Оптика
1. Чому в ясний сонячний день сонячні відблиски під деревами здаються нам круглими - адже проміжки між листками мають найрізноманітнішу форму?
Відблиски є зображенням Сонця. Проміжки між листям , крізь які пройшли сонячні промені , обмежені краями листя і тому мають неправильну форму . Ясно , що не вони визначають вид відблисків на землі. Форма останніх пов'язана з формою сонячного диска. Нехай коло нагорі представляє сонце , і нехай А - маленький отвір в листі дерева . Промені від якої-небудь точки , що знаходиться на краю сонячного диска , проходять через отвір А і потрапляють ' на землю в точці s ; тут вони розсіюються . Деякі з них потрапляють в наше око , і так як ці промені за своїм характером не відрізняються від сонячних , нам здається , що в точці s знаходиться джерело , що випромінює світло , подібне сонячному. Промені від точки Q утворюють зображення в точці q , і так кожна точка сонячного диска. Таким чином на землі виходить зображення всього Сонця. Чим менше отвір у точці А , тим виразніше зображення .
2. Необхідно розташувати по прямій лінії молоді дерева, які висаджують в землю при озелененні вулиці. Якою властивістю світлових променів користуються при цьому?
У цьому випадку використовують властивість прямолінійності поширення світла .
3. Чому довга алея дерев на значній відстані від спостерігача здається сходить в одну крапку?
Бо чим на більшій відстані знаходиться від нас предмет , тим менше кут , під яким ми бачимо його .
4. Чому у кішки в темряві світяться очі? .
У повній темряві очі кішки не будуть світитися. Це пояснюється тим , що вони самі не випромінюють світла , а тільки відображають ті промені , які в них потрапляють. У неповній темряві очі кішки світяться від того, що вони порівняно слабко заломлюють світлові промені , які відбиваються дном очей розбіжним пучком і стають видимі.
5. Якщо дивитися з берега на плаваючу в річці рибу, то часто, навіть знаючи цю рибу, можна помилитися в її назві. Особливо часті помилки, коли риба широка і плоска: її вертикальні розміри дещо скорочуються, а горизонтальні залишаються без зміни. Наприклад, лящ здається у воді не таким плоским, і його легко прийняти за іншу рибу. Чим це пояснюється? .
Пояснюється це тим , що при заломленні променів , що виходять з води , вертикальні розміри риби здаються меншими , а горизонтальні залишаються без зміни.
6. Що являє собою дзеркало, яке застосовується при дослідженні очного дна хворого?
З якою метою дзеркало підносять до ока і яке призначення отвори, наявного в його центрі?
Лікарі підносять до ока увігнуте дзеркало , яке називається офтальмоскопом . Воно збирає світловий потік від лампи , яка перебуває позаду хворого , у вузький пучок ; він і прямує , наприклад , в око хворого , різко збільшуючи освітленість тих місць , на які падає. Через отвір , зроблений в дзеркалі , лікар спостерігає ці різко освітлені місця в оці хворого ( наприклад , сітківку ) . Користуючись такою установкою , можна бачити внутрішню будову ока.
7. Які тварини використовують «перископ» для спостереження предметів з-за укриттів?
8. Чому дорівнює оптична сила кришталика людського ока? Залежно від опуклості , мінливої в ході акомодації , оптична сила кришталика змінюється від 20 до 30 дптр.
9. Яка частина людського ока найбільше переломлює світлові промені?
Основною заломлюючою поверхнею ока людини і сухопутних тварин є рогівка . Оптична сила рогівки людини дорівнює 43 дптр , а кришталика - від 20 до 30 дптр залежно від його опуклості , мінливої в ході акомодації ока, тому кришталик грає роль під - строювального елемента оптичної системи ока . Зміна його опуклості дозволяє отримувати різке зображення предметів , розташованих і далеко , і близько від ока.
10. Відомо, що принцип роботи очей подібний принципу роботи багатьох оптичних приладів. Але чому ж у життя без спеціальних пристосувань ми не помічаємо хроматичної аберації очей?
Сприйняття світла в оці відбувається за допомогою паличок і колбочок . Палички , які сприймають світло при слабкій освітленості , не чутливі до кольору променів і тому не можуть помітити хроматичної аберації . При сильному ж світлі зіниця звужується і пропускає світло лише через центральні ділянки кришталика. Але всі центральні промені переломлюються і сходяться в одній точці на сітківці , тому і в даному випадку хроматична аберація проявляється незначно .
