|
Настоящая книга, почти не выходящая из рамок элементарной физики, предназначается для читателя, прошедшего физику в полной средней школе и убеждённого поэтому, что начала этой науки ему хорошо известны и переизвестны.
Долголетний опыт научил меня однако тому, что подлинное знание элементарной физики — явление довольно редкое. Внимание большинства интересующихся физикой преждевременно обращается к новейшим её успехам; в ту же сторону, к последним страницам физической науки, направляют интерес читателей и наши популярно-научные журналы. О пополнении пробелов первоначальной подготовки заботятся мало; считается, что здесь всё благополучно. Возвращаться к элементарной физике не принято, и она живёт в памяти многих такою, какою была воспринята некогда умом школьника-подростка.
В итоге физику плохо знают не только те, кто не проходил её систематически, но зачастую и те, кто обучался ей в школе. Элементы физической науки, фундамент естествознания и техники, оказываются заложенными довольно шатко. Сила рутины здесь так велика, что некоторые физические предрассудки и заблуждения случалось обнаруживать даже у специалистов-физиков, не исключая и весьма крупных.
Насколько я мог убедиться, сходное положение вещей наблюдается и за рубежом. Повидимому, корень дела кроется в обширности самого предмета элементарной физики, которым трудно вполне овладеть в несколько лет. К чести нашей читательской массы надо признать, что она добросовестно стремится изжить
этот недостаток и гораздо серьёзнее заботится о пополнении пробелов своего образования, чем читатель за рубежом. Не только среди учащихся, но ещё больше среди рабочей молодёжи идёт интенсивная самообразовательная работа, неизменно растущая и приносящая заметные плоды. В этом убеждают меня многочисленные письма читателей и в особенности — беседы с читательским активом библиотек ряда крупных заводов, ленинградских и московских. У нас охотно читаются такие книги, которые в глазах среднего зарубежного читателя являются слишком трудными. Мои «Занимательная физика» и «Занимательная геометрия» разошлись в СССР в десятках тысяч экземпляров, а германское издательство популярно-научной литературы нашло их недостаточно приспособленными к уровню массового читателя Германии. «Замечательно, что они разошлись в России таким большим тиражом, — писал редактор издательства. — Для нас это почти непостижимо. Мы по опыту знаем, что нельзя рассчитывать на многое с книгами, предполагающими у читателя известную подготовку в указанных областях, и не можем ввиду этого решиться на издание их немецкого перевода»*.
*«Занимательная физика» всё же была издана в Германии, не в переделке для детей среднего возраста. Между тем, в СССР издан полный её перевод на немецкий язык (тираж 10000 экз.), а русское издание разошлось в 170 000 экз.
Возвращаясь к настоящей книге, отмечу, что она представляет собою как бы пространную физическую «викторину», которая должна помочь вдумчивому читателю установить, насколько в действительности овладел он основами физики. Однако, это никак не вопросник для экзамена: большая часть вопросов принадлежит к таким, какие едва ли когда-нибудь предлагались на экзаменах. Напротив, книга рассматривает материал, обычно проскальзывающий мимо сетей традиционной экзаменной проверки, хотя вопросы нашей «викторины» тесно Связаны с элементарным курсом физики. При кажущейся простоте, они кроют в себе зачастую неожиданность для читателя. Иные вопросы представляются до того простыми, что у каждого готов на них ответ, который оказывается однако ошибочным.
Конечная цель книги — убедить читателя, что область элементарной физики гораздо богаче содержанием, чем думают многие, а попутно — обратить внимание на ошибочность ряда ходячих физических представлений. То и другое должно побудить читателей критически пересмотреть и тщательно проверить багаж своих физических знаний.
Для подлинного проникновения духом физической науки, как и для дальнейшего прогресса самой физики, чрезвычайно важно отрешиться от ложного убеждения, будто науке в области элементарных явлений нечего уже больше делать, будто всё здесь исследовано до конца и не может быть интереса останавливаться на рассмотрении подобных азбучных положений. «Если вы хотите дать нечто действительно большое в науке, — говорил своим ученикам знаменитый французский физик Ле-Шателье, — если хотите создать нечто фундаментальное, беритесь за детальное обследование самых, казалось бы, до конца обследованных вопросов. Эти-то на первый взгляд простые и не таящие в себе ничего нового объекты и являются тем источником, откуда вы при умении сможете почерпнуть наиболее ценные и порой совершенно неожиданные данные».
