Рубрика: Про всё на свете

Почему снег белый? Ведь снежинки — это замерзшая вода, то есть крошечные шестигранные льдинки, а лед прозрачный.

Правильно, лед прозрачный. Это означает, что он пропускает сквозь себя все лучи света. Каждая снежинка сама по себе тоже прозрачна!

Но снежинки падают на землю и лежат в сугробе беспорядочно. Вся эта рыхлая масса не пропускает свет, он не может через нее пробиться. Каждый лучик света, попадая на верхний слой снега, преломляется в огромном количестве ледяных кристалликов — снежинок. В результате все кристаллики-снежинки «передают свет» до тех пор, пока он весь не «выйдет» обратно, то есть снег полностью отражает свет. А когда весь свет отражается от предмета, мы видим этот предмет белым.

Если быть еще точнее, снег белый потому, что белым является свет Солнца, который он отражает. Если бы лучи нашего Солнца были желтыми и красными, то и снег тоже был бы желтым или красным. На закате или восходе, когда лучи солнца видятся нам как розовые, снег тоже становится розовым.

По мнению ученых, земная кора состоит из семи гигантских плит, не соединенных между собой. Под ними находится мантия. Эти плиты медленно «плавают» по мантии, словно по морю. Передвигаясь, они сталкиваются между собой, и это вызывает землетрясение. Предотвратить землетрясение невозможно, а вот предсказать его и предупредить людей ученые могут.

С помощью приборов-сейсмографов ученые следят за состоянием планеты. Как только в каком-нибудь месте Земли зарождается землетрясение, от него во все стороны бегут сейсмические волны. Эти волны улавливаются сейсмографами, и ученым становится понятно, в каком месте и какой силы следует ждать толчков. Если ожидается сильное землетрясение, они предупреждают об этом людей, чтобы избежать человеческих жертв. Правда, не всегда удается сделать это вовремя. Да и силу будущего землетрясения не всегда удается вычислить.

Есть ли другие сигналы, которые заранее предупреждают о землетрясениях? Есть! Это животные. Многие из них (собаки, куры, свиньи, крысы) начинают проявлять признаки беспокойства за несколько часов до землетрясения. Местные жители в сейсмоопасных районах доверяют этим признакам.

Волос, как дерево, состоит из ствола (стержня) и корня. Стержень волоса — это его видимая часть, выступающая над поверхностью кожи. Корень волоса находится под кожей, в особом углублении — волосяном мешочке. Нижняя, расширенная часть корня волоса называется луковицей (волосяным фолликулом). Именно за счет нее происходит рост волоса.

За цвет волоса отвечают клетки меланоциты, расположенные в луковице волоса. Они синтезируют волосяные пигменты: черно-коричневый эумеланин и желтый феомеланин. Их сочетание определяет цвет волос. А сами меланоциты образуются из стволовых клеток.

С возрастом волосяные фолликулы изнашиваются. Это проявляется, во-первых, в том, что уменьшается количество меланоцитов в волосяных фолликулах. Ученые обнаружили, что, чем старше человек, тем меньше у него в волосяных фолликулах стволовых клеток. У старых людей, в возрасте 70-90 лет, их нет совсем. Второй фактор, вызывающий появление седины — снижение активности оставшихся меланоцитов. С возрастом в них постепенно снижается, а затем полностью прекращается активность фермента тирозиназы, который отвечает за выработку меланина. Считают, что не последнюю роль в этом играет перекись водорода — та самая, с помощью которого осветляют волосы, чтобы стать блондинками! Чем старше мы становимся, тем больше перекиси накапливается в меланоцитах. Перекись водорода нарушает синтез фермента тирозиназы. Кроме того, в волосе появляется появляется большое количество воздушных пузырьков. Таким образом, волосы обесцвечиваются изнутри и становятся серыми, а затем полностью белыми. В шевелюре появляются сначала единичные седые волосы, а потом их становится все больше — человек седеет.