11. У нормальному стані око людини встановлено на нескінченність, тобто фокус всієї системи падає на сітківку. При більш близькому розташуванні предметів зображення повинне було впасти позаду сітківки і стати неясним. Чому ж ми виразно бачимо близькі предмети?
У більшості хребетних і людини здатність ока пристосовуватися до розгляданню предметів на різних відстанях здійснюється зміною кривизни кришталика. Завдяки напрузі війкового м'яза кривизна кришталика зростає і око починає заломлювати сильніше ;
при розслабленні м'яза кришталик стає більш плоским і переломлює слабкіше . . Здатність ока пристосовуватися до відстаней називається акомодацією .
Нормальне людське око може акомодувати на дуже великі відстані. Так звана найбільш віддалена точка ясного бачення лежить для нього в нескінченності. Але нормальне око може бачити і поблизу. Так звана найближча точка ясного бачення лежить на відстані 14 см від ока .
12. Чи можна вважати, що предмети видно тим чіткіше, чим вони розташовані ближче до ока? .
Наближаючи предмет до ока , ми збільшуємо кут зору , а отже , отримуємо можливість краще розрізняти дрібні деталі. Однак розташований дуже близько до ока предмет добре розглянути не можна , так як здатність ока до акомодації обмежена . Для нормального ока найбільш сприятливим виявляється відстань близько 25 см (відстань найкращого зору ) .
13. Коли кришталик ока стає більш опуклим: коли око розглядає ближчий предмет або більше далекий?
Кришталик ока стає більш опуклим при розгляданні близьких предметів . У рівнянні 1 / d + 1 / f = 1 / F відстань від кришталика до сітківки можна вважати постійною .. При зменшенні d має зростати відношення 1 / d , а отже , зменшуватися фокусна відстань .
14. Яким вадами зору володіє людина, яка носить окуляри у яких нижня частина - опукле скло, верхня - плоске? Далекозорістю .
15. Чому короткозорі люди, щоб краще бачити, жмурять очі?
Для усунення різного роду аберацій. Око - це свого роду оптичний прилад , а при діафрагмуванні оптичного приладу зображення виходить більш різким.
16. Чому короткозорі люди можуть читати текст, набраний дрібним шрифтом?
Короткозорі люди поміщають газету або книгу дуже близько від очей і , отже , бачать кожен друкований знак під великим кутом зору. А чим більше кут зору , під яким розглядається предмет , тим краще видно його деталі
17. Два спостерігача - короткозорий і далекоглядний - розглядають предмет через лупу, розташовуючи її на однаковій відстані від очі. Який з спостерігачів повинен розташувати предмет ближче до лупі?
Для виразного спостереження предмета його зображення в лупі повинно знаходитися на відстані найкращого зору . Природно , що відстань найкращого зору для далекозорого ока більше , ніж для короткозорого . Зображення у лупі виникне тим далі , чим далі знаходиться предмет від лінзи , тому короткозорий спостерігач повинен розташувати предмет ближче до лупи .
18 Якому глядачеві потрібно більше розсовувати трубку театрального бінокля - далекозорому або короткозорому? .
Короткозорому глядачеві потрібно більше розсовувати трубку бінокля , тому що в даному випадку зображення, яке розглядається виходить на меншій відстані від ока .
19. Чому з настанням темряви ми стаємо як би короткозорими і обриси предметів перестають бути різкими?
Коли освітленість зменшується , зіниця ока розширюється і краї кришталика починають відігравати велику роль в утворенні зображення. Але ця крайова зона деформована і « короткозора » у порівнянні з центральною частиною. Таким чином , нічна короткозорість викликається сферичною аберацією ока .
20. Чому очі швидко втомлюються, якщо читати книгу, тримаючи її на близькій відстані від очей?
Очі стомлюються внаслідок напруги м'язів, що стискають кришталик.
21. Чому вдень зіниці у людей звужуються, а вночі розширюються?
Днем багато світла , і він сліпить очі . Щоб не пропустити занадто багато світла в глибину ока , очні м'язи звужують зіницю. Увечері освітленість зменшується , зіниця при цьому розширюється і світло вільно проходить в глибину ока .
22. Чому очам боляче, коли вночі вмикають світло?
