Наблюдая за звездами, мы видим свет, зачастую излученный ими тысячи лет назад. Но что происходит со светом, который излучает обычная лампочка? Что с ним случается в момент, когда мы щелкаем выключателем? Попробуем разобраться.

Свет — довольно простая штука. Он проходит практически бесконечные расстояния через огромное, зачастую пустое межзвездное и межгалактическое пространство, ни с чем не сталкиваясь.

Космос, в свою очередь, — уникальный случай: в промежутках между массивными объектами свет путешествует практически через абсолютный вакуум. Факт движения света в такой вакуумной среде означает, что возможность его столкновения с чем-либо крайне мала. Именно поэтому ему просто преодолевать невероятные расстояния, ведь ничего не преграждает путь.

Итак, что же случится, если что-то помешает свету? У него есть два варианта — отражение или поглощение. Мы неплохо знакомы с первым, так как видим отражение в зеркале именно благодаря физике этого явления. Это происходит каждый раз, когда свет сталкивается с гладкой поверхностью, с его точки зрения. То, насколько гладкой должна быть для этого поверхность, зависит от длины волны света. Так, оптическому свету нужна более гладкая поверхность для чистого отражения, чем радиоволнам, чьи волны гораздо длиннее.

Снимок Hubble Ultra Deep Field (HUDF), на котором изображено около 10 тысяч галактик. Свет от самых маленьких, самых красных галактик на снимке (около 100 объектов) летел через космос почти 13 миллиардов лет / © NASA/ESA/Hubble Space Telescope


Второй вариант — поглощение. Благодаря этому процессу камни нагреваются на Солнце. Они постепенно впитывают солнечный свет, энергия которого нагревает их поверхность. Любой свет может быть поглощен, а не только его инфракрасная (тепловая) часть. Плохое зеркало может впитать достаточно света, чтобы ваше отражение выглядело как едва различимый образ. Тепло от электрической лампочки сегодня почувствовать сложнее, так как их производят таким образом, чтобы энергия была максимально использована для освещения, которое помогает нам видеть в темноте.

Итак, когда лампочка зажжена, она выделяет фотоны, которые разлетаются во все стороны по комнате и сталкиваются с каждым объектом в ней. Эти объекты поглощают большую часть врезающихся фотонов, но также отражают некоторые из них, что, по сути, позволяет нам видеть вещи в комнате. Когда лампочка выключена, новые фотоны больше не излучаются, а те, что еще находятся внутри комнаты, отражаются от объектов бесчисленное количество раз, пока не будут поглощены полностью. Но подробнее об этом — ниже.

Если на уроках физики в школе вы были достаточно внимательны, когда учитель объяснял основы оптики (или если вы увлекаетесь физикой элементарных частиц), то, скорее всего, знаете, что свет состоит из миллионов мельчайших частиц, известных как фотоны. Эти фундаментальные частицы переносят все виды электромагнитного излучения, включая радиоволны, ультрафиолетовые волны, микроволны и, конечно, видимый свет.

Когда вы заходите в комнату и включаете лампу, она тут же заполняется светом. А если точнее, то комната наполняется триллионами фотонов, которые помогают нам видеть все, что находится в в ней. Но куда девается свет, когда вы выключаете лампу? Что происходит с миллиардами фотонов в комнате? Они куда-то исчезают или просто перестают существовать?

Прежде чем ответить на эти вопросы, освежим в памяти основные концепции.

Фотоны: элементарные частицы, переносящие свет

Возможно, вы уже в курсе, что видимый свет — это вид электромагнитного излучения и небольшая часть электромагнитного спектра , в который входят радиоволны, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, гамма-излучение и так далее.

Электромагнитный спектр.

Фотон — самая фундаментальная частица любого типа электромагнитного излучения, будь то радиоволны, переносящие сигналы Wi-Fi, микроволны, разогревающие еду в микроволновой печи, или же видимый свет, который помогает нам видеть окружающий мир. С массой покоя, равной нулю, фотон движетсяна скорости почти 300 тысяч километров в секунду в вакууме (это, в свою очередь, и есть скорость света).

