian atau - yang merupakan perkara yang sama - berkadar songsang dengan kuasa keempat panjang gelombangnya. Sinaran sekunder ini adalah cahaya yang bertaburan dalam medium keruh, dan pergantungan keamatannya pada panjang gelombang dipanggil hukum Rayleigh.
Zarah yang dimensinya lebih besar daripada panjang gelombang cahaya (0,5-0,7 mikron) menyerakkan cahaya secara dominan ke arah pancaran kejadian, dan taburan keamatannya menjadi agak kompleks.
Zarah dengan saiz kira-kira 0,1 mikron menyerakkan cahaya kejadian sama ke hadapan dan ke belakang dan dalam arah melintang dua kali lebih lemah berbanding dalam arah membujur. Hubungan ini dipanggil hukum Rayleigh. Ia menerangkan warna merah matahari terbenam, warna biru langit, serta warna air laut (dalam air cetek, kuning yang dipantulkan dari dasar berpasir bercampur dengan cahaya meresap biru, dan air menjadi hijau) . Atas sebab yang sama, lampu amaran, lampu brek dan tanda bahaya lain dibuat merah (ia boleh dilihat dari jauh), dan penapis merah pada lensa kamera membantu semasa merakam dalam jerebu. Dalam gambar sedemikian, langit menjadi sangat gelap, hampir hitam, dedaunannya cerah, dan butiran objek jauh keluar dengan jelas. (Kami ambil perhatian secara ringkas bahawa menggunakan penapis merah, jurugambar dan pembuat filem menggambarkan malam yang diterangi cahaya bulan apabila merakam pada waktu petang yang cerah.) Penapis biru, sebaliknya, mencipta dalam gambar perasaan dunia misteri yang tersembunyi di sebalik tudung berkabus. Semasa perang, pintu masuk rumah diterangi oleh pam biru - cahaya mereka, cepat hilang di atmosfera, tidak kelihatan dari udara. Zarah-zarah yang sangat kecil menyerakkan cahaya dengan sama kuat di sepanjang dan menentang pancaran kejadian, dan 2 kali lebih lemah dalam arah serenjang. Ketepuan warna langit berubah dengan sewajarnya. Apabila zarah menjadi lebih besar, hubungan ini menjadi lebih kompleks. Cahaya mula berselerak terutamanya ke hadapan, ke arah cahaya kejadian, dan komposisi spektrumnya juga berubah. Kebergantungan pada panjang gelombang menjadi bukan Rapey (Lambda4), tetapi kuadratik (Lambda2). Apabila zarah menjadi lebih besar, mereka mula menyerakkan semua panjang gelombang secara sama rata. Ini berlaku apabila jerebu ringan menebal dan bertukar menjadi kabus putih susu. Atas sebab ini, lampu depan kereta "kabus" kuning-oren sebenarnya tidak berfungsi dalam kabus: cahayanya tersebar di sana sama seperti cahaya putih. Lebih-lebih lagi: dalam jerebu yang kuat ia menjadi kemerahan, dan ia boleh dikelirukan dengan lampu belakang kereta yang bergerak (kadang-kadang dengan akibat yang paling tragis). Di padang rumput dan padang pasir, langit keputihan adalah tanda yang membimbangkan. Dia mengatakan bahawa angin kencang menghampiri, taufan, menaikkan awan pasir halus dan debu ke udara. Dan hanya hujan, setelah "membasuh" udara, boleh mengembalikan biru ke langit. Petandanya juga benar: "Bulan menjadi merah - akibat angin dan cuaca buruk." Angin secara intensif mencampurkan lapisan udara dengan suhu yang berbeza; jumlah turun naik meningkat secara mendadak. Dengan melakukan eksperimen mudah, anda boleh melihat bagaimana warna cahaya yang dihantar dan tersebar berubah (lihat rajah). Larutan hiposulfit yang lemah dituangkan ke dalam balang kaca. Pancaran cahaya putih dari projektor atas dilalui melalui kapal dan difokuskan pada skrin kertas, menghasilkan bulatan cahaya. Kemudian asid hidroklorik cair ditambah titisan ke dalam balang (kepekatan larutan dipilih secara eksperimen). Selepas beberapa minit, produk tindak balas, sulfur yang tersebar halus, akan mula memendakan daripada larutan. Zarah sulfur meningkat dalam saiz, dan pada masa yang sama titik cahaya pada skrin menjadi kuning pertama, kemudian merah dan akhirnya merah, mengingatkan matahari terbenam. Penyelesaian di dalam kapal, yang benar-benar telus pada permulaan eksperimen, memperoleh warna biru, yang akhirnya menjadi keputihan, seperti