Збірка "Дивовижна фізика в природі"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матеріали зібрала: викладач Шевкопляс Світлана Миколаївна

 

 

 Уранці, після сходу Сонця, коли східні вітри підганяють дощові хмари на захід, або ж увечері, коли західні вітри женуть хмари на схід, після або під час дощу на небі з боку, протилежного Сонцю, можна спостерігати різнокольорову дугу- веселку. Вона забарвлена так, що концентричними смугами кольори переходять від одного до іншого: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Суміжні кольори утворюють багату палітру. У давнину вважали, що веселка – це вияв волі Божої. Колись на Україні говорили, що „веселка – труба, якою пророк Ілля бере воду з річок і озер”. У стародавній Греції веселку вважали посмішкою богині Іриди, яка провіщала мир між небом і землею. За уявленням давніх людей, веселка єднала небо і землю. Виконувала це посередниця між людьми і богами Ірида, дочка Тавманта (чоловіка океаніди Електри); Іриду зображали звичайно поряд з Герою (дружиною Зевса, царицею богів) у вигляді крилатої дівчини, яка тримає в руках кухоль. Ним Ірида нібито лила воду на хмари.

Був час, коли тих, хто намагався тлумачити веселку, переслідували. Так, у XVII ст. Антоніо Домініка засудили  страти за пошуки природничо-наукового пояснення цього явища.

       Наукою встановлено , що білий сонячний промінь можна розкласти за допомогою призми на сніп різнокольорових променів, розташованих віялом один біля одного. У веселці на небі відбувається явище, подібне тому, яке спостерігається під час проходження променів через призму. Появу веселки пояснюють так: сонячний промінь входить у кожну краплину, заломлюючись у ній; а на протилежному внутрішньому боці краплини промінь відбивається від межі краплина-повітря всередину неї. Дійшовши до нової точки на внутрішній поверхні краплі, прмінь виходить назовні, знову заломлюючись. На цьому шляху „колишній білий” промінь виходить із кожної краплини вже як сніп різнокольорових променів, бо промені різних кольорів заломлюються під різними кутами. Тому від кожної краплини, що зависла в повітрі, в око спостерігача потрапляє тільки один кольоровий промінь: кожна краплина здається забарвленою в якийсь один колір веселки. Решта променів від тієї самої краплини пройде вище або нижче ока спостерігача. Зате інші краплини, що висять що висять нижче або вище від попередньої, посилатимуть до ока спостерігача промені інших кольорів. Звичайно, краплі змінюють одна одну, перебуваючи у безперервному русі. Величина краплин приблизно однакова, отже, й кути падіння та відбивання (в краплинах) променів різних кольорів однакові, тому веселка здається нерухомою. А коли для її виникнення потрібні „призми” – краплі, то й веселка є ознакою дощу, що припиняється, якщо вона спостерігається на сході після полудня при західних вітрах або на заході до полудня при східних вітрах (хоча це справджується інколи при інших вітрах).

Проте не забувайте, що купчасто-дощова хмара може зміщуватись в напрямі, який не збігається з напрямом вітру біля землі. Та все-таки ознака правильна: веселка вранці – на дощ, увечері – на гарну погоду. Щойно припинився дощ і розтанула хмара, веселка зникає, і тому кажуть, що „веселка відро води випила”. Найчастіше веселка буває влітку, проте і в перехідні сезони (осінь, весна) вона можлива, особливо коли випадає сніг із дощем.

          За яких умов спостерігається веселка? Веселка спостерігається на фоні дощових хмар або дощу, проти Сонця. Чим ближче буде Сонце до горизонту, тим повніша веселка. Коли Сонце буде біля зеніту, веселка не спостерігається. В око спостерігача потрапляють лише ті розкладені промені, які утворюють із напрямком „Сонце-спостерігач” цілком певний кут – близько 42⁰.

 

 

Першими свідками цього явища були моряки, які спостерігали вогні святого Ельма на щоглах та інших загострених предметах. Вогні святого Ельма являють собою розряд у формі пучків або китиць (або коронний розряд), який виникає на гострих кінцях високих предметів (вежі, щогли, поодинокі дерева, гострі вершини скель тощо) при великій напруженості електричного поля в атмосфері. Це досить поширене явище, яке спостерігається під час грози, а також перед і відразу після неї.

Звідки ж пішла ця назва? На площі одного середньовічного невеличкого італійського міста стояла непримітна капличка святого Ельма  відома за межами країни. Служителі церкви запевняли, що вона особливо бажана богові. Тут, мовляв, всевишній підносить своє «знамення»: час від часу хрест на гостроверхому шпилі церкви світиться голубим полум’ям, що приваблювало віруючих і просто цікавих.

Вогні, пояснювали церковники, є знаком «божої немилості» за те, що віруючі порушують святі канони, за не дуже щедрі дари на справи господні. Тож «знаменням» всевишній нагадує про страшні кари, що чекають віруючих і безбожників.

Що це за вогні? Яка їх природа? «Вогні святого Ельма» є продуктом грозової діяльності, це так звані тихі розряди електрики. Виникають вони на початку або в розпалі грози там, де атмосфера дуже електризується. Трапляється, що заряди, неспроможні прокласти собі шлях крізь повітряні шари, поступово нейтралізуються. Тоді з різних гостроверхих предметів вилітають дрібні електричні іскорки. Їх дуже багато, і мчать вони з величезною швидкістю. Їх світло сприймається як суцільне, у вигляді сяйва. Це зветься коронним розрядом. Коли ж гроза закінчується, а нагромаджена в атмосфері електрика нейтралізується, зникають безслідно й коронні розряди.

Коронні розряди часто спостерігаються на суднах. Уявіть: морем пливе вітрильник. Раптом на його реях і щоглах спалахують вогні у вигляді китиць. Видовище приголомшливе.

Такі вогні з’являються і на літаку, що летить крізь електрично заряджені грозові хмари. Джерелом яскравого світіння стають гвинти й загострені частини корпуса. За свідченням очевидців, літак у такому світінні є напрочуд гарним видовищем. Світні смуги завдовжки три-пять метрів й завширшки близько 10 см віялом розходяться від його гвинтів і ребер крил. Трапляється, що починає світитися скло кабіни пілотів, наелектризоване внаслідок зіткнення з градом чи сніговою крупою. Політ у таких умовах ускладнюється: порушується робота радіоприймальних і радіопеленгаційних приладів, в радіоприймачах виникає потріскування.

Одержавши повідомлення про наближення грози, повітряний лайнер змінює курс; готовий до старту літак затримується на аеродромі, відкладається політ космічного корабля. Спеціальні радарні установки попереджають пілота про небезпеку, що дуже важливо особливо вночі.

 

Вогняний смерч утворюється, коли розрізнені осередки пожеж об'єднуються в одне величезне багаття. Повітря над ним нагрівається, його щільність зменшується і багаття піднімається вгору. Знизу на його місце надходять холодні маси повітря з периферії, яке також нагрівається. Виникає ефект димової труби. Напір гарячого повітря досягає ураганних швидкостей, а температура піднімається до 1000˚С. Все горить або плавиться, при чому все, що знаходиться поруч, «всмоктується» через вітер у вогонь. І так до тих пір, поки не згорить все, що може горіти.

Прикладом вогняних смерчів являються катастрофічні лісові пожежі в Йєллоустонському національному парку (США), які відбувались у 1988 році. Це був найбільш сухий рік за весь час спостережень і літо в тому році також було неймовірно сухим. В день найбільшого поширення пожеж, 20 серпня, згоріло 610 км² лісу. За весь час пожежі торкнулися 3213 км² лісу, що становить приблизно 36% площі парку. Пожежі припинилися восени, коли пішли дощі. Їх сліди по сьогодні добре помітні в парку.

 

 

В порівнянні з радугою це оптичне явище спостерігається рідко. Мало кому доводилось його бачити. Це чудове явище сприймалось в давні часи, як «боже знамення», воно породжувало повір’я. спостерігаючи на небосхилі кільця,що світяться (вони утворюються навколо сонця і місяця), стовпи, хрести, люди бачили в них знамення. На їх думку «знамення» попереджало про нещастя – голод, війни, хвороби, говорять про близьку смерть. Насправді це не боже знамення, а оптичне явище – гало.

У Джека Лондона є оповідання «стежкою хибних сонець». В ньому написано: «По обидві сторони сонця стоять хибні сонця, так, що в небі їх зразу три». Цікавий опис хибних сонець і хибних місяців можна віднайти в книзі «Північний полюс», що належить перу відомого американського полярного дослідника Роберта Пірі. В своїй книзі Пірі розповідає про свою експедицію до Північного полюса, що відбулася в 1908 році. «Ми спостерігали гало, - пише Пірі, - два виразних кільця і вісім хибних місяців в південній частині неба». Таке явище часто спостерігається в Арктиці.

Частіше вдається спостерігати більш скромне гало в вигляді одного кільця навколо сонця, або ж місяця. Воно з’являється коли тиха і ясна погода змінюється вітряною, тиск повітря падає, небо робиться білуватим. Так, що сонце світиться ніби крізь матове скло. Обриси сонця при цьому стають розмитими. В такі дні виникає навколо сонця кільце.

Повна структура гало в дійсності ніколи не спостерігається в цілому. Перед спостерігачем з’являються лише елементи цієї структури. Гало може бути подано тільки кільцем. В інших випадках гало доповнюється хибними сонцями або хрестом, що ніби накладений на сонячний диск. Можуть бути видні окремі дуги. Інколи ніяких кілець та дуг не видно, а видно лише три сонця – одно справжнє і два хибних. Поява перед спостерігачем тих чи інших елементів гало залежить від стану атмосфери, характеру хмарності.

Гало спостерігається на фоні хмар, що складаються з дрібних льодяних кристаликів. Причина виникнення гало – заломлення світла в льодяних кристаликах і відбивання від їх граней. Заломлення викликає зафарбування елементів гало в райдужні кольори. Льодяні кристалики, як відомо, містяться в багатьох хмарах. Не дивлячись на це, гало спостерігається відносно рідко. Справа в тому,що кристалики в хмарах мають зазвичай неправильну форму. Для утворення гало потрібно, щоб більшість кристаликів мали правильну форму, а саме форму шестигранних призм. Своєю надзвичайною симетрією гало зобов’язане правильній формі льодяних кристаликів. При цьому важливу роль відіграє упорядкована орієнтація в просторі осей кристаликів.

Гало по своїй формі споріднене райдузі. Райдуга виникає в результаті заломлення і відбивання світлових променів в краплинках дощу, а гало пов’язане з заломленням і відбиванням світла в льодяних кристаликах хмар. Райдугу спостерігач бачить в стороні, що протилежна сонцю, тоді як для спостереження гало він повинен повернутися до сонця лицем.

 

 

 

Гейзери – джерела, які періодично, через певні проміжки часу викидають фонтани гарячої води і пари.

Гейзери зустрічаються в Ісландії, США, Новій Зеландії, Японії, Росії та Камчатці (біля 100 гейзерів). Одна з річок Камчатки так і називається – Гейзерна. В її долині знаходиться біля 20 великих гейзерів і серед них самий великий гейзер Камчатки – Великан. Він викидає фонтан води висотою до 40 м, при цьому стовп пари підіймається до декількох сотень метрів. Виверження великого гейзера – дивовижно красиве явище. Вкутаний парою потужний струмінь киплячої води з гуркотом підіймається вгору, розсипаючись на великій висоті на мільярди капель. Фонтан б’є деякий час, потім струмінь зникає, розсіюється пара і все затихає. Як правило, навколо гейзера є невеликий природній басейн діаметром до декількох метрів. Земля навколо гейзера звичайно тепла і навіть гаряча.