Щоб пропустити більше світла , зіниця ока в темряві сильно розширюється. При миттєвому включенні світла в око потрапляє велика кількість світлової енергії , що і викликає больові відчуття.
23. Чому, перебуваючи в освітленій кімнаті, ми нічого не бачимо за вікном, коли стемніє?
Зіниця ока при світлі звужується , і в око потрапляє надто мало світлових променів від предметів, що знаходяться на вулиці , крім того , промені , відбиті від шибок , погіршують видимість .
24. Чому ми нічого не бачимо,коли переходимо з добре освітленій кімнати в напівтемну або вночі виходимо на вулицю? .
Якщо з добре освітленої кімнати увійти в напівтемну кімнату або вийти вночі на вулицю , то ми спочатку майже нічого не побачимо. А потім очі звикнуть до слабкого освітлення і стане видно набагато краще. Це дуже цікаве явище. Вчені встановили , що очі в темряві робляться у багато тисяч разів чутливіші до слабкого світла .
Яскраве світло руйнує в наших очах речовину, яка називається зоровим пурпуром . Чим менше в оці стає зорового пурпура , тим гірше ми розрізняємо слабо освітлені предмети. У темряві або в напівтемряві в очах знову утворюється зоровий пурпур і ми вже можемо розглянути предмети і при слабкому освітленні.
Щоб повністю відновити зоровий пурпур в очах , треба пробути в темряві близько години. Розвідники перед нічним походом ніколи не дивляться на яскраву лампу або багаття , щоб у очах не зруйнувався зоровий пурпур і не треба було чекати , коли очі звикнуть до темряви.
25. Поясніть з точки зору оптики вираз: «Вночі всі кішки сірі».
Око відчуває світло при допомозі світлочутливих клітин: колбочок і паличок. Більш чутливі палички і менш чутливі - колбочки . При слабкому освітленні світло сприймається паличками , а не колбочками. Але палички не обумовлюють колірних відчуттів , тому всі предмети здаються сірими .
26. Якщо дивитися на світиться рекламу, зроблену з газосвiтних трубок, то червоні літери здаються розташованими ближче до нас, ніж сині та зелені. Чому?
Промені різного кольору , наприклад червоного і синього , по-різному переломлюються у очному кришталику : сині промені заломлюються сильніше , ніж червоні . Якщо на однаковій відстані знаходяться дві світні трубки - червона і синя , то при розгляданні червоної трубки кришталик більш опуклий , ніж при розгляданні синьою. Коли ми дивимося на близькі предмети , кришталик більш опуклий , ніж тоді , коли ми дивимося на більш далекі , тому у нас і виникає враження , що червоні літери ближче до нас , ніж сині або зелені .
27. Чому, якщо дивитися на концентричні окружності з невеликої відстані, створюється враження пропелера?(картинки, які рухаються)
Зазначений ефект пов'язаний з явищем акомодації . Справа в тому , що напруга акомодуючогося м'яза складається з численних , швидко наступаючих один за одним скорочень безлічі волокон, тому кришталик має поверхню яка коливається. У різні моменти виявляються більш чітко зображеними різні сектори кола , і при їх послідовній зміні створюється враження обертання цих секторів. Так як ефект залежить від напруги акомодуючогося м'яза , то він відразу зникає , якщо м'яз послаблюється .
28. Подивіться на напис, зображену на малюнку 45, одним оком. Чи всі букви здаються однаково чорними?
Зазвичай одна з літер представляється більш чорної, ніж інші. Але варто тільки повернути напис на 45 або 90°, як виявиться чорніше вже інша буква. Чим це пояснюється? Дане явище обумовлене так званим астигматизмом , тобто неоднаковою кривизною рогової оболонки ока в різних напрямках ( вертикальному і горизонтальному ) . Мало зустрічається людей , очі яких цілком вільні від цього недосконалості.
29. В яких випадках лікар прописує хворому біфокальні окуляри?
Яке їх призначення? У деяких людей , особливо в старечому віці , кришталик втрачає здатність змінювати свою кривизну. У таких випадках треба використовувати одні окуляри з увігнутими стеклами для спостереження далеких предметів , а інші - для спостереження близьких предметів . В даний час дві пари окулярів замінюють однією парою так званих біфокальних окулярів. Верхня частина скла у них має одну кривизну для розглядання далеких предметів , а нижня частина - іншу кривизну для розглядання близьких предметів , наприклад для читання.
30. Для усунення якого недоліку ока хворим прописують окуляри з циліндричними стеклами?
