Квант
Задачник «Кванта»

Маятник в магнитном поле и принцип суперпозиции

Купцов Д. А., Цыпин М. М.

31

Ф1052. Известно, что освещность, создаваемая на земле лунным диском в пололуние, примерно в 10 раз больше, чем освещность от «ушербной» луны в половину лунного диска. Как это объяснить?

Многократное уменьшение освещности в половинной фазе Луны (а не двойное, как представляется естественным) — экспериментальный факт. Попробуем понять, хотя бы в общих чертах, какие явления могут за ним стоять.

Obviously эти явления объясняют так. В половинной фазе свет Солнца падает по касательной на ту часть Луны, которая в основном «светит» на Землю. При этом тени от лунных гор экранируют большую часть поверхности Луны от прямого солнечного света, в целом Луна оказывается освещенной хуже, и на Землю она посылает меньше света. Однако в этом случае получительный край Луны должен казаться ярче остальной части «полудиска». Казалось бы, более полное решение должно учитывать то, что горы экранируют не только Луну от Солнца, но и Землю от отраженного Луной света. В этом случае на всех краях «полудиска» освещность должна уменьшаться. Кроме того, из подобного освещения следует, что в пололуние край диска должен быть еще темнее, либо на краю будет двойное экранирование — поверхности Луны от Солнца и Земля от Луны.

На самом деле в пололуние край диска имеет примерно такую же яркость, как центр. Это означает, что поверхность Луны должна отражать значительную долю света настречу падающему свету, а не равномерно во все стороны, как, скажем, белая бумага. Таким образом, оптические свойства поверхности Луны должны сложны, и конкретная величины освещенности зависит от рельефа. Например, при отсутствии и части расположенных горах поверхность будет выглядеть черной.

Заметим, что при частичном лунном заттении половина диска Луны также создает на Земле освещность меньше шнуру, чем половина максимальной. Но причина этого является наличием полутенii.

Л. А. Ашкинази

Мягтник в магнитном поле и приципп суперпозиции

В матровском выпуске «Задачника Кваста» была опубlikованна задача Ф1046. На помним ее условия: «Маленький шарик массой m, имеющий заряд q, подвешен на невесомой нерастяжимой нити. Этот математический матрик помещен в сильное одноподное магнитное поле, индукция которого равна B0 и направлена вертикально. За какое время плоскость каучиня матрика повернет на угол 2π? Явления, связанные с врашением Земли, не учитываются. Эта, казалось бы, искусственная задача, имеет двойное нагладное и, с нашей точки зрения, красивое решение, основанное на идее сложения колебаний.

Начнем с качественной оценки влияния магнитного поля на колебания матрика. Движение шарика изображено на рисунке 1 (вид сверху). Будем считать, что заряд q > 0, а поле B⃗0\vec{B}_0 направлено вверх. Отведем шарик из положения равновесия (т. О) в точку A и отпустим. В отсутствие магнитного поля (B0 = 0) шарик пришел бы в точку A′ и продолжал бы дальнейшее между точками A и A′. Но если B0 ≠ 0, то на шарик действует слаго Лоренца F⃗1\vec{F}_1, направление которой показано на рисунке. Она искривляется траекторию шарика, и в результате он приходит в точку B, потом в точку C и т. д. Траектория прибретает двойное замысловатый вид. Если слаго Лоренца мала по сравнению с возвратаюшей силой, то в течение полерниода магнитное поле будет лишь слегка искривлять траекторию шарика. Тогда движение, основанное на идее сложения колебаний.