Любой объ­ект из­лу­ча­ет элек­тро­маг­нит­ные волны в очень ши­ро­ком диа­па­зо­не ча­стот. При этом ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния на­пря­мую за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры объ­ек­та (рис. 1).

Мак­си­мум из­лу­че­ния Солн­ца, по­верх­ность ко­то­ро­го имеет тем­пе­ра­ту­ру около 6000 К, при­хо­дит­ся на диа­па­зон длин волн, ко­то­рые в про­цес­се эво­лю­ции опре­де­ли­ли цве­то­вое зре­ние че­ло­ве­ка.

Среди ор­га­нов чувств глаз за­ни­ма­ет осо­бое место. На долю зре­ния при­хо­дит­ся до 80% ин­фор­ма­ции, вос­при­ни­ма­е­мой ор­га­низ­мом извне. Че­ло­век с по­мо­щью зре­ния вос­при­ни­ма­ет раз­ме­ры пред­ме­тов, их форму, рас­по­ло­же­ние в про­стран­стве, дви­же­ние, а, глав­ное, цвет.

При­ем­ни­ка­ми све­то­во­го из­лу­че­ния че­ло­ве­ка слу­жат кол­боч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры трёх типов) и па­лоч­ки (фо­то­ре­цеп­то­ры од­но­го типа).

Кол­боч­ки, в за­ви­си­мо­сти от их спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти, под­раз­де­ля­ют­ся на три типа и обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ски­ми бук­ва­ми ρ, γ и β. Мак­си­му­мы спек­траль­ной чув­стви­тель­но­сти этих типов кол­бо­чек на­хо­дят­ся в трёх раз­ных спек­траль­ных участ­ках: крас­ном, зелёном и синем (рис. 2).

Спек­тры по­гло­ще­ния по­ка­зы­ва­ют ве­ро­ят­ность по­гло­ще­ния фо­то­на для дан­ной длины волны. Спек­тры по­гло­ще­ния пе­ре­кры­ва­ют­ся, а это озна­ча­ет, что зри­тель­ная си­сте­ма в со­сто­я­нии раз­ли­чить ча­сто­ту волны, срав­ни­вая ко­ли­че­ства по­гло­ще­ния энер­гии раз­ных видов кол­бо­чек.

Па­лоч­ки, рас­по­ло­жен­ные по пе­ри­фе­рии сет­чат­ки, иг­ра­ют ос­нов­ную роль в со­зда­нии ахро­ма­ти­че­ских зри­тель­ных об­ра­зов. Па­лоч­ки об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью к свету, вос­при­ни­ма­ют волны с малой ам­пли­ту­дой, но не умеют раз­ли­чать их длину, то есть ре­зуль­тат вос­при­я­тия волн раз­ной длины у всех па­ло­чек оди­на­ков.

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

То, что раз­лич­ные тела об­ла­да­ют раз­ной спо­соб­но­стью про­во­дить тепло, т. е. раз­ной теп­ло­про­вод­но­стью, было из­вест­но давно, од­на­ко ин­стру­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния на­ча­лись лишь в конце XVIII в. Идея од­но­го из опы­тов при­над­ле­жа­ла Б. Фран­кли­ну. Он пред­ла­гал по­кры­вать по­ло­су ме­тал­ла вос­ком, а затем по­гру­жать один конец в го­ря­чее масло. Счи­та­лось, что боль­шей теп­ло­про­вод­но­стью об­ла­дал тот ме­талл, у ко­то­ро­го воск за одно и то же время пла­вил­ся на боль­шей длине. Ж.-Б. Фурье пред­ло­жил иной спо­соб, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке: в стерж­не AB, один конец ко­то­ро­го на­гре­вал­ся, на рав­ном рас­сто­я­нии друг от друга вы­свер­ли­ва­лись не­боль­шие от­вер­стия под тер­мо­мет­ры (a, b, … f). Вна­ча­ле тем­пе­ра­ту­ра каж­до­го тер­мо­мет­ра под­ни­ма­лась, но затем подъём пре­кра­щал­ся, уста­нав­ли­ва­лось ста­ци­о­нар­ное рас­пре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры вдоль стерж­ня. Ис­поль­зуя эту идею, Г. Ви­де­ман и Р. Франц в 1835 году по­лу­чи­ли дан­ные о теп­ло­про­вод­но­сти ме­тал­лов и спла­вов. Ре­зуль­та­ты их опы­тов в от­но­си­тель­ных еди­ни­цах пред­став­ле­ны в табл. 1 (наи­луч­шая про­во­ди­мость  — у се­реб­ра; наи­худ­шая  — у вис­му­та).

Экс­пе­ри­мент по Фурье яв­ля­ет­ся фи­зи­че­ски более вер­ным, чем экс­пе­ри­мент, пред­ло­жен­ный Фран­кли­ном. Дж. Тин­даль привёл такой ар­гу­мент. Возьмём два ко­рот­ких стерж­ня оди­на­ко­вых гео­мет­ри­че­ских раз­ме­ров: один из вис­му­та, дру­гой из же­ле­за; по­кро­ем один торец каж­до­го стерж­ня вос­ком, а дру­гой конец по­ста­вим на крыш­ку котла с го­ря­чей водой. Пер­вым воск рас­та­ет на стерж­не из вис­му­та, зна­чит, по Фран­кли­ну, он луч­ший про­вод­ник тепла. Опыты же Ви­де­ма­на и Фран­ца по­ка­за­ли про­ти­во­по­лож­ный ре­зуль­тат.

