Почему же, почему?

? Я живу в километре к северу от оживлённого шоссе. Когда ветер дует с юга, шум значительно усиливается. Почему так получается, ведь скорость ветра (30 км/ч) значительно меньше скорости звука (1235 км/ч)?

рис.2 Ответ 1. Ветер – единственный наиболее существенный метеорологический фактор, влияющий на уровень шума в полосе шириной примерно 150 м вдоль такого источника, как шоссе. Звук вблизи поверхности земли распространяется гораздо медленнее – из-за трения, этот эффект известен как wind shear. Возникает градиент скорости звука, и звуковая волна «загибается» – книзу, если направление её распространения совпадает с направлением ветра, и кверху, если эти направления противоположны. На расстояниях больше 150 м более важную роль начинает играть вертикальный градиент температуры. Дело в том, что при определённых стабильных атмосферных условиях происходит так называемая температурная инверсия, когда температура возрастает с высотой, начиная либо непосредственно от поверхности, либо с некоторого уровня. Это случается, когда слой тёплого воздуха оказывается запертым между слоями холодного. При этом скорость звука также возрастает с высотой, и звуковая волна вследствие рефракции отклоняется вниз. В результате шум, доносимый до удалённого приёмника, усиливается.

Ответ 2. Поскольку скорость ветра намного меньше скорости звука при обычных условиях он не должен влиять на уровень шума. Единственной причиной может быть рефракция звуковой волны – её отклонение вниз от прямолинейного направления распространения, аналогично тому, как это происходит со световой волной, когда она переходит, например, из воды в воздух. Скорость ветра изменяется с высотой. Например, на высоте 100 м она составляет 30 км/ч, а непосредственно у поверхности равна нулю. Соответственно звуковая волна, распространяющаяся первоначально параллельно поверхности земли, будет отклоняться книзу, если её направление совпадает с направлением ветра, и кверху в ином случае. Можно предложить такую модель. Представим шеренгу легкоатлетов, перпендикулярную линии берега, бегущих, взявшись за руки, вдоль берега. Если берег везде одинаков, и скорость спортсменов одна и та же, то шеренга будет представлять неизменно прямую линию. Однако если один конец шеренги будет бежать по твёрдому мокрому песку (как это обычно бывает на пляже), а другой конец – по сухому и сыпучему, то шеренга изогнётся.

NewScientist.com.15Apr2009

? Наш глаз, как линза, даёт перевёрнутое изображение на сетчатке, но мозг преобразует его в прямое. Известны ли случаи повреждений мозга, в результате которых человек теряет эту способность и видит только перевёрнутые изображения?

Ответ. Случаев, когда бы человек постоянно видел мир перевёрнутым, неизвестно. Ведь в мозг поступает не само изображение, а пакет электрических импульсов. В 1897 г. Дж.-М.Стрэттон провёл такой эксперимент. Он стал носить специальные очки, которые перевёртывали изображения наблюдаемых предметов. Сначала он действительно видел всё вокруг «вверх ногами». Однако не прошло и недели, как мозг перестроился, и картина стала прямой. Подобные эксперименты проводились потом не раз, результаты получались неоднозначными. Например, в 1940–50-х гг. испытуемые велосипедисты и лыжники уверяли, что и в «переворачивающих изображение» очках они видят мир прямым. Скорее всего, независимо от вида изображения на сетчатке, мозг адаптируется и «научается» видеть окружающее в привычном виде. Интересно было бы провести подобные эксперименты там, где нет гравитации.

NewScientist.com.07Jan2009

? Я заметил, что после грозы вода в нашем небольшом прудике становится кристально чистой, хотя до того она была покрыта зелёными водорослями. Так же очищался и сосуд с питьевой водой.

Ответ. Гроза всегда сопровождается сильным ливнем. В пруду просто стало больше воды, количество же водорослей осталось неизменным. Ещё более вероятно, что водоросли с водой просто стекли из-за переполнения пруда или опустились под воду. Эффект же с питьевой водой скорее всего следует отнести за счёт психологического эффекта: если мы очень хотим увидеть нечто, то мы это и увидим. Есть множество факторов, которые могут отвечать за исчезновение плавающих водорослей: понижение температуры поверхностного слоя воды из-за поступления холодной дождевой воды, изменение поверхностного натяжения водяной плёнки, изменение солевого состава, повышение содержания озона и кислорода в воздухе и т.д. Нужно экспериментировать, чтобы получить внятное объяснение.

NewScientist.com.08Apr2009

Пер. с англ. Н.Д.Козловой