На самом деле здесь два вопроса: 1) почему пена непрозрачная, хотя получается из прозрачной воды? и 2) почему цвет пены получается белый?
Для ответа на первый вопрос вспомним, что такое прозрачность. Тело прозрачно — это когда луч света идёт сквозь тело и ничто ему не мешает, ничто не искажает его направление. Мешать свету могут всяческие неоднородности: пыль, туман и т. д. В пене эти неоднородности тоже есть: это воздушные пузырьки, а точнее, границы раздела «воздух—вода». Каждая такая граница — это маленькое кривое полупрозрачное зеркальце, оно частично отражает, частично преломляет свет. Когда таких зеркалец множество, десятки и сотни, то луч света, наотражавшись и напреломлявшись в них, просто теряется, забывает своё первоначальное направление, рассеивается во все стороны. Это и есть потеря прозрачности.
Теперь почему пена именно белого цвета. На самом деле она может быть и цветная, если в воду добавили какой-то краситель. Но если ничего не добавлять, то цвет действительно белый.
Итак, что означает, что какое-то тело белого цвета? Вы, наверно, знаете, что цвет — это вообще-то характеристика испускаемого телом света, а не самого тела. Если мы говорим, например, что тело красного цвета, это значит, что оно испускает (точнее рассеивает) преимущественно красный свет, поглощая при этом свет всех остальных цветов. Если тело, наоборот, поглощает красный свет сильнее, то тело выглядит синеватым. А вот если тело поглощает все цвета абсолютно одинаково, пропорционально, то тогда тело нам покажется сероватым, т. е. не имеющим своего цвета. Самый светлый серый цвет — это и есть белый. Итак, тело белого цвета — это такое тело, которое поглощает очень мало падающего на него света и при этом все цвета поглощает одинаково слабо.
Осталось понять, почему пена не имеет цветовых предпочтений, почему она рассеивает световые лучи любого цвета одинаково. Да просто потому, что в ней нет красителей, т. е. молекул вещества, которые выборочно чувствительны к какому-либо конкретному свету.
Пена — это много маленьких зеркал, которые, как и обычное большое зеркало в прихожей, изменяют направления лучей света, но не придают им никакую окраску.
Мне кажется неточности в ответе существенны, особенно при объяснении детям. Ваше утверждение: 1) «Тело прозрачно… — это когда… ничто не искажает его направление.» Комментарий: при переходе границы двух прозрачных тел с разными n направление изменяется, т. е. искажение — это нормально для прозрачного…; Ваше утверждение: 2) «луч… рассеивается во все стороны.» Комментарий: луч «наотражавшись и напреломившись» так и остался лучом и не может быть «во все стороны». Ваше утверждение: 3) «тело красного цвета, это значит, что оно испускает (точнее рассеивает…» Комментарий: отражение и рассеивание не одно и то же. Давайте уточним: если я вижу тело зелёным, когда оно отражает, то, простите, когда оно будет «испускать», то лучи-то будут соответствовать диапазону поглощенных частот, т. е. красные. Ваше утверждение: 4) «Пена… это много маленьких зеркал» Комментарий: скорее, это много сферических линз, дающих рассеянный свет. Ваше утверждение: 5) «потому, что в ней нет красителей» Комментарий: а какого цвета пена у пива? Спасибо. Можно еще добавить, если знать о том, что цветным нам кажется тело, отражающее лучи тех частот, которые и определяют цвет. Тогда можно говорить о цветной пене, если в жидкости есть нерастворенные частички — (пена при варке варенья — цветная).
Очень хорошие комментарии Людмилы. Хочу добавить:
К п. 3) Действительно нужно различать излучатели света (фонарь, люстра, экран ТВ или монитор и т.д.) и отражатели света (книга, картина, обои, листва…). У первых окрашенный (цветной) луч и создает эффект цвета. Смешение лучей многих цветов (в определенных долях) создает эффект белого (неокрашенного) цвета: ведь белый свет действительно есть сумма цветных светов — это хорошо видно, когда белый свет проходит через призму и расщепляется в радугу. Предмет, отражающий свет, мы видим того цвета, какого цвета лучи он отражает: красный мяч поглощает все лучи, кроме красного, а красный отражает — вот мы и видим его красным. Белая поверхность (отсутствие краски) отражает все лучи, а чем большим количеством цветов она окрашена, тем больше лучей поглощает и выглядит темнее. При смешивании интенсивных красок мы получим черный цвет поверхности, так как такая краска поглощает почти весь падающий свет — отражение почти отсутствует. Теперь должно быть понятно, почему экран телевизора мы видим белым, когда ярко светятся все его цветные точки, а лист книги мы видим белым, когда на ней вовсе нет краски.