Тин­даль разъ­яс­нил, что на ре­зуль­та­ты опыта по Фран­кли­ну вли­я­ет не толь­ко теп­ло­про­вод­ность ме­тал­лов, но и их удель­ная теплоёмкость. Умно­жив удель­ную теплоёмкость ме­тал­ла на его плот­ность для вис­му­та по­лу­чим:

а для же­ле­за:

Сле­до­ва­тель­но, на про­грев стерж­ня из вис­му­та тре­бу­ет­ся мень­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты. Спла­вы ме­тал­лов также об­ла­да­ют вы­со­кой теп­ло­про­вод­но­стью. (На­при­мер, ней­зиль­бер  — сплав меди, ни­ке­ля и цинка, из ко­то­ро­го де­ла­ли сто­ло­вые при­бо­ры.) Тин­даль пишет, что если взять ку­со­чек бе­ло­го фос­фо­ра, ко­то­рый пла­вит­ся при 44 ºС и за­го­ра­ет­ся при 60 ºС, и по­ло­жить его на че­ре­нок чай­ной ложки из ней­зиль­бе­ра, опу­щен­ный в го­ря­чий чай, то фос­фор рас­пла­вит­ся. А если тот же опыт по­вто­рить с лож­кой из се­реб­ра, то фос­фор за­го­рит­ся.

То, что раз­лич­ные тела об­ла­да­ют раз­ной спо­соб­но­стью про­во­дить тепло, т. е. раз­ной теп­ло­про­вод­но­стью, было из­вест­но давно, од­на­ко ин­стру­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния на­ча­лись лишь в конце XVIII в. Идея од­но­го из опы­тов при­над­ле­жа­ла Б. Фран­кли­ну. Он пред­ла­гал по­кры­вать по­ло­су ме­тал­ла вос­ком, а затем по­гру­жать один конец в го­ря­чее масло. Счи­та­лось, что боль­шей теп­ло­про­вод­но­стью об­ла­дал тот ме­талл, у ко­то­ро­го воск за одно и то же время пла­вил­ся на боль­шей длине. Ж.-Б. Фурье пред­ло­жил иной спо­соб, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке: в стерж­не AB, один конец ко­то­ро­го на­гре­вал­ся, на рав­ном рас­сто­я­нии друг от друга вы­свер­ли­ва­лись не­боль­шие от­вер­стия под тер­мо­мет­ры (a, b, … f). Вна­ча­ле тем­пе­ра­ту­ра каж­до­го тер­мо­мет­ра под­ни­ма­лась, но затем подъём пре­кра­щал­ся, уста­нав­ли­ва­лось ста­ци­о­нар­ное рас­пре­де­ле­ние тем­пе­ра­ту­ры вдоль стерж­ня. Ис­поль­зуя эту идею, Г. Ви­де­ман и Р. Франц в 1835 году по­лу­чи­ли дан­ные о теп­ло­про­вод­но­сти ме­тал­лов и спла­вов. Ре­зуль­та­ты их опы­тов в от­но­си­тель­ных еди­ни­цах пред­став­ле­ны в табл. 1 (наи­луч­шая про­во­ди­мость  — у се­реб­ра; наи­худ­шая  — у вис­му­та).

Экс­пе­ри­мент по Фурье яв­ля­ет­ся фи­зи­че­ски более вер­ным, чем экс­пе­ри­мент, пред­ло­жен­ный Фран­кли­ном. Дж. Тин­даль привёл такой ар­гу­мент. Возьмём два ко­рот­ких стерж­ня оди­на­ко­вых гео­мет­ри­че­ских раз­ме­ров: один из вис­му­та, дру­гой из же­ле­за; по­кро­ем один торец каж­до­го стерж­ня вос­ком, а дру­гой конец по­ста­вим на крыш­ку котла с го­ря­чей водой. Пер­вым воск рас­та­ет на стерж­не из вис­му­та, зна­чит, по Фран­кли­ну, он луч­ший про­вод­ник тепла. Опыты же Ви­де­ма­на и Фран­ца по­ка­за­ли про­ти­во­по­лож­ный ре­зуль­тат.

Тин­даль разъ­яс­нил, что на ре­зуль­та­ты опыта по Фран­кли­ну вли­я­ет не толь­ко теп­ло­про­вод­ность ме­тал­лов, но и их удель­ная теплоёмкость. Умно­жив удель­ную теплоёмкость ме­тал­ла на его плот­ность для вис­му­та по­лу­чим:

а для же­ле­за:

Сле­до­ва­тель­но, на про­грев стерж­ня из вис­му­та тре­бу­ет­ся мень­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты. Спла­вы ме­тал­лов также об­ла­да­ют вы­со­кой теп­ло­про­вод­но­стью. (На­при­мер, ней­зиль­бер  — сплав меди, ни­ке­ля и цинка, из ко­то­ро­го де­ла­ли сто­ло­вые при­бо­ры.) Тин­даль пишет, что если взять ку­со­чек бе­ло­го фос­фо­ра, ко­то­рый пла­вит­ся при 44 ºС и за­го­ра­ет­ся при 60 ºС, и по­ло­жить его на че­ре­нок чай­ной ложки из ней­зиль­бе­ра, опу­щен­ный в го­ря­чий чай, то фос­фор рас­пла­вит­ся. А если тот же опыт по­вто­рить с лож­кой из се­реб­ра, то фос­фор за­го­рит­ся.