Профессор Знаев

РАССКАЗЫ-ЗАДАЧИ ШЕРЛОКА ХОЛМСА С ФИЗИЧЕСКИМ ПОДТЕКСТОМ

 

Глава I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ИСТОРИИ

Холмс сидел на своем месте в углу дивана около окна и улыбался той спокойной, удовлетворенной улыбкой, которая всегда появля­лась у него на лице, когда перед ним возникала достойная его задача.

Уходите, Ватсон, — попросил он, глядя на друга.

Да, если я ничем не могу вам помочь, то хотел бы не мешать, — пролепетал тихо-тихо Ватсон.

Хорошо, мой друг, идите. Но знайте: мне необходимо собрать все мои записи и привести их в порядок, Вам известно, что я коллек­ционирую, и давно, производственные и бытовые задачи, которые мне пришлось когда-либо решать. Когда вы вернетесь, я смогу пока­зать их вам все, и мы обменяемся соображениями по поводу этого чрезвычайно интересного материала. Уединение и покой мне нуж­ны, чтобы «взвесить» все мельчайшие подробности, построить одну за другой несколько гипотез, связать их между собой и решить, ка­кие сведения существенны, какими можно пренебречь.

Когда Ватсон вернулся, то увидел Холмса, удобно устроившегося в кресле. Он был в халате и держал в зубах свою темную глиняную трубку. Вокруг него лежали какие-то бумаги, нитки, очки, кусочки мыла и многое-многое другое. Холмс засмеялся, глядя на растерян­ную физиономию Ватсона.

Ну как, вы готовы к обсуждению моих решений? — спросил он.

Ватсон молча кивнул головой.

Задача стекольщика

Стекольщик жаловался, что стекла сейчас изготовляют не очень качественно, поэтому они часто ломаются при резании.

Что бы вы посоветовали, Ватсон? — спросил Холмс.

Использовать качественный стеклорез, — был ответ.

Это он знает и использует алмаз, — добавил Холмс.

Надо подумать, -— молвил Ватсон.

А я посоветовал стекольщику ...

Что?

Задача с птицефабрики

На складе птицефабрики скопилось большое количество яиц. Некоторые лежали долго. Вот и обратился директор фабрики ко мне, зная мою сообразительность, — рассказывал Шерлок Холмс. — Как отличить свежее яйцо от старого? — спрашивал директор, боясь продать некачественный товар и потерять покупателей.

Я проделал опыт и пришел к выводу: это элементарно просто, Ватсон.

Что мог предложить Шерлок Холмс?

Задача маляра

На заводе нужно было покрасить трубы, применив распылитель.

Как я ни старался, — говорил маляр, — но окрашенной оказы­валась только часть трубы, в лучшем случае, чуть побольше полови­ны. Чтобы покрасить вторую половину, надо трубу перевернуть. А это сделать нельзя.

По-моему, задача невозможная, уважаемый Холмс, — сказал доктор Ватсон. Ведь каждому понятно, если мы красим одну грань куба, то все остальные не будут окрашены.

И все же способ есть, — парировал Холмс.

Как окрасить трубу, не поворачивая ее?

Задача строителя

В комнате только что построенного и оштукатуренного дома необходимо было на одной высоте провести горизонтальную линию по периметру всех стен, чтоб ниже нее все покрыть краской, — рас­сказывал мне знакомый строитель. Задача оказалась не из простых.

Но я подумал, — произнес Холмс, — и предложил простое ус­тройство для проведения такой линии.

Какой совет дал Холмс?

Задача художника-оформителя

Зашел ко мне как-то знакомый художник-оформитель, — про­должал Холмс, — и пожаловался: он пользуется для работы быстро­сохнущей краской, продаваемой в алюминиевых баллончиках; на­жал на колпачок — и ровная струя краски летит в нужное место. Но вот беда, часто необходимо знать, много ли в баллончике краски ос­талось. А как это выяснить?

Предложите, Ватсон, способ, который позволил бы, не вскры­вая баллончика, определить уровень краски в нем.

Это задача легко разрешима, — сказал Ватсон. — Взять весы или динамометр и взвесить.

Ничего подобного, — парировал Холмс. — Во-первых, измери­тельных приборов нет, во-вторых, каждый раз баллончики разные, поэтому сравнивать сложно.

Тогда надо подумать, — изрек Ватсон.

А я предложил ... — сказал Холмс.