Как фотоны освещают вещи

Источник света — например лампа, — находящийся в комнате, испускает миллионы фотонов, разлетающихся во всех направлениях, когда его включают. Так как лампа находится в комнате (то есть в закрытом пространстве), испускаемые ею фотоны сталкиваются со всем, что находится у них на пути, тем самым освещая все в комнате.

Куда пропадают фотоны, когда источник света выключается

Пока лампа светит, комната получает постоянный поток фотонов. Из всего бесчисленного количества фотонов, врезающихся в находящийся в комнате объект (например, стол), некоторые будут поглощены, а другие отразятся и потеряют часть энергии в процессе. Эти отраженные фотоны столкнутся еще с чем-то в комнате и потеряют еще сколько-то энергии. По сути, фотон будет продолжать отскакивать от объектов до тех пор, пока какой-то из них его не поглотит.

Таким образом, комната остается освещенной столько, сколько работает лампа. Однако, как только вы ее выключите, все очень быстро изменится.

Фотоны, испущенные до выключения лампы, продолжат отскакивать от объектов до тех пор, пока находящиеся в комнате предметы их полностью не поглотят. И это успевает произойти всего за долю миллисекунды.

Если бы лампа продолжала светить, быстрое поглощение этих фотонов ничего бы не изменило, так как она бы постоянно испускала новые порции фотонов в комнату. Но, как мы уже выяснили, когда лампа выключается и новые фотоны больше не испускаются, объекты в комнате поглощают испущенные ранее фотоны. Их энергия используется для нагревания поглотивших их объектов, так как, согласно первому закону термодинамики, энергия не может быть создана или уничтожена, она лишь переходит из одного процесса в другой.

Все это — испускание фотонов лампой, их отражение и поглощение другими объектами — происходит примерно за одну миллионную секунды. Это необычайно быстро, чтобы человек мог воспринять или хотя бы составить об этом явлении сколь-нибудь удобоваримое представление. Именно поэтому комната погружается во тьму, когда выключается свет.

Возвращаясь к тому, о чем мы говорили в начале статьи, заметим, что в открытом космосе ситуация была бы несколько иной. В отличие от выключения света в комнате на Земле, фотоны, испущенные в открытом космосе, долго продолжали бы свое движение через бесконечный вакуум, прежде чем столкнуться с чем-либо.

©https://vk.com/sciencehall

Наш герой Славик, олицетворяющий собирательный образ путешественника, продолжает колесить по миру (начало тут). Позади горы и яркая Турция. Впереди опять горы и таинственная Азия. В Китае Славик прошелся по дороге смерти и едва не устроил ДТП, спускаясь с Великой Китайской стены. Все основано на реальных событиях, а все совпадения (не)случайны.

В Пекине я запланировал остановку на полтора дня. Для тех, у кого пересадка в столице часов восемь, реально успеть посетить Стену. К ней идет поезд из Сианя. Вообще, многие русские туристы предпочитают путешествовать по Китаю по такому треугольнику: Пекин — Сиань — Шанхай. Так можно быстро посмотреть все самое важное, не рассеивая внимания и время на всю страну — она большая.

Глава 1. Та самая Великая и Китайская

Великая Китайская стена, точнее, одна из ее сторон — Мутяньюй, в двух часах езды от Пекина. Сначала вы едете на метро до станции «Дунчжимэнь», а потом садитесь на автобус до парка Шэньчжэнь.

По фразе «Грейт вол» местные сразу направляют к «нужному» автобусу. Не доезжая до нужной остановки, один китаец стал настойчиво просить меня выйти из автобуса вместе с ним. Я вроде как знал, что мне нужно ехать дальше, но автобус зашумел и буквально выставил на улицу. Как выяснилось, это хитрая схема. Туристов сажают на автобус, не довозят до нужного места, заставляя выйти, а потом предлагают за бешеные деньги доставить их до Стены или парка на машине. Но я и еще один турист оказались не лыком шиты и сторговались за относительно небольшие деньги. Китаец, походу, был разочарован. Позже прочитал множество подобных историй. Будьте бдительны и помните, что англоговорящих в Пекине почти нет. Так что неплохо, помимо иероглифов 不辣 «бу ла» («неострый»), выучить еще несколько.