Окуляри з циліндричними стеклами прописують людям , які страждають астигматизмом . При астигматизмі відбувається спотворення зображення предметів на сітківці : контури одного напрямку досить різкі (наприклад , горизонтальні ) , перпендикулярні їм контури мають нечіткий , розмитий характер . Циліндрична лінза компенсує недолік рефракції ока у відповідній площині .
31. Кілька років тому в одній з бельгійських лабораторій стався вибух. Ударна хвиля викинула хіміка Жака Перро у двір. Після цього він став бачити всі предмети переверненими.
Яким чином в даному випадку можна виправити недолік зору? .
Зір у такому випадку легко виправити призматичними окулярами , які перекидають зображення .
32. Чому, якщо занурення під воду, всі предмети здаються розпливчастими з нечіткими контурами, а дуже дрібні предмети взагалі не видно?
У повітряному середовищі зовнішня рогова оболонка ока збирає світлові промені , створює зображення на сітківці , а кришталик лише трохи допомагає в цьому. Однак під водою дію рогівки зводиться до нуля внаслідок того , що показники заломлення води і рідини, що знаходиться всередині нашого ока , майже однакові і промені, не заломлюючись , прямо проходять крізь рогівку. Під водою ми стаємо як би далекозорими .
33. Чому вночі при спалаху блискавки рухомі предмети здаються як би зупинившимися?
Спалах блискавки триває всього близько 0,001 с, протягом яких око не реагує на зміну положення рухомих предметів , а продовжує зберігати спочатку виникле зорове враження .
34. Кожен кадр «кінострічки під час демонстрації картини проектується на екран всього лише близько 0,04 с. При зміні одного кадру іншим об'єктив апарату приблизно на 0,02 з закривається, і екран у цей час залишається неосвітлених. Чому глядач не помічає затемнень екрану, що відбуваються при зміні кадру?
Глядач не помічає затемнень екрану тому , що подразнення сітківки , викликане світлом , зазвичай не зникає миттєво після зникнення зображення на екрані. Око здатне зберігати враження від предмета протягом 0,1 с.
35. Що бачили б на екрані комахи, якби дивилися кінофільм?
При вивченні зору комах встановлено, що частота повторення світлових імпульсів , при якій вони зливаються в безперервне світло , приблизно дорівнює 300 , тобто в 10 з гаком разів більше , ніж у людини, тому комахи бачили б на екрані абсолютно роздільні кадри, що не зливаються в цілісне зображення .
36. Чому наше око не пристосовано до сприйняття ультрафіолетових променів?
Сітківка ока дуже чутлива до сприйняття ультрафіолетових променів , але вони поглинаються кришталиком і тому не досягають сітківки.
37. Відомо, що наше око чутливе тільки до світлової енергії, лише світло впливає на клітини сітківки, оскільки мозок здатний сприймати від очей тільки зорову інформацію. Чому ж, натиснувши пальцями на очі, ми бачимо яскраве місце? .
Це простий спосіб « обдурити» мозок : тиск на очі стимулює рецепторні клітини сітківки , мозок інтерпретує його як світло , і ми бачимо яскраву пляму .
38. Поясніть, чому зіниця нашого ока здається чорною?
. В оці відбувається багатократне віддзеркалення променів. Зіниця в даному випадку нагадує отвір в закритої посудини.
39. Існують організми (наприклад, личинка перистого комара), яких у воді не видно із-за їх прозорості. Але очі у таких істот-невидимок добре помітні у вигляді чорних крапок. Чому цих істот не видно у воді?
Чому очі у них не прозорі? Чи залишаться вони невидимими і в повітрі? Показник заломлення тіла комахи близький до показника заломлення води , а показник заломлення очей різниться від показника заломлення води. Через прозорі очі світло проходило би , не дратуючи зорових нервів. У повітрі ці організми видно .
40. Чому кришталик риб'ячого очі має майже сферичну форму?
Відносний показник заломлення кришталика риб'ячого ока , що знаходиться у воді , невеликий, тому збільшення оптичної сили кришталика досягається більшою кривизною його поверхні.
41. Яким чином досягається акомодація очі у риб?
