Просто физика (часть 2)

Автор: Самойлова Людмила Ивановна

Организация: МОБУ Покровская СОШ

Населенный пункт: с. Покровка

Очень часто в своей преподавательской деятельности я сталкиваюсь с тем, что дети мне задают вопрос: «А зачем нам физика?». Приходится пояснять, что по сути физика – это наука, позволяющая описать те природные явления, которые происходят вокруг нас. Для того, чтобы это показать и доказать я, при объяснении очередного явления, закона, привожу примеры из жизни. В данной небольшой статье я привожу лишь малую часть таких примеров.

Световые явления.

Пример 1. Почему мыльные пузыри имеют разноцветный окрас, который постепенно исчезает?

Ответ: Это связано с явлением интерференции на тонких пленках. Под действием силы тяжести пленка становится тоньше (стекает) и для всех лучей мы наблюдаем условие минимума.

 

 

Пример 2. Если смотреть на Солнце сквозь ресницы, то они окрашиваются в цвета радуги. Почему?

Ответ: Потому что в этом случае мы наблюдаем явление дифракции света.

Пример 3. Почему бутылка с водой может стать причиной пожара?

Ответ: Потому что она становится линзой и может фокусировать солнечные лучи. Попав на сухую траву, такой луч может вызвать воспламенение.

Пример 4. Почему капельки росы на листьях кажутся зеркальными?

Ответ: Потому что в данном случае мы наблюдаем явление полного отражения света. Свет, попадая внутрь капельки воды, отражается от нижней грани и, подходя к границе вода – воздух, уже не может выйти из капли, так как полностью отражается от границы раздела сред.

 

Пример 5. Ещё одним примером наблюдения интерференции света являются цветные пленки на воде, образовавшиеся от пролитого бензина. Здесь тоже происходит интерференция света на тонких пленках, которую мы наблюдаем в виде переливающихся цветов.

Тепловые явления.

Пример 1. Летом в яркий и солнечный день, выходя из озера, реки или бассейна, температура воздуха нам кажется ниже, чем на самом деле. Но, как только мы обсыхаем, становится снова тепло. Почему?

Ответ: Потому что капельки воды на нашей коже начинают испаряться, а для этого им нужна тепловая энергия, которую они и берут от нашего тела. Поэтому нам и кажется, что воздух прохладный. Как только воды высыхает, кожа опять впитывает в себя солнечную энергию и нам становится тепло.

Пример 2. Почему кувшины на Востоке имеют такую форму?

 

Ответ: Это связано с тем, что в восточных странах очень тепло, и сохранить прохладу очень сложно. А в таких кувшинах вода длительное время остается холодной. Связано это с испарением. Широкая нижняя часть кувшина позволяет увеличить скорость испарения жидкости, а жидкость при испарении охлаждается. Узкая верхняя часть не позволяет молекулам воды быстро смешаться с воздухом. Таким образом вода остается холодной, а ее количество практически неизменным.

Пример 3. Зачем нужен тюрбан?

Ответ: С точки зрения физики тюрбан выполняет несколько важных функций.

Защита от механических воздействий (амортизация ударов)

Многослойная структура тюрбана (6–8 м ткани, иногда до 20 м) создаёт объёмный «амортизирующий» слой вокруг головы:

Терморегуляция (защита от жары и холода)

• Теплоизоляция. Воздушные прослойки между слоями ткани действуют как теплоизолятор:
  • в жару замедляют нагрев головы от солнца;
  • в холод уменьшают потери тепла.
• Испарение пота. Ткань впитывает пот, а ветер, продувающий сквозь складки, ускоряет испарение — это охлаждает кожу (физический принцип испарительного охлаждения).
• Отражение солнечного излучения. Светлые тюрбаны (белый, бежевый) отражают больше солнечных лучей, чем поглощают (высокий альбедо), снижая нагрев.

Защита от УФизлучения

• многослойность увеличивает толщину барьера, поглощающего УФволны;
• тёмные или специально обработанные ткани эффективнее блокируют излучение.

Снижение нагрузки от солнечного света и ветра

• Тень для лица. Свисающие концы или объёмная форма создают тень для глаз и кожи лица, уменьшая яркость и нагрев.
• Ветровой барьер. Многослойные складки частично гасят поток ветра, защищая кожу и глаза от иссушения.

Адаптация к перепадам температуры

• днём замедляет прогрев головы;
• ночью удерживает тепло, компенсируя резкое охлаждение воздуха.

Вот такой интересный головной убор.

Пример 4. Почему растения погибают именно в весенний период, а не в зимний, когда сильные морозы?

Ответ: Потому что в зимний период растения «спят». У них нет движения жидкостей внутри стволов, жизненные процессы практически прекращены. А весной, когда начинается движение соков, перепады температур с «плюса» на «минус» приводят к замерзанию жидкостей и, как следствие к их расширению. Тепловое расширение приводит к разрушению клеток растений и, следовательно, к их гибели.

 

Пример 5. Почему кофта с вязкой «в дырочку» греет лучше, чем с плотной вязкой?

Ответ: Потому, что вязка «в дырочку» содержит больше участков, которые заполнены воздухом. А так как воздух обладает плохой теплопроводностью, то он значительно лучше сохраняет наше тепло и защищает от проникновения холодного воздуха.

 

Пример 6. Зачем нам одежда?

Ответ: Между любой одеждой и телом создается воздушная прослойка, которая обладает плохой теплопроводностью, и, как следствие, не дает телу терять свое тепло.

Пример 7. Почему жители Крайнего Севера достаточно легко переносят сильные морозы, а жители средних широт нет?

Ответ: Потому, что при сильных морозах на Крайнем Севере редки ветра. Когда дует ветер, то он «сносит» слой воздуха у нашего лица, который был уже нагрет нашей кожей, и нам приходится греть заново. А это потеря энергии и, соответственно, более сильное ощущение холода.

Пример 8. Почему не рекомендуется зимой детям завязывать нос и рот шарфом?

Ответ: Связано это с тем, что мы выдыхаем теплый влажный воздух, который, вступая в контакт с более холодной тканью, конденсируется и превращается в капельки воды на внутренней стороне шарфа. При вдыхании следующей порции воздуха, он, проходя через влажную ткань, становится более холодным. Это может привести к заболеванию.