Физика менен түшүндүрүлгөн жаратылыш кубулуштары
Физика көп учурда формулалар жана эсептөөлөргө толгон предмет катары кабыл алынат, бирок чындыгында ал күнүмдүк жашоого абдан жакын. Биз байкаган дээрлик бардык жаратылыш кубулуштарын — жамгырдын жаашынан баштап, асан-үсөндүн пайда болушуна жана асман эмне үчүн көк түстө көрүнөрүнө чейин — физикалык түшүнүктөр аркылуу түшүнүүгө болот. Физиканы изилдөө менен биз жөн гана теорияларды жаттап албастан, жаратылыштын эмне үчүн биз байкагандай иштээрин түшүндүрүү үчүн ой жүгүртүү ыкмаларын да өнүктүрөбүз. Бул макалада бир нече популярдуу жаратылыш кубулуштары жана алардын кыска, бирок так физикалык түшүндүрмөлөрү талкууланат.
1. Эмне үчүн асман көк?
Асман, негизинен, Рейли чачырашы деп аталган кубулуштан улам көк түстө көрүнөт. Күн нуру ар кандай толкун узундуктарынан (түстөрдөн) турат. Ал жарык Жердин атмосферасына киргенде, азот жана кычкылтек сыяктуу аба молекулаларына туш болот. Бул кичинекей молекулалар кызыл сыяктуу узун толкундуу жарыкка караганда көк жана кызгылт көк сыяктуу кыска толкундуу жарыкты чачыратууда натыйжалуураак.
Кызгылт көк да бир топ чачыранды болгону менен, адамдын көзү көк түскө сезгич келет жана кызгылт көк жарыктын бир бөлүгү атмосферага сиңип кетет. Ошондуктан, ар кандай багыттар боюнча биз чачыранды көк жарыкты көбүрөөк алабыз, бул асманды көк көрсөтөт. Күн чыкканда же күн батканда жарык коюураак атмосфера аркылуу өтөт, ошондуктан көбүрөөк көк жарык көрүү талаасынан чачырап, басымдуулук кылган кызыл-кызгылт сары түстү калтырат.
2. Асан-үсөн: Асмандагы түстөрдүн спектри
Күн нуру абадагы суу тамчылары менен өз ара аракеттенишкенде, мисалы, жамгырдан кийин, асан-үсөн пайда болот. Бул кубулуш үч негизги процессти камтыйт: сынуу, ички чагылуу жана дисперсия.
Жарык суу тамчысына киргенде, ал сынат, андан кийин тамчынын ичинде чагылып, акырында экинчи сынуу аркылуу кайра чыгат. Ар бир түстүн сынуу көрсөткүчү бир аз башкача болгондуктан, ак жарык түстөр спектрине бөлүнөт. Натыйжада тааныш тартиптеги түстүү дого пайда болот: кызыл, кызгылт сары, сары, жашыл, көк, индиго жана кызгылт көк. Асан-үсөндүн абалы Күндүн, байкоочунун жана суу тамчысынын ортосундагы бурчка жараша болот. Ошондуктан, адатта, Күн байкоочунун артында, ал эми жамгыр тамчылары алдында болгондо, асан-үсөндөр көрүнөт.
3. Чагылган жана күн күркүрөөсү: Электр жана үн толкундары
Чагылган – атмосферадагы чоң электр разряды. Бороон-чапкын булуттарынын ичинде муз бөлүкчөлөрү, суу тамчылары жана аба агымдары кагылышып, заряддардын бөлүнүшүн пайда кылат: кээ бир бөлүктөрү оң зарядга, башкалары терс зарядга айланат. Электрдик потенциалдардын айырмасы өтө чоң болгондо, адатта изолятор болгон аба "бузулуп", өткөргүчкө айланышы мүмкүн. Дал ушул учурда биз көп көргөн чагылган пайда болот.
Күн күркүрөөсү – чагылган чыгарган үн. Чагылган айланадагы абаны өтө тез ысытып, анын тез кеңейишине жана сокку толкундарын пайда кылышына алып келет. Бул толкундарды биз күн күркүрөөсү деп угабыз. Көп учурда күн күркүрөөнү укканга чейин чагылганды көрөбүз, анткени жарык үнгө караганда алда канча тез тарайт. Жаркылдаган үн менен үндүн ортосундагы убакытты өлчөө менен биз бороондун аралыгын болжолдой алабыз.
4. Толкундар жана океандын ташкындары
Океандын бетиндеги толкундар, адатта, шамалдын сууга энергияны өткөрүп беришинен пайда болот. Шамал канчалык күчтүү болсо, ал ошончолук узакка согот жана таасир этүү аймагы канчалык кең болсо, толкундар ошончолук чоң болот. Физикалык көз караштан алганда, толкундар механикалык толкундун мисалы болуп саналат: энергия чөйрө (суу) аркылуу тарайт, ал эми суу бөлүкчөлөрү жөн гана өйдө-ылдый кыймылдайт же бир аз айланат, көп учурда элестетилгендей алыска барбайт.
Толкундар жээкке жакындаган сайын, суунун тереңдиги азайып, толкундун түбү деңиз түбү менен "сүйрөлөт". Натыйжада, толкун жайлайт, толкун узундугу азаят жана чокусу акыры жарылганга чейин көтөрүлөт. Бул кубулуш жээктеги толкундардын жээктеги толкундарга караганда эмне үчүн башкача жүрөрүн түшүндүрөт.
