Ранний старт 2

Пахучее растение на букву «х» на этот фильмец, меня госпожа Физика ждёт. Берусь за учебники.
15 мая, 8-ая школа, время 10 часов утра.
С темой теплоты заканчиваем быстро, за четверть часа. В восьмом классе она даётся на элементарном уровне. Такое осторожное подползание к настоящей термодинамике. Закрываем эту тему и переходим к электростатике.
— Величину элементарного заряда скажешь? — Начинает беседу/допрос/экзамен Анатолий Иванович.
Он главный в комиссии, которую собрал, чтобы выпотрошить меня на предмет знания электростатики. Механику сдал ровно неделю назад накануне Дня Победы. На «отлично» сдал. Рядом с ним две дамы, одна физику до девятого класса ведёт, вторая — математичка. Физиков больше нет в школе.
— Один и шесть на десять в минус девятнадцатой кулона.
— Точнее можешь сказать? — Директор улыбается.
— Не ставил себе целью голову забивать такими подробностями, — отказываюсь потрясать всех возможностями своей памяти, да и не старался, если честно. — Там после шестёрки ноль идёт, потом вроде два, так что при расчётах в задачах можно смело пренебречь.
— В расчётах точность прежде всего, — математичка судит со своей колокольни. Тётушка с внимательными и строгими глазами в возрасте пограничном между средним и пожилым. Не предвижу с ней проблем, если будет у меня математику вести, но поживём — увидим.
— Не в физике, Тамара Ивановна, — возражаю моментально. — Дело в том, что физические задачи всегда используют модель, которая всегда упрощает и огрубляет реальные процессы. Вы когда-нибудь видели невесомую нить или материальную точку? Вот и я не видел, а между тем подобные объекты постоянно мелькают в задачах по физике. Так что изначально, все расчёты в физических задачах ведутся с некоей погрешностью. Часто довольно заметной, исчисляемой процентами. Так что округление справочных величин до третьей значащей цифры никакого влияния на результат не оказывает.
В конце моего спича у математички отпадает челюсть. Директор улыбается.
— Речь не мальчика, но мужа. Закон Кулона.
— Сила взаимодействия между зарядами равна...
— А зачем мы коэффициент К в формуле записываем в виде дроби, где под единицей находится странное произведение: четыре пи на эпсилон нулевое? Кстати, что такое эпсилон?
— Эпсилон нулевое — электрическая постоянная. Численно равна восемь восемьдесят пять на десять в минус двенадцатой фарад на метр. Такие постоянные часто вводят в базовые формулы для согласования размерности сопрягаемых величин и их значений, — можно ещё кое-что упомянуть, но там такие дебри… не готов к такому.
— Четыре пи возникает от того, что часто приходится иметь дело со сферами. А площадь сферы четыре пи на квадрат радиуса. В дальнейшем, некоторые формулы приобретут компактный, легко запоминающийся вид. Но это моя гипотеза, в учебнике ничего про это не говорится.
Хитрый директор никак не комментирует ответ, зато задаёт следующий вопрос:
— Потенциальная энергия двух точечных зарядов. И сразу переходи к потенциалу.
Рассказываю. Дают задачу рассчитать ёмкость плоского конденсатора.
— Площадь… расстояние между пластинами… — директор даёт вводные.
— Диэлектрическая постоянная? — На моё уточнение улыбается. Подловить хотел? Ишь, подловец какой!
— Принимай за единицу.
Рассчитываю. Справляюсь за пять минут, там простая, легко запоминающаяся формула. Директор бросает только один короткий взгляд на мои письменные потуги. Его помощницы разглядывают чуть дольше.
— Энергия конденсатора?
Тоже очень простая формула. Докладываю.
— Скажи, а каким образом можно освободить эту энергию?
— Замкнуть обкладки через нагрузку.
— А если замкнуть сверхпроводником? Потерь на электрическое сопротивление не будет, что тогда?
Ого! И в самом деле, что? Отрицательный заряд, это же свободные электроны, перетечёт на положительную пластину, а дальше? Хм-м, электростатика на этот вопрос ответа не даст. Покопаемся дальше. Я хоть и не готовился полный курс физики сдавать, но когда-то его проходил. И даже два раза. С чем-то подобным сталкивался. Как-то меня подловили на подобном. Не на экзаменах, — слава небесам, не в техническом вузе учился, — а так в разговорах с умниками, задвинутыми на науке.
