Переписка с читателем | ТМ 1938-08/09

Помещаемый ниже материал представляет собой ответы на наиболее общие и интересные вопросы читателей тт С. КАТКОВА (Москва), М. СЕРГЕЕВА (Воронеж), В. МАРКЕЛОВА (г. Фрунзе) и 3. ТИМЧЕНКО (Днепродзержинск).

ЧЕМ ОБЪЯСНЯЕТСЯ ЯВЛЕНИЕ РАДУГИ

Проделывают такой опыт: раскрашивают картонный кружок всеми цветами радуги. При быстром вращении кружка глаз не различает отдельных цветов: все они сливаются, и мы видим только один цвет — белый. Значит, белый цвет состоит из различных цветов. А если это так, то он может быть разложен на них. Как же его разложить?

Возьмем простую бутылку из бесцветного стекла и нальем в нее воды. Будем смотреть сквозь нее на ярко освещенные предметы или на огонь лампы. Держать бутылку надо перед самым глазом, всячески двигая и поворачивая ее. Огонь и освещенные предметы, видимые у краев бутылки, окажутся окаймленными разноцветными полосками: белый свет разложен на составные цвета.

Вы наблюдали, вероятно, как искрится в солнечные дни на поле или на оконных стеклах снег. Это лучи солнца разлагаются в мельчайших ледяных кристалликах на цвета и, отразившись от граней кристалликов, попадают в ваш глаз.

Иногда яркие лучи солнца падают на грань висящего на стене зеркала, тогда зеркало отбрасывает на другую стену комнаты маленькую радугу. Став так, чтобы радуга падала на ваше лицо, вы увидите в грани зеркала ослепительно яркий, сверкающий всеми цветами радуги свет.

Итак, радуга — это разложенный на составные цвета свет солнца. Но ни бутылки с водой, ни зеркала в небе нет. Чем же объясняется явление радуги?

Радуга бывает обязательно при солнце и во время дождя. Дождевые капли разлагают солнечный свет, и поэтому мы наблюдаем явление радуги. Это можно проверить опытом. Устройте при солнце искусственный дождь: пусть кто-нибудь льет широкими движениями воду из лейки. Став спиной к солнцу, а лицом к каплям, вы увидите в них радугу.

СОЛНЕЧНОЕ ЗАТМЕНИЕ В «СЛОВЕ О ПОЛКУ ИГОРЕВЕ»

Затмение, которое упоминается в «Слове о полку Игореве»,— не вымышленная подробность. Оно действительно произошло во время похода князя Игоря. О нем не только свидетельствуют летописцы, но оно было также предметом астрономического исследования (выполненного в 1915 г. безвременно скончавшимся молодым русским ученым М. А. Васильевым). Вот данные исследования этого затмения.

Оно произошло 1 мая 1185 г. и могло наблюдаться как полное в полосе шириною около 300 км, пересекающей Скандинавский полуостров, Балтийское море, Финский залив, юг Финляндии, местоположение нынешнего Ленинграда, южную часть Ладожского озера, Чудское озеро, Новгород, Вологду, Кострому, Казань, Уфу. Длилась фаза полного затмения около трех минут. В Новгороде полное затмение произошло в 5 часов дня. За пределами указанной полосы затмение также было видимо, но не как полное. Дружина князя Игоря на р. Донце могла, следовательно, видеть лишь частичное затмение. Таким оно и описано в Ипатьевской летописи, где говорится, что затмение произошло «в год (час) вечерний» и что солнце имело вид лунного серпа («солнце стояще яко месяц»). Видеть звезды в небе при частном затмении нельзя; упоминание о видимости звезд, имеющееся в Новгородской и других летописях («и звезды быша»), относится к полосе полного затмения. Следует поэтому считать ошибочными те места переводов и пересказов «Слова о полку Игореве», в которых говорится о видимости звезд в момент затмения, например в переводе А. Н. Майкова («В темном небе звезды просияли»).

1 мая 1185 г. наблюдалось полное затмение солнца в полосе шириною около 300 км. Эта полоса пересекала Скандинавский полуостров, Балтийское море, Финский залив, юг Финляндии, местоположение нынешнего. Ленинграда, южную часть Ладожского озера, Чудское озеро, Новгород, Вологду, Кострому, Казань, Уфу. Длилась фаза полного затмения около 3 минут.