Гейзери діють періодично. Проміжки між виверженням різні у різних гейзерів. Один гейзер викидає струмінь кип’ятку через кожні 10…20 хв, інші – всього один-два рази на місяць. Майже в усіх гейзерів виверження триває декілька хвилин. Якщо  заглянути в басейн гейзера зразу ж після виверження, ми виявимо, що води в ньому нема. В центрі басейна добре видно отвір – це канал, що йде в глибину землі і називається трубкою гейзера. Наприклад, у Великого гейзера в Ісландії трубка має діаметр 3м і йде в глибину землі на 30м. Перед початком виверження вода підіймається по трубці, заповнює басейн, клекоче – і раптом вгору підіймається фонтан кип’ятку. Після закінчення виверження вода з басейна поступово заходить у трубку.

Гейзери розташовуються біля діючих або недавно згаснувши вулканів. Тепло, що поширюється від магматичного вогнища, нагріває майже до кипіння підземні води, які заповнюють тріщини поблизу земної поверхні. Виверження гейзерів немає нічого спільного з виверженням вулканів. Але для виверження гейзерів необхідна теплота, що поступає від вулканів.

 

 

 

      Чи спостерігали ви, на скільки різноманітним може бути ехо? Ось ви стоїте на лісовій галявині і кричите; у відповідь чуєте ехо. Ви повернулись в іншу сторону – ехо стало тихішим. Ще раз повернулись – і можете розрізнити не одне ехо, а двоє: одне – голосніше, друге – тихіше. На одній і тій же галявині ви можете добре чути ехо прохолодним тихим літнім вечором і зовсім не чути її в спекотний час.

Велике враження справляє багаторазове ехо – коли який-небудь сильний звук (крик, постріл) породжує не один, а декілька слідуючих один за одним звукових відгуків. Таке ехо часто зустрічається в скелистих місцевостях, гірських районах, кам’яних замках. В Сибірі на річці Лєна є чудове місце. Рельєф скелистих берегів там такий, що ехо відгуків параходів, що йдуть по річці, може повторитися 10 і навіть 20 разів. Таке ехо сприймається, як поступово затухаючий звук, а інколи, як звук, що з’являється з різних напрямків.

В залежності від рельєфу місцевості, місця знаходження спостерігача, погодних умов,пори року та доби луна змінює свою гучність, тембр, тривалість. Крім того, може змінюватися і частота звукового відгуку; вона може бути більш високою або більш низькою в порівнянні з частотою вихідного сигналу.

Коли ви їдете в потязі, ззовні у відкрите вікно доносяться безліч звуків. Ось потяг зайшов в тунель – звуки зразу ж стали більш гучнішими. це відбувається завдяки відбиванню звуків від стінок тунелю, що породжує луну.

Для звукових хвиль спостерігається явище, коли напрямок їх поширення і розповсюдження викривлюється в акустично неоднорідному середовищі. Швидкість звуку залежить від температури середовища. Тому середовище, температура якого різна в різних місцях, можна рахувати, як акустично неоднорідне. Враховуючи, що швидкість звуку в повітрі збільшується із збільшенням температури, не важко прийти до слідуючого висновку: звуковий промінь в повітрі вигинається таким чином, щоб його траєкторія була звернута випуклістю в сторону більш нагрітих шарів.

Тепер легко пояснити, чому на одній і тій же галявині в тихий прохолодний вечір ехо виникає, а в жаркий день ні. Вдень сонячні промені сильно прогрівають грунт. Тому біля самої поверхні землі температура повітря буде вищою ніж на висоті. Акустична неоднорідність приводить до викривлення звукових хвиль вгору. Тому ехо не виникає.

В одних випадках викривлення звука в повітряному середовищі попереджує виникнення еха, в інших випадках навпаки, приводить до її виникнення. Така ситуація характерна для гірських озер. Вода в таких озерах завжди холодна. Тому в літку температура повітря над ними з висотою збільшується. В результаті звукові хвилі будуть вигинатися так, щоб їх траєкторія була звернута випуклістю вгору. Спостерігачу буде здаватися, ніби ехо приходить звідкілясь зверху.

 

 

 

 

       Павуки відчувають запахи, мають зір і слух, найточнішим чином визначають найменшу вібрацію і натяг павутинної нитки. Павуки бігають, і досить швидко, але їх ноги абсолютно позбавлені мязів або навіть окремих м’язових волокон. Вчені з подивом встановили, що ноги павука – це своєрідний гідравлічний привід, рідиною для якого служить кров.

       Кілька павуків стали мучениками науки – їм ампутували лапки. Відрізані кінцівки спробували стискати – вони стали подовжуватися, кровяний тиск у них підвищився. Кінозйомка показала, що що тут справжній гідравлічний привід, що підвищує тиск крові до такої міри, що лапки твердіють. Цим пояснюються і чудові результати, які показують павуки – «легкоатлети», павуки-стрибуни. Що беруть висоту в десять сантиметрів при власному «зрості» в один сантиметр. Як павук створює такий тиск – невідомо, це секрети гідравліки, невідомі поки ні біологам, ні інженерам.

 

 

    Людина і всі живі організми народжуються, розвиваються, живуть у магнітному полі Землі і непогано пристосувалися до цього поля. Магнітне поле, що з усіх боків оточує нашу планету, оберігає все живе від згубного космічного іонізуючого випромінювання.

Як же впливає магнітне поле Землі на живі організми? Почнемо з рослин. Щоб зясувати, чи впливає на них ця невидима сила, радянський біолог О.В.Крилов провів досліди з насінням пшениці, кукурудзи та бавовнику. Він пророщував їх у вологій скляній камері, причому половину насіння корінцем зародка спрямовував на Північний магнітний полюс, а другу – на Південний. Досліди багато разів повторювалися і, щоразу діставали один і той самий результат: насінини, звернуті корінцем зародка до Південного магнітного полюса Землі, проростали на добу раніше від своїх «сестриць», що «дивилися» на північ. Більше того, ріст коріння і стебел у них був значно інтенсивнішим. Цікаво, що ростки насінин, орієнтованих корінцем зародка до Північного магнітного полюса, ніби виправляючи допущену помилку, майже відразу вигиналися й росли в напрямі південного магнітного полюса.

         Прогрес техніки і зв’язане з ним створення потужних магнітних полів змусили дослідників зацікавитись їх дією на рослини. Вони встановили, що помідори, які ростуть у штучному магнітному полі, не тільки доспівають швидше, а й дають значно вищий урожай. Магнітне поле, виявляється, діє на насіння як ефективний стимулятор, а короткочасна електромагнітна «обробка» насіннєвої картоплі може замінити тривалий процес яровизації.

         А тепер про вплив магнітного поля на тварин. Радянському вченому П.Гуляєву вдалося зареєструвати за допомогою високочутливої апаратури слабке біоелектричне поле, яке оточує нерви, тканини й організми тварин, людини і навіть літаючих комах. Отже, всі ми, як і вся живність, що бігає по землі чи плаває у воді, - своєрідні живі електромагніти. А тому на них має впливати магнітне поле. Досліди показали, що зовнішнє магнітне поле помітно змінює властивості крові: уповільнюється її згортання, а водночас і осадження еритроцитів; посилюються захисні властивості організму. Зокрема, доведено, що білокрівці в магнітному полі стають активнішими. Магнітне поле також значно збільшує проникність тваринних клітин і тканин.

        Під дією магнітного поля змінюється багато властивостей води і насамперед набагато зростає її розчинна здатність. А коли так, то чи не магнітне поле істотно посилює розчинну здатність усіх рідин, у тому числі й крові?

       Енергетики і спеціалісти, що працюють з дуже сильними магнітними полями, виявили їх шкідливий вплив на організм. Щоб послабити цей вплив, експериментаторам доводилося працювати за спеціальними захисними бар’єрами.

        Другом чи недругом виявиться магнітне поле для живого організму, залежить від потужності поля й тривалості перебування організму в ньому. Магнітне поле позитивно впливає на мікроорганізми, які людини вирощує  для технічних потреб. Проте, потужніше магнітне поле виявилося згубним для яєць зернової молі, яка завдає значної шкоди в зерносховищах. Зернову міль можна знищувати за допомогою магнітофонних гранул, засипаних на зиму в засіки разом з зерном. Витягти ж гранулу весною дуже просто звичайним магнітом.

       А чи не зашкодить такий захисник зерну? Навпаки. Сходи стають навіть розкішнішими: схоже на те, що магнітне поле розбуджує в зерні якісь закладені природою, але до певного часу дрімаючі сили.

 

 

 

      У Ханса Крістіана Андерсена є казка «Старий вуличний ліхтар». Старий вуличний ліхтар багато років чесно служив людям. І ось його вирішили відправити на спочинок. Сьогодні у нього останній вечір, тому він згадує все своє життя. А поряд на місточку через водостічну яму стоять три кандидати на місце ліхтаря. Точніше сказати, це вони самі рахують себе кандидатами. Ось як описує їх Андерсен: «Один із кандидатів була голова оселедця, що світиться в темноті. Другим кандидатом була гнилючка, котра також світилася і з її слів, навіть яскравіше, ніж голова оселедця; до того ж вона рахувала себе залишком дерева, що було окрасою всього лісу. Третім кандидатом був світлячок і також світився. Гнилючка і голова оселедця клялися в один голос, що світлячок світиться часом, тому його не слід брати до уваги.

       Всі три кандидати – голова оселедця, гнилючка, світлячок являються «родичами»; вони світяться «живим світлом», або правильніше буде сказано, світлом, яке випромінюють живі організми. Світлячок – один із видів жуків. Свічення гнилючки – це свічення деяких видів грибів, що ростуть на пеньках і старих деревах. Що стосується голови оселедця, то тут ми маємо справу з бактеріями, що розвиваються на гнилій рибі і світяться.

        В лісових хащах світляки світяться одинокими вогниками, які дійсно здаються безпорадними і слабкими. Інша справа – морська стихія. Тут організми, що світяться утворюють величезні скупчення. Видовище світного моря схоже на світлову феєрію. Воно завжди викликає захоплення, зворушує. Ось як описує свічення моря К.Г.Паустовський: «Море горить! Я озирнувся. Все, що відбулося потім, я до сих пір не можу уявити собі, як реальність. Люди в таких випадках говорять, що дійсність була схожа на сон, але це не вірно. Вона була краще самого незвичайного сну. Море горіло. Здавалося, його дно складалося із кришталю, осяяного знизу вогнем. Світло розливалося до горизонту, і там, де завжди згущається темрява, небо світилося, ніби затягнуте срібним туманом. Світло повільно згасало. Але після короткої темряви море знову перетворювалося в зіркове небо, кинуте до наших ніг. Зорі то занурювалися, гаснучи, на самісіньке дно, то розгоралися, спливаючи на поверхню води. Око розпізнавало два світла: нерухоме, що повільно коливалось у воді, а інше – все в русі, розтинаючи воду швидкими фіолетовими спалахами. Це метушилися під водою сполохані риби».

