«Мистер X»

Догадайтесь, о каком учёном идёт речь.

Этот учёный первым отказался от идеи о выделенном положении Земли во Вселенной. Земля в предложенной им системе, как и другие планеты, обращается по окружности вокруг Солнца и вращается вок­руг своей оси. Первое изложение своей идеи «мистер X» дал в руко­писном труде «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небес­ным движениям» в 1515 г. (Ответ. Николай Коперник.)

Какой учёный произнёс Следующее: «Радуга - столь замечательное чудо природы, и над её причинами, до сих пор столь мало известными, во все времена столь настойчиво задумывались пытливые умы, что мне труд­но найти вопрос, на котором я лучше мог бы показать, как при помощи применяемого мною метода можно прийти к знаниям, которыми не об­ладали те, чьими сочинениями мы располагаем»? (Ответ. Рене Декарт.)

Этот «мистер X» родился 19 ноября 1711 г. в семье крестьянина- помора в деревушке, расположенной недалеко от Архангельска. С детства стремился к знаниям. Учился в первых русских высших учеб­ных заведениях. Диапазон научных интересов этого человека был исключительно широк, его без преувеличения называли энциклопедис­том. Совместно с профессором Г.Рихманом он изучал атмосферное электричество, имеет заслуги в развитии астрономии и астрономи­ческой оптики. Центральное место в творчестве этого учёного занима­ют работы в области атомистики и кинетической теории. (Ответ. Михаил Васильевич Ломоносов.)

Вопрос о том, как взаимодействуют наэлектризованные тела, интересовал учёных издавна. Но честь обоснования этого закона при­надлежит этому «мистеру X», инженеру и физику. Он родился 14 июля 1736 г. во Франции. Важнейшим результатом его работы по внешнему трению стало оформление закона. Основой в работе по электричеству и магнетизму стал прибор - крутильные весы. В честь этого «мистера X» названа единица количества электричества. (От­вет. Шарль Огюстен Кулон.)

Родился 22 сентября 1791 г. в Лондоне, в семье кузнеца. Только благодаря счастливой случайности любознательный юноша попал в поле зрения известного химика Х.Деви. В 1821 г. этот «мистер X» сделал первое открытие в области электромагнетизма. На основе огромного собранного экспериментального материала он доказал тож­дественность различных видов электричества. Обнаруженные им за­коны электролиза свидетельствовали о дискретности электрического заряда. В честь «мистера X» названа единица электроёмкости. (От­вет. Майкл Фарадей)

Создание: А.Вольта первого гальванического элемента открыло перед физиками новую область исследований. Важнейший шаг на пути создания теории электрических цепей был сделан немецким фи­зиком. «Мистер X» родился 16 марта 1787 г. в семье слесаря. Свою научную деятельность он начал с ремонта приборов и изучения науч­ной литературы. Только в 1825 г. он решился представить научному миру плоды своего труда в виде статьи, которую озаглавил «Предва­рительное сообщение о законе, по которому металлы проводят кон­тактное электричество». Сейчас это сообщение мы называем законом его имени. В честь этого «мистера X» названа единица сопротивле­ния. (Ответ. Георг Ом.)

О каком учёном писал советский исследователь В.П.Зубов: «Если попытаться определить типичные черты [«мистера X»] - естествоис­пытателя, то основными нужно было бы признать следующие. Во- первых, [«мистер X»] мыслитель, намечающий программу нового экс­периментального естествознания, страстный и неутомимый противник отживающего и отмирающего. Во-вторых, [«мистер X»] не только на­метил программу, но и сам неутомимо экспериментировал, разрабаты­вал самые различные отрасли естественных наук. В-третьих, бросает­ся в глаза монолитность фигуры [«мистера X»] учёного, выступавше­го при разработке конкретных проблем во всеоружии своих разносто­ронних знаний. И, наконец, в-четвёртых, [«мистер Х»] - учёный неотде­лим от [«мистера X»]-инженера, изобретателя, художника»? (Ответ. Леонардо да Винчи.)

Л.Больцман писал: «В жизни [«мистера X»] не было ничего выдающегося, что соответствовало бы необычности его гения. Его жизнь была обычной жизнью немецкого профессора университета. Великие события происходили исключительно в его голове». (От­вет. Густав Роберт Кирхгоф.)