Что именно?

Задача мыловара

Эту задачу мне задал рабочий мыловаренного завода. Мыло из­готовляют у них в виде больших брусков величиной с кирпич, — рассказывал Холмс. — Представляете, Ватсон, как неудобно поль­зоваться таким куском. Я предложил этот кусок разрезать. А чем?

Как чем, ножом, — с недоумением сказал Ватсон.

Попробуйте, совсем не режется. — В результате опытов, — продолжал Холмс, — я пришел к выводу, что брусок мыла легче всего разрезать тонкой проволочкой или ниткой.

Почему?

Повторите опыт Шерлока Холмса, чтобы убедиться: он прав.

Задача полицейского

Как-то я беседовал с полицейским, — молвил Холмс, — и тот сказал мне следующее. Как известно, во всех уголовных делах глав­ное — документы. Раскрыть преступление помогает опись всех его подробностей. Бумага, ее качество имеют при этом немаловажное значение. Вот и ответьте мне, попросил полицейский, отчего легко писать чернилами на писчей обычной бумаге, трудно на оберточной и промокательной и совершенно невозможно на промасленной. Я минуту подумал и ответил ...

Что?

Задача школьного учителя

Учитель, мой сосед, постоянно жалуется на мел: сделает не­сколько записей на классной доске, и, пожалуйста, — все руки бе­лые, — говорил Холмс.

Что посоветовали вы ему? — спросил Ватсон. — Я бы предло­жил обернуть один кончик мела бумажкой.

А я посоветовал обернуть мел невидимой пленкой, — продол­жал Шерлок Холмс, — опустив на малое время его в молоко, а затем высушив.

Почему такой мел не будет пачкать руки? Проверьте предложе­ние Холмса на опыте.

Задача штукатура

Когда я только начал работать, — рассказывал мне знакомый штукатур, — мне поручили покрасить масляной краской листы кар­тона. Я сделал. Но вместо блестящего прочного слоя краски получил тонкий слой красящего порошка, причем легко стирающегося. Отче­го это произошло? Я расстроился, так как из-за плохо сделанной работы мог потерять службу. До сих пор думаю над этим случаем. Как его объяснить?

Сейчас объясню, — сказал мистер Холмс. Что сказал Холмс?

Задача заводского мастера, делающего свечи

Тут как-то пришел ко мне мастер, — молвил Холмс, — и рас­сказал такой факт. На заводе при изготовлении свечей расплавлен­ный парафин заливают в металлические болванки с цилиндричес­кими отверстиями по форме будущих свечек. При изъятии свеч воз­никают трудности: парафин прилипает и не извлекается из болван­ки. Получаются все время свечи с браком.

Я посоветовал ..., — сказал Холмс.

А что бы вы предложили, Ватсон?

Я — то же самое, — был ответ.

Какова была рекомендация Холмса и Ватсона?

Задача дамы в очках

В магазине «Оптика» очаровательная покупательница жалова­лась продавцу на недавно купленные очки: стекла запотевают, а во время дождя все время мокрые. Как быть?

Что посоветовал оказавшийся случайно рядом Шерлок Холмс?

Задача садовода

К Холмсу зашел сосед-садовод. Поделился своей заботой.

Свежевыкрашенную бочку для дождевой воды я всегда ставил на землю, но она быстро ржавела, — говорил он. — Тогда я стал под дно подкладывать кирпичи, но это мало помогло. Почему? Как быть дальше?

Чтобы вы посоветовали?— спросил Холмс находящегося рядом Ватсона.

— Я советую поставить бочку на деревянную решетку, — поду­мав, сказал Ватсон. — А почему не помогли кирпичи — не знаю.

Я так же думаю, — согласился Холмс. — А вина кирпичей в том, что они...

На чем основан совет? И почему «виноваты» кирпичи?

Секрет ювелира

Ватсон, а вы знаете, как опытный ювелир отличает поддель­ный алмаз, изготовленный из стекла, от настоящего? — спросил Шерлок Холмс друга.

Возможно, по внешнему виду или по тому, как он отража­ет и преломляет свет, — изрек доктор Ватсон, почти не задумы­ваясь.

Я тоже так думал, — сказал, улыбаясь, Холмс, — но оказалось все гораздо проще. Об этом мне рассказал знакомый ювелир. А вооб­ще нужно иметь справочник по физике и чаще заглядывать в него.