Время начала этого процесса заложено в генах, и отсрочить его нельзя никакими диетами или образом жизни. Если процесс поседения уже начался, то остановить его тоже невозможно.

Но бывают случаи, когда люди седеют за очень короткий промежуток времени, после какого-нибудь сильного переживания или стресса. Механизм этого явления пока не изучен.

А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

• …мужчины седеют гораздо раньше женщин. Это генетическая предрасположенность, и бороться с ней пока невозможно.
• …только мужчины становятся седыми из-за стресса.
• …у мужчин борода и усы седеют раньше, чем волосы на голове и туловище. У женщин первые белые пряди появляются, как правило, на висках, а затем уже на темени и затылке.
• …преждевременное появление седины может быть вызвано нарушением обмена веществ, работы печени, гормональной системы или заболеваний, при которых перестает вырабатываться пигмент меланин. Такую раннюю седину можно предотвратить с помощью сбалансированного питания, избегания стрессов, регулярных осмотров у врача и своевременного лечения.

Некоторые минералы под лучами ультрафиолетовой лампы начинают светиться и излучать при этом разные цветовые оттенки. Если минералы светятся красным, синим, зеленым или желтым цветом — это явление люминесценции. Свечение, которое прекращается сразу после выключения лампы, называется флюоресценцией. А если оно постепенно и медленно затухает, то это фосфоресценция.

Способность минералов к флюоресценции объясняется тем, что их кристаллические решетки содержат химические элементы люминогены, они и дают свечение минералам.

К таким светящимся минералам относятся металлы из группы железа — хром, марганец, молибден, вольфрам, уран. Ионы хрома дают красное свечение, марганца — желто-оранжево-красное. Подобное свечение мы наблюдаем каждый день на экранах телевизоров.

Свойство минералов светиться помогает геологам в поиске этих нужных пород. С помощью ламп-люминоскопов в США съели найдены залежи шеелитовых руд, из которых получают вольфрам. Зеленое свечение минералов урана показывает месторождения этого важного сырья. Мельчайшие пылинки урановых соединений хорошо видны в темноте под ультрафиолетовыми лучами. Алмазоносные кимберлитовые трубки помогают обнаружить апатиты с фиолетово-синей флюоресценцией. При извлечении алмазов из дробленой породы используют люминесцентные электронные сепараторы.

Оранжево-красное свечение примеси двухвалентного марганца в кальците. Так он светится в ореолах рудных жил.По голубому свечению шеелита, который неразличим невооруженным глазом, открыты крупнейшие в мире шеелитовые месторождения вольфрама.Зеленое свечение урана в ультрафиолетовых лучах — один из важнейших поисковых признаков урановых руд.По ярко-желтому свечению кристаллы и зерна циркона определяются в рудах и россыпях.Кусок цинковой руды из месторождения полиметаллов Франклин (США). Примесь ионов марганца дает различный цвет свечения: желтый — в волластоните, пурпурный — в кальците. Органические примеси светятся голубым в рудном минерале гардистоните.Ярко-синее свечение примеси двухвалентного европия во флюорите, добытом из редкометалльных жил.(Иллюстрации — «Наука и жизнь», №5, 1998)

Солнце не такое же твердое тело, как Земля. Доказать это очень просто: температура поверхности Солнца достигает 6000°С. При такой температуре любой металл или камень превращается в газ, поэтому Солнце должно быть газовым шаром! Солнце на самом деле состоит из газов: на 75% — из водорода и на 25% — из гелия.

В прошлом ученые считали, что солнечный свет и тепло являются результатом горения. Но поверхность Солнца остается горячей уже сотни миллионов лет, а так долго ничто гореть не может. Сегодня ученые полагают, что Солнце выделяет тепло в результате процессов, аналогичных тем, которые происходят в атомной бомбе. Солнце превращает материю в энергию. Эта энергия выделяется на Солнце в результате термоядерной реакции превращения водорода в гелий.