Этот «мистер X» открыл инфракрасное излучение в 1800 г. К этому времени он снискал славу великого астронома. (Ответ. Вильям Гершель)

Араго писал, что прибор этого «мистера X» «был самым замеча­тельным прибором, когда-либо изобретённым людьми, не исключая телескопа и паровой машины». (Ответ. Алессандро Вольта, источник постоянного Электрического тока.)

Блицтурнир

Во сколько раз отличаются массы 1 м³ стали и 1 м³ сухой древе­сины?

Что означает слово «кома»? (От лат. coma - волосы.)

Что означает слово «объектив»? (От лат. objectum - предмет.)

Какую скорость показывает спидометр автомобиля?

Почему предметы вокруг нас не приближаются друг к другу, несмотря на их взаимное притяжение?

В каких случаях вес тела численно равен силе тяжести? В каких случаях больше сила тяжести, в каких случаях - меньше?

Чтобы сойти на берег, лодочник отправился от кормы лодки к её носовой части. Почему при атом лодка отошла от берега?

Если вблизи нас проходит гружёный автомобиль, то мы чувству­ем, как нас притягивает к нему. Объясните, почему.

Какую форму имеет крупная капля дождя при падении в безвет­ренную погоду?

Кто чаще машет крыльями - муха или жук?

Почему в горячей воде соль растворяется быстрее, чем в холодной?

Почему при распиливании бревна пила нагревается больше, чем дерево?

Может ли КПД двигателя быть больше 100%?

Алмаз и графит не похожи на вид ^_ вот так разнолик углерод! В природе встречается чаще графит, с алмазом, увы, не везёт... Графита немало, но редок алмаз... А вот почему? Может, знает весь класс? (Алмаз и графит - аллотропные формы углерода, алмаз стабилен при высоких давлениях, но при нормальном давлении при нагревании до 450-700 "С, в зависимости от размеров, превращается в графит.)

- Что в переводе с латинского языка означает слово «вакуум»? (Vacuum - пустота.)

Вы бросаете мяч вертикально вверх и ловите его. Какое переме­щение больше — ваше или мяча? (Перемещения одинаковы.)

Вы бьёте кулаком о стену. Почему же вашей руке бывает больно? (Согласно третьему закону Ньютона, стена действует на вашу руку с такой же по модулю силой, с какой и вы действуете на стену.)

Где масса тела больше — на полюсе или на экваторе? (Масса тела не изменяется от места расположения.)

Вас попросили 6 часов подержать 20 кг кирпичей. Какую рабо­ту вы при этом совершите? (Ваша работа с физической точки зре­ния, хотя вы и устали за эти 6 часов, равна нулю.)

Выполняется ли закон Архимеда в искусственном спутнике Земли? (Нет, если спутник находится на орбите; да, если он находит­ся на стартовой площадке.)

Можно ли вскипятить воду при 40 °С? (Да, если понизить атмосферное давление.)

Как известно, любое тело, температура которого выше окружа­ющей среды, излучает энергию. Почему же мы не видим эти тела ночью? (Наш глаз воспринимает только видимую часть спектра излу­чения, а тела излучают инфракрасные лучи, которые для нашего глаза остаются невидимыми.)

Свет - это электромагнитная волна. Звук - тоже волна. Являет­ся ли звук электромагнитной волной? (Нет, это механические колеба­ния частиц среды.)

Слово «линза» произошло от немецкого Linse. Что оно означа­ет? (Чечевица.)

Можно ли наблюдать интерференционную картину от двух лам­почек, которые находятся на близком расстоянии? (Нет, это некоге­рентные источники.)

Физика живого

Любой живой организм - сложная система, в которой происхо­дит превращение одного вида энергии в другой. Организм получает энергию из пищи, расходует её на построение клеток, движение и другие действия. Биофизика исследует вопрос, как происходит энер­гетический обмен на молекулярном уровне и во всем организме в целом. Почему в холод многие животные сворачиваются в клубок, а в жару стремятся увеличить свою свободную поверхность? (Таким об­разом регулируется температура тела.)

Все птицы - теплокровные животные. Температура тела у них постоянна и выше, чем у млекопитающих (примерно 42 °С, а у некото­рых видов до 45,5 °С). Тело покрыто перьями, а передние конечности превратились в орган полёта - крылья. Какую роль играет сезонное изменение длины и густоты оперения? (Таким образом регулируется температура тела.)