Око риб , як і очей людини , здатне до акомодації , тобто до установки зору на різні дистанції шляхом зміни фокусної відстані. Тільки у багатьох риб це досягається не збільшенням або зменшенням кривизни кришталика , а видаленням або наближенням його до сітківки за допомогою особливих м'язів , подібно до того як рухається об'єктив у фотоапараті . (витягує назовні, або більш втягує всередину) 42. Зіниці ока у коней розташовані горизонтально. А у кішок і лисиць, навпаки,- вертикально. Поясніть чому. Горизонтальне розташування зіниць розширює кут зору в горизонтальній площині. Це дуже важливо для тварин , які мешкають на плоскій відкритій рівнині , де хижаків потрібно виявляти завчасно , . як тільки вони з'являються на горизонті .
У кішок і лисиць зіниці розташовані вертикально тому , що ці тварини , відшукуючи свою здобич , дивляться найчастіше вгору і вниз.
43. Чи добре бачать восьминіг, каракатиця і інші головоногі молюски?
Ні в кого з мешканців моря немає таких зірках очей , як у восьминога , каракатиці та їх родичів. Тільки очі сови , кішки і людини можуть скласти їм конкуренцію . На одному квадратному міліметрі сітківки ока восьминога налічується близько 64000 сприймають світло зорових елементів , у каракатиці ще більше - 150 000 , у кальмара - 162000 , у кішки - 397000 , у людини -400 000, а у сови до 680000 . Розмір очей у головоногих молюсків також рекордний . Очі каракатиці лише в десять разів менше її самої , а у гігантського спрута очі досягають 40 см в діаметрі. Навіть засліплені восьминоги бачать світло. Вірніше , відчувають його всіх поверхнею тіла , яка покрита світлочутливими , нюховими і смаковими клітинами.
44. Як відомо, кури з настанням сутінків зовсім перестають бачити, а сови, навпаки, можуть користуватися зором тільки з цього моменту - вони нічого не бачать вдень. Чому пояснюються особливості зору цих птахів?
Сітківка ока людини покрита зсередини плівкою , що складається з безлічі дрібних осередків - колбочок і паличок. Колбочки дозволяють бачити вдень , а палички - вночі. Особливості зору курей і сов обумовлені тим , що сітківка ока у курей складається тільки з колбочок , а у сов - тільки з паличок .
45 Чому тигри, кішки і деякі інші тварини бачать в темноті?
Зіниці цих тварин можуть сильно розширюватися , що сприяє потраплянню в око великої кількості розсіяних світлових променів. Внаслідок цього вони можуть бачити і в темряві .
46 Чи правильно твердження, що заєць, не повертаючи голови, бачить предмети, що знаходяться позаду?
Очі людини і деяких тварин пристосовані до одночасного розгляданню якого-небудь предмета : поле зору правого ока лише трохи не збігається з полем зору лівого ока. Більшість же тварин дивиться кожним оком окремо . Видимі ними предмети не відрізняються рельєфністю , але зате поле зору їх ширше.
На малюнку а), а зображено поле зору людини : кожен око бачить ( по горизонтальному напрямку ) в межах кута 120 ° , і обидва кута майже збігаються (очі передбачаються нерухомими ) .
На малюнку б) показано поле зору зайця .. Не повертаючи голови , заєць
бачить не тільки те , що знаходиться попереду , а й те , що позаду. Обидва поля зору його очей змикаються спереду і ззаду. Тепер зрозуміло , чому так важко підкрастися до зайця , щоб не злякати його . Зате заєць абсолютно не бачить того , що розташоване безпосередньо перед ним . Щоб побачити близький предмет , йому доводиться повертати голову набік.
Більш детально дивіться
47 Мисливці розповідають, що з боку спини до сови можна підкрастися впритул і навіть схопити її руками. Чому іноді це вдається зробити?
Сови бачать тільки попереду себе , причому зір у них бінокулярний . Цим вони значною мірою відрізняються від більшості птахів , очі яких швидше здатні звернутися назад , ніж вперед. Совам же , щоб змінити напрям погляду , необхідно повернути голову .
Орнітолог А. Ф. Ковшар , який вивчав птахів Таласського Алатау , розповідає , що існує простий спосіб лову сплюшок . Він полягає в наступному: до сплюшки , яка сидить спокійно вдень наближаються з протилежних сторін дві людини , один з яких всіляко намагається привернути її увагу - розмахує руками , пританцьовує , відтворює рухи тіла самої сплюшки . У цей час друга людина підходить до сплюшки ззаду і бере її в той момент , коли вона цілком поглинена спогляданням « танцю».