 
Энергия должна куда-то деться. Сначала пойдёт ток, кстати, при замыкании заискрит, это тоже выделение энергии, но чую, директор это тоже велит не учитывать. Пойдёт ток и что? А то! Возникнет магнитное поле, это своего рода кинетическая энергия движущихся зарядов. Что дальше? А вот что! — окончательно догадываюсь я, вспомнив про…
Экзаменаторы терпеливо ждут. Пора их ставить на место. Хитрую улыбку директора парирую своей, не менее хитрой и даже ехидной. Кажется, нахожу способ закончить изматывающий марафон, время уже вплотную к двенадцати.
— А вы понимаете, Анатолий Иванович, что вопрос выходит далеко за рамки электростатики? Следует ли мне сделать вывод, что электростатику я сдал, и мы принимаемся за весь курс физики средней школы?
Директор слегка смущается, дамы переглядываются.
— Просто ответить можешь, Колчин? — Вмешивается математичка. Ну, правильно, ей можно, она не в курсе.
— Видите ли, Тамара Ивановна, когда речь идёт о движении зарядов, это уже электродинамика. Далее, надо рассматривать электрический контур, который образует замыкающий проводник, — быстро рисую простенькую схему, где окружность разрывается конденсатором. — Внутри контура с некоей индуктивностью возникает нарастающее магнитное поле, это уже магнетизм. В момент полного перетекания заряда, магнитное поле достигает максимального значения. Затем оно начинает уменьшаться, а заряд продолжает движение. Ток не может остановиться мгновенно. Конденсатор перезаряжается, меняя полярность пластин. Это уже тема колебательного контура, десятый класс вроде, не знаю точно. Всяко не восьмой.
— Далее, — продолжаю, невзирая на шалеющих дам, — так как магнитное поле переменное, оно порождает переменное электрическое поле. Возникает электромагнитное излучение, тоже тема старших классов.
— И что дальше? — Всё-таки упорствует директор. Ему интересно.
— Возникают колебания тока в контуре. Затухающие. Энергия конденсатора уходит в излучение.
Следует пауза. Комиссия, сознаёт она или нет, попадает в ловушку. На лице директора написано «ни хрена себе!».
— Про атомную и ядерную физику не спрашивайте, — предупреждаю заранее. — Ни в зуб ногой.
Как мне быть «в зуб», если в прошлых жизнях не было таких тем в средней школе?
— Какую оценку поставит мне уважаемая комиссия? — Интересуюсь вежливо по форме и нагло по сути.
— Пять, конечно, — пожимает плечами директор. — Если хочешь, на этом и закончим. За остальные темы примем автоматом.
— Нет. Экзамены заставляют систематизировать и упорядочить знания. Так что продолжим.
Иду домой. Размышляю по дороге.
В прошлые жизни так глубоко естественные дисциплины не копал. Сейчас доходит многое, ранее упущенное. На размерности, все эти фарады, паскали, ньютоны и амперы особого внимания не обращал. Зря. Сейчас понял, что это фундамент. И запоминаю намертво часто используемые и ключевые формулы. Кстати, формулы, на которых вводятся размерности, тоже ключевые. Их надо знать на уровне таблицы умножения.
Всегда надо помнить, от какой печки мы пляшем. Аксиоматику.
— Постой, Вить! — меня нагоняет девичий голосок. Вслед за ним и сама девочка.
— Привет, Варвара-краса, быстрая нога.
— Ты, правда, в нашей школе учиться будешь?
Для настоящего, так сказать, первородного мальчика вопрос, как вопрос. Для меня очень странный. Она же девочка, в их среде новости распространяются натурально с гиперзвуковой скоростью. Хотя я не совсем прав, она уже знает, только желает удостовериться.
— Если возьмут. Ещё кучу экзаменов надо сдать. Вот, сдаю.
— Жалко, ты маленький ещё, — ехидничает девочка, — а то бы вместе учились…