Девятый вал существует? Эксперимент ученых перевернул представления о море

Более 70 % поверхности Земли покрывают реки, озера, моря и океаны – вода. От нее зависит жизнь на планете, но сила воды может быть не только созидательной.

По ее волнам люди странствуют, доставляют грузы с континента на континент, и эти же волны способны уничтожать города. А иногда она творит маленькие чудеса.

Почему цунами не угрожает кораблям на глубине? Как поет вода? Что такое девятый вал? Об этом и многом другом рассказали в программе "Знаете ли вы, что?" на РЕН ТВ и ее ведущий Алексей Иванченко.

Эксперимент с волной: существует ли на самом деле девятый вал

Перед вами картина великого русского живописца Ивана Айвазовского "Девятый вал". Интересно, а почему именно эта цифра у всех моряков считается символом роковой опасности? И действительно ли девятая по счету волна – самая высокая? Для того, чтобы это выяснить, Алексей Иванченко сделал маятник. Это колебательный маятник, у которого восемь светящихся шариков на разной длины подвесах.

Что такое волны на море? Это с разной частотой колебания двигающаяся волна. Одна бежит быстрее, другая медленнее, но в какой-то момент они, накладываясь друг на друга, образуют огромный вал, который сносит все на своем пути. Так же и у этого маятника. Каждая его часть имеет разный период колебания. Один шарик колеблется с одной частотой, а второй – с другой.

Сначала система движется хаотично, шарики – каждый сам по себе. Один в одну сторону, другой в другую сторону, но в какой-то момент эти разные периоды складываются в систему. Потом опять все разрушается, опять волны двигаются хаотично, кому куда хочется, но в определенный момент опять появляется волна. Так же и на море. Разные волны с разной длиной, накладываясь друг на друга, образуют девятый вал. Но, к сожалению, это не имеет никакого отношения к девятке.

Если посчитать период колебания первого шарика, выйдет 21. 21 колебание за промежуток времени от начала до образования волны. А у последнего шарика их будет всего 13. И это зависит исключительно от периодов колебания. Так что девятый вал – это только лишь народное поверье.

Звуки и песни воды

Бокал нужен, чтобы из него пить. А еще его можно заставить петь, если смочить палец водой и провести по грани. Стеклянная мелодия рождается благодаря колебаниям стенок бокала и отражению от них воздушных волн. Физики называют это явление резонансом.

"Вода позволяет пальцу проскальзывать по поверхности бокала, что и создает вынуждающую силу для колебаний. Характер звука при этом похож на тот, что издает наканифоленный смычок о струны скрипки", – пояснил физик Никита Артамонов.

Один бокал звучит хорошо, а два лучше. Чтобы это доказать, соберем из стеклянных емкостей бокально-инструментальный ансамбль. И заставим его петь разными голосами с помощью воды.

"Как изменится частота колебания этого бокала, когда мы нальем в него воды? Добавим еще. И выльем всю воду. Вода в нем мешает ему колебаться с высокой частотой и заставляет колебаться на более низкой частоте, что мы воспринимаем как снижение частоты звука", – добавил Артамонов.

Акустические волны распространяются в воздухе со скоростью 330 метров в секунду. Волны электромагнитные делают это почти в миллион раз быстрее. Вот почему так хорошо работает беспроводная мышь, и так быстро стирается белье… в микроволновке.

"Можно взять обычное кухонное полотенце, если там какие-то пятна, замочить его в воде, немножечко намылить хозяйственным мылом, положить в микроволновку и, таким образом полотенце должно отстираться", – отметил мастер по ремонту бытовой техники Никита Пчелкин.

Для чистоты эксперимента берутся сразу два грязных кухонных полотенца. Одно отправляется в стиралку на 20 минут на самом быстром режиме. А второе помещают в СВЧ-печь всего на две минуты.