Однако Солнце будет таким горячим не вечно. По мере того как водород в ядре Солнца будет сгорать, его внешняя оболочка начнет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Этот процесс начнется, по оценкам ученых, через 4-5 миллиардов лет. После того, как завершится фаза расширения, Солнце остынет и превратится в туманность.

Есть несколько версий того, откуда произошло слово радуга. Авторы этимологического словаря (2004 г. выпуска) склоняются к такой версии: слово «радуга» — это переиначенное слово «райдуга». Именно это слово используется в украинском языке для обозначения этого природного явления. Ну а слово «райдуга», как нетрудно догадаться, — результат сложения двух слов: «рай» и «дуга». В этом случае радуга буквально означает «пестрая дуга».

Читайте также:
Что такое радуга?

Почему радуга полукруглая? Люди давно задавадись этим вопросом. В некоторых мифах Африки радуга — это змея, которая охватывает Землю кольцом. Но теперь-то мы знаем, что радуга — это оптическое явление — результат преломения лучей света в капельках воды во время дождя. Но почему мы видим радугу именно в форме дуги, а не, например, в форме вертикальной цветной полосы?

Форма радуги определяется формой капелек воды, в которых преломляется солнечный свет. А капельки воды — более или менее сферические (круглые). Проходя через каплю и преломляясь в ней, пучок белых солнечных лучей преобразуется в серию цветных воронок, вставленных одна в другую, обращенных к наблюдателю. Наружная воронка красная, в нее вставлена оранжевая, желтая, далее идет зеленая и т. д., кончая внутренней фиолетовой. Таким образом, каждая отдельная капля образует целую радугу.

Конечно, радуга от одной капли слабая, и в природе ее невозможно увидеть отдельно, так как капель в завесе дождя много. Радуга, которую мы видим на небосводе, образована мириадами капель. Каждая капля создает серию вложенных одна в другую цветных воронок (или конусов). Но от отдельной капли в радугу попадает только один цветной луч. Глаз наблюдателя является общей точкой, в которой пересекаются цветные лучи от множества капель. Например, все красные лучи, вышедшие из различных капель, но под одним и тем же углом и попавшие в глаз наблюдателю, образуют красную дугу радуги. Также образуют дуги все оранжевые и другие цветные лучи. Поэтому радуга круглая.

Два человека, стоящие рядом, видят каждый свою радугу! Потому что в каждый момент радуга образована преломлением солнечных лучей в новых и новых каплях. Капли дождя падают. Место упавшей капли занимает другая и успевает послать свои цветные лучи в радугу, за ней следующая и так далее.

Вид радуги — ширина дуг, наличие, расположение и яркость отдельных цветовых тонов, положение дополнительных дуг — очень сильно зависят от размера капель дождя. Чем крупнее капли дождя, тем уже и ярче получается радуга. Характерным для крупных капель является наличие насыщенного красного цвета в основной радуге. Многочисленные дополнительные дуги также имеют яркие тона и непосредственно, без промежутков, примыкают к основным радугам. Чем капли мельче, тем радуга становится более широкой и блеклой с оранжевым или желтым краем. Дополнительные дуги дальше отстоят и друг от друга и от основных радуг. Таким образом, по виду радуги можно приближенно оценить размеры капель дождя, образовавших эту радугу.

Вид радуги зависит и от формы капель. При падении в воздухе крупные капли сплющиваются, теряют свою сферичность. Чем сильнее сплющивание капель, тем меньше радиус образуемой ими радуги.

Мы привыкли наблюдать радугу как дугу. На самом деле эта дуга является лишь частью разноцветной окружности. Целиком же это природное явление можно наблюдать лишь на большой высоте, например, с борта самолета.