К п. 5) Отличный пример. Можно добавить: а какого цвета пена у зеленого шампуня? Объяснение здесь простое. Пена — не только сферические линзы, но и зеркала. Так что лучи света, падающие на нее, преломляются, меняют направление и, конечно же, отражаются (иначе пена виделась бы черной — ведь сама она не излучает). Отраженные лучи окрашиваются тем цветом, какой пропускает вещество пены. Но стенки пузырьков так тонки, что цвет их почти незаметен (сравните: воздух в малой толщине — на видимом расстоянии — цвета не добавляет. А небо — синее — очень большой слой). Вот поэтому пена и выглядит белой. Однако, если присмотреться, то заметно, что пена сильно окрашенного шампуня в некоторых местах тоже чуть-чуть окрашена в этот цвет. Эту окрашенность создают лучи, отражающиеся от более глубоких пузырьков.
А теперь вот такими же словами расскажите это 5‑летнему ребёнку. Как думаете, он вас поймёт? По-моему, весь смысл этих «детских вопросов» в том, что ответы на них совсем не детские. Если задуматься. Совсем короткий ответ — пена это очень много очень маленьких зеркал, которые просто отражают весь свет, который на них падает, но в разные стороны. Так, если смотреть вблизи на мятую алюминиевую фольгу, то нельзя сказать, что она «белая», но если отойти подальше, то она становится белой.
Во многом согласен с Людмилой, но не во всем. Особенно потому, что иногда представления людей о физических процессах настолько неадекватны, что просто диву даешься. Поэтому хочу добавить пару слов (как пел Высоцкий, «без протокола»), а для разъяснения некоторых моментов.
— При переходе из одной среды (воздух) в другую (тонкая — в несколько микрон — пленка воздушного шарика пены) луч света действительно меняет направление, но вся фишка заключается в том, что он практически сразу же переходит в первую среду — и направление луча практически остается прежним. Яркий пример — луч противотуманных фар автомобиля во время тумана (взвешенных в воздухе мельчайших капель воды). По логике И. Иванова, свет противотуманных фар, «напреломлявшись и наотражавшись», будет, помимо всего, слепить самого водителя. Кстати, тут же вопрос к Иванову — а почему в противотуманках используют обычно желтый свет?
— Насчет отражения — у меня свой взгляд на это явление. Отражения света (читай — разворота силами атомов или молекул отражающего тела электромагнитного излучения частотами от 4×10^14 до 7,5×10^14 Гц в другую сторону) в природе не существует. Преломление есть, а отражения — нет. Есть вторичное световое излучение. То есть, когда молекула (атом, ион) вещества поймала световой фотон, ей необходимо срочно от него избавиться, чтобы не вызывать раздражение соседей — соседних молекул. Говоря языком физики — избавиться от избыточной энергии. И эта молекула тоже испускает фотон — или, может быть, делит полученную энергию на два или три и испускает два или три фотона, но менее энергонасыщенные — те, которые мы не видим в силу особенностей строения наших глаз, инфракрасные фотоны. Поэтому в зеркалах используют серебро — по своим частотно‑амплитудным характеристикам вторичное излучение серебра в световом диапазоне практически совпадает с падающим на это серебро излучением. Так что, Людмила, когда Вы видите тело зеленым, это значит, что и излучает оно больше в зеленом диапазоне. А если Вы не согласны, попробуйте разъяснить мне (да и всем остальным) с точки зрения квантовой теории процесс «заворота» фотонов. Всё-таки фотон — это не теннисный шарик, да и не молекула газа.
Иванову: По-моему, разгадка дела «о белой пене» в другом. Жидкость под названием вода — это не просто некая совокупность молекул H2O. Одиночные молекулы воды очень активно поглощают световое излучение. Пример тому — облака, туман, даже пар из чайника мы видим — он не прозрачен, как окружающий воздух. Но, переходя из газообразного состояния в жидкое, молекулы воды образуют некие конгломераты молекул. Об этом довольно много говорят в последнее время. Например, растворение солей в воде объясняют наличием в таких конгломератах неких полостей. И, что самое интересное, такие конгломераты обычно прозрачны. Конечно, если не использовать соли меди. Тогда раствор становится полупрозрачным с голубым отливом.
Например, растворив в стакане воды пару ложек поваренной соли, мы всё равно получим прозрачный раствор. Хотя, если эту самую соль насыпать на дно стакана, то скатерть мы сквозь неё не увидим. То есть эти конгломераты автоматически выстраиваются таким образом, чтобы не обращать никакого внимания на световые фотоны. Правда, это у них не всегда удается — вода обычно просматривается на глубину не более нескольких десятков метров.