В чем может заключаться метод ювелира?

Задача радиолюбителя-шутника

Как-то ко мне прибежал знакомый юноша с соседней улицы. Он радиолюбитель и большой ценитель технических шуток. Запыхав­шись, рассказал следующее.

Я взял мощный керамический резистор, имеющий форму по­лого цилиндра, опустил его в кастрюлю с водой так, что ось цилин­дра была вертикальна, а верхний торец был чуть ниже уровня во­ды. По резистору пропустил электрический ток, присоединив эту деталь через трансформатор к электрической сети. Резистор пре­вратился в гейзер: он начал периодически выбрасывать вверх порции горячей воды. Я.не мог объяснить увиденное и прошу ва­шей помощи, мистер Холмс, — закончил юноша свой рассказ.

Вы можете объяснить, Ватсон, это? — спросил Холмс доктора.

Тот задумался.

А я могу. Слушайте ...

Что сказал Шерлок Холмс?

Глава II. НА ПРИРОДЕ

Как подсказали кузнечики?

Шерлок Холмс и доктор Ватсон шли не спеша, как вдруг доктор забеспокоился.

Дорогой Шерлок Холмс, — воскликнул он, — посмотрите, не­бо потемнело, зашумели кроны деревьев, а по траве волнами раз­гуливает ветер ... Вы не находите, что вот-вот разразится гроза, а мы так далеко от дома. Давайте убыстрим шаг, пока не грянул ли­вень.

Не спешите, Ватсон: ни ливня, ни грозы не будет, все пройдет стороной, — ответил на это Холмс.

Как, а тучи? — возразил Ватсон.

Слышите, кузнечики на лугу поют-заливаются, они не беспо­коятся, вот и нам нечего волноваться.

И действительно, еще какое-то время неслись тучи, а затем все стихло, выглянуло солнышко.

Но при чем тут кузнечики? — бормотал Ватсон. А вы как думаете?

Быть грозе

Ну и денек сегодня: с утра жарко и душно, стоит полная тиши­на, — ворчал доктор Ватсон.

Парит. Быть грозе, — уверенно предсказал Шерлок Холмс. Действительно, он не ошибся.

На чем основано его предсказание?

В грозу

По листьям застучали редкие, крупные капли дождя. Буйный ве­тер с неистовым воем пронесся по лесу. Ослепительные молнии одна за другой сверкали почти непрерывно, раскаты грома не смолкали ни на миг. Хлестнул ливень. Шерлок Холмс, весь промокший, стал под невысокий куст.

Давайте переберемся под высокий раскидистый дуб, под ним почти сухо, — предложил Ватсон.

Ни в коем случае, — решительно произнес Холмс, хватая за руку друга.

Почему он отказывается идти? — неудомевал Ватсон. Действительно, почему?

Капли дождя

Шерлок Холмс и доктор Ватсон пережидали дождь. Вначале капли бы­ли редкие, но крупные, затем с неба посыпались мелкие-мелкие капельки.

Ватсон, как вы думаете, какие капли падают быстрее — круп­ные или мелкие?

Наверно, мелкие, так как сила сопротивления воздуха для них практически отсутствует, — рассуждал Ватсон.

Вы ошибаетесь, — возразил Холмс, — вы не учли ... Чего не учел Ватсон?

Народная примета

Обратите внимание, Ватсон, ласточки летают над самой зем­лей. К чему бы это? — хитро прищуриваясь, спросил Шерлок Холмс.

Всем известно, погода изменится, будет дождь, — сказал, позе­вывая, доктор Ватсон.

Объясните с точки зрения физики эту народную примету, — попросил Холмс.

А что скажете вы?

Затерявшееся болото

Коляска остановилась на холме, и перед ней раскинулись огром­ные просторы торфяных болот с видневшимися на них кое-где боль­шими камнями.

Мне пора выходить, — объявил Холмс, поднимаясь с места.

Паркинс, — обратился он к вознице, — как добраться до Зате­рявшегося болота, и далеко ли оно?

Я был на том болоте в первых числах сентября, когда ходил за клюквой, — объяснял Паркинс. — Выходил я утром в 7 ч, когда солнце всходило. И все время шел на солнце со скоростью 2 версты в час. К заходу, т.е. к 19 ч, я был уже на месте.

Сколько верст до болота?