Есть такая группа оптических явлений, которая назвается гало. Они вызваны преломлением световых лучей крошечными кристалликами льда в перистых облаках и туманах. Чаще всего гало образуются вокруг Солнца или Луны. Вот пример такого явления — сферическая радуга вокруг Солнца:

Птица, сидящая на проводе, представляет собой ответвление цепи, включенное параллельно участку проводника между лапками птицы. При параллельном соединении двух участков цепи величина токов в них обратно пропорциональна сопротивлению. По сравнению с сопротивлением небольшой длины проводника сопротивление тела птицы огромно. Вследствие этого величина тока в теле птицы ничтожна и безвредна. К тому же разность потенциалов на участке между ногами птицы мала.

Птицы чаще всего гибнут в том случае, если они, сидя на проводе линии электропередачи, касаются столба хвостом, крылом или клювом, то есть соединяются с землей.

Ласточки на электрических проводах

Почему птицы летают и не падают? Почему сила земного притяжения не мешает им подниматься в воздух?

У птиц много приспособлений для полета. Прежде всего, это —

1. Крылья

Крыло устроено так, что создает силу, противодействующую силе тяжести. Ведь птичье крыло не плоское, как доска, а выгнутое. Это значит, что струя воздуха, огибающая крыло, должна пройти по верхней стороне более длинный путь, чем по вогнутой нижней. Чтобы оба воздушных потока достигли оконечности крыла одновременно, воздушный поток над крылом должен двигаться быстрее, чем под крылом. Поэтому скорость течения воздуха над крылом увеличивается, а давление уменьшается.

Разность давлений под крылом и над ним создает подъемную силу, направленную вверх и противодействующую силе тяжести.

2. Перья

Перья — это сложнейшие, но при этом очень легкие роговые образования кожи. Они преобразовались в процессе эволюции из чешуи древних пресмыкающихся. Перья делают поверхность тела птицы гладкой, и, когда она находится в полете, воздух без большого сопротивления обтекает ее туловище. Благодаря перьям создаются подъемная сила и тяга. Кроме того, с их помощью птица регулирует направление полета
(рулевые перья хвоста). Сохраняющие тепло, эластично пружинящие и при этом очень крепкие, они образуют равномерный слой, который защищает птиц от всевозможных вредных воздействий окружающей среды — перегрева, холода, сырости и ветра, и препятствуют потере тепла.

3. Форма тела

Форма тела птиц — обтекаемая, во многом благодаря перьям.

4. Особенности скелета

Скелет птицы

— Только у птиц на внешней поверхности грудины есть большой вырост — киль. К нему прикрепляются грудные мышцы, двигающие крылья.

— Скелет птиц очень жесткий засчет срастания костей друг с другом. Например, в позвоночнике отдельные позвонки прочно срастаются друг с другом, а не образуют подвижную, гибкую цепочку, как в скелете млекопитающих. А поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

— Скелет птиц очень легкий, так как ряд костей содержит воздухоносные полости. В костях птиц нет красного костного мозга, как у нас.

5. Мускулатура

25% от массы птицы составляют грудные мышцы, которые поднимают крылья. Эти мышцы крепятся к килю — выросту грудины (см. выше). Для создания оптимальной формы тела крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия. Поэтому у птиц ноги тонкие.

Мышцы птиц запасают много кислорода за счет высокого содержания белка миоглобина.

6. Двойное дыхание

Вдыхаемый птицей воздух движется через трубочки-бронхиолы в легких и попадает в воздушные мешки. При выдохе он идет из мешков снова по трубочкам через легкие, где опять происходит газообмен. Такое двойное дыхание увеличивает снабжение организма кислородом, что очень важно во время полета.

7. Особенности сердечно-сосудистой системы и обмена веществ

Сердце у птиц крупнее, чем у млекопитающих со сходным размером тела. Чем мельче вид, тем относительно больше его сердце. У всех птиц, которые часто летают, сердце должно быть крупным, чтобы обеспечивать быструю циркуляцию крови.

Частота сокращений сердца коррелирует с его размерами. Частота сердечных сокращений у птиц — до 1000 ударов в минуту, при этом у них очень высокое давление (180 мм рт.ст., а у нас, млекопитающих – только 100-120).