"Видно, что полотенца действительно одинаково отстирались, нет пятен, они одинакового цвета. И стирка в микроволновке, и стирка в стиральной машине приводит к одному результату с одним лишь "но" – в микроволновке этот процесс занимает всего две минуты", – подытожил Пчелкин.

Почему корабли не боятся цунами

Зачем и в Сочи, и в Светлогорске в морское дно вбивают сваи и валят на него камни? Чтобы они резали волны, которые постепенно смывают песок и гальку с пляжей. Чтобы показать, как это работает, нужен кирпич (он будет играть роль волнореза) и простыня, по которой пустят волну.

"Как мы видим, волна разбилась на две части, левую и правую. Также есть часть, которая прошла вдоль волнореза. Это вода в свою очередь закручивается вокруг него, создавая вихри. И, проходя вдоль волнореза, теряет кинетическую энергию, теряет свою скорость", – пояснил физик Данила Топорец.

Чем больше в море волнорезов, тем эффективней гасится кинетическая энергия волн. И дело тут не только в их количестве, а еще в том, что волны с одинаковой амплитудой, отражаясь от препятствий, соударяются и теряют силу. Чтобы показать это наглядно, понадобится второй кирпич.

"Как мы видим, волнорезы также делят волны на две части, как и в предыдущем эксперименте. Но теперь, так как у нас несколько волнорезов, волны начинают гасить друг друга, которые исходят от разных волнорезов. Тем самым между волнорезами возникает некоторая зона спокойствия", – добавил Топорец.

Ни один волнорез не спасет от цунами. С японского это слово переводится как "волна в гавани". Потому что в море в момент удара стихии у берега никаких волн нет. Много лет ученые не находили этому объяснения, и лишь в прошлом веке им стало ясно, почему так происходит.

Волна цунами, рожденная подводным землетрясением на море, едва ли имеет высоту полметра, и даже удар в рыболовную шхуну никак ей не повредит. Но почему же, достигнув берега, волна многократно вырастает и крушит все, до чего сможет дотянуться? Все дело в глубине. Что такое подводное землетрясение? Это сдвиг тектонических плит. То есть плиты сдвинулись и толкнули воду. Но где? Над самым дном.

И вот эта вода начинает двигаться с огромной скоростью, но не на поверхности, а под водой, что можно смоделировать. На поверхности ничего не происходит, поэтому кораблям такая волна не страшна. Но следуя изгибам дна, эта волна приближается к берегу. И вырастает. На самом деле все дело в том, что дно повышается. И, следуя этому повышению, вся эта огромная масса воды, движущаяся с огромной скоростью, выплескивается на берег и сносит все на своем пути.

Иногда посреди тихого моря без всяких видимых причин вырастает водяной гребень высотой 20 метров, который переворачивает многотонные танкеры как щепки.

Моряки называют его волной-убийцей. Ученые пока не понимают, как эта волна зарождается. Зато известна природа другого опасного явления: внезапного неконтролируемого сближения кораблей, которые идут параллельным курсом.

Сила гидродинамического притяжения

"Когда два корабля идут вместе с большой скоростью, они могут столкнуться, потому что между этими кораблями падает давление, а давление с других сторон кораблей – оно больше. И за счет разности давлений возникает сила, которая стремится два корабля столкнуть между собой", – отметил кандидат химических наук, старший научный сотрудник РЭУ имени Плеханова Василий Овчинников.

Сила, которая сталкивает корабли, называется гидродинамическим притяжением. Покажем, на что она способна. Для этого спустим на воду две посудины из пенопласта и заставим жидкость между ними двигаться с высокой скоростью, чтобы понизить давление.

"И вот мы видим, что все, фактически у нас произошло слипание двух кораблей. Да, скорость потока жидкости между ними больше, давление в этом месте меньше, а снаружи давление больше. Поэтому, собственно говоря, корабли стремятся столкнуться между собой", – объяснил Овчинников.