Мышки дрожат не только от страха, но и для того, чтобы со­греться. Хотя при дрожании скелетных мышц тепла выделяется не так уж много, зато резко ускоряются биохимические реакции с выделени­ем тепла. Подрожит мышка, постучит зубками и запустит на полную мощность свою «отопительную систему». А почему изменяется внут­ренняя энергия мышки? (Механическая и биохимическая энергия пре­вращается во внутреннюю энергию.)

В реках Западной Африки водится маленькая рыбка-убанги из семейства клюворылых. Она обитает в очень замутнённых водах и не может ориентироваться с помощью зрения. Поэтому она использует эхолокацию, излучая электрические импульсы частотой 200-800 Гц. Замечено, что частота испускания импульсов тем выше, чем лучше качество воды. Учёные задумываются, нельзя ли использовать эту особенность рыбки для контроля за качеством воды в реках. Как ориентируется рыбка-убанги? (Она воспринимает изменение конфигу­рации электрического поля.)

Электрическое сопротивление человеческого тела определяется в основном сопротивлением поверхностного рогового слоя кожи (эпи­дермиса). В зависимости от состояния кожи, пути тока и электричес­кого напряжения сопротивление тела человека изменяется. Так, при прохождении тока от плеча к ноге сопротивление составляет 1,1 кОм при напряжении 220 В. Определите силу тока. (0,2 А.)

Некоторые рыбы, например, хаулидовые и рыбы-мичманы, снаб­жены светящимися органами, которые они могут зажигать и гасить в зависимости от обстановки. Для чего этим рыбам такая светомаски­ровка? (Днём, когда пронизывающие воду солнечные лучи делают заметными их силуэты снизу, рыбы «включают фары», направленные в глубину, визуально растворяя свои очертания. Такая биолюминес­ценция связана с химической реакцией, происходящей в тканях.)

Ящерица-василиск, обитающая в тропической Америке, спасается от врагов с помощью эффектного трюка - убегает по воде, разгоня­ясь до 12 км/ ч. Она проскакивает короткие дистанции, не провалива­ясь в воду. Как удаётся василиску этот трюк? (Василиск бежит на задних ногах, его длинные пальцы оторочены чешуйками, увеличива­ющими площадь поверхности ступней, при этом используется сила поверхностного натяжения воды.)

Еж-рыба длиной до 90 см - самый крупный вид семейства двузубых, близкого к иглобрюхим. Водятся все они в тропиках. Ка­кую тактику применяют эти рыбы в целях безопасности? (При малей­шем намёке на опасность ёж-рыба превращается в мяч, покрытый острыми шипами. Эти шипы - видоизменённые чешуи, обычно прижа­тые к телу, но встающие дыбом, когда оно раздувается.)

Мангровые заросли вдоль берегов Малайзии по ночам вспыхивают тысячами огоньков, которые зажигают для своих женихов самки жуков- светляков. Полоса растительности, где почти на каждом листе сидят насекомые, синхронно вспыхивающие с частотой 90 Гц, может прости­раться на 100 м - поистине великолепная иллюминация! За счёт какой энергии генерируется свет у светляков? (Световые вспышки генериру­ются за счёт химических реакций в специальных органах в брюшке.)

Кто из животных самый прыгучий в мире? (Большой серый кенгуру передвигается огромными прыжками, отталкиваясь мощными задними конечностями. Это самое крупное из сумчатых млекопитаю­щих может передвигаться со скоростью до 50 км/ч. Длина среднего прыжка около 7,5 м, максимального - 14 м. В высоту животное редко подскакивает выше, чем на 1,5 м, однако известны случаи, когда матёрые самцы перепрыгивали препятствия высотой 4 м.)

Общая длина кровеносных капилляров в организме человека примерно 100 тыс. км. Через них за минуту проходит около 9 л крови. Благодаря этому каждая клетка через тканевую жидкость снаб­жается питательными веществами и кислородом. А как выдумаете, смачивает ли кровь стенки капилляров? (Не смачивает.)

В самые сухие и жаркие дни пчёлы на верхних стенках в улье развешивают капельки воды. Каково их назначение? (При испарении воды температура в улье понижается, а влажность воздуха повышается.)