Подбирая материал для этой книги, я избегал повторения того, что рассмотрено мною в ряде других моих сочинений. Читатель, который даст себе труд просмотреть мои «Занимательную физику» (две части), «Занимательную механику», «Занимательную астрономию», «Межпланетные путешествия» и «Физику на каждом шагу», найдёт там немало 'страниц, отвечающих целям настоящей книги.
Для второго издания книга подверглась значительной переработке. Возможностью внести в текст много исправлений и улучшений я в значительной степени обязан благожелательному вниманию ряда сведущих читателей и критиков. Выражая им за оказанную помощь глубокую признательность, позволяю себе надеяться, что они и в дальнейшем не откажутся содействовать своими указаниями очищению текста моей книги от промахов и недомолвок.
Адрес для корреспонденции: Ленинград 136, Плуталова, 2, кв. 12, Якову Исидоровичу Перельману.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
I. Механический отдел физики
1. Меры крупнее метра
2. Литр и кубический дециметр
3. Мельчайшая мера длины
4. Наибольшая мера длины
5. Лёгкие металлы. Металлы легче воды
6. Вещество наибольшей плотности
7. На необитаемом острове
8. Вес паутинной нити
9. Модель Эйфелевой башни
10. Тысяча атмосфер под пальцем
11. Сто тысяч атмосфер силою насекомого
12. Гребец на реке
13. Флаги аэростата
14. Круги на воде
15. Бутылки и пароходы
16. Закон инерции и живые существа
17. Движение и внутренние силы
18. Трение как сила
19. Трение и движение животных
20. Натяжение верёвки
21. Магдебургские полушария
22. Безмен
23. Приседание на весах
24. На воздушном шаре
25. Муха в банке
26. Маятник Максвелла
27. Плотничий уровень в вагоне
28. Отклонение пламени свечи
29. Согнутый стержень
30. Два пружинных безмена
31. Рычаг
32. На платформе
33. Провисающая верёвка
34. Увязший автомобиль
35. Трение и смазка
36. По воздуху и по льду
37. Падение тела
38. Затяжной прыжок с парашютом
39. Куда бросить бутылку?
40. Из вагона
41. Три снаряда
42. Путь брошенного тела
43. Наибольшая скорость артиллерийского снаряда
44. Прыжки в воду
45. На краю стола
46. На наклонной плоскости
47. Два шара
48. Два цилиндра
49. Песочные часы на весах
50. Механика в карикатуре
51. Грузы на блоке
52. Центр тяжести конуса
53. В падающей кабине
54. Сверхускоренное падение
55. Чаинки в воде
56. На качели
57. Парадоксы тяготения
58. Расчёты силы притяжения
59. Направление отвеса
II. Свойства жидкостей
60. Вода и воздух
61. Самая лёгкая жидкость
62. Задача Архимеда
63. Сжимаемость воды
64. Стрельба по воде
65. Электрическая лампочка в воде
66. Плавание в ртути
67. Погружение в сыпучий песок
68. Шарообразная форма жидкости
69. Капли воды
70. Капиллярное поднятие
71. В наклонной трубке
72. Движущиеся капли
73. Пластинка на дне сосуда с жидкостью
74. Отсутствие поверхностного натяжения
75. Поверхностное давление
76. Водопроводный кран
77. Скорость вытекания
78—79. Задачи о ванне
80. Водяные вихри
81. В половодье и в межень
82. Волны прибоя
III. Свойства газов.
83. Третья составная часть воздуха
84. Самый тяжёлый газ
85. Давит ли на нас 20 тонн?
86. Сила выдоха и дуновения
87. Давление пороховых газов
88. Единица атмосферного давления
89. Вода в опрокинутом стакане
90. Ураган и пар
91. Тяга заводской трубы
92. Где больше кислорода?
93. Пузырьки в воде
94. Почему облака не падают?
95. Пуля и мяч
96. Почему газ можно вздесить?
97. По примеру слона
98. Давление в гондоле стратостата
99. Ввод верёвки в гондолу стратостата
100. Барометр, подвешенный к весам
101. Сифон в воздухе
102. Сифон в пустоте
103. Сифон для газов
104. Подъём воды насосом
105. Истечение газа
106. Проект дарового двигателя
107. Тушение пожара кипятком
108. Задача о резервуаре с газом
109. Воздушный пузырёк на дне океана
110. Сегнерово колесо в пустоте
111. Вес сухого и влажного воздуха
112. Максимальное разрежение
113. Что мы называем «пустотой»
114. Почему существует атмосфера?
