Питер ЧалленорСаутгемптонский океанографический центр, Гемпшир, Великобритания
Энергия ветра поначалу поднимает ветровые волны. Ветровые волны круче и беспорядочнее, чем зыбь, для них характерны барашки и пенистые гребни. Чем дольше дует ветер, тем длиннее преобладающие ветровые волны.
Когда ветер прекращается или ветровые волны покидают зону возникновения, образование барашков некоторое время продолжается, его сопровождает удлинение волн, пока они не утратят крутизну, необходимую для формирования барашков. Ветровые волны превращаются в зыбь.
Поверхностным волнам в жидкости свойственно рассеиваться — это означает, что волны разной длины перемещаются с разными скоростями. Чем длиннее волна, тем быстрее она перемещается и первой достигает наблюдателя.
Со временем длина зыби становится все короче, ее место занимают короткие волны. Зыбь от шторма, сформировавшегося за тысячи километров, может сохраняться несколько дней, но в конце концов укоротится из-за дисперсии.
Дисперсия действует как фильтр, поэтому только зыбь узкого диапазона может присутствовать в одной зоне океана в один период времени. Именно поэтому зыбь выглядит такой одинаковой, если смотреть на нее с самолета.
Обычно амплитуда зыби снижается при выходе из зоны волнообразования, поскольку энергия распространяется по значительному участку океана.
Но это еще не все. Следующий ветер поднимет ветровые волны, часть энергии которых передастся зыби и увеличит ее амплитуду, не меняя длины волны. Точно так же ветровые волны в обратном направлении могут уменьшить амплитуду зыби.
Джон РидБывший сотрудник лаборатории Хобарта при отделе морских исследований, Тасмания, Австралия
«Почему облака темнеют и приобретают темно-серый цвет перед дождем или сильной грозой?»
Пушистые белые облака темнеют перед дождем потому, что впитывают больше света.
Обычно облака выглядят белыми, когда свет, проходящий сквозь них, рассеивает мелкие частицы льда или воды, из которых они состоят. Но когда размер этих частиц льда или воды увеличивается, как бывает перед дождем, рассеивание света постепенно заменяется поглощением.
В итоге гораздо меньше световых лучей доходит до наблюдателя, находящегося на земле, а облака превращаются в темные тучи.
Кит ЭпплярдДанди, Тейсайд, Великобритания
«На стекла моих очков нанесено фотохромное покрытие. Под палящим карибским солнцем очки были лишь слегка затемнены. Но при слабом зимнем солнце в Великобритании они почти совсем почернели. Почему?»
Мы приводим два объяснения: физическое и химическое. По-видимому, потемнение стекол связано в первую очередь с химическими реакциями. — Ред.
Могу только предположить, что автор вопроса гулял под карибским солнцем, а не жарился на пляже. Значит, его случай можно объяснить следующим образом.
Зимой в Великобритании солнце не поднимается высоко, его лучи направлены почти прямо на вертикальную плоскость линз и перпендикулярно им. В тропиках солнце висит чуть ли не над головой, и, если автор не лежал на пляже, солнечные лучи попадали в верхний край его очков. Им доставалась лишь малая толика светового излучения, поэтому очки не потемнели.
Чарльз КлюпфельБлумфилд, Нью-Джерси, США
Оптики обычно забывают упомянуть одну деталь: фотохромное покрытие на очках не действует в жарком климате. Частицы галогенида серебра, нанесенные на стекло, обычно прозрачные, но под действием ультрафиолетового излучения распадаются на галоген и металлическое серебро, от которых темнеют линзы.
Поскольку оба компонента нанесены на стекло, они снова соединяются, а если действие ультрафиолетового излучения заканчивается, — например, когда вы заходите в дом, — снова становятся прозрачными. При повышении температуры реакция воссоединения ускоряется, как и многие другие. Поскольку потемнение стекол в любой момент времени представляет собой баланс распада, вызванного ультрафиолетом, и воссоединения, зависящего от температуры, требуется гораздо больше ультрафиолета, чтобы достичь определенного уровня потемнения в жарком климате.
Алек КоулиНьюбери, Беркшир, Великобритания
Фотохромные материалы чувствительны к температуре и на холоде темнеют сильнее. Мои солнцезащитные очки становятся почти черными в холодные дни, но почти не меняют цвет под полуденным солнцем Флориды. Это хорошо для лыжников, но не для тех, кто любит прогулки под солнцем.
На собственном опыте я убедился, что многие фотохромные линзы реагируют почти исключительно на ультрафиолетовое излучение, а не на видимый свет, поэтому в машине они почти не темнеют.
Уильям ДарлингтонТехнологический колледж Белла, Гамильтон, Стратклайд, Великобритания
Реакция фотохромных линз на свет зависит от температуры. При низких температурах меняется динамика фотохимической реакции, поэтому обратная реакция — осветление линз — затягивается.
Фотохромные линзы сильно темнеют при низких температурах. Жизнь на Среднем Западе Америки дала мне возможность испытать температурное воздействие в идеальных условиях для такого эксперимента. При летней температуре около 30 °C мои фотохромные линзы приобретали синевато-серый оттенок, а в разгар зимы, при -10 °C, быстро чернели.
Темные линзы в солнечные зимние дни особенно полезны потому, что снег слепит глаза. Но сильное затемнение стекол раздражает, когда в солнечный день входишь в помещение: требуется почти 10 минут, чтобы линзы снова стали нормальными.
Барри ТиммсУниверситет Южной Дакоты, Вермильон, США
8. Несносный транспорт
«Почему во всем мире на уличных светофорах красный сигнал расположен над желтым, а тот над зеленым — в отличие от железнодорожных семафоров, где вверху расположен зеленый сигнал, под ним желтый, а ниже красный (если семафор трехцветный)?»
Разница между автомобильными и железнодорожными сигналами объясняется историческим развитием железных дорог и мерами безопасности. На старых механических железных дорогах сигнальные рычаги были расположены так, что нижнее положение означало «стоп». Освещенная часть семафора состоит из двух цветных стеклянных панелей на дальнем конце сигнального рычага, за крылом, которое повернуто вперед при зафиксированном сигнале. Несмотря на то что верхней из двух стеклянных панелей была красная, она загоралась, когда сигнал был опущен, и этот знак означал «стоп». На железных дорогах сохранилась смешанная механическая и электрическая сигнальные системы, поэтому сигналы пришлось приводить к единому виду. На новых электрических сигналах красный свет находится внизу, у машинистов он ассоциируется с запрещающим сигналом светофора или приказом остановиться. У уличных светофоров не было механических предшественников, их разрабатывали с таким расчетом, чтобы самый важный свет, красный, был виден с максимального расстояния. Для этого требовалось расположить его как можно выше. Вдобавок вопрос видимости железнодорожных сигналов не стоит так остро, как на автомобильных дорогах: места для установки семафоров выбирают тщательно.