Так вот, я полагаю, что белый цвет пены объясняется тем, что при физическом соударении таких конгломератов молекул воды и соли (а пена обычно свойственна соленым морским водам) между собой или о берег, они разрушаются. При этом оторвавшиеся друг от друга молекулы воды и ионы солей начинают активно поглощать световые фотоны. И тут же излучать их снова (вторичное излучение) — чтобы не «перегреться». Спектр излучения при этом, вероятно, смещается в сторону инфракрасного диапазона. Чем сильнее внешнее излучение и чем выше температура воды, тем белее нам кажется пена. Поэтому туман и низ грозовых облаков — серые. А стоит подняться чуть повыше — сверху те же самые облака смотрятся как белоснежная пуховая перина.
Облака снизу темнее чем сверху потому что солнцем они освещены сверху сильнее чем снизу. Убедиться в этом очень просто. Через несколько минут после захода солнца посмотрите, какими станут облака на востоке по сравнению с тем, какими они были до этого. Температура за это время не может измениться, она здесь вообще ни при чём. Посмотрите, какие облака над вами. Где они белые и где серые?
Петрович! (или ПеРтович?) Скажу так. По моим наблюдениям, «молодое», недавно сформировавшееся облако имеет «белый окрас» и сверху и снизу. Через некоторое время своего существования (вероятно, несколько суток) облако начинает меняться — сереет снизу. При этом нижний слой облака выравнивается. Это хорошо видно у готовых пролиться дождем облаков. И дело тут не только в освещённости Солнцем. Если Вам доводилось летать на самолётах, то вспомните, как меняется цвет за иллюминатором, когда самолёт пробивается сквозь дождевые облака при наборе высоты или снижении. Если хотите, могу выслать Вам фото, чтобы Вы поняли, что я имею в виду.
Уважаемый dpi, попробую ответить на ваши замечания.
1) «…когда Вы видите тело зелёным, это значит, что и излучает оно больше в зелёном диапазоне. А если Вы не согласны, попробуйте разъяснить мне…» — Тело мы видим зелёным, если оно отражает часть светового потока с соответствующей частотой, поглощая остальные составляющие белого света (если, конечно, освещение дневное). А вот излучение зелёное возникает в случае, когда молекулы какого‑то атомарного газа, находящиеся в возбужденном состоянии по сравнению с окружающей средой. Но это о другом. Когда речь идет об излучении, то мы говорим не о цвете тела, а о спектральном составе излучаемого источником света. Как например, желтый свет, излучаемый парами натрия.
2) Жидкость под названием вода — это не просто некая совокупность молекул H2O. Естественно, речь идет о том, как ведет себя свет в веществе. И здесь мы не рассматриваем взаимодействие кванта с отдельной молекулой. Иначе речь шла бы о процессе рассеяния света.
3) «Одиночные молекулы воды очень активно поглощают световое излучение. Пример тому — облака, туман, даже пар из чайника…» — Ну, уж… Пар, туман и т.п. — это не отдельные молекулы, а мелкие капли жидкости и поведение света здесь действительно похоже на то, что происходит в пене: только там маленькие воздушные шарики в воде, а здесь маленькие водяные шарики в воздухе. — Людмила
Людмила. Очень рад Вашим замечаниям. И позвольте с Вами не согласиться. Ну что ж. Начнем день Знаний. Ваши представления о природе рассматриваемых явлений базируются на том, чему Вас учили в школе и, возможно, в институте. А с рядом представлений официальной физики я не могу согласиться — они просто-напросто противоречат здравому смыслу. Итак, по порядку.
1. Что есть свет? Электромагнитные колебания определенного диапазона частот. И световые фотоны — это Вам не шарики для пинг-понга. И ОТРАЖАТЬСЯ от твердых тел как шарики от стола или ракеток фотоны (читайте — электромагнитное излучение, ЭМИ) НЕ МОГУТ. {Кстати, совсем недавно промелькнула статья о том, что еще раз доказано отсутствие у фотонов массы покоя. Точнее, что кто‑то за рубежом провел эксперимент, который опустил планку для возможной массы покоя фотона еще на несколько порядков. Этому абсолютно не рады сторонники идеи молекулярно‑волнового дуализма. Если хотите, могу поискать ссылки.} Оно — ЭМИ — может только на определенный угол менять направление — на стыке двух сред (преломление света) или поглощаться атомами или ионами атомов твердого тела. Если Вы не согласны с такой трактовкой, пожалуйста, объясните, каким это образом атомы или ионы зеркала умудряются разворачивать световые фотоны вплоть до противоположного направления (на 180 градусов?). То есть опишите, пожалуйста, как Вам видится процесс взаимодействия конкретного фотона с конкретным атомом. И каким это образом атом распознает, что попавший в его ладошки фотон, ну, допустим, именно ‘зелёный’, и его необходимо ‘отразить’, а если фотон ‘голубой’, то его надо ‘поглотить’.