5. Толкундар: Ай менен Күндүн гравитациялык тартылуу күчү
Ташкындар – бул негизинен Айдын тартылуу күчүнүн, андан кийин Күндүн тартылуу күчүнүн таасири астында пайда болгон мезгилдүү кубулуштар. Ай Жердин Айга караган тарабындагы суу массасын тартып, океан суусунун "бүркүнүшүн" пайда кылат. Кызыктуусу, тартылуу күчү менен Жер-Ай системасынын инерциялык таасиринин айкалышынан улам карама-каршы тарапта да бүркүнүү пайда болот. Жер айлангандыктан, айрым жээк аймактарында мезгил-мезгили менен көтөрүлүп, кайра тартылып турат.
Күн дагы роль ойнойт. Ай менен Күн бир сызыкка келгенде (жаңы же толгон ай учурунда), ташкындар жогору, ал эми ташкындар төмөн болушу мүмкүн — бул жазгы ташкындар деп аталат. Экөө 90 градустук бурчту (биринчи/үчүнчү чейрек) түзгөндө, орточораак ташкын пайда болот.
6. Аврора: Уюлдук асмандагы жарык пардасы
Авроралар – бул көбүнчө полярдык аймактарда пайда болгон кооз жарыктар, алар aurora borealis (түндүк) жана aurora australis (түштүк) деп аталат. Бул кубулуш Күндөн (күн шамалы) келген заряддуу бөлүкчөлөр Жерге жетип, Жердин магнит талаасы менен өз ара аракеттенишкенде пайда болот . Магнит талаасы бөлүкчөлөрдү полярдык аймактарга багыттайт, ал жерде магниттик күч сызыктары атмосферага "кирет".
Бул бөлүкчөлөр атмосферадагы атомдор жана молекулалар менен кагылышканда, алар энергияны өткөрүшөт. Андан кийин дүүлүккөн атомдор же молекулалар бул энергияны жарык түрүндө бөлүп чыгарышат. Полярдык жаркыроонун түсү газдын түрүнө жана бийиктикке жараша болот: кычкылтек жашыл же кызыл түстү, ал эми азот көбүнчө көк же кочкул кызыл түстү пайда кылат.
7. Эмне үчүн нерселер кулап түшөт?
Алма дарактан кулап түшкөндөй жөнөкөй кубулуштар тартылуу күчү менен түшүндүрүлөт. Ньютондун айтымында, бардык массалар бири-бирин тартат. Жер өзүнүн эбегейсиз чоң массасынан улам жакын жердеги объектилерди өзүнө тартып, алардын Жердин борборуна карай жылышына алып келет. Жердин бетиндеги тартылуу күчүнүн ылдамдануусу орточо эсеп менен 9,8 м/с² түзөт, бирок ал жайгашкан жерге жараша бир аз өзгөрүшү мүмкүн.
Чоңураак масштабда алганда, тартылуу күчү планеталардын эмне үчүн Күндү айланып жүргөнүн, Айдын эмне үчүн Жерди айланып жүргөнүн жана галактикалардын эмне үчүн пайда болгонун түшүндүрөт. Заманбап деңгээлде Эйнштейн тартылуу күчүн мейкиндик-убакыттын ийри сызыгы катары түшүндүргөн, бирок көптөгөн күнүмдүк кырдаалдар үчүн Ньютондун ыкмасы жетиштүү.
8. Жаан жана булуттар: фазалардын өзгөрүшү жана термодинамика
Булуттар конденсация процесси аркылуу пайда болот. Жер бетиндеги суу бууланып, жылуу аба менен кошо көтөрүлүп, андан кийин бийиктиктерде муздайт. Муздак аба жылуу абадай көп суу буусун кармай албайт, ошондуктан ал майда суу тамчыларына же муз кристаллдарына айланат. Бул тамчылардын жыйындысы булуттар катары көрүнөт.
Булуттардагы суу тамчылары кагылышуулардан жана биригүүдөн улам чоңойгондо же муздан сууга айланган фаза өзгөрүп, алар түшүп, абанын каршылыгын жеңе тургандай оор болуп калганда жамгыр жаайт. Бул процесс атмосферанын динамикасына, температурага, басымга жана нымдуулукка таасир этет — мунун баары физиканын, атап айтканда, термодинамиканын жана суюктук механикасынын чөйрөсүнө кирет.
Penutup
Таң калыштуу көрүнгөн жаратылыш кубулуштарын көбүнчө физика аркылуу рационалдуу түрдө түшүндүрүүгө болот. Жарыктын чачырашы асманды көк түскө айлантат, жарык менен суу тамчыларынын өз ара аракеттениши асан-үсөндү пайда кылат, булуттардагы электр заряддары чагылганды пайда кылат, тартылуу күчү ташкындарды жана нерселердин кулашын пайда кылат, ал эми күн шамалы менен магнит талааларынын өз ара аракеттениши жаркыроо полярын пайда кылат. Мунун баарынын физикасын түшүнүү бизге жаратылышты жөн гана пейзаж катары эмес, белгилүү бир мыйзамдар боюнча тынымсыз иштеген алп "лаборатория" катары көрүүгө мүмкүндүк берет. Ошентип, физика класстагы жөн гана теория эмес, дүйнөнү тереңирээк түшүнүүгө терезе болуп саналат.