Існує багато описів свічення моря. Більшість належать мореплавцям. Вони описують хвилі, що розходяться від корабля і світяться, про палах котючі глибини. Іноді свічення охоплює великі простори; куди досягає зір, видно світячі смуги, які можуть бути настільки яскравими, що на низьких хмарах виникають відблиски. Яскраві свічення бувають при цунамі – величезних хвилях, що котяться до берега, коли під дном моря або в прибережній зоні відбувається землетрус. Перед приходом хвилі цунамі спостерігається особливо сильне свічення моря. Оголене під час короткого відливу морське дно палахкотить яскравим світлом.

Існує дві важливі особливості свічення моря. По-перше, воно виникає не само по собі, а як відповідь на дію збуджуючого характеру. Збуджуючими факторами можуть бути різноманітні хвилювання морської поверхні, проходження судна і, тим більше, землетрус. По-друге, свічення моря відрізняється непостійністю. Воно може спалахнути яскраво в одному місці, раптово зникнути в іншому. Море світиться, як правило, зеленуватим і голубим світлом. Рідше спостерігається жовто-зелене і жовте світло. Дуже рідко можна бачити світінні решти кольорів – фіолетового, червоного, оранжевого.

        Світіння моря – це завжди світіння живих організмів. Широко розповсюджені в минулому уявлення, ніби світіння моря викликається розчиненими в воді солями, виявились невірними. З впевненістю можна називати народжуване морем світло «живим світлом».

В наш час відомо близько 800 видів світних організмів – від бактерій і одноклітинних джгутиконосців до світних рачків і риб. Серед «сухопутних» організмів світяться лише деякі види комах, а також невелика кількість грибів.

Світні бактерії  розділяються на дві групи. До першої відносяться бактерії, котрі можуть жити вільно в морській воді. Вони часто поселяються на мертвій рибі, в результаті чого гнила риба світиться. Другу групу світних бактерій складають бактерії, що являються співмешканцями риб. Кровоносна система риби забезпечує бактерії поживними речовинами, постачає їм кисень, виводить продукти обміну. Коли кровоносні судини риби звужуються, зменшується приплив крові, а разом з тим і доступ кисню до бактерії; в результаті світіння бактерій слабшає або, навіть, припиняється. Розширення судин викликає спалах світіння. Багато організмів випромінюють світло самі, без допомоги бактерій; вони мають для цього спеціальні органи – фотофори.

          В прибережній зоні морів розповсюджені світні одноклітинні джгутиконосці – так звані ночесвітки. Відпочиваючі на березі Чорного моря можуть милуватися іскристим свіченням води біля берега, що утворюється ночесвітками. Сама ночесвітка червоного кольору, а її свічення має голубуватий колір. Великі ночесвітки можуть бути діаметром 1-2 мм. Світяться багато видів медуз. Серед них часто зустрічається в морях оранжева медуза – пелагія. Вона має діаметр до 25 см, а довжина щупалець досягає 2 метрів. Коли медузу дратують, на її поверхні виникають світні зелені смужки.

       Вражають своїм світінням деякі види рачків, особливо еуфаузіда. Він досягає довжини 3-5 см і дає сильне світло. Розподілені по тілу рачка світлові органи мають складну будову. Вони можуть повертатися, фокусувати випромінювання, змінювати інтенсивність.

        В XVII ст. Р.Бойль встановив, що свічення гнилого дерева призупиняється без повітря і знову відновлюється в повітряному середовищі. Звідси слідує, що свічення виникає в результаті хімічної реакції з участю повітря.

Свічення організмів виникає лише при наявності певного зовнішнього подразника і являється своєрідним відгуком на нього. Характер подразника може бути різним: світло, хімічні, механічні, теплові, електричні. Існують організми, що не реагують ні на механічні, ні на електричні подразники, але спалахують при добавленні в морську воду прісної води.

       Свічення живих організмів холодне. Властивість випромінювати світло являється для них життєво важливим. В темних глибинах морів свічення дозволяє їм орієнтуватися, полювати. Світлові сигнали дозволяють відлякувати або обдурювати хижаків. Наприклад, рак спалахнувши, швидко відскакує в сторону, а хижак кидається на світловий спалах і, звичайно, промахується.

       Таким чином, свічення живих організмів є не що інше, як сигналізація. Але, навряд, що справа тільки в цьому. Як відомо, великий внесок в свічення моря вносять одноклітинні організми. А у одноклітинних нема ні статі, ні хижаків, ні жертв. Так що їм ніби то нема ніякого сенсу подавати світлові сигнали.

На даний час питання про свічення моря все ще залишається відкритим.

 

 

 

Риби в зграях мають дивовижну здатність узгоджувати свої дії. На морській мілині можна бачити як зграйка маленьких рибок  діє як єдиний організм: ривок ліворуч, праворуч, назад. Вирішальну роль у цьому явищі відіграє електрика. Виявилось, що риби – єдині представники тваринного світу, які, по-перше, можуть створювати навколо себе електричні поля, а по-друге, мають у своїх організмах спеціальні приймачі-рецептори, за допомогою яких чутливо реагують на зміни цих полів. Є всі підстави думати, що саме за допомогою електричних полів деякі риби «спілкуються» між собою – подають сигнали про небезпеку, приваблюють інших риб.

Про існування «електричних» риб людству відомо з античних часів. На базальтових стінах і колонах староєгипетських храмів серед численних зображень священних істот – биків, котів, крокодилів, ібісів зустрічаються зображення священних риб. Навіть побіжний погляд на ці зображення переконує, що це знаменитий нільський електричний сом. Тіло в нього валькувате, завдовжки близько метра, і майже по всій його довжині, від голови до хвоста, покрите ніби чохлом, схожим на товсту свинячу шкіру. Це електричний орган, який може розвивати напругу розрядного струму до 360 В. Розряди сильно відчуваються на відстані до 20 см. А передані по волосіні, коли ця риба попадається на гачок, або при безпосередньому дотикові спричиняють у людини значний електрошок. Очевидно, потужний електричний удар, що його відчув стародавній єгиптянин при спробі доторкнутися до цієї риби, сприяв присвоєнню їй священного титулу.

Відомий лікар стародавнього Рима Скрібоній Ларг за допомогою удару електричного ската не без успіху лікував подагру, головний біль, епілепсію. До подібних ліків вдалися й стародавні негритянки із Західної Африки. Вони занурювали своїх дітей у бочки з водою, в яких плавали електричні риби, і піддавали маленьких пацієнтів дії електричних розрядів.

        Про природу цих ударів ніхто не здогадувався. Італійський фізик Алессандро Вольта  (1745-1827) першим порівняв удар електричного ската з ударом від побудованої батареї – вольтового стовпа і знайшов схожість будови електричних органів ската з електрохімічною батареєю. Планомірні наукові дослідження електричних риб почалися лише в наш час, коли було винайдено апаратуру для запису електричних імпульсів. Дослідження показали, що серед майже трьохсот видів електричних риб лише невелика кількість здатна давати сильні електричні імпульси. Так, напруга електричного імпульсу двометрового електричного ската досягає 50-60 В при силі струму 50 А. Цього цілком достатньо, щоб паралізувати трохи меншу за скат рибу.

         Вже понад 250 років європейці знають про електричного вугра і про вражаючу силу його електричних розрядів. При розряді дво-триметрового електричного вугра, який мешкає в каламутних водах ряду річок Південної Америки, напруга може досягти 550-800 В, а іноді й 1200В. Цікавими є полювання індійців на цих риб. У річку, де водяться вугрі, заганяють табун коней. Вугрі б’ють коней, яким це не завдає шкоди, електричними розрядами і поступово «розряджаються». Після великої кількості розрядів вугрі знесилюються і стають легкою здобиччю індійців.

       Але навіщо рибам електричний розряд? Вже давно біологи дізналися, що скати, вугрі й деякі інші види риб застосовують електричні розряди для нападу й захисту. Значна частина риб випускає слабкі, хоча й тривалі електричні сигнали. У результаті численних вимірювань електричних полів цих риб було виявлено, що електричне поле риб майже не змінюється. Риби здатні навіть при русі відчувати найменші зміни свого електричного поля, спричинені, наприклад, рухом іншої риби. За змінами поля риба може дізнатися про її наближення і вирішити: нападати на противника чи тікати від нього. 

        У 1953 році в Східно-Африканському інституті завершились досліди з вивчення електричних органів у риб. Виявилось, що велика нільська щука чутливо реагує на електромагнітне поле, створене ззовні біля стінки акваріума, і навіть на шматочок мідного дроту , зігнутий під кутом і покладений на дно акваріума. Коли в акваріум опустили електроди і пропустили серію електричних імпульсів тієї ж самої частоти й сили, які випускає ця риба, вона відразу ж кинулася до електродів, атакувала їх, прийнявши, очевидно за противника, який забрався в її володіння. Встановлено, що ця щука серед предметів однакової форми, кольору, маси та запаху вміє чітко розрізняти тіла різної електропровідності.

Вивчення електричних риб показало, що електричні розряди використовуються ними як своєрідний радіолокатор для орієнтації в навколишньому просторі. Більшість таких риб, так само як електричний вугор, живе в каламутній воді і до того ж часто веде нічний спосіб життя. Зрозуміло, що такі умови існування сприяли виробленню в риб особливих способів орієнтації в просторі – біолокації.

          Для з’ясування ролі електричних органів риб у відшуканні ними здобичі було проведено цікавий дослід. В один акваріум помістили ската, а в другий – камбалу, якою скат любить ласувати. Між акваріумом спорудили сітку, щоб риби не могли ні бачити ні чути одна одну. Обидва акваріуми з’єднали електричним проводом. При русі камбали електричне поле навколо неї  змінювалося, і серце ската «тьохкало», про що свідчили спалахи на електрокардіограмі хижака.

      До речі, в одному з зоопарків Німеччини можна побачити цікавий трюк: в акваріум опускають скляну паличку і змушують ворушитися електричного вугра, який лежить на дні. У воду вміщено два електроди, провідники від яких йдуть до електролампочок. При русі вугра змінюється його електричне поле, і лампочки загоряються.

 

Зелений промінь - рідкісне оптичне явище, спалах зеленого світла в момент зникнення сонячного диска за горизонтом або появи його з-за обрію. Для спостереження зеленого променя необхідні три умови: відкритий горизонт (в степу або на морі за відсутності хвиль), чисте повітря і вільна від хмар сторона горизонту, де відбувається захід або схід Сонця.

Фізика цього явища полягає в тому, що заломлення сонячних променів в атмосфері супроводжується їх дисперсією, тобто розкладанням в спектр. В результаті накладання кольорових променів від окремих точок сонячного диска центральна частина його залишиться білою (а точніше, за рахунок розсіювання весь диск стає червоним) і лише верхній та нижній краї диска стають відповідно синьо-зеленим та помаранчево-червоним. Але оскільки ці смужки дуже тонкі, а наше світило яскраве, побачити їх вдається лише тоді, коли яскрава частина знаходиться за горизонтом.

Власне, коли Сонце занурюється за горизонт, останнім променем ми мали б побачити фіолетовий. Однак короткохвильові промені - фіолетові, сині, блакитні - на довгому шляху в атмосфері настільки сильно розсіюються, що не доходять до земної поверхні. Крім того, до променів цієї частоти спектра око людини менш чутливе. Саме тому останній промінь сідаючого Сонця має яскравий смарагдовий колір.

  

 

 

      Капілярні явища -  процес надзвичайно важливий для підтримки життєдіяльності рослин. Грунт досить пухка, між її часточками існують проміжки, які являють собою капілярну мережу. По цих каналах піднімається вода, живлячи кореневу систему рослин вологою і всіма необхідними речовинами.