Констатирую, что Вы находитесь в плену навязанных Вам во время учебы весьма спорных и довольно неясных представлений. Понятие «отражение света» возникло с тех пор, когда у людей не было никакого понятия о квантовой электромагнитной сущности света — именно вследствие аналогии с поведением шариков для тенниса, шаров для бильярда и т.п. Именно поэтому часть физиков так настойчиво хочет найти массу покоя у фотонов. Тогда они смогут спокойно объяснить процесс отражения света наглядной схемой из учебника по пинг‑понгу. А так — нет, не получается.
Мое же видение механизма ‘отражения света’ таково. Допустим, на зелёный лист падает солнечный свет. При этом ВСЕ световые фотоны (и зелёные тоже) добросовестно поглощаются атомами и ионами поверхностных слоев этого листа. При этом часть электронов этих атомов и ионов переходят на другие энергетические уровни, повышая тем самым температуру своих атомов и молекул. Далее атомы и ионы пытаются избавиться от лишней энергии — переводят электроны на прежние орбиты, следствием чего является излучение фотонов в окружающее их пространство — если вглубь твердого тела, это приводит к явлению, которое мы называем теплопроводностью, а если обратно в ту сторону, откуда пришло начальное ЭМИ — то отражением. При этом, в зависимости от химического состава твердого тела, вида кристаллизации и т. д., вторичное излучение имеет уже другой спектральный состав. Для зелёного листка — это в основном «зелёные» фотоны. При этом подавляющую массу вторично излучаемых фотонов мы попросту не видим — это инфракрасные фотоны, которые можно «увидеть» только с помощью специального инфракрасного оборудования. Или органов зрения некоторых животных.
Ваше объяснение, основанное на «молекулах атомарного газа», как было принято выражаться, «не катит» ещё по нескольким причинам. Почему вдруг именно атомарного? То есть Вы разрешаете излучать световые фотоны только атомарным газам? За что же Вы так обижаете остальные вещества? Посмотрите на снимки Земли из космоса — атмосфера Земли со стороны, освещённой Солнцем, кажется голубой. Почему? Да потому что молекулы азота или кислорода — двухатомарные — перерабатывают таким же описанным мной выше способом солнечное излучение, выдавая в виде вторичного излучения преимущественно «голубые» фотоны. Точнее сказать, фотоны «голубой» частоты. А вольфрамовая нить лампочки — сугубо твердое тело — она что, света не излучает, когда по ней проходит электрический ток? А расплавленный металл в доменных печах? Свет могут излучать любые вещества в разных агрегатных состояниях ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
Пример: ‘зелёные’ световые фотоны, вторично излучаемые листом зелёного цвета при его облучении солнечным светом ничем не отличаются от «зелёных» фотонов, излучаемых зелёными светодиодами на лицевых панелях вашего монитора и компьютера (светодиоды, я Вас уверяю, тоже не содержат в себе «молекулы атомарного газа»). Просто химический состав рабочего (излучающего) элемента светодиода позволяет проводить через него электрический ток, что вызывает изменение состояния электронов ионов этого рабочего элемента. И эти ионы постоянно стремятся вернуться в исходное состояние — избавляются от этой дополнительной энергии, испуская «зелёные» фотоны. Для зелёного листка такой способ подвода дополнительной энергии — электрический ток — не подходит. Но, облучая листок световыми фотонами, мы добиваемся подобного результата.
Кстати, моя идея состоит в том, что молекулы, атомы и ионы, если их температура отлична от 0 К, постоянно излучают фотоны. Правда, в основном такие, которые мы не видим, а чувствуем тепловыми рецепторами кожи. Чем выше температура, тем сильнее поток излучения.
Ещё раз повторю свою идею — все элементарные частицы, скажем так, химического уровня (атомы, ионы, молекулы), постоянно обмениваются тепловой энергией в виде фотонов. Это, правда, противоречит одному из постулатов Бора, тому, что якобы в стационарных состояниях атом не излучает. Но, я думаю, Бор мне простит, тем более что пока никто так и не смог примирить его постулаты с классической физикой. А попытки продолжаются до сих пор — физики спиной чувствуют, что с этими постулатами что‑то не так.
РЕЗЮМЕ. Для того чтобы что‑либо увидеть, Вы должны поймать трубочками и колбочками своего глаза несколько фотонов. Ваше «ЦПУ» (мозг) даст команду этому девайсу (глазу) определить частоту колебаний, соответствующую каждому прошедшему сквозь зрачок фотону и, просчитав, в какую сторону в этот момент был направлен Ваш зрачок и в какую именно колбочку попал каждый фотон, создаст соответствующий образ предмета. В рассматриваемом примере — образ зелёного листа. Мой взгляд на эти вещи, вероятно, теперь понятен.
