Сделайте акварельными красками полосу сплошного спектра точно такого же размера, как в учебнике физики для десятого класса, и обведите ее рамкой.
Затем на листе белого целлофана начертите тушью такую же рамку, приложите целлофан к спектру натрия, и там, где вы увидите желтую полоску (упрощенно изображают одну полоску, на самом деле это две тонкие желтые линии), проведите тушью на целлофане черную полоску такого же размера. Когда тушь высохнет, наложите целлофан на нарисованный вами сплошной спектр. Вы получите спектр поглощения натрия. Казалось бы, зачем все это проделывать, когда на цветной таблице все изображено. Но дело в том, что листочек целлофана в ваших руках заменяет те пары натрия, через которые вы рассматриваете сплошной спектр. Уберите «пары натрия», спектр будет без «поправки». Наложите целлофан, на спектре появилась черная полоска — «автограф» натрия.
![]()
В учебнике физики вы можете увидеть солнечный спектр с хорошо видными в спектроскопе черными полосками. Это менее раскаленные газы солнечной атмосферы поглотили каждый свою долю сплошного спектра. Но когда происходит полное солнечное затмение, когда Луна оказывает огромную услугу астрономам, закрывая весь солнечный диск, незакрытой остается светящаяся раскаленная солнечная атмосфера. И вот теперь-то в спектроскоп виден спектр этой самой атмосферы. И там на шкале спектроскопа, где наблюдались черные линии, появились цветные линии тех газов, которые содержатся в раскаленной атмосфере Солнца. Теперь они излучают свой спектр сами, говорят о себе своим цветным языком. Верхние слои солнечной атмосферы, хотя и раскалены и светятся довольно ярко, считаются самой холодной областью Солнца. Температура солнечных недр достигает 20 миллионов градусов, а условно принятая за «поверхность» Солнца фотосфера имеет только 6 тысяч градусов. У раскаленной атмосферы Солнца температура еще ниже.
Когда бывают солнечные затмения, вы можете их наблюдать, вооружившись хорошо закопченным стеклом. А еще лучше, если вы заблаговременно приготовите для наблюдения солнечного затмения фотопластинку, которую нужно выставить на свет, а потом проявить и закрепить. Получится стеклянная пластинка с ровной черной поверхностью, очень удобная для наблюдений. До затмения Солнце через такую пластинку просматривается как неяркий светлый кружок.
«Радуга» в космосе
«Красота необычайная!» Это слова первооткрывателя космоса Юрия Гагарина. В своем дневнике он написал: «Когда я смотрел на горизонт, то хорошо видел резкий, контрастный переход от светлой поверхности Земли к совсем черному небу. Наша планета была как бы окружена ореолом голубоватого цвета. Потом эта полоса постепенно темнеет, становится фиолетовой, а затем черной. Этот переход очень красив, его трудно передать словами. Даже в нашем могучем русском языке, пожалуй, не найти таких сравнений, чтобы описать эту картину».
И дальше Гагарин пишет:
«Земля, при переходе космического корабля с теневой стороны Земли на дневную, выглядела так. Сначала идет яркая оранжевая полоса. Потом она очень плавно, незаметно переходит все в тот же знакомый уже нам голубоватый цвет, а затем снова в темно-фиолетовые и почти черные тона. Картина по своей цветовой гамме прямо неописуема. Она надолго остается в памяти».
Второй в мире полет в космическое пространство совершил советский летчик-космонавт Герман Степанович Титов. Он сделал несколько цветных снимков Земли из космического пространства. На одном из снимков, сделанном в момент выхода космического корабля из тени Земли, виден вокруг дугообразного земного горизонта радужный ореол, о котором писал Гагарин.
Земная атмосфера играет роль гигантской призмы, разлагающей солнечный свет на его составные цвета.
Конечно, никакая фотография не в силах передать богатство красок, которое удается наблюдать в натуре.