kabus. Jika anda menunggu sehingga zarah sulfur mendap ke bawah, larutan akan menjadi telus sekali lagi dan titik cahaya akan menjadi putih. Gelombang bunyi dan gelombang air berkelakuan dengan cara yang sama: frekuensi rendahnya juga kurang bertaburan berbanding frekuensi tinggi. Getaran bunyi berinteraksi dengan alam sekitar dengan cara yang sama sekali berbeza daripada getaran elektromagnet - mereka "membuang" bukan elektron individu dalam molekul udara, tetapi keseluruhan kawasan dengan ketumpatan yang meningkat dan zarah terampai di dalamnya. Kabus hilang dan menyerap bunyi terutamanya dengan kuat. Bunyi dalam kabus menjadi teredam, rendah, dan sukar untuk menentukan dari mana ia datang. Perkara yang menarik kadangkala berlaku dengan bunyi yang dipantulkan dari objek jauh - gema. J. Rayleigh menyiasat kes itu apabila bunyi suara yang dipantulkan dari dinding hutan pain meningkat sebanyak satu oktaf. Agak jelas bahawa kekerapan getaran bunyi tidak boleh meningkat hanya disebabkan oleh pantulan daripada halangan pegun. Tetapi suara manusia, sebagai tambahan kepada nada utama, mengandungi banyak nada tambahan dengan frekuensi yang lebih tinggi yang biasanya tidak kita rasakan. Pines, dengan jarum nipis dan jarang, berfungsi sebagai "medium keruh" untuk bunyi, yang menghantar frekuensi rendah dengan baik dan mencerminkan frekuensi tinggi. Hanya nada suaranya kembali kepada pemerhati, dan nampaknya keseluruhan bunyi itu tiba-tiba menjadi lebih tinggi. Orang yang mempunyai persepsi kreatif yang tinggi - penulis, penyair, komposer - sangat mengetahui ciri akustik atmosfera ini. Terdapat frasa yang luar biasa dalam cerita A.P. Chekhov "Doktor": "Pada masa ini, bunyi orkestra yang bermain di bulatan dacha jelas kedengaran dari halaman. Bukan sahaja sangkakala, malah biola dan seruling juga boleh didengari." Di udara terbuka, seruling dan biola hanya boleh didengar dari jauh dalam keadaan yang sangat baik. Dan komposer, yang menggambarkan orkestra tentera yang berlepas, bukan sahaja mengurangkan kelantangan bunyinya, tetapi pertama sekali secara beransur-ansur mengeluarkan semua bunyi bernada tinggi. Bunyi muzik semakin senyap, melodinya beransur-ansur hilang, dan hanya rentak membosankan dram besar dan esakan helikon bass yang semakin pudar. Rejimen sudah beredar... Matahari merah terbit... Cahaya putih bertukar warna
Banyak fenomena optik yang kita lihat setiap hari berlaku kerana cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza tersebar secara berbeza di sepanjang laluannya. Matahari berhampiran ufuk - pada waktu matahari terbit dan terbenam - sentiasa merah. Langit petang sangat jarang berwarna biru atau cyan - hanya apabila udara di lapisan tanah benar-benar bebas daripada habuk dan kelembapan. Warna-warna fajar dicipta dengan mencampurkan, gelombang cahaya yang berbeza panjang bertaburan dalam suasana berdebu. Bola susu lampu di eskalator stesen metro Mayakovskaya dan penutup matte lampu meja. Gelas susu, yang mengandungi pewarna legap yang sangat halus, berfungsi sebagai "medium keruh" untuk cahaya, menyerakkan bahagian spektrum gelombang pendek dengan kuat. Filamen lampu, dipanaskan putih-panas, oleh itu kelihatan merah gelap. Calar kasar pada kaca fros menyerakkan gelombang elektromagnet pada sebarang panjang yang sama, dan keseluruhan penutup lampu bersinar putih.
Pengarang: S.Trankovsky
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Komputer riba dan bukannya seismograf ▪ Penganalisis Frekuensi Pemasa Kaunter Kelajuan Tinggi PM6690 ▪ Nadi laser ultra-pantas universal yang berkuasa
▪ bahagian tapak Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik. Pemilihan artikel ▪ pasal Rukun masyarakat. Ungkapan popular ▪ artikel Apakah haiwan yang menghidangkan kelasi sebagai makanan dalam tin hidup? Jawapan terperinci ▪ artikel Berlari bowline. Petua Perjalanan ▪ artikel Penjana ayunan tidak terendam. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini