Физика в природе - Тарасов Л.В.

Название: Физика в природе. 1988.
Автор: Тарасов Л.В.
    В книге рассматриваются различные природные явления: мираж, шаровая молния, радуга, гало, землетрясение и т.д. Отступления в область поэзии, мифологии, легенд позволят читателю взглянуть на каждое явление глазами поэта. Затем читатель превращается в натуралиста. Вместе с автором он подмечает особенности, свойства, разновидности данного явления. Анализ явления, обсуждение физических механизмов, лежащих в его основе - это уже взгляд физика. Понимание процессов, происходящих в природе, по мнению автора, является залогом бережного к ней отношения.
    Позволь представить тебе эту книгу. В ней рассматривается физика различных природных явлений. Некоторые из них ты, конечно, наблюдал сам, и не раз. Я имею в виду, например, солнечные закаты, туманы, облака, молнию, радугу, метели и т. д. О других ты знаешь, скорее всего, лишь понаслышке. К ним я отношу миражи, полярные сияния, шаровую молнию, гало, снежные лавины, цунами, серебристые облака, зеленый луч и др. Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема. Посвятив книгу теме «Физика в природе», я, естественно, не претендовал на то, чтобы рассмотреть эту тему исчерпывающе. Поневоле мне пришлось ограничиться лишь некоторыми явлениями природы — теми, которые показались мне наиболее интересными. Их я и попытался описать и проанализировать с точки зрения физики. Изучение физики природных явлений имеет, прежде всего, огромную познавательную ценность. Природа — эта гигантская физическая лаборатория — наглядно демонстрирует относительность всевозможных «перегородок» в предмете «физика», условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы, единство физической картины мира, взаимосвязь физических явлений. Возьмем хотя бы грозу — здесь мы встречаемся с проявлением одновременно законов механики, гидростатики, термодинамики, молекулярной физики, электростатики, электродинамики, акустики, оптики. Современные школьники знают, хотя бы в общих чертах, как работает двигатель автомобиля, зачем нужен трансформатор, почему взлетает ракета, что такое ускоритель частиц, атомный реактор, лазер. Однако они, как правило, не знают, почему небо голубого цвета, как созревает и как разрушается грозовая туча, почему молния бьет не сверху вниз (как это часто полагают), а как раз наоборот — снизу вверх, отчего бывает двойная радуга, что такое гало, зеленый луч, серебристые облака, цунами.
СОДЕРЖАНИЕ
Обращение автора к читателю
Импровизация Природа и человек
Тема первая Во все века жила затаена Надежда — вскрыть все таинства природы.
Тема вторая. Ты открой мне, природа, объятья. Чтоб я слился с красою твоей
Глава 1 Закат солнца
Удивительное в солнечных закатах. Красный цвет заходящего солнца и голубой цвет дневного неба Рефракция света в атмосфере Небольшой исторический экскурс Сплюснутость заходящего солнечного диска Зеленый луч Объяснение появления «слепой полосы» Кажущееся увеличение размеров заходящего солнца
Глава 2 Мираж  
Некоторые виды миражей. Искривление светового луча в оптически неоднородной среде Радиус кривизны светового луча. Объяснение нижнего («озерного») миража Простые верхние миражи. Двойные и тройные миражи. Миражи сверхдальнего видения.
