Класс!ная физика



Как возникают ледяные узоры?

Всем вам приходилось разглядывать снежинки или ледяные узоры на окнах. Лед в этих случаях образуется непосредственно из пара. Условия конденсации пара и превращения его в лед на поверхности стекла отличаются от условий, при которых в воздухе образуются снежинки Внутри помещения влажность воздуха обычно существенно меньше 100% но вблизи холодной поверхности оконного стекла температура может оказаться гораздо ниже точки росы при данной концентрации молекул воды в воздухе. И на стекле появится лед.

Вид узора на поверхности стекла зависит от большого набора параметров: температуры внутри помещения и снаружи, влажности воздуха в помещении, толщины стекла и загрязненности его поверхности, от наличия и скорости воздушных потоков вблизи стекла и т.д. Замечательные ледяные узоры часто образуются зимой на стеклах автобусов или троллейбусов.


При этом слой льда может достигать нескольких миллиметров. Источником водяного пара является, разумеется, дыхание пассажиров. Сначала на поверхности стекла образуется водяная пленка толщиной в несколько диаметров молекул. Молекулы воды в ней испытывают сильное влияние молекул поверхности стекла. Хотя вода в пленке переохлаждена, но возможности для превращения воды в лед не возникает. По мере увеличения толщины пленки и кристаллизации.

Рост кристаллов происходит во всевозможных направлениях, но самые большие кристаллы растут вдоль поверхности стекла. Скорости роста кристалла в различных направлениях тоже существенно различаются. Когда толщина ледяного панциря на стекле становится настолько большой, что отвод тепла наружу замедляется, кристаллы льда начинают расти в перпендикулярном стеклу направлении. Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок.

Скоро наступит зима, и вы сможете легко убедиться в том, что снежинки действительно имеют разнообразные симметричные красивые формы. Сама снежинка, можно сказать, представляет собой застывший случайный процесс. А если, сидя в автобусе возле покрытого морозными узорами стекла, вы сможете своим теплым дыханием «продышать» во льду окошечко для наблюдения, обратите внимание на то, как быстро это окошко вновь зарастает льдом - кристаллы льда растут быстрее, чем движется минутная стрелка ваших наручных часов.


Источник: по материалам ж."Квант" №5 2002 , авт.С.Варламов





Знаете ли вы?

Против заморозков - вирусы

Почему растения гибнут от заморозков?

Ответ биологи знали давно: даже теплолюбивые цитрусы могли бы выдержать мороз до —6° С, если бы не лед, который нарушает структуру их листьев.

А вот причину образования льда установили лишь недавно. Виноваты, как показали исследования , бактерии, размножающиеся на листьях. Безобидные летом, зимой эти бактерии как бы притягивают влагу из воздуха и становятся центрами ее кристаллизации.

Для повышения морозоустойчивости растений ученые предложили использовать вирусы, которые, быстро размножаясь внутри бактерий, будут «взрывать» их оболочки, исключая возможность образования льда.

В этом и кроется причина недоверия: звук стартового сигнала, будь то гудок, свисток или выстрел, за сотую долю секунды успевает пройти всего-навсего три с небольшим метра. Получается, что чем ближе спортсмен к стартовому судье, тем больше у него шансов на победу.

Источник: журнал «Юный техник»


Любознательным

Молоко в воде

Капнув несколько капель молока в стакан с водой, посмотрите сквозь него на источник белого света, например на лампочку. Лампочка покажется вам красной или бледно-оранжевой. Теперь посмотрите на свет, отраженный от стакана,— он кажется голубым. Чем объяснить такую удивительную разницу в цвете?

Оказывается...
Во всех этих случаях свет рассеивается на очень малых частицах. Здесь также применима модель Рэлея, справедливая для частиц, размер которых много меньше длины волны видимого света. Поскольку при таких условиях синяя компонента света рассеивается сильнее красной, взвешенные частицы молока и частицы дыма со стороны источника или сбоку кажутся синими. Если же смотреть на просвет, они становятся желтыми или красными. Если размер частиц близок к длине волны видимого света, то при анализе процесса рассеяния нужно пользоваться теорией рассеяния. Когда дым сигареты вдыхают, конденсация паров воды, выходящих изо рта при дыхании, на частицах дыма увеличивает радиус последних, и они становятся по размеру сравнимы с длиной волны света, так что лучше рассеивают уже не синий, а желтый свет.

Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер




Устали? - Отдыхаем!

Вверх