2. Цитирую: «речь идет о том, как ведет себя свет в веществе. И здесь мы не рассматриваем взаимодействие кванта с отдельной молекулой». С какой стати? Любое оптическое явление — это однозначно результат взаимодействия световых фотонов с отдельными молекулами. И изучать оптические явления следует только под данным ракурсом. Любой другой подход — чистая профанация. «Иначе речь шла бы о процессе рассеяния света» — это ещё почему? Абсолютно не понял Вашей логики. Судя по Вашим замечаниям, Вас прямо распирает от желания изобразить фотоны в виде шариков для настольного тенниса.
3. Как я понял, Вы также находитесь в плену ложных представлений, навязанных Вам официальной физикой с её молекулярно‑кинетической теорией.
По порядку. Никакого хаотического (теплового) движения собственно молекул газа в природе нет и никогда не было. Это сказка. И подтверждений тому — великое множество. В том числе и пример пара и тумана. Если пар и туман — это мелкие капли жидкости, как Вы утверждаете, то как эти капли умудряются висеть в воздухе? На них что, сила притяжения Земли не действует? Или закон Архимеда на днях отменили — я что‑то ничего подобного не слышал. О том, что гайцам денег не хватает и теперь они будут брать по 500 р. за непристёгнутый ремень безопасности — слышал, а насчёт Архимеда — нет.
Поясню. Плотность воды — около 1000 кг/м^3. Даже если предположить, что эти Ваши маленькие капли настолько малы, что не превышают сотни молекул, даже в этом случае плотность этих капель будет не менее 0,75 г/см^3 (750 кг/м^3). (Надеюсь, Вы в курсе, что плотность наружных слоёв воды существенно меньше? А при таком размере капли можно считать, что все молекулы находятся в поверхностном слое.) А какова плотность воздуха? 1,276 г/л, то есть ~1,276 кг/м^3 у самой земли. То есть в 500–800 раз меньше. Если же посмотреть, какова плотность воздуха на высоте полёта облаков: разница становится вообще катастрофической — в тысячи и десятки тысяч раз. Или Вы предлагаете Архимеда с его законом — как говаривал мастер Безенчук — «туды его, в качель. Разве ж Архимед кисть даёт?» Либо Вы полагаете, что якобы снизу по капле воды стукает больше молекул газа, чем сверху (так утверждают верующие в МКТ) — ни капли не задумываясь над тем, на чем зиждется эта вера — ведь это не подтверждается никакими расчётами). Эту мысль однажды высказал один из горе‑учёных. Верующие в МКТ эту идею подхватили, так и не удосужившись проверить элементарными вычислениями.
Думается, что если бы г. Фейнман, автор лекций своего имени по физике, и блестящий агитатор в пользу МКТ имел бы калькулятор, и попробовал бы математически подтвердить свои, извините за прямоту, пустословные теоретические разглагольствования о кинетической теории газов — см. гл. 39, 40 Фейнмановских лекций по физике — он бы прослезился, и потратил бы всё своё имущество на то, чтобы скупить весь тираж своих книг и потихоньку сжечь его.
Лозунг каждого уважающего себя физика‑любителя в наши дни может быть только один — доверяй, но проверяй. Поэтому предлагаю Вам посчитать, на сколько молекул газа больше должно стучать по капле воды снизу, чем сверху, чтобы капля сравнительно долго висела в воздухе — днями и неделями — как облака, например. И потом попробовать объяснить мне, другим читателям, а в первую очередь самой себе, почему это вдруг Вашу каплю воды молекулы газа «дубасят» исключительно снизу. После этого Вы сразу позабудете про свои «ну уж…» в мой адрес и про свои, извините, довольно наивные представления о тумане и паре.
1. Капли тумана не висят в воздухе, они двигаются вместе с окружающим воздухом, и кроме того, под действием силы гравитации опускаются вниз. Но вследствие микроскопического размера капель на их движение начинает оказывать огромное значение вязкость воздуха. (Бросьте вниз перо или пуховую перину с перьями) — соответственно микрокапельки опускаются вниз очень медленно! (сопротивление в этом случае обратно пропорционально размеру; вес — третья степень от размера умноженная на плотность, площадь сечения — вторая степень от размера).
2. Облака «висят» в воздухе — они не висят в смысле остановки: просто на определённой высоте капли конденсируются при прохождении через точку росы и испаряются при изменении условий. Облака образуются на той же высоте при поднятии теплого влажного потока воздуха вверх.
Белый цвет — как белый шум в акустике — смесь спектров разных частот, микрошарики пены разлагают свет на разные спектры, и как справедливо отмечено ниже, в сумме это даёт белый цвет. (Red Green Blue на экране телевизора или ЭЛТ‑мониторе может увидеть каждый.)
Нет, это уж Вы извините.
1. Прежде чем бросаться словами насчёт бредовости чьих‑либо идей, Вы сначала составьте расчётную схему состояния капли тумана в воздухе, а не бросайтесь доказательствами типа того, что «всем давным‑давно известно»… и т. д. Если Вы готовы отвечать за свои слова, предоставляю Вам прекрасную возможность попытаться меня опровергнуть. (Жаль, нет возможности нарисовать картинку.)
