Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»

в книге: В.В.Мешков, А.Б.Матвеев «Основы светотехники», М., Энергоатомиздат, 1989, стр.55–60.

Распространение света в атмосфере определяется показателями поглощения и рассеяния. В видимой области спектра поглощение очень мало и им обычно пренебрегают. Рассеяние разделяют на молекулярное и аэрозольное. Рассеяние света характеризуется коэффициентом ослабления света «, который задает экспоненциальное ослабление освещенности Е источника света I на расстоянии r: Е = I∙еα-r/r2.

Для молекулярного рассеяния α(λ) = 0,0119 (550/λ)4 км-1, где λ — длина волны в нм.

Для аэрозольного рассеяния, сильно зависящего от мутности атмосферы, α(λ) = = (3,9/s — 0,012) (550∙λ)m км-1, где λ — длина волны в нм; m = 0,92±0,25; значение s берется в зависимости от состояния атмосферы: при легком тумане s = 1 км, при дымке s = 4 км, при ясном небе s = 20 км.

Подробнее в книге: Л.С.Долин, И.М.Левин «Справочник по теории подводного видения», Л., Гидрометеоиздат, 1991, стр.197–198.

Видно, что α (700)/α (550) ~ 0,4 для молекулярного рассеяния, и α (700)/α (550) ~ 0,8 для аэрозольного рассеяния. Поскольку характерные расстояния, на которых убывает освещенность, 1/α ~ 100 км, то незначительный выигрыш в коэффициенте ослабления для красного света принципиально не меняет ситуацию для автотранспорта.

Каждый цвет определенным образом воздействует на человека. Действие цветов обусловлено, с одной стороны, непосредственным физиологическим влиянием их на организм, а с другой — ассоциациями, которые цвета вызывают на основе предшествовавшего опыта. Некоторые цвета возбуждают, другие, напротив, успокаивают нервную систему.

Еще И.-В.Гете отмечал действие цветов на настроение и делил с этой точки зрения цвета на: а) возбуждающие, оживляющие, бодрящие и б) порождающие печально-беспокойное настроение. К первым, он относил красно-желтые, ко вторым — фиолетовые. Промежуточное место он отводил зеленому цвету, который способствует, по мнению Гете, состоянию спокойной умиротворенности. Известную роль в этом эмоциональном воздействии цветов играют, по-видимому, и ассоциации: голубой цвет ассоциируется с цветом голубого неба, зеленый — с зеленью, голубо-зеленый — с водою, оранжевый — с пламенем и т. д. Цвета производят определенное физиологическое воздействие на человеческий организм. Французский невропатолог Ч.Фере отметил, что показания динамометра, определяющего сжатием руки мускульную силу, изменяются при различных условиях освещения. При кратковременной работе производительность труда увеличивается при красном свете и уменьшается при синем; при длительной работе производительность труда увеличивается при зеленом цвете и снижается при синем и фиолетовом. Экспериментальные исследования В.М.Бехтерева, И.Н.Спиртова и других установили возбуждающее и угнетающее действие различных цветов, в связи с чем Бехтеревым была поставлена задача использования терапевтического эмоционального воздействия цветов на психическое состояние душевнобольных.

Ф.Стефанеску-Гоанга установил, что при действии пурпурного, красного, оранжевого, желтого цветов учащается и углубляется дыхание и пульс, а при действии зеленого, голубого, синего и фиолетового цветов возникает обратное действие. Следовательно, первая группа цветов является возбуждающей, а вторая — успокаивающей. По замечаниям художников и искусствоведов, красный цвет — возбуждающий, согревающий, оживляющий, активный, энергичный, очень богат ассоциациями; оранжевый — веселый, жизнерадостный, пламенный, соединяющий радостность желтого с возбуждением красного; желтый — теплый, бодрящий, веселый, привлекательный, несколько кокетливый; зеленый — спокойный, создает приятное (уютное) настроение, очень богат ассоциациями; синий — спокойный, серьезный, нежный, печальный, тоскливый, мирный, сентиментальный; фиолетовый цвет соединяет эмоциональный эффект красного и синего цветов — одновременно притягивающий и отталкивающий, полный жизни и возбуждающий тоску и грусть.