Молекулы каких газов проникают в организм быстрее - угарно­го, углекислого, кислорода или радона? (Скорость проникновения мо­лекул газа в организм зависит от массы и скорости молекул. Быстрее всего проникает угарный газ, поскольку его молекулярная масса наи­меньшая, а скорость - наибольшая. Скорость убывает в таком поряд­ке: кислород, углекислый газ, радон.)

Одно из самых быстрых членистоногих - австралийская стрекоза. Она может развивать в пике скорость до 98 км/ч, а обычно «барражиру­ет» над своей территорией со скоростью около 58 км/ч, ловя летающих насекомых. Несмотря на быстроту, стрекозы работают крыльями сравни­тельно медленно, совершая около 30 взмахов в минуту. Перед полётом стрекоза сидит на солнце, а двигается короткими рывками. Объясните такое её поведение. (Стрекозы - холоднокровные, для полёта им необхо­димо прогреть мышцы, сидя на солнце или просто «трепеща» крылышка­ми, но не взлетая. А вот в воздухе стрекоза может перегреться, поэтому после короткого рывка насекомое секунд 15 планирует, остывая. Кроме того, разгорячённая летательными мышцами кровь перекачивается из груди в длинное брюшко, где температура всегда ниже.)

Императорский пингвин плывёт баттерфляем со скоростью 11 км/ч. Он гребёт ластовидными крыльями и рулит хвостом. Учё­ные заметили, что он глотает мелкие камни. Для чего? (Мелкие камни помогают нырять, как свинцовый пояс аквалангисту. Птица регулярно погружается на 18-21 м, где гоняется за рыбой и кальмарами, не выныривая до 20 минут.)

Летающий кальмар может выпрыгивать из воды и пролетать до 100 м, планируя на расправленных широких плавниках, как летучая рыба. Как это ему удаётся? (Кальмар совершает быстрые рывки с помощью реактивной системы, управляемой крупнейшими среди всего животного мира нервными клетками. У этого головоно­гого моллюска под головой располагается короткая трубка (ворон­ка), из которой с силой выталкивается вода, так что животное отбрасывается реактивной силой в противоположную сторону со скоростью 33 км/ч.)

У птиц, как в современных самолётах, имеется несколько систем ориентации (навигации) в воздухе. Расскажите о них. (Положение Солнца на небе они сверяют со своими биологическими часами. Что­бы ориентироваться по поляризации света, достаточно небольшого голубого участка неба среди облаков. Ночью лучшие ориентиры - звёзды. В Северном полушарии курс полёта сверяется с Полярной звездой. Если небо полностью затянуто облаками, помогает внутрен­ний компас. У птиц в голове и шее имеются специальные частицы, являющиеся крошечными магнитами, с помощью которых можно оп­ределять направление силовых линий магнитного поля Земли. Эти линии образуют угол с поверхностью планеты, зависящий от геогра­фической широты, и пернатые оценивают эту координату довольно точно.)

Самки синей акулы спариваются у восточного побережья США, а производят потомство у берегов Европы. Как ориентиру­ются акулы под водой? (Самки синей акулы прокладывают путь, ориентируясь по магнитному полю Земли и геомагнитной инфор­мации, заключённой в породах дна. Во время миграции акулы на 2~3 ч погружаются на глубину 200 м. Так называемые ампулы Лоренцини, расположенные на рыле, улавливают электромагнит­ные колебания, что позволяет бел ошибочно определять направле­ние магнитного поля донных пород; вероятно, акулы пользуются этим, как компасом.)

Физика неживого

Динарские горы, протянувшиеся вдоль восточного побережья Адриатического моря, - классический район карстовых пещер и связанных с ними природных явлений: удивительно круглых, слов­но нарисованных циркулем, озёр и провальных воронок, бездонных вертикальных шахт-колодцев и загадочных рек, которые внезапно исчезают на каком-то участке своей долины, чтобы вновь появить­ся двумя-тремя километрами ниже по течению. У одного из подзем­ных озёр реки Пивка можно увидеть уникальных земноводных, живущих только в динарских пещерах, - протеев. Протей всю жизнь проводит под землёй, в темноте, и поэтому лишён органов зрения. Слепы в пещерах также пауки и скорпионы, и даже рыбы. Почему же эти живые организмы остались без органов зрения? (Они адап­тировались к темноте.)