Итак, на каплю тумана, по‑Вашему (в соответствии с так любимой Вами молекулярно‑кинетической теорией — МКТ), действуют следующие силы:
— сила тяготения (гравитации),
— силы, возникающие в результате соударения газовых молекул с каплей.
Равнодействующая сил соударения практически равна нулю — именно в виду микроскопического размера капель! (хотите доказать, что нет? Что снизу по капле бьют более «злые» молекулы и более часто? — пожалуйста, представьте свой расчёт с конкретными числами.) Следовательно, сила, определяющая направление, скорость и ускорение движения капель тумана в соответствии с МКТ — сила тяготения. Вследствие чего капли не должны висеть в воздухе, а стремительно (так же быстро, как и свинцовая дробь) падать вниз. Из этого я делаю вывод, что идея с «хаотичным движением молекул» (МКТ) — полный бред. Какой вывод делаете Вы?
То, как летают перья в воздухе, известно всем, только почему‑то никто не может объяснить это с точки зрения МКТ. Или Вы можете?
2. Если не трудно, перейдите по ссылке в энциклопедию и попытайтесь объяснить мне и всем остальным (особенно самому себе), где же в этой картинке с летающими молекулами «спрятана» вязкость воздуха? Только не надо повторять сумбурные идеи насчёт неких «слоёв», создающих эту самую вязкость — или расскажите, как Вы это себе представляете.
«Облака висят в воздухе — они не висят…» — это, простите, как понимать? Вот это уже настоящий бред. Так висят все же облака в воздухе на высоте в несколько километров или не висят, по‑Вашему? По‑моему, уже известен химический и физический состав облаков (значительное количество H2O в виде мельчайших капелек или льдинок) — и то, что облака как бы парят в воздухе — тоже широко известно. Хотя, может быть, я упустил какие‑то новые открытия насчёт облаков?
Кстати, туман вовсе не является основным поставщиком воды для облаков — подавляющее количество воды, входящей в облака, испаряется с поверхности водоёмов (рек, озёр, морей и океанов). «Просто на определённой высоте капли тумана проходят точку росы и испаряются» — не понял, что Вы имеете в виду.
Кстати, попытайтесь также объяснить, за счёт чего возникает подъёмная сила, заставляющая подниматься вверх тёплый влажный воздух (объяснить с позиции МКТ, разумеется, используя упомянутую выше картинку с молекулами).
Далее. Спасибо за лекцию насчёт RGB и белого шума. Непонятно только одно. Как именно микрошарики пены «разлагают свет на разные спектры»? Кстати, насчёт RGB. Для того, чтобы увидеть изображение на ЭЛТ‑экране, необходимо, чтобы соответствующие люминофоры начали излучать фотоны света. Для ЖК‑экранов свет излучается лампами, находящимися за жидкими кристаллами, которые могут регулировать световой поток, проходящий сквозь них. А что же изначально излучает свет в случае с пеной? Понятно что — в солнечную погоду — прямой солнечный свет, в пасмурную — рассеянный. НО!!! вся фишка в том, что идея насчёт преломления падающего на пену света до такой степени, что он разворачивается в сторону излучения — полная ерунда. Всё дело во вторичном излучении. Просто часть светового потока захватывается молекулами воды и различных солей (входящих в химический состав пены). Захватившие световые фотоны атомы переходят в возбужденное состояние, в котором им «неудобно» находиться. И начинают потихонечку переходить к исходному состоянию, также испуская световые фотоны — иногда даже других частот — не таких, которые были изначально захвачены. Это и есть отражение. А цвет пены определяется исключительно химическим составом.
Поэтому предлагаю Вам посчитать, на сколько молекул газа больше должно стучать по капле воды снизу, чем сверху, чтобы капля сравнительно долго висела в воздухе — днями и неделями — как облака, например. И потом попробовать объяснить мне, другим читателям, а в первую очередь самой себе, почему это вдруг Вашу каплю воды молекулы газа «дубасят» исключительно снизу. После этого Вы сразу позабудете про свои «ну уж…» в мой адрес и про свои, извините, довольно наивные представления о тумане и паре.
Дело в том, что Вас сбивает с толку то, насколько быстро водяной пар умеет конденсироваться. То есть идёте вы по туману, как ежик в известном мультике, и прямо видите, как на одежде или на теле появляются капли воды. Поэтому Вы и полагаете, что туман — это маленькие капли. На самом деле и туман, и пар, и облака — это отдельные молекулы воды в газообразном состоянии. И если Вы забудете про такую чушь, как МКТ, и представите, что молекулы газа спокойно висят в пространстве, отталкиваясь друг от друга полями, создаваемыми внешними электронами, вспомните закон Авогадро, что при равном давлении и температуре и т. д., а также то, что нагретая газообразная молекула H2O легче, чем молекула азота или кислорода, так как её масса всего около 18 а.е. против 28 или 32 а.е. при практически одинаковом объёме, которое каждая молекула занимает в пространстве, то поймёте, почему облака парят над землёй.
