Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете - Илья Леенсон

Менее известно, что кроме магнитного склонения существует магнитное наклонение. Оно вызвано тем, что точка, на которую «смотрит» конец стрелки компаса, находится не на поверхности Земли, а внутри нее. Поэтому стрелка должна не располагаться строго горизонтально, а «клевать» вниз, причем тем сильнее, чем ближе компас к магнитному полюсу. В наших широтах магнитное наклонение невелико, и стрелка компаса располагается практически горизонтально. И тем не менее обнаружить магнитное наклонение с помощью компаса можно.

Магнитное наклонение означает, что магнитные силовые линии не располагаются параллельно поверхности Земли, а направлены под углом к горизонту. Поэтому неподвижные предметы из намагничивающихся материалов сами со временем становятся магнитами. Эти магниты обычно очень слабые, но чувствительная стрелка компаса их обнаруживает. И чем выше или толще предмет, тем сильнее проявится эффект. Понятно, что если предмет пребывает в движении, он не намагнитится – если только не сделан из стали, которая уже была намагничена.

Голос камертона

За счет уменьшения длительности звучания (при той же общей энергии звука).

Страсбургский опыт

1. Вопрос в тексте звучит двусмысленно: можно подумать, что автор спрашивает, являются ли колебания с меняющейся амплитудой модулированными или не являются (та же неоднозначность, что и в вопросе «Что же собой представляет нефть – остатки растительных организмов?»). В действительности автор просто приводит два равнозначных определения. Поэтому второе из них во избежание двусмысленности можно, например, взять в скобки: «Что же представляют собой колебания с меняющейся амплитудой (модулированные по амплитуде колебания)?» Возможны и другие варианты, например: «Что же представляют такие колебания (их называют модулированными по амплитуде)?»; «Итак, мы имеем колебания с меняющейся амплитудой – модулированные по амплитуде колебания. Что же представляют собой такие колебания?» и т. п.

2. Страсбург находится во Франции. Сейчас в нем расположена штаб-квартира Совета Европы, или, как его еще называют, Европарламента. У этого города бурная история. До XVII века он принадлежал Германии (отсюда немецкое название), затем был присоединен к Франции Людовиком XIV. В 1871 году, во время Франко-прусской войны, провинция Эльзас, где расположен Страсбург, снова отошла к Германии. Франция вернула себе Страсбург лишь в 1918 году, после поражения Германии в войне.

3. В 1908 году город входил в состав Германии. Поэтому Мандельштам читал лекцию по-немецки. В то время большинство физиков и химиков хорошо знали этот язык.

Перлы:))

«Волна вослед волне»

1. Единица частоты герц (1 Гц = 1 с-1, одно полное колебание в секунду) была предложена в 1928 году и принята в 1933 году. Она названа в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца (1857–1894), который в 1888 году экспериментально доказал существование электромагнитных волн. Не следует путать его с племянником, лауреатом Нобелевской премии по физике за 1925 год Густавом Людвигом Герцем (1887–1975).

Правильное соотношение между длиной волны λ (в метрах), частотой ν (колебаний в секунду, с-1, т. е. в обратных секундах, герцах) и скоростью с (в метрах в секунду) проще всего вывести на основании размерностей: λ (м) = с (м/с)/ν (с-1). Так, если с = 10 м/с, а ν = 2 Гц, то λ = 5 м (такие параметры могут быть, например, у волн на воде). Для радиоволн с = 3 ∙ 105 км/с = 3 ∙ 108 м/с.

2. Длинные волны – километровые, средние – сотни метров, короткие – десятки метров, УКВ – несколько метров. Аббревиатура FM обозначает верхний, высокочастотный, поддиапазон ультракоротких радиоволн. Это англоязычная аббревиатура, означающая frequency modulation, частотную модуляцию – вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал (звуковой частоты) управляет частотой несущего колебания. Этот диапазон соответствует частотам 87,5–108 МГц (3,4–2,8 м). Чем короче волна, тем выше качество приема. Кроме того, на высокочастотной «полоске» можно разместить больше станций, не мешающих друг другу (в FM-диапазоне – около 30).

Частоте 90,2 МГц соответствует длина волны 3,3 м.

АМ – аббревиатура, означающая amplitude modulation, модуляцию несущей волны по ее амплитуде. Этот тип модуляции используется для более длинноволновых диапазонов.

3. Самое тонкое ухо способно различать звуки частотой от 20 до 20 000 Гц (колебаний в секунду). Скорость звука в воздухе – около 330 м/с, следовательно, длина звуковой волны воспринимаемого человеком звука может изменяться от 330/20 000 = 0,016 м = 1,6 см до 330/20 = 16,5 м. Телестанции передают сигналы в дециметровом и метровом диапазоне, что полностью попадает в рассчитанный выше интервал. Для радиостанций возможно совпадение частот, если они работают на коротких волнах (11, 13 и 16 м) или в УКВ-диапазоне.

4. Конечно, никакого физического смысла в указанном совпадении частот нет: радиоволны имеют электромагнитную природу, это поперечные волны, которые могут распространяться и в вакууме, тогда как слышимый нами звук – это продольная волна в воздухе.

Сияние/зияние

Свет от фар, направленный вперед, частично отражается от асфальта, как от зеркала, а частично рассеивается во все стороны. Поэтому водитель и видит асфальт. Ровная поверхность воды в луже похожа на зеркало: она хорошо отражает свет (вперед, по движению машины!), но почти не рассеивает его. Поэтому впечатление у водителя от лужи такое же, как от глубокой дыры.

Небо над Москвой

Небо над Москвой (и над многими другими мегаполисами) по вечерам светится оранжевым очень часто, особенно если оно затянуто облаками. Источник света – натриевые лампы, которые установлены для освещения многих крупных улиц и площадей. В отличие от ртутных ламп, свет которых имеет синеватый или зеленоватый оттенок, свет натриевых ламп оранжевый. Дело в том, что раскаленные пары натрия испускают свет в основном в оранжевой области спектра (589–590 нм). Использование таких ламп связано с тем, что при той же мощности эти лампы более экономичны. Кроме того, при их свете водители лучше различают детали, чем при свете ртутных ламп.

Непрозрачный вопрос

Мощный световой пучок переводит значительную часть поглощающих свет молекул красителя в возбужденное состояние, в котором они свет не поглощают. Концентрация поглощающих свет молекул в основном состоянии резко снижается, и раствор как бы «просветляется»: через него свет легко проходит. Если же интенсивность света мала, то в результате быстрого возвращения возбужденных молекул в основное состояние концентрация молекул, поглощающих свет, всегда остается большой, поэтому свет через раствор не проходит.

Пара кюри

Излучение от источника распространяется равномерно во все стороны, но лишь малая его часть проходит через отверстие. Площадь всей сферы диаметром 3,5 м больше площади отверстия в трубке в 4π (350 см)2/(π(0,125 см)2/4) = 16 ∙ (350/0,125)2 = 1,25 ∙ 108 раз (точность расчета определяется точностью исходных данных). Следовательно, за 10 минут из источника выделилось всего 25 ∙ 1,25 ∙ 108 = 3,12 ∙ 109 альфа-частиц, что в пересчете на 1 г радия за секунду составляет 3,12 ∙ 109/(600 ∙ 0,154 ∙ 10–3) = 3,4 ∙ 1010.