После дождя

Дождь кончился, подул сильный ветер. Ватсон давно шел по доро­ге и изрядно промок. Он поднял воротник пальто, но это не помогало: было холодно.

Почему так холодно? — спросил он вышедшего ему навстречу Холмса.

Что ему ответил Холмс?

Тесная обувь

Был ясный морозный денек. Холмс и Ватсон вышли на прогулку. Вскоре Ватсон от холода стал притопывать ногами.

Ваша обувь слишком тесная, — заметив это, сказал Шерлок Холмс.

Странно, — подумал Ватсон. — Откуда он это знает? Но он прав. Почему прав был знаменитый сыщик?

Как согреть руки и ноги

От холода Ватсон потирал руки и топал ногами. Шерлок Холмс, наблюдая за другом, посоветовал:

Мерзнут руки — расслабьте их и энергично повращайте ими в плечах так, чтобы кисти описывали большие окружности. Если мерз­нут ноги, то проделайте махи вперед-назад сначала одной ногой, затем другой. Согревать дыханием и растирать руки — толку мало.

Странные советы, — подумал доктор Ватсон. Как их объяснить с физической точки зрения?

В метель

Шерлок Холмс и доктор Ватсон возвращались домой. Была метель.

Скорей бы кончилась эта метель, холод ужасный, — ворчал Ватсон, потирая замерзшие щеки.

Если снег перестанет идти, может наступить сильный мороз, — сказал Холмс.

Почему? — спросил Ватсон. Действительно, почему?

Почему у снега такой цвет?

Была хорошая предзимняя погода. Холмс и Ватсон с наслаждени­ем гуляли по парку за городом, любуясь свежевыпавшим снежком.

Обратите внимание, Ватсон, — начал Шерлок Холмс разговор после долгого молчания, — снег чисто белый, удивительной белиз­ны. Отчего он такой, можете объяснить, Ватсон? И не дожидаясь от­вета продолжал.

Пройдет несколько дней, и он, если не растает, потеряет свою белизну.

Но почему? — спросил Ватсон.

Давайте разберемся, — задумчиво проговорил Холмс. Каким мог быть ход его рассуждений?

Дым костра

Обратите внимание, Ватсон, с этого холма все кругом хорошо просматривается. Видите, дым от костра стелется над поверхностью земли. А почему он стелется?

Погода сырая, пасмурная, — был ответ.

Как объяснить этот факт с точки зрения физики? — не уни­мался Шерлок Холмс.

Как?

Круглый камушек

Шерлок Холмс стоял у подножья большой груды гальки и внима­тельным взглядом отыскивал круглый камушек. Наконец-то он на­шел то, что искал.

Смотрите, Ватсон, я бросаю этот камушек на гальку. Обратите внимание, как он странно подпрыгивает, спускаясь вниз по склону: его подскоки то ниже, то выше предыдущих.

Почему так происходит?

Волны на озере

Шерлок Холмс и доктор Ватсон мирно беседовали, расположив­шись на берегу большого озера.

Посмотрите, Ватсон, какие волны поднимает ветер на поверх­ности озера.

Ватсон внимательно посмотрел на волны. Некоторые из них были обыч­ные, т.е. симметричные, а некоторые — с заваливающимися гребнями.

О каком физическом различии этих волн говорит их внешний вид? — спросил Холмс.

Что думаете об этом вы?

Зачем кричать?

Ватсон стоял на полянке, на значительном расстоянии от Холмса и что-то кричал, размахивая руками.

Странный человек, — думал Холмс. — Любому ясно: на боль­шом расстоянии голос хоть и слышен, но разобрать слова невозмож­но. Зачем же тогда кричать?

Почему так происходит?

Глава III. У КАМИНА

Мини-экзамен

За окном шел дождь. Шерлок Холмс был мрачен. Он расположился у камина и приводил в порядок свою картотеку преступлений, а док­тор Ватсон сидел напротив него, смотрел на горящие в камине дрова и думал о своем. Долгое общение с Холмсом не прошло даром, он стал более внимательным и часто, наблюдая за каким-либо явлением, пы­тался дать на него ответ. И только в случае серьезных затруднений обращался к Холмсу. Вот и сегодня у него возник ряд вопросов.

В камине потрескивали дрова.

Почему при горении дрова потрескивают?— думал он.

Глядя на дым, поднимающийся над дровами, он спросил себя:

Почему дым кажется разным: иногда голубым, иногда серым, а иногда и вовсе черным?

