Номер 590, страница 110 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Легенда об «огненных зеркалах» Архимеда, с помощью которых он якобы сжег римский флот при осаде Сиракуз (214-212 гг. до н.э.), является одним из самых известных мифов, связанных с великим ученым. Рассмотрим её реальность с точки зрения физики и истории.

С физической точки зрения, идея сфокусировать солнечные лучи для поджога объекта вполне состоятельна. Вогнутое зеркало (сферическое или, что более эффективно, параболическое) собирает параллельные солнечные лучи в одной точке — фокусе. В фокусе концентрируется большое количество энергии, что приводит к значительному повышению температуры. Теоретически, температуры воспламенения сухого дерева (около 300°C) можно достичь с помощью достаточно большого зеркала в ясный солнечный день.

Однако реализация такого проекта в III веке до н.э. столкнулась бы с рядом практически непреодолимых проблем. Во-первых, изготовление одного гигантского вогнутого зеркала с точной кривизной и качественной полировкой из доступных материалов (например, бронзы) было бы чрезвычайно сложной задачей для технологий того времени. Во-вторых, возникают огромные трудности с фокусировкой и наведением. Корабли в гавани не статичны, они качаются на волнах и перемещаются. Удерживать фокус огромного зеркала на одной точке движущейся цели практически невозможно. К тому же, сферическое зеркало обладает сферической аберрацией, что снижает концентрацию энергии в фокусе. В-третьих, такое «оружие» полностью зависит от ясной, солнечной погоды. Наконец, для эффективной работы цель должна находиться на определенном фокусном расстоянии от зеркала ($F = R/2$, где $\text{R}$ — радиус кривизны), что требует либо наличия зеркал разной кривизны для разных дистанций, либо сложной системы изменения кривизны одного зеркала.

Более правдоподобной выглядит версия, что Архимед мог использовать не одно большое зеркало, а множество небольших плоских зеркал (например, отполированных бронзовых щитов воинов), которые под определенными углами направляли солнечные лучи в одну точку на вражеском корабле. Эта система работала бы как составное параболическое зеркало. Современные эксперименты дали смешанные результаты. Команда «Разрушителей легенд» трижды безуспешно пыталась повторить этот опыт. Однако в 2005 году группа студентов Массачусетского технологического института (MIT) смогла поджечь макет деревянного судна со 127 плоских зеркал на расстоянии около 30 метров. Это доказывает, что принцип верен, но требует идеальных условий и слаженной работы большого количества людей.

Важно также отметить, что современники осады Сиракуз (например, историк Полибий) ничего не упоминают об «огненных зеркалах», хотя подробно описывают другие военные машины Архимеда. Первые упоминания легенды появляются в источниках лишь спустя несколько веков, что ставит под сомнение её историческую достоверность.

Ответ: Легенда о сожжении римского флота одним огромным сферическим зеркалом крайне маловероятна и, скорее всего, является вымыслом. Технологические возможности того времени и практические трудности с наведением и фокусировкой делают реализацию такого проекта практически невозможной. Более реалистичной, хотя и не подтвержденной историческими источниками, является гипотеза об использовании множества плоских зеркал, скоординировано направленных на одну цель. Однако даже в этом случае эффективность такого оружия в реальных боевых условиях (движущиеся цели, погодные условия) была бы очень низкой. Таким образом, легенда в её популярном изложении нереальна и является скорее красивым мифом, прославляющим гений Архимеда.