115. Газ, не заполняющий резервуара
IV. Тепловые явления.
116. Происхождение шкалы Реомюра
117. Происхождение шкалы Фаренгейта
118. Длина делений на шкале термометра
119. Термометр для температур до 750°
120. Градусы термометра
121. Тепловое расширение железобетона
122. Наибольшее тепловое расширение
123. Наименьшее тепловое расширение
124. Аномалия теплового расширения
125. Дырочка в железном листе
126. Сила теплового расширения
127. Нагревание плотничьего уровня
128. Течения в воздухе
129. Теплопроводность дерева и снега
130. Медная и чугунная посуда
131. Замазывание рам на зиму
132. В натопленной комнате
133. Вода на дне реки
134. Замерзание рек
135. Почему вверху атмосфера холоднее, чем внизу?
136. Скорость нагревания
137. Температура пламени свечи
138. Почему гвоздь не плавится на свечке?
139. Что такое калория?
140. Нагревание воды в трёх состояниях
141. Нагревание 1 См3 меди
142. Тела наибольшей теплоёмкости
143. Теплоёмкость пищи
144. Самый легкоплавкий металл
145. Самый тугоплавкий металл
146. Нагревание стали
147. Бутылка воды во льду
148. Может ли лёд тонуть в воде?
149. Замерзание еоды в трубах
150. Скользкость льда
151. Понижение точки таяния льда
152. «Сухой лёд»
153. Цвет водяного пара
154. Кипение воды
155. Нагревание паром
156. Кипящий чайник на ладони
157. Жарение и варка
158. Горячее яйцо в руке
150. Ветер и термометр
160. Принцип холодной стены
161. Калорийность дров
162. Калорийность пороха и керосина
163. Мощность горящей спички
164. Выведение пятен утюгом
165. Растворимость поваренной соли
V. Звук и свет.
166. Эхо
167. Звук грома
168. Звук и ветер
169. Давление звука
170. Почему дверь заглушает звук?
171. Звуковая линза
172. Преломление звука
173. Шум в раковине
174. Камертон и резонатор
175. Куда деваются волны звука?
176. Видимость лучей света. 48 247
177. Восход Солнца
178. Тень проволоки
179. Тень облака
180. Чтение при лунном свете
181. Чёрный бархат и белый снег
182. Звезда и свеча
183. Цвет лунной поверхности
184. Почему снег белый?
185. Блеск начищенного сапога
186. Число цветов в спектре и радуге
187. Радуга
188. Сквозь цветные стёкла
189. Изменение цвета золота
190. Дневное и вечернее освещение
191. Цвет неба
192. Распространение жизни в мировом пространстве
193. Красный сигнал
194. Преломление и плотность
196. Две линзы
196. Светила близ горизонта
107. Лупа из проколотого картона
198. Солнечная постоянная
199. Что чернее всего?
200. Температура Солнца
201. Температура мирового пространства
VI. Разные вопросы.
202. Магнитный сплав
200. Деление магнита
204. Железо на весах
205. Электрич. и магнитное притяжение и отталкивание
206. Электроёмкость человеческого тела
207. Сопротивление нитей накала
208. Электропроводность стекла
209. Вред от частого включения электролампочек
210. Яркость электролампочек
211. Нить накала
212. Длина молнии
213. Длина отрезка
214. На эскалаторе
215. Назначение «Дубинушки»
216. Два города
217. Бутылка на дне океана
218. Плитки Иогансона
219. Свеча в закрытой банке
220. Хронология термометрических шкал
221. Изобретатели термометров
222. Масса земного шара
223. Движение солнечной системы
224. К полёту на Луну
225. Человек в среде без тяжести
226. Третий закон Келлера
2?7. Вечное движение
228. Человеческий организм и тепловая машина
229. Почему светятся метеоры
230. Туманы в фабричных районах
231. Дым, пыль и туман
232. Луна и облака
233. Энергия молекул воды
234. Тепловое движение при 273° Ц
235. Достижим ли абсолютный нуль?
236. Что называется вакуумом
237. Средняя температура всего вещества
238. Десятимиллионная доля грамма
239. Число Авогадро
240. Литр спирта в океане
241. Расстояние между молекулами газа
242. Масса атома водорода и масса Земли
243. Величина молекул
244. Электрон и Солнце
245. Масштаб мира
246. Весомость энергии
247. Школьная механика и теория относительности
Соотношения размеров тел от протона до мироздания
|
