ПОЧЕМУчка » Свет и лазеры

Как работает увеличительное стекло?

Irishka — Sun, 04 Dec 2011 08:21:42 +0000

Увеличительное стекло (лупа)

Увеличительное стекло – это выпуклая линза. Это означает, что она в середине толще, чем по краям. Такая форма изгибает световые волны объектов, которые через нее рассматривают, вследствие чего мы видим их необычным образом. Если увеличительное стекло держать близко к объекту, его световые волны расширяются, прежде чем сфокусируются на наших глазах, и из-за этого объект кажется очень большим.

Но если вы посмотрите через увеличительное стекло на удаленный объект, он будет выглядеть маленьким и перевернутым вверх ногами. Этот эффект объясняется тем, что объект находится не в фокусе линзы. Чем более выпуклой будет линза, тем больше она способна изгибать световые волны и увеличивать. Выпуклые линзы используются также в микроскопах (которые позволяют нам видеть вещи настолько маленькие, что простым глазом увидеть их невозможно), а также в биноклях и телескопах (которые делают удаленные объекты крупнее и ближе к нам).

Как работает зеркало?

Irishka — Thu, 01 Dec 2011 08:17:48 +0000

Зеркало

Зеркалом может быть любая гладкая блестящая поверхность, которая отражает свет. Но большинство зеркал делают из листов стекла, задняя сторона которых покрыта тонким слоем отражающих материалов или металлов, в том числе серебра.

Мы видим все вокруг, потому что световые волны отражаются от объектов и попадают нам в глаза, создавая образы, которые распознает наш мозг. Вы видите себя в зеркале, потому что световые волны, отражающиеся от вашего тела, повторно отражаются блестящей поверхностью зеркала и попадают вам в глаза. Но такое двойное отражение создает странный эффект – все кажется повернутым в обратную сторону. Если вы, например, поднесете к зеркалу раскрытую книгу, то увидите напечатанный в ней текст не слева направо, а, наоборот, справа налево.

Таким же образом это двойное отражение света позволяет вам увидеть себя в оконном стекле или на поверхности стоячей воды. Но отражение в этом случае не будет таким же четким, как то, которое дает зеркало, потому что часть световых волн, отражающихся от вас, будет поглощаться оконным стеклом или поверхностью воды. Если гладь водного зеркала нарушится ветром, вода будет поглощать еще больше света. А участки гладкой поверхности – при ветре они небольшие и разбросаны по поверхности – будут выдавать части отражения, настолько изломанные, что вся картина будет нечеткой и узнать отраженное изображение будет практически невозможно.

Почему на большинстве товаров, которые мы покупаем в магазинах, есть ярлыки, на которых изображены полоски и цифры?

Irishka — Mon, 28 Nov 2011 08:13:06 +0000

Штрих-коды

Группы полосок и цифр, которые вы видите на упаковке или на ярлыках большинства товаров в магазинах, называются Всемирный код продукта, в обиходе – штрих-код продукта. Штрих-код состоит из ряда полосок, в которых закодирована информация. Компьютер, считывая эту информацию, может определить точно наименование и размер каждого изделия, а также компанию, которая его выпустила. Цифры при полосках дают ту же информацию, но полоски может считывать только машина, а цифры могут считывать работники магазинов.

Когда вы покупаете какой-нибудь товар в магазине, кассир проводит штрих-код перед считывающим устройством. Лазерный луч сканирует штрих-код. И уникальный рисунок расположения темных и светлых полос преобразуется в появляющиеся электрические сигналы. Эти сигналы поступает в компьютер, который идентифицирует товар и выдает информацию о нем в главный компьютер магазина или в компьютер, установленный в главном офисе магазина (и используется, например, для отслеживания наличия запасов такого товара).

Компьютер также подключен к кассовому аппарату, который может распечатать название товара и цены на чеке. Штрих-коды оказались очень полезной вещью: они облегчают работу по отслеживанию прохождения товаров, помогают определить, какие товары люди хотят покупать. Это экономит время, помогая работникам магазинов быстро заказывать конкретные товары.

Каким образом воспроизводится музыка с компакт-диска?

Irishka — Fri, 25 Nov 2011 08:10:19 +0000

Компакт-диск

Не так уж много времени прошло с тех пор, когда музыку записывали на грампластинки – это было первое изобретение, благодаря которому люди могли записывать звуки навсегда и в дальнейшем прослушивать их. Микрофон преобразовывал звуковые колебания – поющий голос или играющий музыкальный инструмент – в электрические сигналы, в соответствии с которыми острая игла прорезала волнистые канавки во вращающейся пластмассовой или виниловой пластинке.

