«Загадки» природы

Рис. 42. Магнитные силовые линии.

Магниты не только притягивают к себе вещи, сделанные из железа или стали, по и притягиваются друг к другу. Притягиваются они при условии, если подносить их друг к другу разноименными полюсами, то есть северный к южному или южный к северному. Попробуйте соединить два магнита одноименными, например южными, полюсами – и вы увидите, что оба магнита будут отталкиваться друг от друга.

На рисунке 43 показано, как располагаются магнитные силовые линии в случае, когда приближают друг к другу разнородные полюсы магнитов и когда однородные.

Природа магнитных сил оставалась долгое время неизвестной. Ее узнали лишь в прошлом веке. Около 30 лет назад было установлено, что между магнетизмом и электричеством имеется прочная связь.

Родство этих двух природных явлений можно видеть на очень простых опытах. Над магнитной стрелкой компаса протягивают провод так, чтобы он располагался параллельно стрелке. По проводу пускают ток (рис. 44). Магнитная стрелка тут же отклонится от своего прежнего положения. Если выключить ток, – стрелка вернется в свое прежнее положение. Следовательно, электрический ток отклоняет магнитную стрелку. Поток электронов, двигаясь по проводу (а это и есть электрический ток), образует вокруг провода магнитное силовое ноле. Пользуясь теми же железными опилками, мы можем без большого труда обнаружить это поле. Если через лист картона с опилками пропустить толстый провод и пустить по проводу электрический ток, железные опилки расположатся на картоне кругами вокруг провода.

Рис. 43. На рисунке показано расположение магнитных силовых линий между разнородными и однородными полюсами магнита.

Изучение электрических и магнитных явлений привело к открытию электромагнита. Оказалось, что проволочная катушка, по которой идет электрический ток, подобна магниту: один ее конец притягивает к себе южный полюс, другой – северный.

Наша экскурсия в область магнетизма была не напрасной. Она помогла нам понять причину того, почему свечение разреженных слоев атмосферы наблюдается только у полюсов Земли – у Северного и Южного. Эта причина заставляет маленькую магнитную стрелку компаса всегда держаться в направлении север-юг.

Наукой установлено, что наша Земля является огромным магнитом. И как всякий другой магнит, земной шар окружен магнитным силовым полем и имеет магнитные полюсы. Эти полюсы – северный и южный – расположены близ географических полюсов Земли.

Вот почему магнитная стрелка компаса показывает направление на юг и на север: на нее действует магнитное поле Земли; концы маленькой магнитной стрелки отталкиваются от одного магнитного полюса Земли и притягиваются к другому. Стрелка располагается вдоль силовых линий магнитного поля Земли.

По этой же причине полярные сияния наблюдаются преимущественно у полюсов, в полярных районах. Потоки солнечных электронов, попадая в магнитное поле земного шара, отклоняются этим полем к полюсам.

Рис. 44. Взаимодействие магнитных и электрических сил.

С магнитным полем связаны форма и беспрерывная «игра» небесных сполохов. Переливающиеся дуги, вспыхивающие и гаснущие лучи полярного сияния связаны с направлением сил магнитного земного поля. При непрерывном изменении этих сил каждое мгновение изменяется свечение атмосферы.

Такова разгадка величественного природного явления – полярных сияний.

Настоящая наука, связанная с жизнью, никогда не довольствуется одним объяснением того или другого природного явления. Она всегда стремится к большему. Раскрывая «секреты» природы, находя причины и взаимосвязь различных явлений, наука ставит полученные знания на службу человеку.

Изучение природы свечения атмосферы на высотах в сотни километров над Землей привело к использованию искусственного полярного сияния для освещения жилых и производственных помещений. Это – газосветные трубки, или «лампы дневного света». Всем, кто живет в больших городах, такие лампы уже знакомы.

Практически пригодные «лампы дневного света» были созданы незадолго перед Великой Отечественной войной. Большая заслуга в создании таких ламп принадлежит нашим советским ученым школы академика С. И. Вавилова.