Но тут вопросы стал предлагать Холмс.

Почему дым поднимается вверх? — задал он свой первый во­прос. И пошло...

Почему деревянную палочку, горящую с одного конца, можно держать в руке, не обжигая пальцев, а металлическую кочергу, да­же не сильно нагретую в топке камина, за другой конец не удер­жишь — горячо?

Почему, для разжигания камина используют тонкие и сухие ветви и щепки, а не крупные поленья?

Почему мы дуем на пламя спички, когда хотим его погасить, и еще сильнее дуем на угли, когда хотим разжечь камин? Почему в случае спички огонь гаснет, а в другом — разгорается? — спросил еще Холмс, оторвавшись от своей картотеки и взглянув в камин.

Что имеет более высокую температуру: горящая древесина или угли этой древесины?

Почему разбросанные в топке камина угли скоро гаснут, а сло­женные в кучу долго сохраняются в раскаленном виде?

Спичку можно зажечь, если прикоснуться ее головкой к горяче­му угольку или потереть ее о коробку. Это связано с физическими процессами. Какими?

Ватсон, вы заметили, что на концах поленьев, лежащих рядом с горящим камином и не обращенных к огню, выступают капельки воды, а на других нет? Почему?

Почему пламя горящей спички, находящейся вблизи топки ка­мина, наклоняется в сторону камина?

Ватсон, заметили ли вы: если дрова смолистые, то смола сна­чала выплавляется из них, а горит уже потом. Почему?

И еще одно «почему?». Почему соль, брошенная на раскален­ные угли камина, трещит?

Сейчас закончим этот импровизированный экзамен, — сооб­щил Холмс и поставил около камина бутылку с газированной водой. Через некоторое время пробка вылетела из бутылки. — Почему? — спросил он.

Опыты со светом

Шерлок Холмс оторвался от своего занятия.

Ватсон, за окном темно, а угли камина приятно тлеют, превра­тившись в своеобразные источники света... Так и хочется немного поэкспериментировать. Принесите-ка пару тонких стеклышек, ку­сочек ваты да баночку с маслом, — попросил Холмс.

Ватсон выполнил просьбу друга.

Мы лишь изредка будем вникать в теоретические тонкости, а в основном понаблюдаем интересные факты, — уточнил Холмс.

— Ватсон, посмотрите на тлеющие угли через стекло, — ско­мандовал Шерлок Холмс.

Смотрю, ничего особенного, — отозвался Ватсон.

Кусочком ваты, с тонким кончиком, смоченным в масле, прове­дите несколько вертикальных линий по одной стороне стекла и сно­ва посмотрите, — посоветовал Холмс.

Ватсон исполнил совет и увидел, что от ярких углей тянулись длинные лучики, как бы «световые столбики» в горизонтальном направлении, по краям каждый был окрашен во все цвета радуги.

Да! — воскликнул он. — Но как объяснить наблюдаемую кар­тинку?

А сейчас рассматривайте утли, поворачивая пластинку, — по­дал вторую команду Холмс — Видите: лучики тоже повернулись? Угол поворота пластинки всегда равен углу поворота лучиков.

— Продолжим опыты, — сказал знаменитый сыщик, наблюдая за действиями Ватсона. — Нанесите на другое (чистое) стекло гори­зонтальные масляные штрихи и пронаблюдайте, что изменилось.

Что должен увидеть Ватсон в этом случае?

— Что будет видно, если на стекле сделать не мазки, а круги? — спросил Шерлок Холмс друга.

— Видоизменим опыт: протрите стекло чистой ваткой, а за­тем, совершая «промокательные» движения масляной ваткой (к стеклу — от него), снова нанесите тонкий слой масла. Посмотрите на уголья.

Послушно выполнив рекомендации друга, Ватсон поднес стекло к глазам. Он увидел разноцветные кольца вокруг мерцающих углей.

Отчего образовалась такая картина? — задал сам себе вопрос Ватсон.

— Посмотрите, Ватсон, на угли камина через маленькую ды­рочку, которую я сделал в почтовой карточке, — продолжал Шер­лок Холмс, протягивая другу открытку из плотной бумаги.

Вижу светящуюся точку, угли неразличимы, — комментировал увиденное Ватсон. — Точка напоминает одиноко светящую звезду.

Прекрасно! Хорощо бы объяснить, почему у «звезды» появи­лись лучики.

