Прогуливаясь по пляжу, мы сталкиваемся с любопытным парадоксом: когда мы отрываем ноги от мокрого песка, мы видим, что песок на короткое время кажется сухим. При сдавливании песок должен реагировать как губка, когда мы её сжимаем: сочится вода. Однако, мы не видим того тонкого слоя воды поверх нашего следа, а наоборот, он кажется сухим.
Любой может провести следующий эксперимент. Песок и немного воды вводятся в гибкую пластиковую лодочку. Когда мы сжимаем стенки, вода исчезает. Происходит это потому, что при прессовании песка происходит перераспределение зерен, что приводит к увеличению объема между ними. Становится больше места для воды и, следовательно, больше помещается.
Интересно то, что это маленькое наблюдение очень важно, когда речь идет о том, чтобы максимально использовать процесс экстракции масла или вина: более высокое давление не должно производить экстракцию жидкости.
А так как мы говорим об отношениях между водой и песком, есть кое-что, что дети сразу же узнают: если они хотят построить замок на песке, они должны использовать мокрый песок, в нужной мере. Если они используют сухой песок, самое большее, что они получают - это разбросанная насыпь; если они используют слишком много воды, как это бывает, когда приходит волна, конструкция рушится. За всем этим стоит наш старый друг - электричество.
Смачивая песок, вода тонким слоем покрывает поверхность зерен. Вода — необычное вещество, и среди ее свойств — плохо распределенные электрические заряды молекулы. Короче говоря, одна часть молекулы имеет положительный заряд, а противоположная — отрицательный. Песчинки также имеют любопытное распределение электрических зарядов, что означает, что когда молекула воды приближается к песчинке, она прилипает. Таким образом, вода, попавшая между поверхностью двух зерен, действует как слабый, но эффективный клей. Если воды будет слишком много, песчинки разделятся, и на этом замку из песка придет конец.
Почему мокрый песок темнее сухого?
Все это связано с рассеиванием света, столкновением света с песчинками. Свет имеет тенденцию отражаться во всех направлениях, если он сталкивается с мелкими частицами или же вперед, если сталкивается с более крупными частицами. Проницательный читатель может задаться вопросом, какое это имеет отношение к тому, что мы обсуждаем, ведь сухие песчинки имеют тот же размер, что и мокрые. Вы отчасти правы, но только отчасти. Дело в том, что свет, попадая в промежутки между песчинками мокрого песка, движется не по воздуху, а по воде, где движение происходит медленнее. И это имеет тот же эффект, что и попадание в крупную песчинку. На самом деле, когда свет попадает на мокрый песок, то ему требуется как минимум шесть столкновений, чтобы выйти снова, в то время как для сухого песка достаточно двух. При большем количестве столкновений свет теряет интенсивность, поэтому мы видим более темный мокрый песок.
Море зонтиков
Если и есть что-то, что характеризует пляж летом, так это другое море, море зонтиков. Кто их изобрел? Для египтян зонтик имел явное религиозное значение. Для них небесный свод был образован телом богини Нут, которое полностью покрывало землю и держалось на земле только пальцами рук и ног. Таким образом, зонтики, сделанные из растянутых пальмовых листьев, перьев и папируса, становились земными воплощениями богини и поэтому могли защищать только головы знати. Быть приглашенным встать под зонтиком фараона было очень высокой честью, так как это подразумевало нахождение под защитой монарха.
В Греции и Риме зонтик был частью женской одежды. Мужчины могли использовать его, не опасаясь насмешек, только в том случае, если они сопровождали женщину.