Одну интересную особенность затмения 1185 г. отмечают летописцы: из рогов затемненного солнца, т. е. из концов незаслоненного его серпа, исходил «уголь жаров». Очевидно, здесь речь идет о тех огненных выступах на краях солнечного диска, которые астрономы называют «протуберанцами» и которые удается видеть невооруженным глазом в фазе частичного затмения лишь очень редко, когда выступы особенно велики. Мы имеем в этих записях русских летописцев едва ли не самое раннее упоминание о солнечных протуберанцах. Проф. Юнг, американский астроном, автор книги «Солнце», относит первое наблюдение над протуберанцами к 1733 г., когда один шведский астроном рассмотрел их в телескоп во время затмения. Новгородские летописцы, как видим, сделали подобное наблюдение на пять с половиною веков ранее, и притом невооруженным глазом.

КАКОВА ФОРМА ЗЕМНОЙ ОРБИТЫ

Известно, что планеты обращаются вокруг Солнца по вытянутым кругам — эллипсам. Но степень их вытянутости может быть различной: форма эллипсов колеблется в весьма широких пределах — от круга и почти до прямой линии. Правильный круг — это частный случай эллипса.

Прямые линии, пересекающие центр эллипса, называются диаметрами, или осями, эллипса. Ось, проходящая через фокусы эллипса, носит название большой оси, а перпендикулярная ей — малой оси.

Орбиты планет очень близки по форме к кругам. Если вычертить орбиту Земли, приняв длину большой полуоси равной 50 мм, то длина малой полуоси окажется равной 49,993 мм. Ничтожную разницу между ними в 0,007 мм невозможно отразить на чертеже даже очень остро очиненным карандашом. Вот почему земная орбита изображена на верхнем рисунке в виде совершенно правильного круга.

Точки \(F_1\) и \(F_2\) называются фокусами эллипса. Основное свойство эллипсов: сумма линий \(MF_1+MF_2\) — величина для каждого эллипса, постоянная при всех положениях точки \(M\) на кривой эллипса. Благодаря этому свойству можно очень легко построить эллипс: в произвольных точках \(F_1\) и \(F_2\) укрепляют булавками концы нити; натягивая нить, карандашом чертят кривую. Орбиты планет близки к форме эллипса \(I\), а комет — к форме эллипса \(III\).

Солнце помещается не в центре орбиты — эллипса, а в одном из его фокусов. Благодаря слабой вытянутости земной орбиты ее фокусы очень недалеки от центра. В масштабе того же чертежа (большая полуось равна 50 мм) они отстояли бы от него всего на 0,85 мм.

В натуре размеры земной орбиты таковы: большая полуось (она считается в астрономии средним расстоянием между Землей и Солнцем) равна около 149,5 млн. км; малая полуось всего на 21,6 тыс. км короче большой; расстояние фокусов от центра орбиты равно около 2,5 млн. км. Это значит, что относительно среднего расстояния Земля бывает в течение года на 2,5 млн. км ближе к Солнцу и настолько же дальше от него. Следовательно, расстояние между Землей и Солнцем, равное (149,5±2,5)∙10⁶ км, колеблется в пределах от 147 до 152 млн. км. Интересно отметить, что ближе всего Земля бывает к Солнцу именно тогда, когда на нашем полушарии зима, а дальше всего — летом.

ОТКУДА НАДАЮТ МЕТЕОРЫ?

Вокруг Солнца обращаются по очень вытянутым эллипсам кометы. Некоторые из них, попав в опасные зоны больших тел, вроде Солнца и Юпитера (ем. в предыдущем номере статью «Почему Сатурн окружен кольцами»), распадаются на части. С течением времени эти части распадаются на все меньшие и меньшие куски. И вот кометы превращаются в огромное количество летящих в пространстве камней — метеоров. Осколки комет обращаются вокруг Солнца по тем же путям, по которым двигались прежде сами кометы.

Когда Земля сталкивается в пространстве с массой таких камней, многие из них притягиваются к Земле. От трения о воздух они нагреваются, раскаляются и большей частью сгорают в нашей атмосфере, не успев долететь до поверхности Земли. Мы видим только огненную полоску на небе — короткую яркую вспышку. Иногда Землю осыпает «сверху» большое количество метеоров, и тогда получается настоящий «метеорный дождь».

Доказательством того, что кометы действительно распадаются на части, может служить, например, следующий случай. Путь кометы Биэлы почти пересекается с земной орбитой. Астрономы ожидали увидеть эту комету в 1872 и 1885 гг. Но вместо ее появления точно в определенные сроки сыпался обильный град метеоров.

Как раз 10—12 августа каждого года Земля пересекает путь одной из разбитых комет. Вот почему в эти дни и наблюдается метеорный дождь.