— А теперь, — продолжал Холмс, — расположите открытку как можно ближе к центру зрачка и посмотрите снова на угли че­рез маленькое отверстие. Вы видите, что «лучики» у источника света пропали, и он выглядит четкой светящейся точкой? Видите? Хорошо!

— Повторите предыдущие опыты: сначала смотрите через от­крытку правым глазом, потом левым, — советовал Холмс.

Ватсон с любопытством перекладывал открытку то в одну руку, то в другую; затем объявил:

Мои глаза видят один и тот же точечный источник, но по-разному.

Так и должно быть, — улыбнулся Холмс. — Вы доказали, что у вас, как впрочем у всех людей, глаза разные.

Если вы хотите тоже пронаблюдать эти эффекты, проведите эксперименты.

Ответы

Глава I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ИСТОРИИ

Задача стекольщика. Прежде чем ломать надрезанное стекло, его надо смочить водой. Вода — поверхностно-активное вещество для стекла: она снижает его поверхностное натяжение и прочность.

Задача с птицефабрики. Использовать раствор соли в воде. Содер­жимое старого яйца должно усохнуть, его плотность изменится — станет меньше, и яйцо должно плавать, а свежее яйцо тонет.

Задача маляра. Если подать на окрашиваемое изделие электричес­кий заряд одного знака, а на распылитель — другого знака, то крас­ка, повинуясь силам электростатического притяжения разноимен­ных электрических зарядов ₍буквально будет обволакивать изделие со всех сторон.

Задача строителя. Использовать сообщающиеся сосуды.

Задача художника-оформителя. Баллончик можно поместить в хо­лодную воду и остудить. Затем перенести его в теплое помещение, предварительно насухо обтерев. Водяной пар, содержащийся в воз­духе, будет конденсироваться, и нижняя часть баллончика, занятая холодной краской, покроется капельками воды. Будет видна резкая граница между сухой поверхностью баллончика и влажной.

Задача мыловара. При разрезании ниткой на мыло действуют две силы, направленные вниз, так как нить держат две руки за два кон­ца; кроме того, нить тонкая, и она оказывает большое давление.

Задача полицейского. Писчая бумага чернилами хорошо смачивает­ся и имеет оптимальное число капилляров. Оберточная и промока­тельная бумага имеет большое количество капилляров, в которые легко проникают чернила, поэтому запись получается расплывча­той. Промасленная бумага чернилами не смачивается: они на ее по­верхности собираются каплями; вследствие этого на такой бумаге писать нельзя.

Задача школьного учителя. Благодаря явлению капиллярности по­верхность мела пропитается молоком, а при его высыхании образу­ется тонкая пленка, которая предохранит руки от загрязнения час­тичками мела; при выполнении записей она в месте касания с доской стирается.

Задача штукатура. Картон имеет много незаполненных капилляров, поэтому жидкая часть краски вошла в них, т.е. впиталась, а крася­щий порошок остался на поверхности. Перед покраской нужно было картон загрунтовать, т.е. заполнить капилляры олифой или жидкой краской и дать просохнуть. А уже потом красить. В загрунтованную поверхность краска не впитывается и затвердевает вместе с крася­щим веществом, образуя блестящий красивый слой.

Задача заводского мастера, делающего свечи. Нужно металлические формы, в которые заливают жидкий парафин, смазать веществом, которое им не смачивается, например маслом.

Задача дамы в очках. Поверхность стекол необходимо покрыть тонким слоем жидкости, несмачиваемой водой, например нитроглицерином

Задача садовода. Кирпичи имеют много пор — капилляров, по ко­торым из почвы поднимается вода, вызывая ржавение дна бочки. Деревянная решетка будет продуваться снизу, и дно бочки будет всегда сухим.

Секрет ювелира. Изделия положить на нагретую поверхность и вскоре пощупать. Из-за разной теплопроводности (у стекла она 0,756 Вт/(м • К), у алмаза 113,3 Вт/(м • К)) скорость их нагрева будет разной; алмаз должен нагреться быстрее.

Задача радиолюбителя-шутника. Когда юноша пропустил ток по ре­зистору, вода нагрелась и закипела; внутри резистора началось ин­тенсивное парообразование. Верхний слой воды был выкинут из внутренней части резистора, и туда поступила новая порция воды, с ней произошел тот же процесс. Поэтому через некоторое время вы­брос повторился.