Только вот тепло молекулы воды держать не умеют — хотя и солнечный свет не пропускают, практически весь поглощают (тень от облаков), но и не пропускают этот свет в середину облака — поэтому там и остывают молекулы быстрее. А как остынут, так и начинают кучковаться по двое да по трое — и всё, приплыли, дождик пошёл.
Надеюсь, примером с плотностью воды и воздуха вашу теорию насчет маленьких водяных шариков в воздухе я опроверг? А также примером Архимеда и довольно лихо поднимающегося вверх горячего пара из чайника? Кстати, написал обо всём об этом пару статей — пока никто не решается опубликовать — ведь придётся переписывать почти всю физику. А тут на сайте такие детские вопросы — типа, в физике всё давным‑давно известно: Как все же люди привыкли жить чужим умом и не включать свой. (С) Дубровский П. И., 2007 г. ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ВЫДВИНУТЫХ ИДЕЙ ССЫЛКА НА ИСТОЧНИК ОБЯЗАТЕЛЬНА.
Уважаемый П. И., меня совершенно не «сбивает с толку то, насколько быстро водяной пар умеет конденсироваться». Но то, что образование мелких капелек и превращение их в пар (невидимое — прозрачное для наблюдателя состояние) происходит достаточно быстро тоже играет роль. Вы, думаю, видели находящиеся в воздухе пылинки, долго не падающие на землю, более того, даже движущиеся не только вниз, хотя плотность вещества там превышает плотность воды минимум в 2 раза. Причиной этого служит непринимаемое Вами хаотичное движение молекул воздуха.
Почему же Вас не смущает наличие атмосферы у Земли, ведь, как Вы пишите «…тяготение никто не отменял». Хотя… если «молекулы висят, отталкиваясь полями», т. е. с Вашей точки зрения воздух ничем не отличается от твердого тела, то не верен и закон Паскаля, а тем более Архимеда. По‑моему, Вы всё же заблуждаетесь…
2) Что означает выражение «нагретая газообразная молекула»? С уважением, Людмила.
Людмила. Вы умница. Приятно общаться с таким толковым собеседником. Приведу свои доводы.
1. Вы полагаете, что водяной пар невидим? А видны только капельки воды, из которых состоят облака? А разве Вы никогда не видели пар, вырывающийся из носика чайника? А в русскую парную когда-нибудь ходили? На каменку плескали горячей водой? Клубы пара при этом не замечали?
2. Насчет того, что плотность вещества пылинок минимум в 2 раза превышает плотность воды — возможно. Но плотность самих пылинок — вряд ли. Видите ли, пылинки не тонут. Знаете такой вопрос, что тяжелее — тонна свинца или тонна ваты? Ваш ответ какой? А я говорю, что тонна свинца тяжелее, так как по закону Архимеда каждое тело, погруженное в жидкость или газ теряет в весе… продолжать не стоит? Если же вы возьмёте частицу с удельным весом действительно в 2 раза превышающим удельный вес воды — например, кусочек стекла или простую кварцевую песчинку из песочных часов — можете продолжать опыт сколь угодно долго, но зависать в воздухе на дни и недели они не смогут. А самые тяжёлые летающие в воздухе твердые фракции — сажа и угольная пыль существенно легче воды. Вода, кстати, довольно плотное вещество. Даже плотнее чем лёд. Так что пример с пылинкой работает против Вас.
Кстати, песчаные бури — ещё одно доказательство отсутствия хаотического движения молекул газов. Стоит только подуть ветру — не так быстро, как скачут молекулы согласно МКТ, так, в десятки раз медленнее — 10–15 м/с, но в ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ — и песок, поднятый ветром с земли, немедленно забьёт ваши глаза, уши и нос.
3. Почему меня должно смущать наличие атмосферы у Земли? Она потому и существует, что каждая отдельно взятая молекула притягивается к Земле и поэтому не улетает в открытый космос.
4. Да, молекулы газов «висят» в пространстве, отталкиваясь друг от друга силовыми полями — которые являются, вероятнее всего, результатом движения электронов вокруг ядра. Но в жидкостях и твёрдых телах, наряду с силами отталкивания, существуют и силы притяжения между отдельно взятыми молекулами — у жидкостей и атомами (ионами) — у твёрдых тел.