48 Як влаштований очей комах (наприклад, мухи, ґедзя та ін.)?
Які переваги і недоліки таких очей перед оком ? Уважно придивившись до ока комахи , можна помітити , що його поверхня має пористу будову . Перегородки, що розділяють поверхню очі на шестигранні комірки , входять в глибину до самої основи ока , так що все око являє собою щось на зразок букета з тонких трубочок , щільно пов'язаних біля основи і розходяться кінцями у всіх напрямках. Кожна така трубочка - окреме око , стежить за певною частиною простору. Через одну з трубочок видно те , що робиться попереду , через іншу , - що робиться нагорі.
Є трубочки , спрямовані убік, вниз і навіть тому. Величезне їх число дозволяє одночасно оглядати майже весь простір навколо . Однак в таку вузеньку трубочку світло проникає тонким пучком , а тому внутрішня частина трубочки , де поміщається чутливе закінчення нерва , висвітлюється так само погано , як дно глибокого колодязя . Складне око бачить з усіх сторін , але ні в одному напрямку воно не бачить добре .
49. Відомо, що багато комах досить точно визначають швидкість руху об'єктів. Як їм вдається це робити?
фасеточна будова очей , що дає не одне зображення предмета , що потрапив у поле зору комахи , а серію незалежних зображень , дозволяє судити про швидкість цього предмета , так як він послідовно сприймається різними омматидіями - утвореннями у вигляді шестигранних трубочок. . Ця особливість фасеточного зору використана інженерами при створенні приладу, що вимірює швидкість руху літака щодо землі.
50. Які особливості зору бджіл? .
Бджоли бачать в дещо іншому діапазоні порівняно з людиною. Вони добре сприймають ультрафіолетові промені як особливий колір і зовсім не бачать в червону частині спектра.
51. Які особливості зору голуба?
. Голуб може тривалий час не кліпаючи дивитися майже прямо на Сонце. Досліди показали , що сітківка ока голуба не страждає від впливу прямих променів лазера з енергією до 0,05 Дж в імпульсі . Крім того , зоровий апарат голуба має унікальну здатність виявляти об'єкти , що рухаються в якомусь одному напрямку , не реагуючи на об'єкти , які рухаються в інших напрямках.
52 У бджіл, крім фасеткових очей, є ще три малопомітних ока. Яку функцію вони виконують?
Ці очі служать для визначення інтенсивності освітлення , по якій бджоли встановлюють час вильоту вранці за взятком і час останнього повернення в вулик ввечері.
53. Які особливості зору жаби?
Жаба умудряються не бачити те , що їй бачити не обов'язково , наприклад тіні від хмар. Цінна ж інформація , скажімо , сигнал про небезпеку , негайно вловлюється оком і передається в мозок. Сітківка ока жаби володіє також властивістю посилювати контрастність зображення , особливо чітко виділяючи його контури . Око у неї стежить за переміщенням предметів і одночасно виробляє складну обробку вступників сигналів .
54. Сітківка ока людини і орла приблизно однакова, однак діаметр нервових клітин (колбочок оці орла в центральній частині сітківки менше - він дорівнює всього 0,3-0,4 мкм. Яке значення для орла має така структура сітківки ока?
Завдяки такому діаметру нервових клітин зростає роздільна здатність ока орла і збільшується гострота зору.
55 Чому сокіл може бачити на величезному відстані? Око сокола влаштовано таким чином , що кришталик може стати майже плоским , внаслідок цього зображення віддалених предметів падає на сітківку .
56 Назвіть тварину , яка здатна реєструвати радіоактивне випромінювання.
Чутливим індикатором радіоактивного випромінювання є равлик . Це живий лічильник Гейгера .
57 Жаба ніколи не нападає на їстівних для неї тварин, якщо вони сидять нерухомо. Чому?
У кожного виду тварин індивідуальний набір засобів сприйняття навколишнього світу. Тварини мешкають у своїх індивідуальних « світах » і взаємодіють з іншими живими істотами тільки у вузькому діапазоні оточуючих подразників , визначеному кордонами їх сприйняття. Прикладом служить жаба , яка сприймає лише рухомі прикмети і тому буде голодувати і може навіть загинути серед їстівних для неї , але нерухомих тварин. 58. Чому дерева в сиру погоду здаються більш віддаленими від нас, ніж насправді? Туман розсіює частину світла, відбитого від дерев . Оскільки дерева виявляються як би слабкіше освітленими , то створюється враження , що вони знаходяться від нас далі , ніж насправді .