Кровь птиц содержит больше эритроцитов, чем у большинства млекопитающих, и в результате в единицу времени может переносить больше кислорода, что необходимо для полета.

За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела. Сравните: у млекопитающих от 36 до 39°С, а у птиц – от 40 до 42°С. При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц. Это позволяет птицам совершать бoльшую работу за единицу времени.

А еще для получения большого количества энергии птицы нуждаются в большем количестве пищи, чем млекопитающие с такой же массой тела. Понимаете теперь, почему так важно подкармливать птиц зимой, когда естественного корма у них становится мало?

8. Нервная система

У птиц мощный мозжечок, ведь этот орган отвечает за координацию движений, так необходимую в полете.

Как вы знаете, планеты и их спутники не стоят на месте. Земля вращается вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли. И время от времени возникают такие моменты, когда Луна в своем движении полностью или частично заслоняет Солнце.

Рисунок 1. Схема солнечного затмения

Солнечное затмение — это тень Луны на поверхности Земли. Эта тень в диаметре составляет около 200 км, что во много раз меньше диаметра Земли. Поэтому солнечное затмение можно наблюдать одновременно только в узкой полосе на пути лунной тени:

Рисунок 2. Лунная тень на поверхности Земли во время солнечного затмения

Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение, при котором Луна полностью скрывает Солнце. При этом небо темнеет, и на нём могут стать видны звёзды. Становится немного прохладней. Птицы резко замолкают, напуганные внезапной темнотой, и стараются укрыться. Животные начинают проявлять беспокойство. Некоторые растения сворачивают листья.

Рисунок 3. Фаза полного солнечного затмения

Наблюдатели, которые находятся вблизи полосы полного затмения, могут видеть частное солнечное затмение. При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, а скрывает только часть этого диска. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды на нем не видны. Частное затмение можно наблюдать на расстоянии порядка 2 тысяч километров от зоны полного затмения.

Рисунок 4. Частное солнечное затмение

Солнечное затмение всегда случается в новолуние. В это время Луна на Земле не видна, потому что та сторона Луны, которая обращена к Земле, не освещена Солнцем (см. рисунок 1). Из-за этого кажется, что во время затмения Солнце закрывает черное пятно, взявшееся неизвестно откуда.

Тень, которую Луна отбрасывает в сторону Земли, выглядит как резко сходящийся конус. Острие этого конуса находится чуть дальше нашей планеты (см. рисунки 1 и 2). Поэтому, когда тень попадает на поверхность Земли, она представляет собой не точку, а сравнительно небольшое (150–270 км в поперечнике) черное пятно. Вслед за Луной это пятно перемещается по поверхности нашей планеты со скоростью около 1 километра в секунду:

Рисунок 5.
Схема солнечного затмения 22 июля 2009 года с сайта NASA

Следовательно, тень Луны с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Максимально возможная длительность полной фазы — всего 7,5 мин. Частное затмение длится около двух часов.

Солнечные затмения на Земле — поистине уникальное явление. Оно возможно потому, что на небесной сфере диаметры Луны и Солнца почти совпадают, несмотря на то, что диаметр Солнца почти в 400 раз превышает диаметр Луны. А происходит это потому, что Солнце примерно в 400 раз дальше от Земли, чем Луна.

Но орбита Луны не круглая, а эллиптическая. Поэтому в моменты, благоприятные для наступления затмений, лунный диск может быть больше солнечного, равен ему или меньше него. В первом случае наступает полное затмение. Во втором случае тоже возникает полное затмение, но длится оно всего мгновение. А в третьем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного диска Луны видно сияющее кольцо поверхности Солнца. Такое затмение может продолжаться до 12 минут.

Во время полного солнечного затмения можно наблюдать солнечную корону — внешние слои атмосферы Солнца, которая при обычном свете Солнца не видна. Это потрясающе красивое зрелище:

Рисунок 6. Солнечное затмение 11 августа 1999 года

Читайте также: Как часто происходят солнечные затмения?