        В капілярах рідина активно випаровується, тому необхідно проводити орання землі, яке зруйнує канали і утримає поживні речовини. І навпаки, притиснута земля швидше випаровує вологу. Цим зумовлена важливість переорювання землі для утримання підгрунтової рідини. 
В рослинах капілярна система забезпечує підйом вологи від дрібних корінців до самих верхніх частин, а через листя вона випаровується в навколишнє середовище.

Усе тіло людини пронизують кровоносні судини. За будовою вони не однакові. Артерії – це судини, по яких рухається кров від серця. Вони мають пружні еластичні стінки, до складу яких входять гладкі м'язи. Скорочуючись, серце викидає в артерію кров під великим тиском. Завдяки щільності і пружності стінки артерії витримують цей тиск і розтягуються.

Чим більша відстань від серця, тим менший діаметр артерій. Маленькі артерії розпадаються на капіляри. Їхні стінки утворені одним шаром плоских клітин. Крізь стінки капілярів речовини, розчинені в плазмі крові, проходять у тканинну рідину, а з неї потрапляють у клітину. Продукти життєдіяльності клітин проникають крізь стінки капілярів із тканинної рідини в кров. В організмі людини приблизно 150 млрд капілярів. Якщо всі капіляри розмістити в одну лінію, то нею можна оперезати земну кулю два з половиною рази. Кров із капілярів збирається у венах – судинах, по яких кров рухається до серця. Тиск у венах невеликий, стінки тонші за стінки артерій.

 

 

 

 

       Ймовірно, найзагадковіше природне явище зі всіх перелічених. Перш за все тому, що куляста блискавка - виключно рідкісне природне явище, єдиної фізичної теорії виникнення і перебігу якого досі не представлено. Існує близько 200 теорій, які пояснюють явище кулястої блискавки, але жодна з них не отримала абсолютного визнання в науковому товаристві. До того ж, вивчення явища значно ускладнюють сумніви в достовірності свідчень непідготовлених до проведення спостережень випадкових очевидців.

Широко поширена думка, що куляста блискавка - природне явище електричного походження, тобто являється особливого виду блискавкою, яка існує тривалий час і має форму кулі. При чому куля ця здатна переміщатись по непередбачуваній, іноді дивній для очевидців траєкторії.

     Куляста блискавка переважно з'являється в грозову погоду. Часто, але не обов'язково, поряд зі звичайними блискавками. Проте існує багато свідчень її появи в сонячну погоду. Найчастіше вона як би «виходить» з провідника або породжується звичайними блискавками, інколи спускається з хмар, в рідких випадках - несподівано з'являється в повітрі або, як повідомляють очевидці, може вийти з будь-якого предмета (дерево, стовп).

З точки зору фізики кульова блискавка – цікаве явище природи. Єдиний метод вивчення кульової блискавки – це систематизація та аналіз випадкових спостережень за нею. Вперше така систематизація була розпочата в першій половині XIX століття французьким фізиком Д.Араго, що зібрав дані про 30 випадків спостереження за кульовою блискавкою.

Опитування випадкових спостерігачів кульової блискавки проводилися з тих пір неодноразово. В грудні 1975 р. журнал «Наука и жизнь» звернувся до своїх читачів з анкетою, яка містила питання, що стосувалися цього дивовижного явища природи. Протягом 1976 року було отримано 1400 листів. В них міститься багато фактичних даних.

«Я бачив з відстані близько 10 м, кульова блискавка світло-жовтого кольору діаметром 30-40 см вискочила із землі в місці удару звичайної блискавки. Піднявшись на висоту 6-8 м, вона почала рухатися горизонтально. При цьому вона пульсувала, приймаючи то кульову, то еліптичну форму. Пройшовши за одну хвилину відстань близько 50 м, вона зіткнулася з сосною і вибухнула».

«Кульову блискавку я зустрів вечором перед грозою, коли йшов на полювання. Вона була близько 25 см в діаметрі, біла, рухалась горизонтально, повторюючи рельєф місцевості».

 «Після сильного удару блискавки у відкриті двері влетіла біло-голуба куляста маса діаметром 40 см і почала швидко рухатися по кімнаті. Вона підкотилася під табуретку, на якій я сидів. І хоча вона була безпосередньо біля моїх ніг, тепла я не відчув. Потім кульова блискавка притяглась до батареї центрального опалення і зникла з різким шипінням. Вона розплавила ділянку батареї діаметром 6 мм, залишивши лунку глибиною 2 мм»

З самої назви слідує, що кульова блискавка має форму кулі. Блискавка може витягуватися, приймаючи форму груші, її поверхня може коливатися. Кульова блискавка світиться – інколи тьмяно, а інколи досить яскраве світло кульової порівнюють з яскравістю світла 100-ватної лампочки. Кульова блискавка може мати жовтий колір, оранжевий, червоний, інколи – білий, синій, голубий. Іноді колір блискавки змінюється під час спостережень. Перед зникненням всередині блискавки можуть виникати темні області у вигляді п’ятен, каналів, ниток.

Як правило,кульова блискавка має чітку поверхню, що відмежовує речовину блискавки від оточуючого повітряного середовища. В окремих випадках на поверхні блискавки починають танцювати язики полум’я. Діаметр кульових блискавок знаходиться в діапазоні від долей сантиметрів до декількох сантиметрів. Найчастіше зустрічаються блискавки діаметром 15…30 см.

Кульова блискавка рухається тихо, але може видавати шипіння або гудіння – особливо, коли вона іскрить. Блискавка рухається по загадковій траєкторії. Разом з тим в її рухах виявляються закономірності. По-перше, виникнувши десь вверху, в хмарах, вона опускається до поверхні землі. По-друге, з’явившись у поверхні землі, вона рухається майже горизонтально, повторюючи рельєф місцевості. По-третє, блискавка обходить об’єкти, проводить струм. По-четверте, блискавка виявляє бажання проникнути всередину приміщення.

Викликає здивування здатність кульової блискавки проникати в приміщення через щілини і отвори, розміри яких набагато менші за розміри блискавки. Блискавка діаметром 40 см може пройти крізь отвір діаметром всього в декілька міліметрів. Проходячи крізь малий отвір, блискавка дуже сильно деформується, її речовина ніби переливається через отвір. Ще блискавка має властивість після проходження через отвір відновлювати свою кульову форму.

Швидкість руху кульової блискавки 1…10 м/с. За нею не важко спостерігати. Живе кульова блискавка від 10с до 1 хв. Менше живуть дуже малі блискавки і дуже великі. Найдовше живуть блискавки діаметром 10…40 см. Існує три способи припинення життя блискавок. В 55% випадків блискавка вибухає. В 30% випадків блискавка спокійно затухає. В 15% випадків блискавка розпадається на частини.

В переважній більшості випадків кульова блискавка виникає в період грозової активності, коли спостерігаються звичайні блискавки, і коли напруженість атмосферного електричного поля особливо велика.

Як народжується кульова блискавка, існують лише різні припущення. Можливо кульова блискавка виникає в місці різкого перелому звичайної блискавки, або в тому місці, яке тільки що було вражене звичайною блискавкою. Кульова може народитися при електричному розряді між хмарами. Кульову блискавку прийнято вважати рідкісним явищем по тій причині, що її вдається спостерігати надзвичайно рідко. Але це не означає, що кульова блискавка рідко виникає. Не потрібно плутати частоту її спостережень з частотою виникнення. Існує гіпотеза, згідно якої кульова виникає так же часто, як і звичайна блискавка. Лінійна блискавка яскраво спалахує, добре видна за кілометри і навіть десятки кілометрів. До того не вона повідомляє про себе виникненням грому. Кульова блискавка не так помітна. Щоб звернути увагу на порівняно невелику кулю, що рухається беззвучно, потрібно зіткнутися з нею «ніс в ніс».

 

 

Незважаючи на свою поширеність, міражі завжди викликають майже містичне відчуття подиву. Але міраж - це лише оптичне явище в атмосфері: відбиття світла стиком між різко різними за щільністю шарами повітря. Для спостерігача таке відбиття полягає в тому, що разом з віддаленим об'єктом (або ділянкою неба) видно його зміщене уявне зображення. Міражі бувають нижні, видимі під об'єктом, верхні, - над об'єктом, і бічні.

Нижній міраж спостерігається при дуже великому вертикальному градієнті температури (падінні її з висотою) над перегрітою рівною поверхнею, часто пустелею або асфальтованою дорогою. Уявне зображення неба створює при цьому ілюзію води на поверхні. Так, прямуюча вдалечінь дорога в жаркий літній день здається мокрою. Верхній міраж спостерігається над холодною земною поверхнею при інверсійному розподілі температури (зростає з її висотою).

Складні явища міражу з різким спотворенням вигляду предметів носять назву Фата-моргана. Існують також об'ємні міражі - в горах дуже рідко, за збігу певних умов, можна побачити «спотвореного себе» на досить близькій відстані. Пояснюється це явище наявністю в повітрі «стоячих» парів води.

 

 

      Ми майже звикли до звичайної веселки. Але нічна веселка набагато більш рідкісне явище, ніж веселка денна. Вона може з'явитись лише тоді, коли Місяць повний або майже повний - саме в цей час він буває найяскравішим. І все одно його яскравості недостатньо - місячна веселка значно блідіша за звичайну. Це пояснюється тим, що Місяць відбиває від Сонця менше світла, ніж випромінює саме Сонце.

     Для появи місячної веселки, за винятком тих, які викликані водоспадом, Місяць має знаходитись невисоко в небі (менше ніж 42 градуси і бажано ще нижче) і небо має бути темним. І звичайно ж навпроти Місяця повинен йти дощ. Шукати місячну веселку потрібно на протилежній від Місяця стороні неба.

      Феномен місячної веселки спостерігається лише в кількох місцях у світі. Наприклад, на території Йосемітського національного парку (США) знаходиться велика кількість водоспадів, тому тут можна спостерігати місячні веселки, особливо при весняному підвищенні рівня води від талого снігу. Але, ймовірно, при достатньо сильному тумані і ясній погоді, нічну веселку можна спостерігати на будь-яких широтах.

 

Найдосконаліша конструкція для польоту

З усіх сучасних біологічних видів пір'ям наділені тільки птахи. У більшості з них є пір'я декількох типів. Найпомітніші - контурні пір’я , що розташовуються внахлест і надають тілу птаха обтічну, аеродинамічну форму. До контурних пір’їв відносяться махові і рульові: політ відбувається в основному завдяки їм. У колібрі контурного пір'я може бути менше тисячі, а у лебедя - більше 25 тисяч.

      Перо - геніальний винахід. Стрижень, званий стовбуром, дивно гнучкий і міцний. Від стрижня відходять ряди борідок , що змикаються один з одним і утворюють єдине опахало. Ці борідки, немов застібка-блискавка, зчіплюються сотнями крихітних гачків-борідок. Коли така «застібка» роз'їжджається, птах просто пригладжує своє пір'я дзьобом - і все в порядку! Те ж саме з пером ми можемо виконати пальцями.

       Маховим пір'ям властива яскраво виражена асиметрія: передня сторона опахала більш вузька, ніж задня. Можна сказати, що завдяки такій будові кожне перо - це крило в мініатюрі. Якщо ближче розглянути великі махові пір'я, то на нижній стороні стовбура можна побачити жолобок. Ця проста деталь зміцнює перо, дозволяючи йому згинатися в різні боки і не ламатися.