59. Чому більшість тварин Крайньої Півночі білого кольору, а ті, які іншого забарвлення , наприклад, заєць, білка змінюють його взимку на біле?
Тварина білого кольору менше випромінюють теплоти в навколишній простір , що особливо важливо в умовах Крайньої Півночі.
60. Чому комахи, які живуть в полярних областях і високогірних районах, мають переважно темне забарвлення?
Темний колір добре поглинає теплові промені , тому в сонячну погоду температура тіла комах значно вище температури навколишнього повітря.
61. Чому в оранжереях ростуть вічнозелені рослини, у той час як на відкритому повітрі ще не розтанув сніг і температура нижче Про °С?
Сонячне світло , в якому найбільша кількість енергії припадає на частку видимих променів , проникає в оранжерею з незначними втратами. Поглинаючись грунтом і рослинами , воно викликає нагрівання , внаслідок чого починається зворотний процес випромінювання радіаційний енергії. Однак цей радіаційний процес відбувається інфрачервоними променями , для яких скляне перекриття непроникне . Таким чином , оранжерея є як би пасткою для сонячної енергії , яка поглинає енергію і дуже мало її випромінює. Тому в оранжереях навіть без штучного підігріву може бути отримана досить висока температура при порівняно слабкому сонячному світлі.
62. Хто сильніше нагрівається на сонці: добре засмагла людина або зовсім не засмагла?
Утворення коричневої засмаги є самозахист організму від надмірного дії ультрафіолетових і фіолетових променів : промені високої частоти сильно поглинаються цим пігментом , викликаючи тільки нешкідливе нагрівання . Тому добре засмаглий чоловік нагрівається на сонці сильніше , ніж незасмаглій , але він не зазнає шкідливої хімічної дії світлових променів.
63. В теплий літній вечір можна спостерігати таке явище. Над головою одного з товаришів, які гуляють по парку кружляє ціле хмара комарів, близько другого їх немає. Як це можна пояснити?
Однією з індивідуальних особливостей людини , завдяки якій дехто з нас майже несприйнятливий до інфекцій , поширюваних зовнішніми паразитами , є здатність випромінювати різну кількість тепла. Існують люди, схильні до укусів паразитів і привертають до себе кліщів , комарів та інших комах.
Така людина , що випромінює більшу кількість тепла , під час вечірньої прогулянки буде принаджувати велику безліч комарів. Комахи починають кусати його , а жертва приймається відганяти їх , махати руками і піднімає свою і без того високу температуру шкіри. Все більше і більше комарів злітаються до місця події .
За весь цей час жодна комаха не потурбує « холоднокровного » супутника жертви , і він , природно , здивований . Такі люди взагалі привертають мало паразитів , навіть коли гуляють одні . Але якщо їх лихоманить або після нетривалого бігу у них значно підвищилася температура шкіри , то вони також стають схильними до укусів паразитів.
64. Біологи виявили, що гримучі і інші ямкоголовые змії легко відшукують здобич в темряві, незважаючи на те, що нічний зір у них не розвинений. Чим це можна пояснити?
У таких змій по обидві сторони голови , між ніздрів і очей , є два конічних поглиблення , по краях яких знаходяться особливі клітини , чутливі до інфрачервоних променів .
У пошуках здобичі змія повільно повзе і обстежує землю і низькі кущі , намагаючись вловити все, що тепліше або холодніше навколишнього середовища . Температурна різниця всього лише в 0,0018 ° С вже змушує змію насторожитися. Потім вона безшумно наближається до живого об'єкту , будь то жаба , охолоджена за рахунок випаровування вологи з шкіри , або спляча птаха , або інша тварина .
Використовуючи свої конічні поля теплової чутливості ( термолокатори ) , які перекриваються ,змія може визначити , коли саме вона наблизиться до тварини на відстань , достатню , щоб вразити її ; вона може також дізнатися про позу і розміри можливої жертви.
65. У густому ялиновому лісі нема ні червоних, ні синіх, ні жовтих кольорів, одні білі або блідо-рожеві. Чим це пояснюється? . У напівтемряві під густими гілками ялин добре помітний здалеку тільки білий або блідо -рожевий колір, тому комахи ( в пошуках нектару ) запилюють лише ці квіти.