Самые экологически неблагополучные в России центры вы­росли вокруг индустриальных гигантов - Магнитогорска, Новокуз­нецка, Череповца, Норильска, Нижнего Тагила. Огромные заводы, работающие по устаревшим технологиям и лишённые надёжных очи­стных сооружений, отравляют всё живое на много километров вок­руг. Ситуация усугубляется тем, что такие заводы невозможно про­сто взять и закрыть, - они являются единственным источником существования большей части горожан. Людям приходится вды­хать отравленный воздух, потреблять загрязнённые пищу и воду, работать во вредных условиях Как ядовитые вещества попадают в пищу, воздух, воду и распространяются на большие расстояния? (Вследствие диффузии и конвекции.)

Арктика и Антарктика - это не только своеобразные «фабрики льда», но и всемирные «кухни погоды». Когда приходят длитель­ные антициклоны с незначительной облачностью или, что ещё хуже, с полным её отсутствием, в зимние полярные ночи здесь создаются наиболее благоприятные условия для выхолаживания почвы и при­земного воздуха. Самая низкая температура воздуха у поверхности (-88,3 °С) наблюдалась в августе 1960 г. на советской станции «Восток», которая находится в Антарктиде на высоте 3488 м. Мож­но ли на этой станции пользоваться ртутным термометром? (Нет. Ртуть отвердевает при температуре -39 °С.)

В Югославии одно из мест близ Куршумлии долгое время считалось дьявольским. Каменные фигуры, созданные стараниями ветра и влаги, по ночам издавали звуки, пугая суеверных людей, для которых эти звуки были не чем иным, как дьявольскими козня­ми. В Египте звучат по утрам, при восходе солнца, колонны - остатки древнего Карнакского храма. Объясните происхождение звуков. (Колонны сложены из очень пористого камня. Днём у на­гретого горячим солнцем камня поры несколько увеличиваются, воздух проходит через них без задержки, и колонны молчат. Ут­ренняя прохлада создаёт условия, когда движение воздуха в порах сопровождается звуком, напоминающим стон.)

Какой континент на Земле самый пожароопасный? (Лесные пожары в Австралии — обычное явление; в среднем их тут бывает около 15 ООО в год. В 1983 г. огненный шторм обрушился на этот континент, на юге страны одновременно вспыхнули более 100 по­жаров. Они слились в гигантский огненный вал, пронёсшийся по бушленду со скоростью, достигавшей 160 км/ч. Редколесья горели так, что при температуре 800 °С деревья вспыхивали, как спички.)

Что такое цунами? К какому виду механических волн относится цунами? (В переводе с японского цунами - волна в гавани^-, это одна пли целая серия колоссальных прибойных волн, способных снести города. Вызывают цунами крупные сейсмические события, когда сдвиги участков морского дна рождают на поверхности моря продольные волны. Причиной могут стать землетрясения, вулканические изверже­ния, массивный оползень, падение метеорита, столкновение с крупным астероидом или кометой. Огромная высвобождающаяся энергия, ум­ноженная на колоссальный объём морской воды, порождает волну, которая мчится со скоростью 800 км/ч. Цунами трудно заметить в открытом море, поскольку виден только гребень волны высотой 20 - 60 см, а движение основной её массы, толщиной в сотни метров, незаметно. Протяжённость цунами огромна - между соседними греб­нями бывает до 1000 км, и волны распространяются на колоссальные расстояния, теряя лишь малую долю энергии. Только достигнув мел­ководья, цунами вырастает до своей истиной величины и тёмной сте­ной надвигается на берег. Иногда перед приходом волны море отсту­пает, обнажая полосу прибрежного грунта.)

К одному из самых смертоносных цунами привело извержение вулкана Кракатау 27 августа 1883 г. Чудовищный взрыв оставил в морском дне кратер глубиной 290 м и породил волну высотой 40 м (примерно с 12-этажный дом). В Индии (5000 км от эпицентра) волна поглотила 300 лодок в дельте Ганга. Скорость этого цунами была около 800 км/ч. За какое время волна, промчавшись от эпи­центра, достигла Индии? (За 6,25 ч.)