Юный техник 1968-06, страница 27
ЭКСПЕРИМЕНТ: радуги. Анализ этого опыта будет одновременно знакомством с важным оптическим явлением — интерференцией лучей, отраженных от внешней и внутренней поверхностей пузыря. Обратимся к чертежу. Каждый луч, падающий на стенку мыльного пузыря, отражаясь, раздваивается: луч 1 отражен от внешней поверхности мыльной пленки, луч 2 — от внутренней. Отраженные лучи, пройдя через хрусталик глаза, складываются. Как же происходит «сложение» лучей? Если разность хода лучей 1 и 2 будет равна или кратна длине волны падающего света, то лучи лишь усилят друг друга, мы увидим, что в том месте, откуда отразились лучи, пузырь будет окрашен цветом, которому соответствует длина падающей на стенку пузыря световой волны (длину волны физики обозначают греческой буквой X ). Но так произойдет с волной, длина которой имеет какое-то определенное значение. Луч солнечного света, как известно, представляют собой смесь лучей всех цветов радуги. Для световых волн с другой длиной волны разность хода,, приобретенная в результате отражения, может оказаться такой, что «взлеты» световых воли первого луча наложатся на «спады» волн другого и наоборот В результате такого сложения световые волны обоих лучей уничтожат ДРУГ друга; в солнечном свете будет недоставать того или иного компонента — смесь остальных даст уже не белый, а окрашенный луч. Теперь немного математики. Если лучи отвесно падают на пленку, толщина которой х, а коэффициент преломления п, то разность хода Л лучей 1 и 2 может быть подсчитана очень просто: Д = 2№ — (Объясним в скобках, откуда взялось X слагаемое —Дело в том, что световой луч, отражаясь от более плотной среды, в данном случае — мыльной пленки, всегда «теряет» полволны.) Толщина стенки пузыря (а следовательно, н разность хода А) меняется от места к месту и не остается постоянной со временем, из смеси лучей исключаются то те, то другие компоненты, — этим и объясняется богатство окраски стенок пузыря. Если лучи падают на поЕерхность пузыря косо, рассуждения остаются примерно такими же, только выражение для А будет несколько сложнее. А теперь вопрос: перед тем как лопнуть, пузырь в некоторых местах теряет окраску; почему это происходит? Объяснив это, попробуйте оценить толщину пленки в «бесцветной зоне». температурах в жидкости медленно движется некоторое тело. Если бы жидкость была вязкой, то энергия его движения постепенно рассеивалась бы, тело тормозилось, а жидкость нагревалась. Для гелия II это значит, что в нем стали появляться тепловые возбуждения — фононы и ротоны. Но при образовании этих частиц должны соблюдаться основные физические законы: сохранения энергии и сохранения количества движения. Так вот оказывается, что фононы и ротоны, соответствующие медленному движению тела, в гелии II не могут образоваться никоим способом, при котором не нарушались бы строгие законы сохранения. Энергия не будет рассеиваться в гелии II привычным для обычных жидкостей путем, а это и значит, что понятия «трение», «вязкость» для гелия II не имеют смысла, точно так же как понятие «твердость» не имеет смысла для воды. 4 «Юный техник» Jx'i 6. 25 |
