Было создано множество теорий, пытающихся объяснить, что такое свет и как он существует. В XVII веке знаменитый английский ученый Исаак Ньютон сделал предположение, что свет состоит из маленьких частичек – «корпускул», нечто вроде крошечных пуль, вылетающих из источника света, как из дула автомата. Однако его «корпускулярная» теория оказалась неспособной объяснить некоторые особенности света.
Примерно в это же самое время другой ученый – Христиан Гюйгенс – развил волновую теорию света.
Его идея заключалась в том, что отражающее излучающее свет тело создает вокруг себя колебания или волны, похожие на круги волн, расходящиеся по спокойной поверхности пруда, если в него уронить камень.
Споры между сторонниками этих двух теорий не замолкали на протяжении двух веков. По мере того, как становились известны определенные особенности света, идея корпускулярной природы света, казалось, начала отмирать.
Однако развитие науки продолжалось, и, в конце концов, ученые пришли к выводу, что природа света может быть объяснена только объединением двух теорий. Экспериментальные исследования показали, что каждая из них может быть справедлива. Начало объединенной теории положил французский физик Луи де Бройль, который ввел понятие волна-частица. Таким образом, точного и однозначного ответа на вопрос, что такое свет, просто не существует.
Что такое холодный свет?
Как правило, все знакомые нам источники света излучают тепло. Это и солнечный свет, и костер (чем не источник света в темном лесу), и электролампочка. Однако кто не знает жуков-светлячков? А ведь они светятся! Причем безо всякого тепла. Просто светятся. Это и есть холодный свет, а процесс называется свечением (или – люминесценцией). Подобное свечение есть также у некоторых глубоководных рыб, медуз, грибов, бактерий и т. д. Впрочем, холодный свет наблюдается и в неживой природе.
Например, в полной темноте светится фосфор. Нарисуй фосфорной краской деления на циферблате, и часами можно пользоваться даже ночью.
Сколько звезд на небе?
Пожалуй, никто не знает ответа на этот вопрос.
Ибо даже самые мощные земные телескопы «видят» далеко не все. Да и Земля, наш дом, – всего лишь маленькая планета (даже не звезда!), которая вращается вокруг звезды средней величины – Солнца. В свою очередь Солнце – не что иное, как одна из звездочек Млечного Пути (так называется наша Галактика), а их там миллионы и миллионы. Но и это еще не все. Сам Млечный Путь – одна из тысяч галактик Вселенной… Но даже наша галактика до того огромна, что световой луч с его колоссальной скоростью из одного ее конца в другой движется тысячелетия. Так что вряд ли мы когда-нибудь узнаем точное число звезд на небе. Впрочем, можем предложить и такой вариант ответа: количество звезд так велико, что находится за пределами наших представлений.
Куда деваются звезды днем?
И днем, и ночью звезды с неба не исчезают. Но, как и Луну, звезд днем мы не видим, так как солнечный свет намного сильнее звездного. Наши глаза не в состоянии различить звезды, ведь Солнце намного ближе к нам. Очень интересно наблюдать небо на закате: какая звездочка появится первой? Нетрудно заметить, уже в полной темноте, что самые яркие звездочки – те, которые на закате появились первыми. Значит, они находятся ближе всех к Земле.
Что такое падающие звезды?
Августовскими ночами на небе вы легко можете наблюдать звездопад. Говорят, что, когда это случается, нужно успеть загадать желание, и оно исполнится. На самом деле звезды не падают – это сгорают в атмосфере падающие на Землю твердые частицы вещества. «Падающие звезды» – это метеоры, попадающие в атмосферу Земли и летящие на большой скорости. Из-за трения в воздушной среде они разогреваются и, сгорая в атмосфере, светятся. Метеоры сгорают так быстро, что лишь немногие достигают поверхности Земли. Они представляют собой осколки взорвавшихся комети планет. Метеоры, которые находят на поверхности Земли, называются метеоритами. Они состоят из никеля и горных пород. Каждый день на землю падает множество метеоритов. Хорошо, что они очень маленькие!
Что такое звездный дождь?
Вы уже знаете, что падающие «звезды» – это на самом деле метеоры, вспышки и свечения, которые вызываются вторжением в атмосферу Земли мельчайших твердых космических частиц. Ежегодно бывают ночи, когда на небе вспыхивают десятки, сотни метеоров. Это и есть звездный, или метеорный, дождь.
Движущиеся в межпланетном пространстве частицы, образующиеся за счет постепенного распада комет, попадают в верхние слои земной атмосферы и, не достигнув поверхности планеты, сгорают. Это происходит из-за огромных скоростей движения метеорных тел (кстати, они весят очень мало) и относительно высокой плотности воздуха. Частицы мгновенно нагреваются до нескольких тысяч градусов и испаряются. Итог – светящийся газ – мы и наблюдаем на ночном небе. Метеорные дожди – это результат встречи нашей планеты с роем метеорных частиц или метеорным потоком. «Падающие звезды» появляются одна за другой как бы из одной точки на небе (ее называют радиантом) и разлетаются во все стороны. На самом деле все частицы метеорного потока движутся параллельно друг другу и лишь кажутся разлетающимися для тех, кто смотрит с Земли.
Настоящий звездный дождь, когда за час можно зарегистрировать тысячи (!) метеоров. На территории нашей страны это явление редкое. И происходит оно в случаях пересечения Землей орбит крупных комет. Таких, как известная комета Галлея или комета Джакобини-Циннера (названа по именам двух астрономов, которые впервые ее открыли). Понятно, что глазом столько метеоров не зафиксируешь. Поэтому начиная с 1930?х годов «падающие звезды» фотографируют. Система фотокамер, охватывающая все звездное небо и предназначенная для регистрации метеоров, называется метеорным патрулем. Однако и он не всегда помогает, так как не способен «поймать» неяркие частицы. С 1940?х годов астрономы пользуются еще и радиолокаторами.
Что такое гало?
Бывают ночи, когда Луна окружена ярким свечением, размывающим ее границы. Это светящееся кольцо вокруг Луны и есть гало. Народные приметы говорят, что появление вокруг и около Луны подобных светлых колец, дуг, пятен, столбов предсказывают дождь.
Точно такие же картины можно наблюдать иной раз и вокруг Солнца. Гало вызываются преломлением и отражением света перистыми облаками, верней, ледяными кристаллами, из которых они состоят. Туманными вечерами гало окружает уличные фонари и далекие огни.
Однако нельзя путать гало и северное сияние! Последнее – это результат определенного процесса в воздухе.
Что такое «огни святого Эльма»?
«Огни святого Эльма» – одно из многих интересных явлений, связанных с молнией, и, чтобы понять его, мы должны вспомнить, что происходит, когда сверкает молния.
Все дело в наличии двух типов частиц – положительных и отрицательных. Эти два типа частиц сильно притягиваются друг к другу, и если их разъединить, то они будут стремиться соединиться вновь.
Когда в туче создается сильный отрицательный или положительный заряд, он вызывает противоположный заряд внизу, на земле. Электроны начинают перемещаться из области отрицательного заряда в область положительного. Они постепенно образуют канал или каналы заряженных частиц между землей и тучей, и когда образуется большая волна электронов, происходит вспышка молнии.
Теперь предположите, что вместо того, чтобы позволить зарядам накапливаться до тех пор, пока напряжение не станет слишком большим и не должно будет быть разряжено, был бы другой способ помочь зарядам снизу, с земли просочиться к верхним. Вместо разряда молнии заряд просочился бы в виде «щеточного разряда». Именно так, кстати, и действует громоотвод. Вершина громоотвода помогает электронам просочиться.