Что почитать

• Как сделать визу в Китай и сколько это будет стоит

• Говорят, количество туристов на Великую Китайскую стену сократят. Это правда?

Есть два способа добраться до Стены из парка Шэньчжэнь: пешком или на канатке. Я выбрал второй вариант.

Сама Великая Китайская стена оказалась не такой древней, как я ожидал. Дело в том, что все здесь не столько реставрируют, сколько достраивают. В конце красивого туристического маршрута я увидел нетронутый участок Стены. Это были руины, совсем непохожие на то, что мы привыкли видеть на фотографиях. А потом я увидел строителей и то, как они откровенно достраивали башню там, где ее никогда не было, и совсем загрустил. Не этого я ждал от этого места — ни трепета перед древностью, ни какой-то эпичности я не почувствовал.

Спуститься со Стены можно тоже двумя способами: на канатке или на тобоггане — бесполозных санках, которые едут с вершины по трассе, похожей на бобслейную. На канатке я поднимался, значит, спускаться надо на санях. Ведь все делают что-то впервые: чувствовал себя Роном Уизли, который сел за руль летающего Форда «Англия», чтобы добраться до Хогвартса.

В кабине была только ручка для тормоза — и она нужна! Я люблю скорость, но сани разгонялись так, что я уже готовился вылететь с трассы, поэтому притормаживал. Это было правильным решением. Потому что турист, который спускался передо мной, еле плелся. Я просто чудом не врезался в его сани. Так что будьте осторожны, если решите спускаться на тобоггане. Контролируйте скорость и не зевайте.

Глава 2. Тропа над пропастью и стоячие места в поезде

На скором поезде Пекин — Сиань за пять часов добрался до парка Хуашань, недалеко от города Сиань. Там находится главный аттракцион, ради которого я и прилетел, — Тропа смерти. Увидел однажды на фото и загорелся.

Тропа смерти — это тонкий деревянный настил, прибитый к скале над пропастью, по которому идут испуганные туристы. Платишь деньги, на тебя надевают страховочное снаряжение и отправляют в путь-дорогу. Никаких ограждений. Медленно идешь вдоль скалы, доходишь до конечной точки, делаешь фото на память, разворачиваешься и идешь обратно. При этом нужно разойтись с людьми, которые идут навстречу.

Адреналин я испытал, но на фотографиях выглядит зрелищнее. Может, потому, что я не боюсь высоты, а сама тропа не особо длинная. Больше боялся, что уроню телефон в пропасть, а не за себя. А еще о Тропе писали на Пикабу — почитайте.

Что почитать

• Куда слетать на Новый год 2020: идеи для путешествий в праздники

• Что делать, если вас обокрали в путешествии

Как добирался от Сианя до Шанхая — отдельная история. В китайских поездах своя классификация мест: лежачие, сидячие и стоячие. Почему-то не думал, что с билетами может быть проблема. В итоге все, что смог купить, — стоячее место. Огромный поезд дальнего следования, куча вагонов, битком набитые людьми. Нет ни одного угла, чтобы забиться или прижаться: 16 часов стоя до Шанхая без надежды поспать. Так я себе представлял индийские поезда. Но вокруг одни китайцы, которые косо на меня поглядывали: мол, парень, что ты здесь забыл? Поездку запомню надолго — абсолютное издевательство.

В Шанхае туристов больше, но чувствуешь себя на удивление комфортнее. Вокруг чисто, при этом плюнуть посреди улицы или прямо в ресторане бросить мусор на пол — норма. Китайцы чем-то напоминают русских: хитростью и пронырливостью. Особенно таксисты. А еще заметно, что в стране не хватает работы. Так, в пекинском метро есть люди, задача которых поторапливать пассажиров заходить в вагон.

Шашлык из скорпиона я съел (не впечатлило), порцию адреналина получил, пора ехать дальше.