Глава II. НА ПРИРОДЕ

Как подсказали кузнечики? Перед дождем давление и влажность ме­няются. Насекомые, в том числе кузнечики, очень чувствительны к малейшим их изменениям. В данной же ситуации они не проявляли беспокойства, значит, невидимых, но явных предвестников дождя не было.

Быть грозе. Так как жарко, воздух у поверхности земли сильно про­грелся; так как парило, значит, воздух насыщен водяными парами, и его потоки, устремляясь вверх вследствие конвекции, увеличива­ют вероятность образования туч.

В грозу. В грозу для защиты от дождя и молнии нельзя прятаться под деревьями, особенно высокими и одиноко стоящими. Возвыша­ясь среди других деревьев, они являются естественными молниеот­водами, и именно в них прежде всего может ударить молния. Тем бо­лее опасен в этом отношении дуб, так как его корни очень глубоко уходят в почву и хорошо заземлены.

Капли дождя. Не учтено изменение силы тяжести капель. На пада­ющую каплю действуют две силы: сила тяжести, ускоряющая ее движение, и сила сопротивления воздуха, замедляющая ее движе­ние. При увеличении размеров капли сила тяжести увеличивается пропорционально объему, т.е. третьей степени радиуса, а сила со­противления — пропорционально сечению капли, т.е. квадрату ра­диуса. Поэтому с ростом размера капли сила тяжести увеличивает­ся быстрее, чем сопротивление, а значит, растет скорость падения на землю. Нужно иметь в виду, что сила сопротивления воздуха воз­растает до тех пор, пока она не станет равной силе тяжести. Далее падение происходит с постоянной скоростью.

Народная примета. Ласточки летают там, где находятся насекомые, которыми они питаются. Перед дождем воздух насыщен влагой, которая, оседая на крылышках насекомых, утяжеляет их, поэтому насекомым трудно подняться вверх, и они летают над землей; там же в это время вынуждены летать и ласточки.

Затерявшееся болото. Если утром с восходом солнца человек идет на солнце, т.е. на восток, то вечером, когда солнце будет заходить, он, глядя на солнце, будет идти на запад. Таким образом, маршрут бу­дет иметь вид полуокружности протяженностью 24 версты (2 версты/ч х 12 ч). Ближайшим расстоянием до болота будет диа­метр этой окружности.

После дождя. При ветре интенсивность испарения влаги с мокрой одежды большая, поэтому одежда и тело сильно охлаждаются, так как «улетающие» молекулы влаги уносят с собой часть энергии.

Тесная обувь. В тесной обуви нет или мало воздуха, который явля­ется плохим проводником тепла. Поэтому ноги быстро мерзнут.

Как согреть руки и ноги. Пальцы мерзнут потому, что их капилляры находятся далеко от сердца и на холоде они сужаются; это затруд­няет движение крови. Чтобы согреть пальцы, надо увеличить при­ток крови. Вращая руки или энергично описывая дуги ногой, чело­век увеличивает приток крови к конечностям за счет ее отбрасыва­ния от центра вращения (эффект центрифуги-сушилки).

В метель. Образование кристалликов льда и снега из воды связано с выделением энергии в окружающую среду. Поэтому при снегопа­де большого понижения температуры воздуха быть не может. Если снегопад прекратится, этого выделения энергии не будет, и возмо­жен мороз.

Почему у снега такой цвет? Свежевыпавший снег кажется белым, по­тому что отражает почти все (более 90%) падающие на него солнеч­ные лучи. Такую высокую отражательную способность ему обеспе­чивает явление полного отражения. Ведь снег состоит из снежи­нок — кристалликов льда, между которыми находятся поры, напол­ненные воздухом; на границе раздела «снежинка — воздух» и про­исходит полное отражение света.

Со временем на снег осядут пыль и грязь; кроме того, он уплотнит­ся, подтает, и воздушные промежутки между снежинками станут меньше. Вследствие этого снег будет меньше отражать света, а боль­ше поглощать, отчего будет казаться потемневшим (напомним: при полном отражении света цвет тела — белый, при полном поглоще­нии — черный).

Дым костра. Частицы дыма при большой влажности воздуха слу­жат центрами конденсации водяных паров, имеющихся в воздухе, и, покрываясь каплями воды, становятся тяжелыми. Потоки теплого воздуха их поднять вверх не могут. Поэтому в такую погоду дым стелется.