Проигрыватель, иголка которого легко проходила по канавкам вращающейся пластинки, мог воспроизводить электрические сигналы и преобразовывать их снова в звуки, а мы слушали эти звуки через громкоговорители (динамики), Сегодня вместо грампластинок для записи музыки используются компакт-диски (CD). Компакт-диски, имеющие диаметр около 12 см, могут вмещать больше музыки, чем долгоиграющие пластинки диаметром 30 см. Такая емкость возможна потому, что при считывании сигналов компакт-диск вращается с большой скоростью – до 500 об/мин (долгоиграющие пластинки вращаются со скоростью примерно 33 об/мин). Спиральная дорожка (трек) компакт-диска также очень тонкая – тоньше человеческого волоса, а это позволяет уместить на меньшей поверхности больше музыки.

На нижней стороне компакт-диска – тонкий металлический лист. Миниатюрные круглые углубления, которые представляют звук, заполняют спиральную дорожку. Точно так же, как для вырезания канавок в грампластинках использовались иголки, в компакт-дисках такие канавки вытравливаются химическими веществами, которые «съедают» металл на компакт-диске. Вместо иголки, использующейся в проигрывателе, в компакт-диске для преобразования вытравленной дорожки в звук используется лазерный луч. В отличие от обычного света, который после выхода из источника распространяется во всех направлениях, лазерный луч (пучок) можно сфокусировать сочень большой точностью. Лазерный луч перемещается по дорожке компакт-диска, и датчики регистрируют рисунок расположения блестящих плоских участков (которые отражают свет) и канавок (которые не отражают свет).

Эти появляющиеся и исчезающие вспышки отраженного света преобразуются в электрические сигналы. Компьютер в плеере для компакт-дисков, имеющий гигантскую память, в которой хранятся всевозможные комбинации появления и исчезновения сигналов, преобразует сигналы в музыкальные ноты различной громкости и высоты в динамиках плеера. И – звучит музыка! В отличие от звука грампластинок, который может ухудшаться из-за царапин на пластинке, тупых проигрывающих иголок или вихляющего диска, на который устанавливается пластинка, звук с компакт-диска всегда поразительно естественный, поскольку проблемы, возникающие при использовании грампластинок, для лазерных лучей не существуют.

В универсальном цифровом диске (DVD) применяется технология, подобная технологии компакт-дисков. Разница заключается в том, что на DVD-диски может записываться намного больше данных – примерно в семь раз больше, чем на компакт-диск. Благодаря выдающимся качествам DVD-диски за последние годы стали очень популярными и популярность их растет. На DVD-диске можно записать полнометражный фильм и множество дополнительных вещей – субтитры на многих языках, выступления кинорежиссеров, сцены, которые не вошли в окончательную версию фильма, и многое другое.

Что такое лазер?

Irishka — Sun, 20 Nov 2011 08:07:21 +0000

Лазер

Лазер – это устройство, которое вырабатывает лазерное излучение. Лазерное излучение имеет большую мощность, чем обычный свет, потому что все его лучи имеют одинаковую длину волны и движутся вместе. Благодаря этому лазерные лучи можно сфокусировать, превратив с высокой точностью в узкий пучок. (Лучи обычного света состоят из нескольких длин волн, которые, выходя из источника света, распространяются во всех направлениях.) Лазерный луч можно сфокусировать на такой маленькой площади, что он будет способен сделать 200 отверстий на булавочной головке!

В зависимости от используемых для изготовления лазера материалов и энергии лазерные пучки (лучи) могут иметь разную интенсивность. Некоторые пучки, сделанные из невидимых инфракрасных лучей, могут генерировать столько тепла, что они способны прорезать насквозь металл. А поскольку лазерные пучки можно регулировать с большой точностью, эти самые инфракрасные лучи можно использовать вместо скальпеля при очень тонких хирургических операциях. Лазеры, вырабатывающие лучи видимого света, также очень полезны как в научных работах, так и в повседневной жизни.

Поскольку лазерные лучи способны измерять расстояния с большой точностью, их использовали для того, чтобы определить точное расстояние от нашей Земли до Луны: для этого их направляли на зеркала, установленные на Луне, и получали их отражение. Телефонные и компьютерные сигналы иногда преобразовываются в лазерные лучи, так что они могут с огромной скоростью распространяться по волоконно-оптическим кабелям. Лазеры, вырабатывающие свет низкой мощности, считывают штрих-коды на ярлыках товаров, которые мы покупаем в магазинах, и сканируют компакт-диски, чтобы мы могли слушать записанную на них музыку.

