Почему мы видим отражение в зеркале?
Человек способен видеть благодаря свету. Кванты света — фотоны обладают свойствами и волны, и частицы. Источники света разделяют на первичные и вторичные. В первичных — таких как Солнце, лампы, огонь, электрический разряд — фотоны рождаются в результате химических, ядерных или термоядерных реакций. Вторичным источником света служит любой атом: поглотив фотон, он переходит в возбужденное состояние и рано или поздно возвращается в основное, излучив новый фотон. Когда луч света падает на непрозрачный предмет, все составляющие луч фотоны поглощаются атомами на поверхности предмета. Возбужденные атомы практически немедленно возвращают поглощенную энергию в виде вторичных фотонов, которые равномерно излучаются во все стороны. Если поверхность шероховатая, то атомы на ней расположены беспорядочно, волновые свойства света не проявляются и суммарная интенсивность излучения равна алгебраической сумме интенсивности излучения каждого переизлучающего атома. При этом независимо от угла наблюдения мы видим одинаковый световой поток, отраженный от поверхности, — такое отражение называется диффузным. Иначе происходит отражение света от гладкой поверхности, например, зеркала, полированного металла, стекла. В этом случае переизлучающие свет атомы упорядочены относительно друг друга, свет проявляет волновые свойства, а интенсивности вторичных волн зависят от разностей фаз соседних вторичных источников света. В результате вторичные волны компенсируют друг друга во всех направлениях, за исключением одного-единственного, которое определяется по хорошо известному закону — угол падения равен углу отражения. Фотоны словно упруго отскакивают от зеркала, поэтому их траектории идут от предметов, как бы находящихся позади него, — их-то и видит человек, глядя в зеркало. Правда, мир зазеркалья отличается от нашего: тексты читаются справа налево, стрелки часов крутятся в обратную сторону, а если поднять левую руку, наш двойник в зеркале поднимет правую, и кольца у него не на той руке... В отличие от киноэкрана, где все зрители видят одно и то же изображение, в зеркале отражения для всех разные. Например, девушка на снимке видит в зеркале вовсе не себя, а фотографа (раз уж он видит ее отражение). Чтобы увидеть себя, надо расположиться напротив зеркала. Тогда фотоны, идущие от лица в направлении взгляда, падают на зеркало почти под прямым углом и возвращаются обратно. Когда они достигают глаз, вы видите свой образ по ту сторону стекла. Ближе к краю зеркала глаза ловят фотоны, отраженные им под некоторым углом. Значит, и пришли они тоже под углом, то есть от предметов, находящихся по сторонам от вас. Это позволяет видеть себя в зеркале вместе с окружающей обстановкой. Но от зеркала отражается всегда меньше света, чем падает, по двум причинам: не бывает идеально гладких поверхностей, и свет всегда немного нагревает зеркало. Из широко распространенных материалов лучше всего отражает свет полированное серебро (более 95%). Из него делали зеркала в древности. Но на открытом воздухе серебро тускнеет из-за окисления, а полировка повреждается. К тому же металлическое зеркало получается дорогим и тяжелым. Теперь тонкий слой металла наносят на обратную сторону стекла, защищая от повреждений несколькими слоями краски, а вместо серебра ради экономии часто используют алюминий. Его коэффициент отражения — около 90%, и для глаз разница незаметна.

 

В какой день лучше всего вступать в брак?
Празднику Всех Влюбленных уже более 18 веков. В Древнем Риме он, будучи посвященным Юноне — покровительнице брака, приходился на 14 февраля. С самого утра в городе царило веселье, а целью этого праздника были поиски суженых.
Но около 269 года, во времена правления римского императора Клавдия II, массовые бракосочетания были запрещены, так как для захватнических походов требовалось много воинов. Женатые же мужчины, несущие ответственность за семью, просто не могли всецело посвятить себя ратному делу. Но разве такие запреты могут погасить чувства любящих? Понимая это, епископ Валентин стал тайно совершать обряды венчания. Но все тайное, как известно, рано или поздно становится явным. Поэтому после первого же доноса епископ был брошен в тюрьму, а затем по личному приказу тирана императора казнен 14 февраля 270 года.
В 496 году Римский Папа Геласиус объявил 14 февраля днем Святого Валентина. С тех пор все влюбленные стали считать его своим покровителем. Есть поверье, что свадьбы, назначенные на этот день, — залог вечной чистой любви. Также в этот день принято дарить друг другу «валентинки» — открытки в виде сердечек. Они могут быть как подписанными, так и анонимными, тогда по тексту адресат должен сам догадаться, кто отправитель.