Капните воду на стол — её форма будет напоминать шар, сплющенный силой притяжения. Если бы в жидкостях не существовало бы сил притяжения — они под воздействием силы тяготения растекались бы по поверхности слоем толщиной в одну молекулу. Но этого не происходит. Этим жидкости отличаются от газов. Вместе с тем эти силы не настолько велики, как в твёрдых телах. Например, у стали предельные величины разрушающих сил растяжения и сжатия практически равны. У жидкостей — нет: сжать весьма сложно, разорвать (вспомните, как в ванной отрываются с потолка капли сконденсированной воды) — довольно легко.
5. Так что обвинений в непринятии законов Паскаля и Архимеда я не принимаю. Наоборот, могу совершенно спокойно их объяснить с позиций своей теории. А вот можете ли Вы объяснить эти законы, опираясь на расчётную схему МКТ? Глубоко и глубоко сомневаюсь. А распространение звуковых волн? Опять же с точки зрения МКТ. А я на основе своей расчётной схемы вывел теоретическую формулу определения скорости звука в газах, 100 % совпадающую с эмпирической.
6. Нагретая газообразная молекула — что это за зверь? Надеюсь, Вы понимаете, что пресловутое H2O может выступать на арене в разных ипостасях — как пар, как вода и как лёд. Уж не думаете ли Вы, что эти три агрегатных состояния вещества с единой химической формулой состоят из абсолютно похожих друг на друга молекул?
Лично я убеждён в том, что между молекулой пара и молекулой воды имеются коренные отличия, заключающиеся в распределении электронов по энергетическим слоям. Лёд, по‑моему, вообще не состоит из молекул — это объёмные конструкции из связанных между собой общими электронами ионов водорода и кислорода. Так же и со всеми другими веществами.
Помимо того, на каждом энергетическом слое имеется большое количество энергетических уровней. Например — поймала газовая молекула H2O фотон — электроны перескочили на другой уровень — молекула стала более «горячей». При переходе электронов, определяющих вид агрегатного состояния вещества, вследствие испускания фотонов, с самого нижнего уровня газового слоя на верхний жидкостном и само вещество начинает конденсироваться.
7. Насчёт закона Паскаля. Х‑мм. Только что пришло в голову. Полагаю, что Вы и сами прекрасно понимаете, что этот закон действует только в закрытых системах. В земной атмосфере, которая одной своей стороной опирается о Землю, а другой уходит в космическую бесконечность, этот закон не слишком‑то и справедлив. Согласитесь — взорвал я атомную бомбу на земле, разрушил пару городов, а спутники связи как летали, так и будут продолжать летать на своей высоте — там никогда не удастся создать такого давления. То есть справедливость закона Паскаля в атмосфере определяется действием силы тяготения.
Ваш sincerely, Пётр.
Совсем забыл написать — настоящей причиной того, что пылинки летают в воздухе и даже поднимаются вверх является обычная конвекция. Масса более прогретого у земли воздуха поднимается вверх, поднимая с собой и разную «пузатую мелочь» — пылинки, пушинки и т. д.
Облака «висят» в воздухе — вследствие движения вверх тёплых потоков воздуха. Воздушная масса с повышенной влажностью при понижении температуры и давления с высотой проходит через так называемую точку росы, и на аэрозолях в воздухе оседают микрокапельки пара…
Предыдущие комментарии даже смешно читать — для интереса почитайте про паровую камеру Вильсона для детекции ядерных частиц… кстати, время нахождения взвешенной частицы в воздухе сильно зависит от её размера — мыльный пузырь большего размера быстро опускается вниз, а маленькие мыльные пузырьки довольно долго летают… тоже факт — аэрозоли после крупных извержений вулканов летают в воздухе по несколько лет, облетают Землю несколько раз… по поводу плотности пыли — пыль не тонет в воде из‑за того, что её поверхность не смачивается водой, это встречается например при мытье многоразового мешка от пылесоса…
Бредовые идеи, вы уж извините.
1. Капли тумана не висят в воздухе, они движутся вместе с окружающим воздухом, и кроме того, под действием силы гравитации опускаются вниз. Но! вследствие микроскопического размера капель на их движение начинает оказывать огромное значение вязкость воздуха. (Бросьте вниз перо или пуховую перину с перьями) — соответственно микрокапельки опускаются вниз очень медленно! (сопротивление в этом случае обратно пропорционально размеру; вес — третья степень от размера умноженная на плотность, площадь сечения — вторая степень от размера).
2. Облака висят в воздухе — они не висят, просто на определённой высоте капли конденсируются. Облака образуются на той же высоте при поднятии тёплого влажного потока воздуха вверх.
Белый цвет — как белый шум в акустике — смесь спектров разных частот, микрошарики пены разлагают свет на разные спектры, и как справедливо отмечено ниже, в сумме это даёт белый цвет. (Red Green Blue на экране телевизора или ЭЛТ‑мониторе может увидеть каждый.)
