Когда даже свет обламывается
Среди законов физики есть утверждение, что скорость света – предельная величина, которую можно достигнуть, ускоряя тело. Перемещается так быстро, разумеется, только излучение, но следует внести небольшую оговорку. Дело в том, что эта величина несколько различается в зависимости от того, в какой среде движутся лучи. В большинстве случаев, говоря о скорости света, подразумевают распространение в вакууме. Чем меньше молекул, тем меньше вероятности столкновения с ними, а от столкновения зависит, какую долю энергии будет терять световой поток. Уменьшая собственную энергию, свет замедляется – не в десятки раз, даже не в разы, но именно из-за этого возникает ряд чрезвычайно интересных явлений.
Вы наверняка замечали, что в стакане с водой ложка выглядит надломленной, а свет, проходя через стекло, частично искажается и мы наблюдаем иную картину, чем без преграды (пусть даже прозрачной). В обоих случаях проявляет себя преломление. Между прочим, наши глаза тоже изменяют направление света, который в них попадает! Всему виной замедление лучей, когда они «ныряют» из одного вещества в другое, с совершенно иной плотностью. Плотность влияет на расположение молекул – например, при сравнении стекла и воздуха, вы без труда определите, что молекулы первого вещества «упакованы» гораздо плотнее и свет тратит много энергии при столкновении с ними. Показать это можно на простом примере – предположим, вы путешествуете пешком и на вашем пути встречаются удобные участки (поля) и совсем уж тяжёлые (болота). По полю можно идти со скоростью пять и более километров в час, а вот по болоту вряд ли. Естественно, скорость любого путешественника, зашедшего в болото, значительно замедляется и он не идёт напролом, а стремится выбрать путь, который скорее выведет его из болота. Надо думать, к участку, где ступать удобнее, а скорость путешествия возрастёт. Иными словами, в подобной ситуации вы поступите, словно луч света, попавший в стекло – замедлитесь и смените траекторию.
Заметьте, что при выходе из болота вы вновь можете вернуться на выбранный ранее маршрут. То же справедливо для света – при выходе из плотной среды он снова преломляется. Эти принципы впервые были описаны ещё в XVII веке В. Снелиусом.
Фарш невозможно прокрутить назад
В физике есть интересный парадокс, который очень легко разрешается, если знать как. Вот предположим, вы уронили свой смартфон на пол и – о ужас – экран треснул, и вы, конечно же, отправились в сервис или решили смириться (если аппарат не сильно пострадал). Но если бы вы просто остались у места падения ждать, что обычное стекло вдруг само собой, без постороннего вмешательства, соберётся в единое целое, то вас ждало бы разочарование.
Существуют некоторые процессы, которые называют необратимыми. К ним относится повреждение стекла или любого другого твёрдого вещества. Да даже яйцо, разбитое для приготовления яичницы, не способно взять и пройти весь процесс в обратном направлении.
Однако же представьте себе процесс добавления молока в кофе. Сначала в вашем стакане абсолютно чистый, тёмный напиток. И вот вы добавляете молоко и наблюдаете за смешиванием. Предположим, есть камера, способная заснять поведение молекул в стакане. Полученное видео вы решили просмотреть в прямом порядке, наблюдая процесс от добавления до смешивания, и наоборот.