     Під контурними пір’ями знаходяться довгі і тонкі ниткоподібні, а також порошкові пір'я. Чутливі волоски біля кореня ниткоподібних пір'їв виконують дотикальну функцію, і птиця відчуває напрям і швидкість руху повітря. Обламуючись, борідки порошкових пір'їв - єдиних, які не випадають, - утворюють дрібний порошок, що створює водовідштовхувальний ефект.

Крім усього іншого, пір'я захищають птицю від спеки, холоду і ультрафіолетових променів. Морським качках, наприклад, не страшні навіть самі жахливі океанські вітри. Чому? Під непроникним покровом контурного пір'я перебуває щільний шар м'яких пухових пір'їв, товщиною в півтора сантиметра, що покривають майже все тіло птаха. Пух - прекрасний ізолятор, який не можуть перевершити навіть новітні синтетичні матеріали.

 «Справа в тому, що пір'я аж надто абсолютно влаштовані», - зазначається у підручнику з орнітології Єльського університету. Факти показують, що перо ніколи не потребувало доопрацювання: «Найбільш ранні викопні пір'я виглядають настільки сучасно, що нітрохи не відрізняються від пір'я сьогоднішніх птахів».

     Весь пташиний організм буквально створений для польоту. Це і порожнисті, легкі кістки, і унікальна дихальна система, і складний м'язовий комплекс, що дозволяє здійснювати помахи та інші рухи крила. За роботу окремих пір'їнок відповідає цілий ряд м'язів. Нерви з'єднують м'язи з крихітним, але дивовижно влаштованим мозком, в якому, як у центрі управління, закладені команди для всіх систем, що діють одночасно, точно і машинально. Так що для польоту потрібні не тільки пір'я, але і весь цей неймовірно складний комплекс систем.

 

Око креветки-богомола

Креветки-богомоли павичові, виявлені в районі Великого Бар'єрного рифу в Австралії, мають найскладнішу зорову систему в порівнянні з усіма іншими представниками світу тварин. За словами фізика Ніколаса Робертса, «це дійсно незвичайно і перевершує все, що людство здатне створити».

Креветки-богомоли здатні сприймати і перетворювати поляризоване світло, чого люди робити не можуть. Поляризація світла може бути лінійною або круговою. На відміну від інших істот, ця креветка не тільки бачить лінійно поляризоване світло, а також світло, поляризоване по колу, а й перетворює один в іншій, і навпаки. Завдяки таким властивостям, у цих креветок унікальні зорові можливості.

DVD-програвачі працюють за таким же принципом. Щоб обробити інформацію, DVD-плейер повинен перетворювати поляризоване світло, спрямований на диск, у світ, поляризований по колу, а потім назад в лінійно поляризоване. Але креветка-богомол володіє ще більшими можливостями. Тоді як звичайний DVD- програвач перетворює тільки червоне світло (а програвачі з високою роздільною здатністю - синє), очі креветки перетворюють світло всіх кольорів у межах видимої частини спектру.

Вчені сподіваються, що, взявши очі креветки-богомола за зразок, вони зможуть розробити покоління більш досконалих DVD- програвачів. Ніколас Робертс зазначає: «Особливо цікаво те, що це так просто. Цей природний механізм повністю перевершує всі пристрої, які ми намагалися створити ».

 

 

Орієнтація голубів у просторі зовнішнього середовища

        

      Здатність знаходити дорогу та повертатися додому є властива усім тваринам, в тому числі і голубам. Домашні голуби повертаються до гнізда навіть тоді, коли їх відвести в закритій коробці на далеку відстань. Людей завжди цікавило як орі-єнтуються голуби під час довготривалих перельотів із далеких та не знайомих для них територій. Інтерес до цього запитання завжди був великий і на сьогоднішній день залишається таємницею.

       Орієнтація голубів - їхня здатність визначати своє положення у  просторі середовища за допомогою органів чуттів, що має велике значення в житті птиці, оскільки вона обслуговує всі важливі життєві ситуації - пошук їжі, розмноження, турбота про потомство. Голуб під час польоту змінює положення тіла в просторі відносно будь - якого зовнішнього фактора. Це відбувається в результаті впливу природних орієнтирів, являються головним компонентом орієнтаційної поведінки на завершальному етапі всього процесу орієнтації.           Голуб, що здійснює переліт потребує правильне визначення свого мі-сцезнаходження в просторі. Під час польоту йому також необхідно орієнтуватися відносно своїх ворогів, гнізда та інших важливих для нього об'єктів, явищ навколишнього світу.

    Безумовно в зовнішньому середовищі є елементи, які допомагають голубам при виборі відповідного напрямку під час перельотів. Якщо поставити себе на місце голуба, то важко уявити як можна визначити дорогу до рідного гнізда без спеціальних приладів орієнтації, щоб визначити орієнтир. Цей орієнтир був би не корисний якщо б у голубів не було рецепторів, що здатні реагувати на нього. Важко знайти такий рецептор який відповідає вимогам, що ставляться до нього під час польоту. Пояснення іноді базується на визначенні деяких факторів зовнішнього середовища - запахів, звуків.    
       Власники голубів протягом довготривалого часу розводили, відбирали і тренували домашніх голубів для польотів на далекі відстані. Особливо це цінується в спортивному голубівництві, де в змаганнях велике значення має швид-кість із якою птах летить до дому, а не абсолютний час який він затратить на повернення. Середня швидкість польоту голуба становить - 72  км / год. Молодим голубам дозволяють літати не далеко від дому. Як тільки голуби підростають, розпочинають їхнє систематичне тренування польотів на далекі відстані від рідної місцевості. 

      Голубівник відносить голубів в  невеликих ящиках на відповідну відстань, а пізніше відпускає їх, щоб голуби могли повернутися в голубник самостійно. Можливо, що частина голубів не повертається, пропадає, але коли вони повертаються, то швидко набирають досвід. Після декількох таких тренувальних польотів на відстані 5 - 10 - 16  км їм різко збільшують відстань до 20 - 50 - 80 і 100  км і більше. 

      Деякі голуби вже в перший рік свого життя та посилених тренувань повертаються із відстані в 160 км і більше. Голуби повертаються дуже добре з дистанції до 20  км, і більше 100 - 150 км,  ніж проміжних в 20 - 100 км. Тому, що при по-вертанні з близьких  дистанцій та дальніх дистанцій птахи користуються різними методами навігації. У  багатьох випадках молодих і недосвідчених голубів випускають разом із дорослими голубами, які вже літали по даному маршруту, і вони автоматично летіли за ними. 

       Дорослий птах безпомилково  визначає напрямок додому, і тим більше якщо йому вже знайомий маршрут та місцевість.    Міцна прив'язаність голуба до рідного гнізда - важливий фактор успішного повернення в голубник і якщо в голуба це добре розвинуто, то важко його навчити прилітати в інше місце. Добре навчені голуби повертаються в любий сезон незалежно від того, чи вони приступили до розмноження чи ні, також не впливає відкладення яєць, пташенята яких необхідно годувати. 

Голуби здатні повертатися з відстані в 800  км і більше за один день. Деякі голуби ставили рекордні повернення із відстані в 1600 - 2400  км  за 2 -3 дня.    Чим більша була відстань із якої поверталися голуби, тим біль-ше власників голубів цікавило яким чином голуби повертаються до голубника, що служить їм орієнтиром під час довготривалих польотів, адже вони перебувають у незнайомій для них місцевості, а до голубника декілька сотень, а то і тисяча кілометрів.  
 

 

      Роль поверхневих явищ у природі різноманітна. Наприклад, поверхнева плівка води для багатьох організмів є опорою при русі. Такою опорою для руху користуються дрібні комахи та павукоподібні. Найбільш відомі водомірки, які опираються на воду тільки кінчиками широко розставлених лапок. Лапка, покрита соскоподібним нальотом, не змочується водою, поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, утворюючи невелику заглибину. Подібним чином рухаються берегові павуки деяких видів, але їх лапки розміщуються не паралельно до поверхні води, а пі деяким кутом до неї.

      Деякі тварини, що живуть у воді, але не мають зябер, підвішуються знизу до поверхневої плівки води за допомогою не змочуваних щетинок,  які оточують їх органи дихання. Таким способом  користуються личинки комарів. Пір’я і пух водоплавних птахів завжди щільно змазане жиром, який виділяється особливими залозами ї забезпечую їх незмочуваність. Товстий шар повітря між пір’ям у  таких птахів не тільки захищає їх від втрати тепла, а й суттєво збільшує запас плавучості, подібно до рятувального жилета. Воскоподібний наліт на листках перешкоджає потраплянню вологи в мікроканали, які воконують роль дихальних шляхів рослини. Таку ж водонепроникну функцію виконує соскоподібний наліт для копиці сіна, солом’яної покрівлі хатин.

 

 

 

      «Ніч була безмісячна, зоряна, морозна, ясна. Темно, тільки на південному сході небо внизу слабо освічене, ніби за пагорбом горять вогні. Я милувався цим слабким світлом, яке перетворилося в снопи променів, що сходяться та тягнуться до верху. Від їх дотику на південному сході загорілась завіса, що поволі хиталася та звисала складками з неба», - так поетично описував полярне сяйво Рокуелл Кент.

       З давніх часів люди захоплювалися величавою картиною полярних сяйв і загадували запитання про їх походження. Один з найперших спогадів про полярні сяйва зустрічаються у Арістотеля. Там, де жив Арістотель, полярні сяйва бувають дуже рідко, але все ж бувають. В подібних рідкісних випадках вони відрізняються особливим багатством фарб.

      Немало забобонів породжено полярними сяйвами. В одних випадках вони викликають страх перед «божою карою», в інших, вони подавалися «небесною войовничістю». Літописці говорять, що під час битви військ Олександра Невського на льоду Чудського озера 1242 року, раптом з’явилися на небі спалахи. Згідно легенди російські військові побачили в цьому добрий знак і з подвійною силою накинулись на ворога.

       Стародавні люди пророкували за полярним сяйвом не тільки війну, голод, хвороби, але й зміну погоди. Вони вірили, що полярні сяйва відображають боротьбу добрих та злих духів.

      Таємниця полярних сяйв залишалась нерозкритою на протязі багатьох віків. Відносно їх природи і походження було висунуто багато гіпотез. Так, наприклад, рахували, що полярні сяйва являються відблиском сонця, що опустилося за горизонт. Припускали, що це світло, яке випромінює полярний лід під час особливо сильних морозів.

      По-справжньому загадку полярних сяйв вдалося розгадати тільки в наш час.

Виділяють основні чотири форми полярних сяйв. Найбільш проста форма - однорідна дуга. Вона має рівне свічення, більш яскраве в нижній частині дуги і поступово зникаюче вгорі. Протяжність дуги досягає тисяч кілометрів, товщина складає всього декілька кілометрів. Нижній край полоси знаходиться на висоті 100-150 км.

Наступна  форма сяйва – промені. На небі видно вузькі вертикальні лінії, що світяться, ніби велика кількість поставлених в ряд потужних прожекторів світять вгору. Зазвичай зеленуватого відтінку. Знизу полоса має рожевувато-оранжеву кайму.

Особливе враження справляють свічення, що мають форму стрічок, що можуть утворювати складки або закручуватися в спіралі. Високо в небі з’являються гігантські занавіски, вони коливаються, збурюються, змінюють обриси та яскравість.