 

Как «дышит» муравейник?
Муравейник — это прежде всего дом. А в доме должно быть сухо, тепло и обязательно уютно (даже по муравьиным понятиям). Гнезда-купола этих насекомых гораздо лучше, чем плоская поверхность земли, улавливают солнечные лучи, накапливая тем самым необходимое количество тепла. Поэтому чем темнее в лесу, тем выше муравейник.
Все повреждения, возникающие в муравьином доме, заделываются его обитателями с поразительной быстротой. Но даже когда, казалось бы, «быт» в их гнезде вполне налажен, в его внутреннем пространстве постоянно происходят усовершенствования, выражающиеся в перемещении строительного материала. Этот факт был выявлен зоологами после серии опытов, во время которых поверхность купола муравейника периодически опрыскивали цветным лаком. Через 4 дня окрашенный слой исчезал и купол принимал свой обычный цвет.
После первой раскопки муравейника выяснилось, что окрашенные частицы находятся на глубине около 10 см под поверхностью купола, а последующие раскопки показали, что с каждым днем они уходят все глубже. Нанесенные еще несколько раз после определенного времени слои цветного лака также ушли в глубь муравейника. Но практически ровно через месяц все эти слои, один за другим, вновь стали появляться на поверхности купола — причем именно в том порядке, в котором наносились.
Это поразительное явление объясняется тем, что рабочие муравьи постоянно выносят материал от основания гнезда наружу, так что слой, лежавший сверху, оказывается все глубже и глубже, но ровно до тех пор, пока не придет его черед снова увидеть свет. Именно таким образом муравьи поддерживают в своем доме необходимый для их жизнедеятельности баланс — увлажненный материал постоянно выносится из глубины гнезда на просушку, что предотвращает как образование плесени, так и процессы гниения.

 

Какой материал самый черный в мире?
В середине XIX века немецкий физик Густав Кирхгоф ввел в термодинамику понятие «абсолютно черного тела», которое поглощает все падающее на него излучение и ничего не отражает. Однако абсолютно черное тело далеко не всегда черно — если его нагреть, то оно станет источником электромагнитного излучения и будет красным, желтым или белым. Наше Солнце — неплохой пример такого яркого объекта, похожего на абсолютно черное тело, с температурой поверхности 5800 °С. В природе абсолютно черных тел не существует, но близкие к ним по характеристикам есть. Сажа, к примеру, поглощает до 99% падающего не нее видимого света. Чтобы сымитировать черное тело, ученые используют конструкцию в виде зачерненного внутри бочонка с небольшим отверстием. Луч света попадает внутрь бочонка, многократно отражается от стенок и постепенно полностью поглощается ими. Черный бархат и зрачок человеческого глаза кажутся нам черными как раз благодаря такому многократному отражению с поглощением. В 2004 году английские ученые разработали микропористое покрытие из сплава никеля с фосфором, которое отражает всего 0,16—0,18% падающего на него света. На тот момент это был самый черный в мире материал, и потому его занесли в Книгу рекордов Гиннесса. А в начале 2008 года этот рекорд был побит учеными из США. На специальной подложке они вырастили тонкую пленку из ориентированных вертикально углеродных трубочек (каждая диаметром около десяти нанометров и длиной от десятков до сотен микрометров). Похожая на бархат рыхлая наноструктура с шероховатой поверхностью замечательно поглощает свет, отражая только 0,045%. Такие очень черные покрытия нужны для оптических приборов, космических телескопов и инфракрасных сенсоров.

Где зимуют раки?
Зимуют раки по месту постоянного жительства. Разве что поздней осенью стараются спуститься поглубже, так как зимой на глубине вода теплее. Ведь в отличие от лягушки рак не впадает в анабиоз. Большую часть времени (около 20 часов в сутки) рак проводит в своей норе, погруженный в дрему. Но в часы бодрствования он продолжает активную жизнь: бродит по дну и охотится.
Столь пассивная жизнь подо льдом характерна только для самцов. У самок же в зимнее время забот полон рот — ведь после осеннего спаривания к их брюшку прилепляется пара сотен оплодотворенных икринок, за которыми нужен глаз да глаз: следить за тем, чтобы они не заилились, постоянно омывались водой, несущей кислород. Поэтому самкам приходится в прямом смысле слова шевелить ногами — как ходильными, так и брюшными.
Иными словами, никаких особых тайн в рачьей зимовке нет, зимуют они на глубине, где человек не проживет и двух минут. Н.М. Шанский, В.И. Зимин, А.В. Филиппов в книге «Опыт этимологического словаря русской фразеологии» (М., 1987) связывают угрозу «показать, где раки зимуют» с практиковавшейся на Руси казнью «через посажение в воду», то есть утопление. У Сергея Соловьева читаем: «Шуйский велел их (болотниковцев. — Прим. ред.) взять в Москву, поставить по дворам, кормить и ничем не трогать, но тех, которые были пойманы на бою, велел посажать в воду».