Почему часы и другие приборы светятся в темноте?

Irishka — Wed, 16 Nov 2011 08:04:06 +0000

Светящиеся часы

Когда на какое-нибудь вещество действует свет, оно поглощает световую энергию. Молекулы большинства веществ обычно испускают эту избыточную энергию – в виде света и тепла, но происходит это настолько быстро, что этот процесс остается невидимым для глаз. Однако некоторые вещества, например сульфид кальция, способны задерживать часть света, который на них воздействовал, и высвобождают его понемногу.

Это свойство называется фосфоресценция. К фосфоресцирующим веществам могут добавляться другие вещества, увеличивающие время задерживания света, поскольку это свойство со временем сходит на нет. Светящиеся во тьме игрушки и краска, применяющаяся для циферблатов часов, производятся из фосфоресцирующих веществ. Медленно испускаемый свет таких веществ днем незаметен, но ночью, когда темно, он виден хорошо. Однако следует помнить, что если фосфоресцирующие предметы не будут находиться там, где на них будет действовать свет, они не будут фосфоресцировать, так как не накопили световой энергии для того, чтобы ее понемногу испускать.

Как работает электрическая лампочка?

Irishka — Sat, 12 Nov 2011 08:01:24 +0000

Электрическая лампочка

Электрический ток проходит в лампочке через тонкую свернутую в пружинку проволоку, или нить накаливания. Нить накаливания делают из металла вольфрама, у которого очень высокая температура плавления (т. е. он может разогреваться до очень высоких температур, прежде чем расплавится). Высокая температура плавления – вещь хорошая: когда электрический ток проходит через нить накаливания в электрической лампочке, нить накаливания раскаляется, достигая температуры около 2480 °С. Раскаляясь, нить накаливания светится. Это свечение и представляет свет, который дает электрическая лампочка.

Обычно провода, по которым проходит электрический ток, позволяют ему проходить легко. Но если провод очень тонкий, как про¬вод нити накаливания в электрической лампочке, электрическому току приходится про¬ходить с усилием. При этом возникает трение, трение порождает тепло, а тепло в конечном итоге вызывает свечение нити накаливания.

Вместо воздуха электрические лампочки заполняют газом аргоном. В воздухе содержится кислород – газ, необходимый для горения. Если бы на раскаленные нити накаливания в лампочке действовал воздух, они бы не светили в течение сотен часов, а сгорали мгновенно. Ну, а почему в таком случае электрические лампочки все же перегорают?

Электрические лампочки на самом деле вовсе не перегорают. Но при каждом очень сильном нагревании какая-то часть вольфрама нити накаливания испаряется, т. е. от нее отрываются частички, которые плавают в аргоне. В результате нить накаливания становится в каких-то местах слабее и в конце концов просто разрывается. Пятна, которые можно увидеть на внутренней поверхности долго работающих лампочек, – это не свидетельство выгорания, а тонкий слой испарившегося вольфрама.

Откуда берется тень?

Irishka — Thu, 10 Nov 2011 08:01:09 +0000

Тень кошки

Выходя из источника, видимый свет распространяется в виде волн. Эти волны распространяются через воздух до тех пор, пока не встретят на своем пути какой-то объект. Часть световых лучей объект поглощает, а часть отражает обратно в воздух. (Световые волны не способны проходить через большинство материалов; проходят они только через прозрачные материалы, например стекло.) Позади объекта, который остановил световые лучи, образуется темное пятно, тень. Тень – это место, куда не падает свет.

В темных комнатах не бывает тени, потому что через темные комнаты не проходит свет. В сумрачные дни вы также не увидите теней на улице, так как облака на небе поглощают солнечные лучи и рассеивают их во всех направлениях; на Землю попадает недостаточно прямого солнечного излучения, чтобы образовывались тени. Почему наша тень меняет форму на протяжении солнечного дня? Это связано с расположением солнца и углом, под которым солнечные лучи нас освещают.

Когда солнце находится высоко, световые волны падают на нас под таким углом, что тени получаются короткими и широкими. Когда солнце находится низко на небе (ранним утром или к вечеру), его лучи образуют длинные тени гигантских размеров. Лучше понять это можно таким образом: проведите мысленно прямую линию от солнца так, чтобы она касалась верхушки вашей головы и продолжалась до земли позади вас. Когда солнце находится прямо у вас над головой, эта линия коснется земли очень близко к вашему телу (и ваша тень тоже). Ближе к вечеру, когда солнце находится низко, такая линия будет касаться земли дальше от места, где вы стоите (и ваша тень тоже протянется до этой точки).