Неможливо не відмітити сяйва, що мають форму розмитих плям, схожих на гігантські хмари, що світяться. Окрема така пляма має площу близько 100 км². Як правило плями зафарбовані в білий та червонуватий фон. Утворюються вони на висоті 100-500 км.

 

Різні форми полярних сяйв можуть виникати одночасно, накладатися один на одного. Проміння, стрічки, плями рухаються, при цьому інтенсивність їх світіння з часом змінюється. Протягом ночі можна спостерігати поступове перетворення одних форм полярних сяйв в інші. Форма полярного сяйва непостійна – вона здатна змінюватися протягом години і навіть декількох хвилин.

Припустимо, що ми дивимось на нашу планету із космосу, знаходячись десь над північним полюсом. Полярні сяйва будуть створювати вінок, що світиться над планетою, овалом, оточуючи полюс. Цей овал і є та область, де полярні сяйва спостерігаються найчастіше. При підвищенні сонячної активності розміри зони сяйв значно збільшуються.

Від сонця в різні боки безперервно поширюються не тільки хвилі електромагнітного випромінювання, але й потік заряджених частинок, що летять з великою швидкістю – сонячний вітер. Потрапляючи в земну атмосферу, частинки сонячного вітру направляються магнітним полем землі. Завдяки дії зі сторони земного магнітного поля космічні електрони і протони проникають досить глибоко в атмосферу до 100 км. Зіткнувшись з атмосферою і молекулами атмосферного повітря, вони іонізуються, збуджуються, в результаті чого виникає свічення, яке і є полярним.

 

 

 

    В природі існує двоє дивовижних тварин: летючі миші та дельфіни. І летючі миші і дельфіни – ссавці. Волею долі, а точніше еволюції, вони набули здатності, які для ссавців являються незвичайними. Летючі миші – це літаючі звірі, а дельфіни – плаваючі звірі. Перші живуть у світі птахів, а другі – в світі риб.

    Людини не змогла залишитися байдужою до них. Летючих мишей вона не полюбила, але полюбила дельфінів. В летючих мишах людям з давніх давен не подобалося все – потворна будова тіла, некрасива голова, нічний спосіб життя. А дельфіни завжди подобались людям. Потрібно відмітити, що і людини подобається дельфінам. Дружелюбність дельфінів по відношенню до людей дивовижна. Якщо побачити величезну пащу з 88 зубами, то з’являється зрозуміле побоювання. Але можна спокійно плигати в воду до цих добродушних звірів. Вони не чіпають людей, крім того, можуть спасти, якщо доведеться тонути. Дельфіни дуже терплячі. Навіть хірургічні операції вони переносять, не проявляючи ніякої агресивності до людини. Дельфіни добре піддаються дресируванню.

Отже літаючі миші та дельфіни, що у них спільного?

Сонари летючих мишей. Чому летючі миші можуть впевнено літати в повній темноті? Це питання зацікавило в кінці XVIII ст.. Ладзаро Спалланцані, що той проробив над летючими мишами ряд дослідів. Спаланцані встановив, що летючі миші, позбавлені зору, продовжують спокійно літати в тісному приміщенні, добре орієнтуючись в темноті. При цьому вони повністю зберігають здатність полювати за комахами. Миші, у яких вуха заліплені воском, стають безпорадними, вони втрачають орієнтацію і весь час наштовхуються на різні перепони. Спаллацані зробив вірний висновок: летючі миші орієнтуються в темноті за допомогою слуху. Він припустив, що миші видають під час польоту якісь звуки і вловлюють ехо від перешкод і від комах. По ехо-сигналах вони і орієнтуються в польоті.

В ті часи подібні припущення багатьом здавалися не серйозні, адже було відомо, що летючі миші літають зовсім безшумно. Тоді ще не знали, що поряд із звуками, котрі чуємо, бувають звуки, котрі людське вухо не сприймає, - інфразвуки, ультразвуки. Недивно, що після смерті Спаллацані досліди з летючими мишами надовго припинилися. Вони відновилися лише на початку XIX ст. В 1938 р. американські дослідники Г.Пірс і Д.Гріффін використавши спеціальну апаратуру, встановили, що чудова орієнтація летючих мишей в просторі і в повній темноті зв’язана з їх здатністю сприймати ехо. Виявилось, що під час польоту миші випромінюють короткі ультразвукові сигнали на частоті біля 8·10⁴Гц, а потім вловлюють ехо-сигнали, які приходять до неї від найближчих перешкод і від комах, що пролітають неподалік.

     Летючі миші – власники досконалих природних звукових радарів, або, інакше кажучи, природних сон арів. Будова сон арів у різних видів летючих мишей різна. Наприклад, гостровуха нічниця випромінює ультразвукові хвилі через рот, а великий підковоніс – через ніздрі, котрі у нього оточені шкіряними виростами подібно до рупора. На діаграмі можна розгледіти направленість ультразвуку, що випромінюють миші. Довжина червоних відрізків на діаграмі пропорційна інтенсивності звуку в відповідному напрямі. Видно, що нічниця випускає звуковий промінь з кутом розхилу біля 40⁰, а підковоніс – біля 80⁰.

     Відбиті від об’єкта ультразвукові хвилі летюча миша вловлює вухами, що мають порівняно великі розміри. Слуховий апарат мишей значно досконаліший, ніж у людини. Справа тут не тільки в тому, що миша вловлює ультразвукові частоти. Вони здатні вловлювати вкрай слабкі сигнали, наприклад звук, відбитий від комара, що летить. Крім того, летюча миша дивовижно точно визначає напрямок на об’єкт, котрий відбив звуковий сигнал.

      Багато видів летючих мишей харчуються маленькими комахами, що літають. Комар має масу приблизно 0,002г. Припустимо, що за 15 хв. активної охоти на комарів маса летючої миші збільшилась з 5г до 5,4г. Отже, маса з’їдених мишею комарів складає 0,4г, що відповідає 200 комарам – це менше 5с на кожного комара. І це не рекорд. Миша може затрачати на піймання одного комара менше секунди. Коли летюча миша полює на комарів, то здається, що вона здійснює швидкі хаотичні рухи в повітрі, кидається то в одну, то в іншу сторону. Насправді летюча миша дуже досвідчена в польоті. Вона наділена досконалим сон аром. Кожний її рух являється спрямованим і точним.

Сонари дельфіна. Як і летючі миші, дельфіни володіють чудовим природним сон аром. Ехолокацію дельфінів виявили не так давно – на початку 50-х років минулого століття. Зацікавленість дельфінами різко підвищилася. В багатьох країнах почалися дослідження способу життя, поведінки, можливостей цих тварин.

Ехолокація у дельфінів, як і у мишей здійснюється на ультразвукових частотах. Дельфіни використовують головним чином частоти від 8·10⁴ до 10⁵ Гц. Потужність випромінюваних дельфінами локаційних сигналів може бути дуже великою. Відомо, що вони можуть виявляти косяки риб на відстані до кілометра. Дельфін має здатність сприймати дуже слабкі сигнали в сильному шумі. Наприклад, він чудово помічає маленьку рибку, що з’явилася на відстані 50 м.

В слуховому апараті дельфіна єсть два види «вхідних воріт». «Ворота» першого типу – витягнута нижня челюсті. Через ці «ворота» до внутрішнього вуха дельфіна поступають ультразвукові хвилі, напрямок яких співпадає з напрямком челюсті . Саме на цьому напрямку здійснюється ехолокація. «Ворота» другого типу – ті місця, де колись у далеких предків, що жили на суші, були звичайні вуха. Вух, як таких у дельфінів немає, але звуки вони пропускають чудово. Через ці «вхідні ворота» до внутрішнього вуха дельфіна поступають з усіх боків звукові хвилі відносно низької частоти.

Таким чином, можна виділити два види слуху у дельфінів. Перший вид – гостро направлений ехолокаційний слух на ультразвукових частотах. Цей слух призначений для сприймання лише ультразвукових сигналів, відбитих від об’єкта. Другий вид слуху – слух кругового огляду. Він призначений для сприйняття дельфіном звичайних звуків, що заповнюють оточуюче середовище. Все сказане ілюструється малюнком. Відрізки, відокремлені кривою 1 відносяться до ехолокаційного слуху, а кривою 2 – до слуху кругового зору.

 

Чутливість комах до магнітних полів

Очевидну сприйнятливість до магнітного поля Землі продемонстрували, наприклад, терміти. Установлено, що в термітнику комахи розташовуються поперек магнітних силових ліній. Якщо комах екранувати від магнітного поля, то вони відразу втрачають свою здатність орієнтуватися в просторі. За таких умовах (без магнітного поля) вони розселяються довільно.

Було встановлено, що в магнітному полі Землі орієнтуються молюски, хробаки й навіть водорості. Деякі морські бактерії розташовуються в придонному мулі під певним кутом до силових ліній магнітного поля Землі.

Спостереженнями встановлено, що і на початку, і наприкінці польоту жуки, бджоли й інші комахи вибирають головним чином напрямок північ-південь або захід-схід. Досліди показали, що комахи змінювали вибір орієнтованого положення в просторі, якщо змінювався напрямок магнітного поля.

Мухи й інші комахи «сідають» переважно в напрямку поперек або уздовж магнітних ліній магнітного поля Землі.

Орієнтиром для перелітних птахів також служить магнітне поле Землі. Нещодавно вчені довідалися, що у птахів в зоні очей розташовується маленький магнітний «компас» — крихітне тканинне поле, у якому розташовані кристали магнетиту, що мають здатність намагнічуватися в магнітному полі.

Ботаніки встановили сприйнятливість рослин до магнітних полів. Виявляється, сильне магнітне поле впливає на ріст рослин.

 

 

З давніх-давен люди знають, що існують «електричні» риби, наприклад вугор або скат, які створюють розряд, подібний до розряду конденсатора. І ось професор анатомії університету в місті Болонья Луїджі Гальвані вирішив з’ясувати, чи не мають такої здатності інші тварини. У 1780 р.  він препарував мертву жабу й вивісив на балкон для просушування лапку цієї жаби на мідному дроті. Вітер розгойдував лапку,і Гальвані помітив, що, доторкаючись до залізних поручнів, вона скорочується майже так само, як у живої істоти. Із цього Гальвані зробив помилковий (як потім з’ясувалося) висновок, що м’язи й нерви тварин виробляють електрику.

Цей висновок був неправильний щодо жаби. Тим часом риби, які виробляють електрику, причому в чималій кількості, існують і досить поширені. Ось що пише вчений, фахівець у цій галузі Н.І.Тарасов.

У теплих і тропічних морях, у річках Африки і Південної Америки живуть кілька десятків видів риб, здатних час від часу або постійно випускати електричні розряди різної сили. Своїм електричним струмом ці риби користуються не тільки для захисту й нападу, але й для того, щоб сигналізувати одне одному й завчасно виявляти перешкоди. Електричні органи є тільки в риб. Якби вони були в інших тварин, ученим давно б це стало відомо.

Електричні риби існують на Землі вже мільйони років. Їхні рештки знайдені в дуже давніх шарах земної кори. На давньогрецьких вазах є зображення електричного морського ската – торпедо.

У творах давньогрецьких і давньоримських письменників та натуралістів про чудесну, незрозумілу силу, якою наділений торпедо. Лікарі Стародавнього Риму тримали цих скатів у себе вдома у великих акваріумах. Вони намагалися використовувати торпедо для лікування хвороб: пацієнтів змушували торкатися ската, і від ударів електричного струму хворі нібито одужували.