Глава 3 Туман  
Туман глазами внимательного наблюдателя Туман под микроскопом Насыщенный водяной пар Задача, имеющая отношение к возникновению тумана Возникновение тумана. Туманы испарения и туманы охлаждения Некоторые подробности физики возникновения тумана. Туман и цвет
Глава 4 Облака
Облачное небо. Земная атмосфера. Адиабатное расширение газа Как образуются облака Кучевое облако. Микрофизика облаков. Осадки. Серебристые облака
Глава 5 Грозовая туча
Гроза глазами внимательного наблюдателя Восходящие и нисходящие воздушные потоки в грозовой туче Два вопроса касающиеся физики процессов в туче. Электрические заряды в туче Атмосферное электричество Как быстро могла бы разрядиться Земля? Почему происходит разделение зарядов в туче или облаке
Глава 6. Молния
Постижение природы молнии Какие бывают молнии. «Паспортные данные» линейной молнии, физика линейной молнии, проскакивающей между тучей и землей Гром
Глава 7 Шаровая молния
Наблюдения шаровой молнии. Как выглядит шаровая молния? Как она себя ведет? Сколько энергии содержится в шаровой молнииг Опасна ли шаровая молния? Как она возникает? Как часто она появляется? О физической природе шаровой молнии
Глава 8 Радуга
Радуга глазами внимательного наблюдателя Развитие представлении о физике возникновения радуги. Ход светового луча в капле дождя. Наибольший угол между падающим на каплю и выходящим из нее лучами Объяснение возникновения дополнительной радуги. Чередование цветов в основной и дополнительной радугах. Влияние размеров капель на вид радуги. Радуга на других планетах. Физика и красота.
Глава 9 Гало
Структура гало в общем случае. Гало, наблюдаемые в действительности. Общие замечания о физике гало. Наименьший угол отклонения луча в призме Объяснение возникновения малого гало Большое гало. Горизонтальный (парелическии) круг, светящиеся столбы и кресты Ложные солнца, парантелии.
Глава 10. Полярное сияние
Формы полярных сияний. Где и когда они наблюдаются Что такое полярное сияние Сила Лоренца векторное произведение двух векторов Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле Особенности движения заряженной частицы в неоднородном магнитном поле. Магнитное поле Земли Люминесценция Электронные полярные сияния. Протонные полярные сияния. Магнитные бури.
Глава 11 Живой свет  
Свечение моря Светящиеся организмы. Особенности свечения живых организмов Хемилюминесценция. Биолюми несценция как особый вид хемилюминесценции Зачем они светятся?
Глава 12. Эхо  
Удивительное эхо Мир звуков Эхо однократное и много кратное Искривление звукового луча в акустически неоднородной среде Когда существенна длина звуковой волны? Эффект Доплера
Глава 13 Природные сонары  
Сонары летучих мышеи. Летучая мышь на охоте Локационные сигналы летучих мышеи. Удивительные свойства природных сонаров. Сонар дельфина Два типа слуха дельфинов. Другие природные сонары.
Глава 14 Волны на море  
Такие разные волны Ветровые волны глазами внимательного наблюдателя Скорость волн на глубокой и мелкой воде Движение частиц в волне. Ветер и волны Волны на мелководье Рифели
Глава 15 Нашествие воли  
Бедствия причиняемы волнами цунами Закономерности цунами Физика цунами Бедствия, причиняемые тропическими циклонами Физика гропического циклона Штормовые приливы Ленинградские наводнения
Глава 16 Вулканы и гейзеры  
Некоторые вулканические катастрофы Путешествие в недра Земли Концепция тектоники литосферных плит Вулканы Характер вулканических извержении Роль вулканических газов Что такое гейзер. Физика гейзера Гейзеры и обычные термальные источники
Глава 17 Землетрясение
Бедствия, причиняемые землетрясениями Основные понятия и характеристики Три типа землетрясений География тектонических землетрясении Что происходит в очаге землетрясения? К вопросу о предсказании землетрясении.
Глава 18. Сиег и лед  
Снежинки в воздухе Этот изменчивый снег Снежинки на земле Слоистая структура сиежных покровов Десять вопросов десять ответов Что такое режеляция Лед на Земле Горный ледник Движение ледника Практическое снеговедение
Глава 19 Метель
Какие бывают метели. Микроструктура низовых метелей Волны на снегу Как далеко переносится снег метелью Горные метели Пылевые бури и метели - сходство и различия Метелевое электричество
Глава 20 Лавииа
География лавин Когда рождаются лавины. Почему они рождаются (физика возникновения лавин) Внимание1 Лавина Борьба с лавинной опасностью
Калейдоскоп