Физика - Каплун С. В. - Страница 23

Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. Оказывается, что медуза задолго до приближения шторма пытается укрыться на большей глубине. Причиной этого является то, что медуза способна уловить инфразвуковые волны частотой 8—13 Гц, которые появляются в воде за 10–15 часов до шторма.

У медузы есть специальные органы равновесия – статоцисты. Статоцист представляет собой пузырек, в котором находятся сферические известковые камешки (статолиты). Изменение положения тела медузы в воде сопровождается перемещением этих камешков, ощущаемых чувствительными клетками, которые размещены на стенке пузырька.

Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и росту интенсивности уровня инфразвука.

Основные техногенные источники инфразвуковых колебаний в городах приведены в таблице.

Достаточно сильно влияют на человека продольные колебания с частотами ниже 16 Гц – т. е. инфразвук. Опасным считается промежуток от 6 до 9 Гц.

Действие инфразвука может вызвать у человека головную боль, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата, а также чувство тревоги и беспокойства. Инфразвук с частотой 7 Гц является смертельным для человека.

Значительные психотронные эффекты сильнее проявляются именно при частоте 7 Гц, которая соответствует так называемому «альфа-ритму» природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае становится невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки.

Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, вызывая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Продольный мощный инфразвук способен повредить и даже полностью остановить сердце.

Инфрачастоты около 12 Гц при силе звука в 85—110 дБ вызывают приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15–18 Гц той же интенсивности вызывают чувство беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха.

Существуют описания исследований, которые в свое время проводил известный физик Р. Вуд. Он включал в театре во время представления инфразвуковой генератор, а затем наблюдал за реакцией людей. (По другой версии генератор «Неслышимая нота» включали на репетиции в театре с целью усиления сценического эффекта. Но этот эффект оказался настолько значительным, что режиссер не согласился на продолжение эксперимента!)

V. Строение вещества и тепловые явления

Физическое открытие ботаника Броуна

…Началась эта история в 1827 г. Почтенный хранитель ботанического отделения Британского музея мистер Роберт Броун поднял глаза от окуляра микроскопа и то ли с досадой, то ли с удовлетворением констатировал: «Опять те же самые!» В ярко освещенном поле зрения прибора взад и вперед сновали темные точки. Те, что были больше, двигались медленнее, не спеша меняли направление. Более мелкие – скакали хаотично, беспорядочно, бросаясь из стороны в сторону.

Ученый ботаник задумался: «Почему?» Только час назад он собрал в последний раз пыльцу со своих цветов, размешал ее в воде и капнул капельку на предметное стекло микроскопа. Час – это вполне достаточное время, чтобы частицы успокоились. А они продолжали быстро двигаться.

Обычно невозмутимый шотландец в волнении вышел из-за стола и принялся ходить по просторному кабинету. Куда подевалась неподвижность?.. И тут у него возникла идея – простая, как все гениальное. Почтенный ученый выскочил из кабинета…

Зажав в руке комочек глины, Броун заторопился обратно. Всю дорогу повторял он про себя условия эксперимента: «Глина – мертвая. Мертвая! В этом не усомнится никто! Значит, ее частицы, размешанные в воде, тоже будут мертвыми частичками. И если они останутся неподвижными под микроскопом…»

…В ярко освещенном поле зрения прибора хаотично сновали темные точки! Те, что были больше, двигались медленнее, мелкие – скакали беспорядочно, бросаясь из стороны в сторону. Неживые, – они хаотично двигались будто бы под влиянием чего-то невидимого.

Броун был настоящим ученым и, столкнувшись с непонятным явлением, добросовестно начал исследовать его. Он обнаружил, что в горячей воде частицы движутся быстрее, чем в холодной. Убедился в том, что их путь совсем случайный… Он сделал все, что мог, и вскоре с чистой совестью снова принялся за исследования растительных клеток. Ботаника – это было для него гораздо интереснее.

Кто же он, ботаник Броун, который своим открытием изменил представление о строении вещества?

Роберт Броун

Роберт Броун родился в 1773 г. в семье священника. Он изучал медицину в университетах Абердина и Эдинбурга, пять лет прослужил в английской армии офицером медицинской службы.

В 1798 г. президент Лондонского Королевского научного общества сэр Джозеф Бэнкс рекомендовал его на должность натуралиста на борту корабля «Investigator», отправлявшегося с исследовательскими целями к берегам Австралии. Во время этой экспедиции Броун собрал огромную коллекцию растений.

По возвращении в 1805 г. в Англию Броун несколько лет посвятил классификации собранных в экспедиции растений, большинство из которых ранее не были известны науке.

В 1810 г. Дж. Бэнкс взял ботаника к себе библиотекарем. В 1820 г. Броун получил от него в наследство библиотеку и коллекции, которые в 1827 г. передал в Британский музей, где стал хранителем вновь созданного ботанического отделения.

В 1828 г. Броун опубликовал «Краткий отчет о наблюдениях в микроскоп…», в котором описал открытое им движение частиц. Именно он описал ядро растительной клетки.

В 1827 г. Броун был избран почетным членом Петербургской академии наук. Умер Броун в 1858 г.

Роберт Броун был уверен, что он оставит след в истории ботаники, а получилось так, что его имя вошло в историю физики. Поэтому в физических справочниках можно прочитать:

«Роберт Броун (1773–1858), шотландский ботаник, открывший беспорядочное движение мельчайших частиц в жидкости или газе под влиянием ударов молекул окружающей среды, получившее название ”броуновское движение”».

Интересно, что на протяжении почти сорока лет не было правильного объяснения причин броуновского движения. Теория этого явления была создана благодаря работам А. Эйнштейна и М. Смолуховского только в 1905–1906 годах.

Вещество в различных состояниях

Мы знаем, что практически все вещества могут существовать в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. (Четвертым состоянием вещества считают плазму.)

Агрегатное состояние зависит от физических условий, в которых находится вещество. Существование вещества в нескольких агрегатных состояниях обусловлено различиями в тепловом движении его молекул (атомов) и в их взаимодействии при разных условиях.