Проделав опыт, который мы сейчас опишем, вы тоже сможете увидеть красоту природных цветов. Это доставит и вам и тем, кому вы этот опыт продемонстрируете, огромное удовольствие.
Правда, яркие цвета спектра вы получите не в результате преломления света в призме, а вследствие явления дифракции.
Но в данном случае это простой и всем доступный способ получения в домашних условиях отличного спектра, даже лучшего, чем с помощью толстого зеркала.
Возьмите граммофонную, желательно долгоиграющую, пластинку (на долгоиграющей пластинке звуковые дорожки расположены более тесно), подойдите с ней к окну (опыт этот делают днем) и, держа ее горизонтально, прижав ближайший край к переносице, чуть ниже глаз, посмотрите на ближнюю к вам сторону пластинки, на ее звуковые дорожки. При этом дальний край должен находиться в поле вашего зрения немного ниже верхней рамы окна. Между верхней перекладиной рамы и пластинкой должно быть видно небо. Если вытянуть руку, то пространство, в которое виден кусочек неба, должно укладываться в толщину одного-двух пальцев.
Немного наклоняя дальний край пластинки вверх и вниз, вы на дорожках ближней к глазам стороны увидите яркую цветную полосу. Можно так отрегулировать наклон пластинки, что эта полоса станет предельно яркой.
![]()
Космическая загадка ученым
Изучая спектры далеких звезд, астрономы вдруг встретились с непонятным явлением: в спектрах некоторых звезд черные линии, характерные для определенных химических элементов, почему-то оказались не на тех местах, где им полагается быть. Сдвиг, правда, небольшой, но он все-таки есть! У разных звезд этот сдвиг разный и главным образом в сторону красной части спектра. Это была загадка. Но ученые быстро ее разгадали. И сразу же использовали это явление. Маленькое изменение в спектре дало ученым такие сведения о далеких звездах, каких никаким другим способом получить не удавалось. Это явление было названо «красным смещением», потому что спектральные линии звезд были сдвинуты к красной части спектра.
Чтобы лучше понять загадку «красного смещения», вернемся к волнам.
Разговор о звуковых волнах
Известно, что звуковые волны продольные. А как они выглядят? Ведь продольную волну в природе не увидишь. Со световыми волнами лучше. Они поперечные. И хотя волны на воде довольно грубая модель, все же они дают некоторое представление о природе световых волн.
Чтобы хоть немного представить продольные волны, посмотрите, как сжимаются и растягиваются меха баяна или аккордеона. Вот также и продольные волны распространяются в упругой среде, то сжимая ее, то растягивая.
![]()
Звуковая волна бежит в воздухе со скоростью 340 метров в секунду (при средней температуре и средней влажности). Вы можете легко подсчитать по вспышке молнии и раскату грома, на каком расстоянии от вас сверкнула молния. Подсчитав, сколько секунд прошло от вспышки молнии до начала раската грома, умножьте это число на три. Полученный результат и есть примерное расстояние в сотнях метров до места вспышки молнии.
Воздух обладает хорошей упругостью, ему мы обязаны возможностью разговаривать друг с другом и слушать музыку, но все-таки он далеко не идеальный проводник звука… Лучше всего проводят звук твердые тела, затем жидкости, потом газы.
Чтобы убедиться, что воздух не является идеальным проводником звука, проделайте такой старинный опыт.
Возьмите металлическую столовую ложку и подвесьте ее на двух бечевках длиною по тридцать сантиметров. Ударяйте висящую на бечевках ложку о край стола, и вы услышите слабенький звон. Если же вы прижмете пальцами концы двух бечевок к ушам, немного наклонитесь вперед, чтобы дать ложке возможность свободно качаться, и теперь будете ударять ее о стол, вы услышите громкий, красивый звон. Колебания передались в ваши уши через волокна бечевок, на которых висит ложка. Этот громкий звук не сравнить со слабеньким звоном.