Есть люди, которые никогда не смотрят в зеркало, чтобы избежать столкновения с унылой действительностью. А есть те, что любой ценой стараются свое изображение в нем улучшить. Зожники для этого садятся на диету, фитоняшки потеют в спортзалах, а адепты йоги делают упражнение, которое называется наули. Оно помогает сделать живот плоским без голодовок и изнуряющих тренировок.

"Делается на "вакууме", то есть, это когда на выдохе задерживается дыхание, и делается имитация вдоха, но без вдоха. Мышцы выталкиваем то с одной стороны, то с другой стороны, тем самым у нас идет массаж животика", – показала тренер по фитнесу Алиса Аралова.

Волнообразные сокращения живота активизируют и укрепляют поперечные и косые мышцы пресса и постепенно заставляют капитулировать жир. Если все делать правильно, то талия за месяц тает аж на 3 сантиметра. Только вот проблема в том, что далеко не всем людям можно пускать вакуумную волну.

"Во время проведения практики волн наули может быть сдавление внутренних органов. Если у человека есть такие заболевания, как грыжа белой линии живота, паховая грыжа, новообразования брюшной полости, данные практики ему противопоказаны", – предупредила заведующая отделением патологии беременных Пушкинской клинической больницы имени Розанова Жанна Данелян.

Изменчивые волны света и цвета

Как известно, свет это – электромагнитная волна. А цвет – отраженная световая волна определенной длины. Основных цветов семь. Так учит считалочка про охотника и фазана. Но с ней можно поспорить. Так, художник Леонардо да Винчи был уверен, что цветов пять. А на экране телевизора их вообще три, все остальное – оттенки.

Известно, что белый цвет – это смешение всех цветов спектра. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. То есть если смешать все эти цвета, то получится белый. Но результат отличается от ожидаемого. Цвет вовсе не белый. Почему же так произошло?

"Давайте разберемся, что такое цвет. Это белый свет, отраженный от поверхности и поменявший свою частоту, а соответственно, и цвет. Поэтому смешивать надо не краски, а отраженный свет. Вот точно такой же спектр. Давайте попробуем его смешать – теперь этот смешанный спектр стал белым", – объяснил ведущий Иванченко.

Утконосы, млекопитающие родом из Австралии, света белого не видят. Потому что охотятся по ночам и живут в темных норах. Но при этом они прекрасно видят друг друга на суше и в воде. Ученые долго ломали голову над тем, как им это удается. А поняли лишь после того, как на мех животного направили ультрафиолетовую лампу. Ее свет невозможно увидеть, но он может отражаться от некоторых поверхностей. Шкура утконоса в их числе. В полной темноте она начинает светиться зелененьким.

"Животные поглощают свет длиной волны от 200 до 400 нанометров, а выпускают обратно длиной волны от 500 до 600 нанометров. И поэтому вот это вот свечение ультрафиолетовое на шкурках утконосов парирует от зеленого до зелено-синего", – пояснила биолог Елена Березенко.

Любой человек тоже излучает электромагнитные волны. Увидеть их можно с помощью тепловизора. Желтые и красные области – это и есть человеческое излучение. Тепло, которое становится видимым в инфракрасном диапазоне спектра.

"Каждый человек в каждую секунду излучает 100 ватт мощности, максимум излучения человека находится на длине волны приблизительно 9,5 микрометра, это приблизительно в 10-15 раз выше, чем длина волны видимого диапазона", – отметил физик Виктор Беляев.

А теперь – сенсация. Японские ученые доказали, что люди излучают электромагнитные волны и в видимом спектре. Чтобы увидеть негасимый свет человеческих тел, исследователи раздели до пояса в темной комнате несколько добровольцев и направили на них сверхчувствительные камеры. Что характерно – обнаженные люди ярче всего светились после 16 часов. Японцы не знают, чем это можно объяснить. А мы догадываемся. Ведь чем ближе конец рабочего дня, тем больше человек от счастья сияет. А вечером в пятницу он вообще горит.