Объяснение:
Если условия освещенности неизменны, поступающее в глаз количество света пропорционально
площади зрачка. При увеличении или сокращении освещения, зрачок соответственно реагирует
сужением или расширением. Этот чрезвычайно важный рефлекторный механизм осуществляет
регуляцию количества света, поступающего на сетчатку (светочувствительная часть глаза). Суть этого
рефлекторного механизма адаптации в упрощенном виде состоит: (1) в механическом изменении
диаметра зрачка
и (2) регулированием потока света попадающего на зрительные рецепторы (палочки и колбочки)
в изменении находящихся в них химических соединений, пигментов, которые под действием света
меняются, а в темноте вновь восстанавливаются до исходного состояния. Описанный адаптационный
механизм имеет и защитную функцию – оградить глаз от действия мощных световых потоков. В случае
чрезмерного избытка света включается и реакция закрывания глаза.
В сетчатке глаза имеются два вида светочувствительных рецепторов: палочки и колбочки. Палочек
намного больше и они более чувствительны к свету, но отвечают лишь за черно-белое восприятие,и поэтому в сумерках все цвета «гаснут» - при очень низкой интенсивности освещения человеческий глаз
функционирует лишь на основании сигналов передаваемых суперчувствительными палочками.
Ввиду того, что сокращения и расслабления мышц радужной оболочки происходят достаточно
медленно, изменения диаметра зрачка можно наблюдать в зеркале. Скорость этих изменений не
сопоставима со скоростью вспышки фотоаппарата и поэтому, из-за отражения света от находящихся на
дне глаза кровеносных сосудов, на фотографиях часто получается «эффект красных глаз».
Реакция сужения зрачка является одним из основных безусловных рефлексов человека. Именно этот
рефлекс проверяется у потерявших сознание людей (мы все это видели в фильмах когда потерявшему
сознание светят в глаз фонариком).
Эксперимент является хорошим введением к объяснению строения и функционирования глаза человека.
Звук быстрее чем волна
Объяснение:
Данный урок освещает тему «Звуковые волны». На этом уроке мы продолжим изучать акустику. Вначале повторим определение звуковых волн, затем рассмотрим их частотные диапазоны и познакомимся с понятием ультразвуковых и инфразвуковых волн. Мы также обсудим свойства, присущие звуковым волнам в различных средах, и узнаем, какие им присущи характеристики.
Звуковая волна
Звуковые волны – это механические колебания, которые, распространяясь и взаимодействуя с органом слуха, воспринимаются человеком (рис. 1).
Рис. 1. Звуковая волна
Раздел, который занимается в физике этими волнами, называется акустика. Профессия людей, которых в простонародье называют «слухачами», – акустики. Звуковая волна – это волна, распространяющаяся в упругой среде, это продольная волна, и, когда она распространяется в упругой среде, чередуются сжатие и разряжение. Передается она с течением времени на расстояние (рис. 2).
Рис. 2. Распространение звуковой волны
К звуковым волнам относятся такие колебания, которые осуществляются с частотой от 20 до 20 000 Гц. Для этих частот соответствуют длины волн 17 м (для 20 Гц) и 17 мм (для 20 000 Гц). Этот диапазон будет называться слышимым звуком. Эти длины волн приведены для воздуха, скорость распространения звука в котором равна .
Существуют еще такие диапазоны, которыми занимаются акустики, – инфразвуковые и ультразвуковые. Инфразвуковые – это те, которые имеют частоту меньше 20 Гц. А ультразвуковые – это те, которые имеют частоту больше 20 000 Гц (рис. 3).
Рис. 3. Диапазоны звуковых волн
Каждый образованный человек должен ориентироваться в диапазоне частот звуковых волн и знать, что если он пойдет на УЗИ, то картинка на экране компьютера будет строиться с частотой больше 20 000 Гц.
Ультра- и инфразвук
Ультразвук – это механические волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту от 20 кГц до миллиарда герц.
Волны, имеющие частоту более миллиарда герц, называют гиперзвуком.
Ультразвук применяется для обнаружения дефектов в литых деталях. На исследуемую деталь направляют поток коротких ультразвуковых сигналов. В тех местах, где дефектов нет, сигналы проходят сквозь деталь, не регистрируясь приемником.
Если же в детали есть трещина, воздушная полость или другая неоднородность, то ультразвуковой сигнал отражается от нее и, возвращаясь, попадает в приемник. Такой метод называют ультразвуковой дефектоскопией.
Другими примерами применения ультразвука являются аппараты ультразвукового исследования, аппараты УЗИ, ультразвуковая терапия.
Инфразвук – механические волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту менее 20 Гц. Они не воспринимаются человеческим ухом.
Естественными источниками инфразвуковых волн являются шторм, цунами, землетрясения, ураганы, извержения вулканов, гроза.
Инфразвук – тоже важные волны, которые используют для колебаний поверхности (например, чтобы разрушить какие-нибудь большие объекты). Мы запускаем инфразвук в почву – и почва дробится. Где такое используется? Например, на алмазных приисках, где берут руду, в которых есть алмазные компоненты, и дробят на мелкие частицы, чтобы найти эти алмазные вкрапления (рис. 4).
Рис. 4. Применение инфразвука
Скорость распространения звуковой волны
Скорость звука зависит от условий среды и температуры (рис. 5).
Рис. 5. Скорость распространения звуковой волны в различных средах
Обратите внимание: в воздухе скорость звука при равна , при скорость увеличивается на . Если вы исследователь, то вам могут пригодиться такие знания. Вы, может быть, даже придумаете какой-нибудь температурный датчик, который будет фиксировать расхождения температуры путем изменения скорости звука в среде. Мы уже знаем, что чем плотнее среда, чем более серьезное взаимодействие между частицами среды, тем быстрее распространяется волна. Мы в параграфе обсудили это на примере сухого и воздуха влажного воздуха. Для воды скорость распространения звука . Если создать звуковую волну (стучать по камертону), то скорость ее распространения в воде будет в 4 раза больше, чем в воздухе. По воде информация дойдет быстрее в 4 раза, чем по воздуху. А в стали и того быстрее: (рис. 6).
Рис. 6. Скорость распространения звуковой волны
Вы знаете из былин, что Илья Муромец пользовался (да и все богатыри и обычные русские люди и мальчики из РВС Гайдара), пользовались очень интересным обнаружения объекта, который приближается, но располагается еще далеко. Звук, который он издает при движении, еще не слышен. Илья Муромец, припав ухом к земле, может ее услышать. Почему? Потому что по твердой земле передается звук с большей скоростью, значит, быстрее дойдет до уха Ильи Муромца, и он сможет подготовиться к встрече неприятеля.
так как ускорение свободного падения(g)=10м/с^2
t=v/g=2c
h(высота)=gt^2/2=10*4/2=20м