      Обриси тіла торпедо нагадують гітару завдовжки від 30 см до 1,5 і навіть до 2м. Його шкіра набуває кольору, подібного до навколишнього середовища (така здатність властива також восьминогові, камбалі, деяким креветкам). Різні види торпедо живуть у прибережних водах Середземного й Червоного морів, Індійського та Тихого океанів, біля берегів Англії. У деяких бухтах Португалії та Італії торпедо буквально кишать на піщаному дні.

Електричні розряди торпедо дуже сильні. Якщо цей скат потрапить у рибальські сіті, його струм може пройти по вологих нитках сіті й ударити рибалку. Електричні розряди захищають торпедо від хижаків – акул і восьминогів – і допомагають йому полювати на дрібну рибу.

Електрика в торпедо виробляється в спеціальних органах – «електричних батареях». Вони розташовані між головою та грудними плавцями й складаються із сотень шестигранних стовпчиків драглистої речовини. Стовпчики відокремлені один від одного щільними перетинками, до яких підходять нерви. Верхівки й основи стовпчиків стикаються зі шкірою спини й черева. Нерви, що підходять до електричних органів, добре розвинені й мають усередині «батарей» близько півмільйона закінчень. За декілька десятків секунд торпедо випускає сотні й тисячі коротких розрядів, що йдуть потоком від черева до спини. Напруга струму в різних видів скатів коливається від 80 300 В при силі струму 7-8 А.

        У водах наших морів живуть деякі види колючих скатів – райя, або, як їх у нас називають, морські лисиці. Дія електричних органів у цих скатів набагато слабша, ніж у торпедо. Можна припустити, що слабкі, але добре розвинені електричні органи райя служать їм для зв’язку одне з одним і відіграють роль бездротового телеграфу.

У східній частині тихоокеанських тропічних вод живе скат дископіге очковий. Він займає ніби проміжне місце між торпедо й колючими скатами. Цей скат живиться дрібними рачками й легко їх добуває, не застосовуючи електричного струму. Його електричні розряди нікого не можуть убити й, імовірно, служать йому лише для того, щоб відганяти від себе хижаків.

         Електричні органи є не тільки у скатів. Тіло африканського річкового сома обгорнуте, ніби шубою, драглистим шаром, у якому утворюється електричний струм. На частку електричних органів припадає близько чверті маси всього сома. Напруга розрядів цієї риби сягає 360 В; вона небезпечна для людини й, звісно, згубна для риб.

              В Індійському, Тихому й Атлантичному океанах, у Середземному та Чорному морях живуть невеликі рибки, схожі на бичків, - зірко гляди. Зазвичай вони лежать на прибережному дні, підстерігаючи здобич, яка пропливає згори. Тому їхні очі, розташовані на верхньому боці голови, дивляться вгору. Звідси й походить їхня назва. Деякі види зірко глядів мають електричні органи, які розташовані в очній  ямці й служать, імовірно, лише для сигналізації.

      У південноамериканських тропічних ріках живе електричний вугор. Це сіро-синя змієподібна риба завдовжки до 3 м. На частку голови й грудочеревної частини припадає всього 1/5 її тіла, а вздовж 4/5 тіла по обидва боки розташовані складні електричні органи. Вони складаються із 6000-7000 пластинок, відокремлених одна від одної тонкою оболонкою й ізольованих прокладками з драглистої речовини. Пластинки утворюють свого роду батарею, що дає розряд у напрямку від хвоста до голови. Струм вугра достатній, щоб убити у воді рибу або жабу. Кепсько буває й людям, які купаються в ріці: електричний орган вугра дає напругу кількасот вольтів. Особливо велику напругу струму дає вугор тоді, коли згинається в дугу, так, що жертва перебуває між його хвостом і головою: виходить замкнуте електричне кільце.

 

                                              

Рослини та тварини - провісники погоди

     Погода - це стан нижнього шару атмосфери в даній місцевості в певний час. Це значить що погода постійно змінюється.

      Стан погоди характеризують такі показники: температура повітря, атмосферний тиск, вологість, сила й напрямок вітру, хмарність, атмосферні опади.

      Вивченням атмосферних процесів займається наука метеорологія. Прогноз погоди становлять синоптики на основі отриманих результатів. Ці дані наносять на синоптичну карту за допомогою спеціальних значків. складається синоптичну карту . Особлива увага приділяється руху циклонів і антициклонів, а також розподілу атмосферного тиску. Для вивчення атмосфери широко використовують радіозонди, ракети, супутники.

Пророкувати погоду можуть не тільки синоптики.

       Людина давно помітила, що в багатьох рослин перед зміною погоди змінюється положення окремих частин. Вони можуть уловлювати те, що не підвладно нашим органам почуттів. Така здатність пояснюється залежністю їхнього життя від умов середовища: температури, вологості й тиску повітря, а також від сонячного світла.

Кульбаба. Перед негодою квітки його закриваються, начебто ховаються від дощу. Легкі білі парашути кульбаби розлітаються навіть від слабкого вітру в суху погоду. Перед дощем же вітер ніяк не може зірвати немов приклеєні насіння. А все тому, що, почуваючи зміну погоди, рослина складає свою пухнату кульку як парасолька.

Лугова конюшина. Рослина гарна реагує на тепло, вологу зміни атмосферного тиску. До непогоди конюшина складає свої пелюстки й нахиляє голівку квітки, а перед стійкою гарною погодою його стебло й листів розправлені, суцвіття підняте нагору.

 

Деякі народи як "живий барометр" використовують рибу голець. У ясну погоду він лежить на дні акваріума нерухомо, але от, виляючи довгим тілом, він починає снувати уздовж стінок акваріума, і через якийсь час піднебіння затягається хмарами. А тепер голець уже кидається по акваріуму нагору - долілиць, праворуч - ліворуч, виходить, незабаром забарабанять краплі дощу.

Чудові метеорологи - павуки.  Відомо, що вони не переносять вологості, тому вкрай рідко виходять на полювання ранком. Ранком вони з'являються лише тоді, коли немає роси, а відсутність роси - один з ознак близької негоди. Жари павуки також бояться, тому, коли павук виходить на полювання в пекучий полудень, це значить, що він почуває сильний вітер або грозу, що, порвавши павутину, може позбавити його їжі. Увечері павуки охоче залишають своє житло, якщо не почувають наближення дощу. Побачивши павука ввечері, можна сміло очікувати гарної погоди наступного дня.

Давно відома здатність бджіл передчувати зміну погоди. Коли наближається гроза, вони злітаються до пасіки.

Блискучий «прогнозист» - жаба. Вона тонко реагує на найменші зміни в атмосфері. Люди здавна помітили: озерні жаби злазять на берег - до дощу.

Чимало прикмет пов'язані з поводженням всюдисущих горобців. У гарну погоду вони веселі, рухливі. Якщо ж горобці збираються зграйками на землі, стають млявими, сидять розтопіривши пір’я  - до дощу.

 

Великий строкатий дятел повідомляє про зміну погоди своїм барабанним дробом на суках. Якщо дятел стукає дзьобом у ясний літній день, - виходить, буде дощ.

 

 

У народі існує точна прикмета: ластівки літають високо - до гарної погоди, низько - до дощу.

 

 

 

Радар водяного слона

        Серед численних священних тварин Давнього Єгипту є рибка, що має цілком унікальні здібності.

Риба ця —мормирус, чи водяний слон. Щелепи в неї витягнуті у невеликий хоботок.  Здатність мормируса бачити невидиме здавалося надприродним дивом. Винахід радіолокатора допоміг розкрити таємницю.

      Виявляється, природа наділила водяного слона дивовижним органом — радаром!

       В багатьох риб, всім відомо, є електричні органи. У мормируса в хвості поміщається теж невеличка «кишенькова батарейка». Напруга струму, що виробляється, невелика — всього шість вольт, і цього досить.

Кожну хвилину радіолокатор мормируса надсилає у простір вісімдесят — сто електричних імпульсів. Виникаючі від розрядів «батарейки» електромагнітні коливання частково відбиваються від оточуючих предметів і у вигляді радіоеха знову повертаються до мормирусу. «Приймач», який ловитиме відлуння, лежить у  спинному плавці дивовижної рибки. Мормирус «обмацує» околиці за допомогою радіохвиль!

         Повідомлення про незвичайні властивості мормируса було зроблено в 1953 році Східноафриканским іхтіологічним інститутом. Співробітники інституту помітили, що   мормируси, котрі містилися в акваріумі, починали неспокійно метатися, коли у воду опускали який-небудь предмет, з високою електропровідністю, наприклад шматок дроту. Схоже, мормирус може відчувати зміни електромагнітного поля, наведеного його електричним органом? Анатоми досліджували рибку. Парні галузі великих нервів проходили вздовж її спини від мозку до спинного плавця, де, розгалужуючись на дрібні гілочки, закінчувалися в тканинних утвореннях на однакових один від одного інтервалах. Певно, тут міститься орган, який ловитиме відбиті радіохвилі. Мормирус з перерізаними нервами, обслуговуючими цей орган, втрачав чутливість до електромагнітного випромінювання.

        Живе мормирус на дні річок і ставків і харчується личинками комах, яких витягує з мулу довгими щелепами, як пінцетом. Під час пошуків їжі рибка оточена зазвичай густою хмарою каламутного мулу  нічого навколо не бачить. Капітани кораблів з власного досвіду знають, наскільки незамінний в таких умовах радіолокатор.

         Мормирус не єдиний у світі «живий радар». Чудове радіооко виявлено й у хвості електричного вугра Південної Америки, «акумулятори» якого розвивають рекордне напруга струму — до п'ятисот вольт, а, по деякими даними, до восьмисот вольт!

         Американський дослідник Кристофор Коутес після серії експериментів, проведених у нью-йоркскому акваріумі, дійшов висновку, що невеликі бородавки на голові електричного вугра — антени радіолокатора. Вони уловлюють відбиті від оточуючих предметів електромагнітні хвилі, випромінювач яких лежить у кінці хвоста вугра. Чутливість радарної системи цієї риби така, що вугор, очевидно, може встановити, який  предмет потрапив у поле дії локатора. Якщо це придатна для харчування тварина, електричний вугор негайно повертає голову у бік. Потім вводить в  дію потужні електричні органи в передній частини тіла — метає на поталу «блискавки» — і поспішаючи, пожирає вбиту електричним розрядом здобич.

Вологість повітря та самопочуття людини

Вологість повітря є важливою складовою. Погане самопочуття, швидка стомлюваність, першіння в горлі, нежить, що не припиняється - перші ознаки того, що в приміщенні, де ви живете, занижені показники нормальної вологості повітря. В цьому випадку навантаження на серце зростає, а шкіра швидше старіє.

Фахівці стверджують, що нормою вологості повітря в наших будинках можна вважати 40-60%, але в дійсності, цей показник не перевищує 20-30%, а в зимові дні, за рахунок центрального опалення, вологість повітря порівнянна з вологістю повітря в пустелі.

Норми вологості повітря і вплив на організм

     Відносна вологість повітря визначає вміст у ньому водяної пари. Як відомо, 80-90% тіла людини складає вода, тому показник вологості в атмосфері також важливий для здоров'я людини. Придатним вважається приміщення, температура повітря якого складає приблизно 20°С, а відносна вологість - не нижче 45-50%.