66. Чому з усіх червоних кольорів бджоли запилюють тільки мак?
Очі бджіл не сприймають червоне світло , тому червоних квітів вони не бачать. Однак бджоли чудово бачать в ультрафіолетовому світлі. Квіти червоного маку добре відображають ультрафіолетові промені , тому бджоли відвідують їх і запилюють .
67. Чим пояснити, що при освітленні сонячним світлом ми бачимо траву зеленої, троянди червоними і т. д.? .
Колір тіла визначається довжиною хвилі відбитих променів , які потрапляють в око. При висвітленні білим світлом трава відображає зелений ділянку сонячного спектра , троянди - червоний і т. д.
68. Чому в процесі дозрівання рослини, зазвичай змінюють колір, наприклад жито, пшениця, овес та ін.? .
Під час свого розвитку рослини мають зелене забарвлення , тобто вони відображають зелені промені і поглинають червону частину спектру. Червоні промені володіють найбільшим тепловим ефектом і сприяють утворенню хлорофілу. У процесі дозрівання, коли рослина не потребує більше органічних речовин , вона змінює забарвлення на золотисто - помаранчеве або білувате . Рослина такого кольору значно менше поглинає червоних променів.
69. Яка забарвлення риб допомагає їм маскуватися від ворогів?
У багатьох риб темна спинка і сріблясте черевце . Зверху темна спинка риб не видно на тлі темного дна. З води поверхню річки здається дзеркальною , а оскільки черевце у риби сріблясте , то її важко помітити водним хижакам знизу.
70. Яке походження веселкових відтінків крил деяких комах, наприклад мух, бабок, метеликів і т. д.? .
Райдужні відтінки крил деяких комах викликаються інтерференційними явищами. Аналогічне явище спостерігається на пір'ї багатьох птахів.
71. Яким чином комахи орієнтуються в просторі?
Комахи здатні розрізняти звичайне світло і поляризоване . Оскільки для розсіяного світла неба характерна певна ступінь поляризації променів в мерідіанальной площині , комахи по небу , як за компасом , можуть орієнтуватися і в ясні і в похмурі дні . Таким чином , вони розрізняють не тільки частоту , але й площину коливань світлових променів.
72. На яких фізичних принципах заснована рентгеноскопія, що застосовується в медицині і техніці?
Рентгенівські промені при проникненні через речовину частково поглинаються. Ступінь поглинання залежить від властивостей речовини. Якщо тіло неоднорідне , то поглинання неоднакове в різних точках його . Фотоплівка , поставлена позаду просвічуваного засвічується , тобто чорніє більше проти тих місць , в яких рентгенівські промені поглинаються слабше . На цьому заснована рентгеноскопія .
73. Чому, бажаючи отримати рентгенівський знімок шлунку або кишечнику, хворому дають сіль барію?
Сіль барію нешкідлива для організму людини і сильно поглинає рентгенівські промені , в результаті чого зображення просвічуваного органу виходить більш контрастним . 74. Для чого часто поверх плівки при рентгенографії накладається спеціальний флуоресціюючою екран? . Світіння флуоресціюючого екрану підсилює дію рентгенівського випромінювання на фотоемульсію плівки.
75. Чи можна бачити теплове випромінювання?
Є тварини , здатні бачити теплові промені. Деякі глибоководні кальмари , крім звичайних очей , наділені ще так званими термоскопічними очима , тобто органами , здатними вловлювати інфрачервоні промені. Влаштовані вони , як звичайні очі, але забезпечені світлофільтрами , які поглинають всі промені , крім інфрачервоних .
76. Чи сприймають тварини інфрачервоні промені?
Деякі з глибоководних кальмарів , крім звичайних очей , наділені ще так званими термоскопічними очима , тобто органами , здатними вловлювати інфрачервоні промені. Ці очі у них розсіяні по всій нижній поверхні тіла , і кожне має вигляд невеликої темної крапки . Під мікроскопом видно , що влаштований він , як звичайний очі , але забезпечений світлофільтром , що затримує всі промені , крім інфрачервоних . Світлофільтр розташований перед заломлюючої лінзою - кришталиком . Лінза відкидає сконцентрований пучок світлових променів на чутливий до їх сприйняття орган.
Джерело: В.М.Варикаш, Б.А. Кимбар, И.М. Варикаш Физика в живой природе, Минск.: Народная Асвета, 1984.-127 с.
|