Газосветные трубки, излучающие белый свет, подобный дневному, заполнены парами ртути. При пропускании электрического тока через такую трубку она излучает, главным образом, невидимый ультрафиолетовый свет. Чтобы превратить его в видимый, внутренние стенки трубок «дневного света» покрывают специальными смесями – так называемыми светосоставами. Светосоставы содержат вещества, светящиеся под действием ультрафиолетовых лучей. Каждое такое вещество в отдельности излучает свет какого-либо одного цвета. Но, смешанные в определенной пропорции, эти вещества светятся уже белым, «дневным» светом.

«Лампы дневного света», или, как их еще называют, люминесцентные лампы, почти не нагреваются; потери электрической энергии в них невелики. Поэтому «лампы дневного света» значительно более экономичны, чем лампы накаливания. Кроме того, свет люминесцентных ламп намного приятнее для глаз, чем свет всех других светильников. «Лампы дневного света» не «режут» глаз.

В нашей стране новые лампы уже находят себе широкое применение. На многих производствах, где необходим естественный дневной свет, такие лампы особенно ценны. Появляются люминесцентные лампы и в театрах, клубах, картинных галлереях, в метро и т. д.

ВОЗДУШНОЕ ЗЕРКАЛО

Историк Диодор Сицилийский, живший за две тысячи лет до нашего времени, писал, что в Африке происходят удивительные вещи. В некоторые времена года, особенно при полном отсутствии ветра, в воздухе показываются изображения различных зверей, неподвижных и движущихся. Эти звери то как будто бегут от зрителя, то сами его преследуют. Когда они настигают человека, то окружают его тело как бы холодным туманом. Путешественники пугаются этого явления, а местные жители не обращают на него внимания.

Речь идет о так называемых миражах, или, как их еще называют, маревах – призрачных, обманчивых видениях.

Путешественники, побывавшие в жарких пустынях, рассказывают о таких миражах следующее. Обычно на горизонте появляется либо большое озеро, либо цветущий оазис, порой в воздухе возникает видение целого города, с белыми минаретами и садами. Усталые люди не знают, верить или не верить своим глазам. Но видение настолько ярко, реально, что путешественники невольно начинают подгонять верблюдов. Однако их ждет разочарование. Проходит несколько минут – и яркий мираж блекнет, тает и, наконец, исчезает.

Миражи наблюдаются не только в жарких песчаных странах. Их можно видеть иногда и в умеренном поясе, и далеко на севере.

На море иногда появляются миражи островов.

В полярных, странах бывают еще более необыкновенные миражи. Один мореплаватель наблюдал движущийся мираж недалеко от Северного полюса – на 80-й параллели. Слабый ветерок едва бороздил поверхность моря. Корабль шел среди ледяных гор и обломков ледяных полей; они искрились и сияли в лучах ослепительного солнца. Воздух был замечательно чист и прозрачен. Вдруг горизонт как бы раздвоился, и предметы, находящиеся вдали, поднялись кверху и повисли в воздухе, беспрерывно изменяя свой вид. Перед изумленными моряками показывались и исчезали, поднимались и опускались, суживались и растягивались огромные ледяные горы, снеговые поля с ледяными торосами, волнистые берега с холмами. Мираж был виден несколько часов. К концу дня подул сильный ветер, и видение исчезло.

Надо ли удивляться тому, что в прошлом такие неожиданные и диковинные видения вызывали у человека суеверный страх?

Существует легенда о «Летучем Голландце» – корабле мертвецов. В старое время моряки верили, что такой корабль действительно плавает по морям и океанам. А многие из них говорили, что они сами, своими глазами видели этот корабль. Такие рассказы были похожи один на другой. «Летучий Голландец» внезапно появлялся перед кораблями, совершенно безмолвный, плыл прямо на них, не отвечая на сигналы, и затем столь же внезапно исчезал в тумане.