      Перебування в приміщенні порушує природний баланс вологості. І якщо в літній час це може бути непомітним, то взимку різниця показників відносної вологості на вулиці і в приміщенні стає більш помітною. Це пояснюється тим, що рівень відносної вологості вуличного повітря знижується при його нагріванні системою опалення. Коливання вологості повітря, як у бік зменшення, так і у бік збільшення, негативно впливають на самопочуття і здоров'я.

       Це може провокувати різні нездужання, головний і фізичний біль, зниження імунітету, може з'явитися відчуття втоми, незатишку, занепаду сил, небажання працювати. Організм людини негайно реагує на зниження вологості повітря - з тіла з підвищеною швидкістю починає випаровуватися волога. Взаємодія з сухим повітрям, в першу чергу, проявляється у відчутті сухості слизової оболонки носа і дихальних шляхів, сухості шкіри (рук і обличчя), пересиханні губ.

        Надлишкова сухість повітря провокує подразнення носа, ангіну, пересихання шкіри та губ, може призвести до проблем із диханням. Надлишкова вологість повітря також несприятлива: може викликати алергічні реакції, астму, риніт.

Наслідки надмірної сухості повітря:

- Захворювання слизових оболонок: слизові оболонки верхніх дихальних шляхів втрачають свою захисну функцію - респіраторний епітелій, вражаються вухо-горло-носова і бронхіальна ділянки. Зростає небезпека бактеріального зараження слизової оболонки очей, яка також втрачає свої захисні функції. Особливо небезпечно це для тих, хто носить контактні лінзи: з'являється дискомфорт у наслідок прискореного пересихання лінз, що створює додаткове роздратування для очей.

 
- Погіршення здоров'я дитини: для здорової дитини, яка не хворіє респіраторною інфекцією, вологість повітря повинна становити не менше 50%, в іншому випадку може пересихати слизова і проявитися закладення носа. Слиз може накопичуватися в порожнинах і утворювати живильне середовище для бактерій.

- Сухість шкіри: знижена вологість повітря сприяє більш швидкому випаровуванню води зі шкіри, і як наслідок, вона стає сухою, грубою, схильною до запалення і починає лущитися.

- Пил: оптимальна вологість повітря "зв'язує" пил, особливо це важливо для тих, хто страждає від астми та алергії.

Як підвищити вологість повітря

Одним із найбільш простих способів підвищення вологості повітря в приміщенні є кімнатний фонтанчик, циркуляція і випаровування води в якому може трохи поліпшити показники вологості повітря, але цього недостатньо.

Спеціальне обладнання - зволожувачі/осушувачі повітря - дозволяють підтримувати відносну вологість на оптимальному рівні. У 2008 японський гігант електроніки Matsushita Electric Industrial розробив побутової зволожувач повітря «Nano-care», який забезпечує шкіру людини вологою на нано рівні. Цей прилад можна використовувати під час відпочинку, наприклад, сну.

Побутові зволожувачі повітря створюють у приміщенні ідеальний мікроклімат, який дозволить вам приємно відпочити або продуктивно попрацювати, в незалежності від того, яка на вулиці погода.

Аномалії води.

Перша аномалія води - виключно висока теплоємність води порівняно з іншими рідинами і твердими тілами. Кількість теплоти, необхідна для нагрівання будь-якого тіла на один градус називається  теплоємністю тіла.    

Через особливу здатність води поглинати теплоту її температура під час нагрівання й охолодження змінюється мало, тому морським і річковим мешканцям ніколи не загрожують ні сильне перегрівання, ні надмірне охолодження.

Відмінність між теплоємностями води і грунту є однією з причин, що визначають різницю між морським і континентальним кліматом. Нагріваючись приблизно в 5 разів повільніше, ніж грунт, вода у стільки ж разів повільніше охолоджується. Завдяки цій особливості моря й океани є потужними акумуляторами теплоти. Постійно віддаючи її атмосфері, вони пом’якшують клімат Землі. Через високу теплоємність воду широко використовують як теплоносій  у теплосиловому та комунальному господарстві, а також як охолоджувач у разі необхідності зниження температури.

Друга аномалія води. У воді найвища в світі мінералів прихована теплота випаровування і плавлення, тобто та кількість теплоти, яка необхідна для перетворення рідини на пару та льоду на рідину. Наприклад, щоб перетворити 1 кг льоду на рідину, необхідно затратити 2,3МДж. Сама ж речовина (лід—вода) зовсім не підвищує свою температуру. Температура льоду, що тане, незмінно однакова: 0°С. В той же час вода з навколишнього середовища повинна поглинати 336 кДж/(кг*К) теплоти. Але уточнюємо: якщо лід тане при температурі 0 °С та нормальному тиску, то для плавлення 1 кг льоду, що має температуру -7 °С, достатньо 320 кДж, а при -3°С — 306 кДж. Виходить, що з кожним градусом униз по шкалі термометра теплота плавлення льоду зменшується на 3,5 кДж. Чи не дивно? Чим холодніший лід, тим легше перетворити його на воду. Це і є наступний каприз води.

        Третя аномалія води. Подібне ми спостерігаємо і під час перетворення води на пару. Щоб випарувати воду з чайника, теплоти необхідно в 5,5 раза більше, ніж для того, щоб закип'ятити її без підвищення температури кипіння води, яка стала і (при тиску в 1 атм.) дорівнює 100 °С. Звичайно, ці ж 2,3 Дж/(кг*К) кожен кілограм пари віддає в навколишнє середовище, конденсуючись у воду. Коли б не ця властивість води — навіть у спеку випаровуватися повільно — багато озер і річок улітку пересихали б до дна.

        Четверта аномалія води. Четверта аномалія полягає в наступному. Замерзаючи, вода розширюється на 9 % порівняно з початковим об'ємом. Густина звичайного льоду — 924 кг/м3, тому він легший від води і спливає на її поверхню. Коли б цієї аномалії не було, то лід не зміг би плавати, водойми промерзли б до дна і все живе загинуло б.

Ми кажемо: звичайний лід. Учені виявили шість різновидностей льоду. З підвищенням тиску точка переходу води в лід знижується. Якщо заморозити воду при температурі -170 °С (за звичайного тиску), з неї утворюється дуже щільний лід. Він тоне у воді, оскільки його густина — 2300 кг/м3. Але найцікавішим із шести існуючих різновидів льоду є «гарячий лід», який отримують під тиском 21 000 атм. Він має температуру +76 °С. Такий лід можна отримати безпосередньо з води при температурі +60 °С і тиску 16500атм. «Гарячий лід» плавиться при температурі +192 °С і тиску 32 000 атм. І не дивно, якщо в надрах Землі (на глибині в декілька сот кілометрів) виявляють гарячий лід. Гарячий у повному розумінні цього слова.

П’ята аномалія води. П'ята аномалія найбільш незвичайна. Усі речовини під час нагрівання розширяються, а при охолодженні стискаються. Вода також стискається під час охолодження. Але вона стискається до тих пір, поки її температура не досягне +4 °С. Потім вона знову починає розширюватися, хоча температура й знижується: найважча вода — при 4 °С вище нуля (1 м3 має масу 1 т). Тому зимою, охоловши до +4 °С, вона опускається на дно водойми і зберігається там протягом усієї зими, не замерзаючи. Ця властивість води рятує життя всіх прісноводних тварин, що зимують у річках, ставках, озерах.

Шоста аномалія води. Шоста аномалія пов'язана з тим, що вода, як і ртуть, має найбільший поверхневий натяг. Усередині рідини притягання молекул одна до одної зрівноважується, а на поверхні — ні. Молекули води, які розміщені глибше, тягнуть донизу верхні молекули. Тому крапля води начебто намагається затягти себе у вузлик. Стягують її сили поверхневого натягу. Крапля води упакована в свою поверхневу плівку, яка дуже міцна. Щоб розірвати її, потрібна сила, і немала. По цій плівці бігають комахи — вертячки та водоміри, по ній повзуть равлики з масивними раковинами і навіть ящірки-василіски. Усі вони важчі за воду, але не тонуть: плівка підтримує їх.

Фізики точно розрахували, яку гирю треба підвісити до стовпчика води завтовшки 3 см, щоб розірвати його. Маса такої гирі величезна — понад 100 т. Це для абсолютно чистої вводи. У природі такої води немає, в ній завжди щось розчинено. Нехай хоч небагато, але чужорідні речовини розривають зв'язки між молекулами води і сили зчеплення між ними зменшуються. Але капілярність зберігається і відіграє суттєву роль у живій природі. Своєрідними капілярами є коріння рослин. Сили поверхневого натягу тягнуть воду вгору із глибини грунту, живлячи рослини солями і вологою. Під дією сил поверхневого натягу кров наповнює капіляри тварин і людей. Важко уявити собі картину життя на Землі при зменшенні поверхневого натягу води.

Сьома аномалія води. Сьома аномалія полягає в тому, що вода — найкращий розчинник. Вона розчиняє дуже багато речовин, проте сама залишається інертною і не змінюється від багатьох речовин, які розчиняє. Завдяки цьому вода змогла стати носієм життя.

Усі ви знайомі з кругообігом води в природі. А яким свіжим буває повітря після дощу! Дощова вода чи сніг — це фільтр атмосфери. Тож поговоримо про розчинні здатності води.

Спробуйте уявити, скільки тисяч вулканів протягом усіх геологічних епох викидали в атмосферу Землі отруйні гази і пил. Коли б усе це залишалося в повітрі, ні один промінь Сонця не зміг би сьогодні проникнути крізь густу чорну млу, що оточила б планету. Ні один мікроб не вижив би в її отруйному середовищі. А що вже говорити про тваринний чи рослинний світ? На наше щастя, скільки років діють вулкани, стільки ж років випадають на Землю дощі. Пронизуючи повітряну оболонку планети, краплі води захоплюють пилюку і розчиняють у собі отруйні гази. А зараз діяльність вулканів доповнюється бурхливою «діяльністю» заводських труб та вихлопних труб автомобілів. Зростає забруднення повітря також через втручання людини. І дощам усе важче справлятися зі своїми фільтруючими «обов'язками». Виникає запитання: якщо вода розчиняє всі гази, що є в атмосфері Землі, то чому ж вона не розчиняє в собі саму атмосферу, крізь яку падає дощем, і яка є сумішшю газів?

Справа в тому, що повітря, яке оточує Землю, також розчиняється у воді, але воно безперервно поповнюється рослинами планети. Цікаво, що 1,5 млн км3 вільного кисню, який міститься в атмосфері, вимагав би розкладу 1,6 млн км3 води, що приблизно дорівнює 20-ти об'ємам Каспійського моря. Таким чином, увесь атмосферний кисень поновлюється тільки за 3,2 тис. років. Безповоротне поглинання повітря призвело б до безперервного зниження атмосферного тиску, що, в свою чергу, викликало б інтенсивне випаровування води. Випаровуючись, вода повинна розчиняти в собі гази. До того ж кількість розчиненого у воді газу визначається ступенем насичення, тобто не може бути як завгодно великим. Таким чином, вода — своєрідне реле тиску атмосфери. Тиск повітря, що оточує нас, з дуже незначними коливаннями має стале значення — 760 мм рт. ст.

Незрозумілою залишається й інша обставина: чому під час випаровування води в атмосферу повертаються не всі розчинені нею гази, а тільки азот і кисень. Яким чином вдається воді втримати такий активний елемент, як кисень, від реакцій з іншими розчиненими в ній речовинами? Знову загадка води!