Занимательная физика. Книга 2

Но допустим на минуту, что техника преодолела это препятствие. Пусть в нашем распоряжении имеется металлический сплав, который даже вдесятеро легче серебра и может расплющиваться до толщины в одну десятую микрона, сохраняя при этом способность полностью отражать лучи света. Как вы думаете, какой величины понадобилось бы зеркало из этого металла, чтобы под ударами световых лучей оно могло унести в мировое пространство каюту с пассажирами и всеми необходимыми припасами? Легко вычислить, что зеркало должно было бы иметь поверхность ни мало ни много – в несколько квадратных верст!

Даже фантазия романистов останавливается перед сооружением такого гигантского зеркала, которое должно служить как бы парусом в межпланетных путешествиях. Так, в одном русском астрономическом романе автор предпочел допустить, что физики ошибаются насчет истинной величины светового давления и что в действительности оно в 1000 раз более, чем мы полагаем. При таком допущении (которое, к слову сказать, внесло бы изрядное расстройство в движение планет и особенно комет) романисту удается, конечно, соорудить межпланетный корабль, вполне пригодный для потребностей фантастического романа, но, увы! – совершенно неосуществимый в реальной действительности…

Глава десятая Звук. Волнообразное движение

Звук и пуля

Когда пассажиры жюль-вернова ядра полетели на Луну, они не слышали звука выстрела колоссальной пушки, извергнувшей их из своего жерла. Иначе и быть не могло. Как бы оглушителен ни был грохот, скорость распространения его (как и вообще всякого звука в воздухе) равнялась всего лишь 330 метрам, – а герои романа неслись в ядре со скоростью 11.000 метров в секунду. Понятно, что звук выстрела не мог догнать ядра и достичь ушей пассажиров.

Вам, вероятно, интересно будет узнать, как обстоит дело с настоящими, не фантастическими ядрами и пулями: движутся ли они быстрее звука, или, напротив, звук перегоняет их и предупреждает жертву о приближении смертоносного снаряда?

Современные ружья сообщают пулям в момент выстрела скорость, почти вдвое большую, чем скорость звука в воздухе, – именно около 600 метров в секунду (скорость звука при 0° равна 332 метрам). Правда, звук распространяется равномерно, пуля же летит, замедляя все время быстроту своего полета. Однако в течение большей части своего пути пуля все же движется быстрее звука. Отсюда прямо следует, что если во время перестрелки вы слышите звук выстрела или свист пули, то можете не беспокоиться – эта пуля уже миновала вас. Пуля перегоняет не только звук выстрела, но и производимый ею при движении свист; и если вам суждено стать ее жертвой, то пуля попадет в вас раньше, чем звук выстрела или свист полета достигнет вас.

Мнимый взрыв

Состязание в скорости между летящим телом и производимым им звуком заставляет нас иногда невольно делать ошибочные заключения, подчас совершенно не отвечающие истинной картине явления.

Любопытный пример представляет болид, пролетающий высоко над нашей головой. Болиды, проникающие в атмосферу нашей планеты из мирового пространства, обладают огромною скоростью, которая, даже будучи уменьшена сопротивлением атмосферы, все же в десятки раз быстрее звука. Прорезая и накаляя воздух, болиды нередко производят шум, напоминающий гром. Вообразите, что мы находимся в точке С, а вверху над нами по линии АВ летит болид. Звук, производимый болидом в точке А, дойдет до нас (в С) только тогда, когда сам болид успеет уже переместиться в точку В; так как болид летит гораздо быстрее звука, то он может успеть дойти до некоторой точки D и отсюда послать нам звук раньше, чем дойдет до нас звук из точки А. Поэтому мы услышим сначала звук из точки D и лишь потом звук из точки А. И так как из точки В звук придет к нам тоже позднее, чем из точки D, то где-то над нашей головой должна быть такая точка K, находясь в которой болид подает о себе звуковой сигнал раньше всего.

Рис. 114. Мнимый взрыв падающего камня.

И вот результат: то, что мы услышим, будет вовсе не похоже на то, что мы увидим. Для глáза болид появится прежде всего в точке А и отсюда пролетит по линии АВ. Но для уха болид появится прежде всего где-то в точке K над нашей головой, затем мы услышим в одно время два звука, затихающие по противоположным направлениям – от K к А и от К к В. Другими словами, мы услышим, как болид распался на две части, которые унеслись в противоположные стороны. Между тем, в действительности никакого взрыва не происходило. Вот до чего обманчивы могут быть слуховые впечатления!

Счастливая случайность

Если бы звук распространялся в воздухе не со скоростью 330 метров в секунду, а гораздо медленнее, то всякого рода обманчивые слуховые впечатления наблюдались бы гораздо чаще.