Цветам свойственна определенная выразительность. Выразительность цвета не есть результат ассоциации и не перенос символики цвета, а качество, принадлежащее самому цвету. Выразительность в значительной степени зависит от установки испытуемых.

Подробнее в книге: С.Л.Рубинштейн «Основы общей психологии», М., Педагогика, 1989, стр.253–265.

Таким образом, складывается впечатление, что красный цвет в светофоре выбран для сигнализации запрета, исходя не из физических аргументов, а из психофизиологических.

Шелест В.И.

• ВОПРОС № 32: Как выглядит F-облако?

ОТВЕТ: Вероятность нахождения электрона в атоме определяется несколькими целыми числами n, 1, m.

- n — главное квантовое число, характеризующее значение энергии стационарных состояний атома, причем n = 1, 2…

- l — орбитальное квантовое число, характеризующее орбитальный момент количества движения электрона, причем l = 0, 1…, n — 1.

- Для состояний с различными l принята система буквенных обозначений:

l = 0 1 2 3 4 … s р d f g…

- m — магнитное квантовое число, характеризующее проекцию орбитального момента количества движения электрона на выбранную ось, причем m = -1, -1+1, -1+2…, 1–1, 1.

При заданных числах n, 1, и m среднее распределение электронного заряда задается формой электронного облака. На рисунке показана зависимость распределения от углов электронной плотности в электронном облаке атома водорода для состояний с l = 3 (f — облако).

Источники:

Энциклопедия «Физика микромира», М., 1980, статья "Атом".

S.Brandt, H.D.Dahmen «Mechanika kwantowa w obrazach», Warszawa, 1989, стр.151, 209–211.

ВОПРОС № 33: Меня интересует вопрос: распределение электронов вокруг ядра и как определяются траектории электронов?

ОТВЕТ: Вся трудность в описании электронов в атоме состоит в том, что для них не существует понятия траектории. Было бы совершенно неправильно представлять себе, что электроны крутятся вокруг ядра по каким-то определенным траекториям. Гораздо точнее представлять себе, что электрон в атоме — это специфическое возбуждение «электронной материи», которое может устойчиво существовать в поле ядра. Аналог из повседневной жизни — колеблющаяся струна, в ней тоже живет вполне определенное колебание. Поскольку трехмерное пространство гораздо «богаче» одномерной струны, неудивительно, что типов электронных конфигураций в атоме намного больше. Что касается распределений электронов в поле ядра, то они получается из решения уравнений для электронов и их явный вид можно найти в любой серьезной книге по квантовой механике.

Иванов И.П.

• ВОПРОС № 34: Почему человек не падает с велосипеда?

ОТВЕТ: Начнем с того, что обыкновенное колесо катится само по себе достаточно устойчиво: при наклоне в какую-либо сторону оно не падает под действием силы тяжести, а поворачивает в сторону наклона и едет по дуге. Этот эффект называется гироскопическим.

Подробнее в книге: Кл. Э.Суорц «Необыкновенная физика обыкновенных явлений», том 1, М., Наука, 1986, глава 8.

Существует много гипотез, объясняющих устойчивость движения системы гонщик-велосипед. Остановимся на некоторых из них.

Гипотеза 1. Гипотеза предполагает обеспечение устойчивости движения только за счет принудительного перемещения центра масс системы путем изменения положения тела гонщика относительно точек опоры колес. Типичными примерами, подтверждающими эту гипотезу, служат езда на велосипеде, с заклиненной рулевой колонкой или цирковой трюк езды на велосипеде по жесткому прямолинейному профилю под куполом цирка с применением поперечно-расположенного шеста, гантелей и других массивных вспомогательных средств.