Поучительно проделать и другой описанный им опыт. «В обширную и спокойную гладь воды брось одновременно два камешка на некотором расстоянии один от другого. Ты увидишь, что вокруг мест, куда упали камни, образуются две группы круговых волн; разбегаясь, они встречаются между собой, и тогда круги каждой группы проникают одни сквозь другие.»
Ударяясь о преграду, волны оказывают давление на неё. Волны в воде размывают берег, а электромагнитные волны (например, лучи света) давят на предметы, на которые падают. Волны могут увлекать в своём движении предметы, скорость которых мало отличается от скорости волн.
В современных физических лабораториях при помощи электромагнитных волн сообщают большую скорость заряженным атомным частицам. Так работает знаменитый советский синхрофазотрон, в котором радиоволны сообщают большие скорости ядрам водорода -протонам.
Когда в тихую погоду вы смотрите издали на озеро, оно блестит, как зеркало. Вблизи же поверхность воды не блестит; если вода чистая, то удаётся даже различить предметы на дне. Особенно хорошо видны подводные предметы, когда смотришь с лодки прямо вниз. Отчего же озеро издали блестит, а вблизи блеска нет?
В глаз человека, стоящего далеко от озера, попадают солнечные лучи, отбрасываемые водной поверхностью под небольшим углом к ней. Когда смотрят на воду сверху вниз, в глаз проникают лучи, отбрасываемые почти отвесно. Физика учит, что лучей, отлого отбрасываемых, заметно больше, чем рассеиваемых круто. Поэтому в первом случае лучи, посылаемые подводными предметами, теряются в лучах, обильно отбрасываемых водной поверхностью. Во втором случае Слабые лучи, рассеиваемые водной гладью, не мешают глазу различить то, что находится под водой.
Вы поймёте теперь, почему подводные лодки выслеживаются с самолётов.
Вопрос. Когда озеро блестит сильнее- при высоком стоянии солнца или при низком?
В ЛОДКЕ
Весло, косо погружённое в воду, кажется переломанным. Этот обман зависит оттого, что сверху через воду подводные предметы кажутся поднятыми выше своего действительного положения. Поэтому весло, погружённое в воду наклонно, представляется нам сломанным; если же держать его в воде отвесно, то оно покажется нам укороченным.
По той же причине озеро или речка с лодки кажутся нам мельче, чем в действительности: дно водоёма приподнимается. Прямо под лодкой кажущаяся глубина составляет примерно четвёртую долю истинной глубины; вдали от лодки дно водоёма кажется ещё выше.
Кто не подозревает об этом обмане зрения и, беспечно доверившись глазам, прыгнет в воду, тот может жестоко поплатиться за своё незнание. Думая, что вода ему будет лишь по шею, он неожиданно окажется погружённым с головой.
ЛЕСНОЙ ШУМ
Вслушайтесь в шум леса: вы различите шелест листвы, свистящие вздохи соснового бора, глухой ропот дубовой рощи. Отчего происходят эти звуки?
Шелест слышится только в лиственном лесу: при ветре листья трутся один о другой, порождая шелестящий звук.
Сложнее объяснение других шумов леса. Когда ветер, то есть поток воздуха, набегает на тонкую ветку, на черешок листа или хвоинку, то по сторонам преграды возникают маленькие воздушные вихри. Они движутся вперед правильно, один за другим, и вызывают колебания воздуха; уши наши воспринимают такие колебания как звук. Тон лесного шума тем выше, чем тоньше препятствие. Вот почему лиственный лес шумит иначе, чем хвойный. Звук, порождаемый отдельной веточкой или хвоинкой, едва слышен; но от слияния множества таких слабых звуков получается громкий шум леса.
Шумит не только лес: трава тоже издаёт звук при ветре. Вы можете услышать этот шум, если ляжете на высохшую траву, состоящую из тонких стебельков: слышится посвистывание высокого тона. (Всем знакомое гудение телефонных проводов имеет ту же причину.)
КАК БЕЖИТ ЗВУК
Следите внимательно за далёким паровозом, когда он даёт свисток. Вы видите струйку пара, появившуюся над паровозом: значит, свисток работает; он должен породить свист, но в первый момент вы не слышите никакого звука: он не успел ещё до вас добежать. Лишь спустя одну-две секунды, в зависимости от расстояния до паровоза, ваше ухо услышит свист: звук дошёл до вас.
Это показывает, что звук бежит через воздух гораздо медленнее, чем свет. Измерено, что звук пробегает в воздухе около 330 метров в секунду; свет же движется в миллион раз быстрее. Если паровоз от вас в 500 метрах, то струйку пара вы видите в тот самый момент,- когда она выпускается, звук же свистка приходит с опозданием в 1,5 секунды (500:330=около 1,5.)
Интересное явление можно заметить, глядя издали на работу дровосека. Топор опускается, ударяя по стволу, но звук раздаётся лишь тогда, когда топор поднят для нового удара. После того, что было здесь сказано, вы сможете сами разгадать причину этого странного явления.
ЭХО
Какие наблюдения можно сделать, слушая эхо? Вы стоите на открытом месте, а метрах в 35 от вас стена леса. Вы хлопнули в ладоши; через сколько времени донесётся эхо? Рассчитаем: до леса 35 метров да столько же обратно; значит, звук должен пробежать 70 метров. Вы уже знаете, что звук пробегает 330 метров в секунду; на пробег 70 метров ему понадобится 1/5 секунды. За этот промежуток времени отрывистый звук хлопка успевает замереть; эхо поэтому не сливается с породившим его звуком, оба звука слышатся раздельно. Такие короткие односложные слова, как «да» и «нет», произносятся менее чем в 1|5 секунды. Поэтому односложное эхо можно ясно слышать, находясь всего в 30-40 метрах от преграды.
Вы сами рассчитаете теперь, что эхо двухсложное хорошо слышно, когда преграда удалена от вас не менее, чем на 70 метров. А чтобы услышать эхо трёхсложное, надо стоять не ближе сотни метров от преграды.