Круглый камушек. После удара о гальку каменный шарик может начать вращаться. Тогда в наивысшей точке траектории он будет обладать потенциальной энергией и кинетической энергией вра­щения; в этом случае шарик поднимается на меньшую высоту, чем та, с которой он падал, так как часть его первоначальной энергии превратилась в энергию вращения. При каком-то следующем уда­ре шарик может перестать вращаться после отскока, тогда вся его энергия в наивысшей точке траектории перейдет только в потен­циальную; шарик поднимется на большую высоту, чем в предыду­щий раз.

Водны на озере. Отдельные части симметричных волн распростра­няются в среде с одинаковой скоростью. Части же волн с завалива­ющимися гребнями, видимо, перемещаются с разными скоростями: участки, имеющие большую амплитуду, образно говоря, «горб», «бе­гут» с большими скоростями, а участки, колеблющиеся с малыми амплитудами, перемещаются с меньшими скоростями. В результате получается «завал».

Зачем кричать? Четкость восприятия произнесенной речи обеспе­чивает попадание в ухо всего пакета испущенных звуковых колеба­ний. Распространяясь по воздуху, звуковые волны передают часть своей энергии окружающей среде и поэтому затухают: их амплиту­да уменьшается, нарушается и периодичность. Кроме того, в среде происходит и дисперсия звука: появляется зависимость скорости распространения волн от их частоты. В результате Всего этого в ухо поступает пакет колебаний, отличающийся от испущенного, т.е. весьма искаженный. И чем дальше приемник звука находится от ис­точника, тем больше это искажение.

Глава III. У КАМИНА Мини-экзамен

Воздух, содержащийся в волокнах древесины, нагреваясь, рас­ширяется и разрывает эти волокна; слышен треск разрыва.

Цвет дыма зависит от рода сгораемых веществ, от частичного или полного сгорания, а также — от освещенности.

Плотность нагретого воздуха вместе с дымом меньше плотности холодного воздуха, поэтому он под действием архимедовой силы вы­талкивается и поднимается вверх.

У дерева и металла различная теплопроводность: у металла она больше, поэтому он быстрее нагревается.

Энергии спички достаточно лишь на то, чтобы нагреть тонкие веточки и щепки, соизмеримые по толщине со спичкой, до темпера­туры, при которой начинается горение.

В первом случае главное — струя воздуха срывает пламя со спички и охлаждает ее древесину до той температуры, при которой не происходит горение. Во втором случае основное поток воздуха приносит кислород к тлеющим углям, и тот поддерживает горение.

Угли, так как дерево при горении часть тепла передает другим частям полена; кроме того, некоторое количество теплоты идет на нагревание воды, содержащейся в древесине, и ее испарение.

Разбросанные угли благодаря интенсивному теплообмену с ок­ружающей средой быстро остывают до температуры, при которой процесс горения невозможен. Во втором случае суммарный теплооб­мен не так силен-

В первом случае — с теплопередачей, а во втором — с соверше­нием работы.

Нагревание древесины приводит к тому, что вода, находящая­ся внутри нее, начинает тоже нагреваться и испаряться. На концах поленьев, обращенных к огню, испарение происходит быстро, поэто­му капли влаги не успевают быть замеченными.

Из-за конвективных потоков воздуха.

Для того чтобы смола горела, нужно нагревать ее до темпера­туры загорания, а она выше температуры плавления смолы.

Соль — кристаллическое вещество. При сильном нагревании кристалл деформируется и разрушается (кстати, прогревается по разным направлениям неодинаково). В результате и слышен харак­терный треск.

Газ, имевшийся в бутылке, от нагревания расширился, давле­ние внутри бутылки повысилось, и пробку вытолкнуло.

Опыты со светом

Вертикальные линии, нанесенные на стекло маслом, делают стеклянную пластинку простейшей дифракционной решеткой. Свет, проходя через решетку, образует интерференционную карти­ну — видны лучики. По краям белый свет еще разлагается на со­ставляющие — наблюдается дисперсия.

При нанесении на пластинку горизонтальных линий будут на­блюдаться световые столбики, расположенные вертикально.

Лучики будут расходиться радиально.

При «промокательных движениях» ватки с маслом на стекле об­разуются маленькие масляные конусы с полукруглыми вершинами.

Они действуют подобно призмам и разлагают белый свет на составляющие.