Кто есть кто в мире открытий и изобретений - Шалаева Галина Петровна - Страница 5

Свойства воды помогли Цельсию осуществить и выбор единицы измерения температуры. Он разбил интервал между температурами замерзания и кипения воды на сто равных отрезков. «Длина» одного такого отрезка, т. е. разница температур между точками шкалы Цельсия, лежащими на концах этого отрезка, и стала единицей измерения температуры, названной Цельсием градусом.

В физике же применяется в основном иная температурная шкала – шкала Кельвина. В ней используется та же самая единица измерения, однако за точку отсчета принята температура абсолютного нуля, при которой кинетическая энергия всех молекул равна нулю. По шкале Цельсия эта температура составляет примерно -273,16 °C.

Что такое электричество?

Человек открыл действие электричества довольно давно. Древние греки знали, что кусочек янтаря, натертый тканью или шерстью, притягивает к себе пылинки.

Ты и сам можешь это проверить, если потрешь карандаш о рукав своей шерстяной рубашки, а затем поднесешь его к мелким бумажкам, положенным на стол. Но это электричество называется статическим, потому что оно только накапливается в различных предметах. Его нельзя передавать на расстояние и использовать в осветительных приборах.

Первым ученым, который изучал свойства электричества был придворный врач королевы Елизаветы I Вильям Жильбер. Но несмотря на его интересные открытия, все же нельзя сказать, что он или кто-то другой из ученых действительно открыл электричество, ибо с древнейших времен и до наших дней множество ученых изучают свойства электричества, анализируют новые формы его применения. Электричество знали прядильщицы в древней Сирии. Их веретена из янтаря наэлектризовывались, когда их обматывали шерстью. Такого рода явление (магнетизм) происходит и во время расчесывания волос пластмассовой расческой.

Китайцы знали свойства магнита еще до начала нашей эры. Аристотель изучал реакцию некоторых угрей, поражающих врагов электрическим зарядом. В 70 году нашей эры римский писатель Плиний исследовал электрические свойства смолы. Английский физик Роберт Бойл доказал, что электричество может накапливаться. Немецкий ученый Отто фон Герике, живший в то же время, сделал первую электрическую лампочку. Он натирал серный шарик, и тот светился у него в руках. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, доказал существование статического электричества.

Около 1700 года Стивен Грей установил, что одни тела (вещества) хорошо проводят электричество, а другие – нет. В Голландии делали особые лейденские банки, в которых мог накапливаться огромный электрический заряд. Английский ученый Уотсон усовершенствовал это изобретение, он также открыл, что скорость распространения электричества огромна и действует оно, следовательно, почти мгновенно. В 1752 году Бенджамин Франклин установил электрическое происхождение молнии. Джон Кантон сделал искусственный магнит, а Симмер открыл существование двух полюсов, зарядов – положительного и отрицательного. Кавендиш установил, что железная проволока хорошо проводит электричество, он же определил формулу воды, разложив ее с помощью электричества на кислород и водород. В 1800 году итальянец Вольта сделал первую батарейку. Гальвани путем опытов с лягушками установил новые свойства электротока. В Англии Дейви изобрел дуговую лампу. Его помощник Фарадей – первую динамо-машину. Шотландский физик Максвелл разработал световую электромагнитную теорию. В 1820 году Ампер изобрел электромагнит и создал науку электродинамику. Имя этого французского физика стало единицей измерения силы тока. В 1871 году американский ученый Эдисон изобрел ламповый конденсатор. В 1910 году француз Жорж Клод изобрел неоновую лампу. Но этими именами не исчерпывается список ученых, способствовавших развитию применения электричества. Каждый год приносит открытия в этой области.

Ученые установили, что электричество – поток мельчайших заряженных частиц – электронов. Каждый электрон несет небольшой заряд энергии. Но когда электронов накапливается очень много, заряд становится большим и возникает электрическое напряжение. Вот почему электрический ток может перемещаться по проводам на большое расстояние.

Когда ты нажимаешь на выключатель лампы или какого-нибудь прибора, то электрический ток, пришедший от генератора, начинает течь по проводам, и прибор начинает действовать, а лампочка – светиться.

Что такое атом?

Весь материальный мир, что нас окружает, состоит из ста с небольшим химических элементов. Мысль об атоме как самой маленькой частичке любого вещества зародилась у древних греков. Сегодня нам известно, что атом – это не самая маленькая частичка, что существуют частицы и меньше, которые находятся внутри самого атома. Нам также известно, что мы знаем далеко не все о строении атома.

Первым, кто начал развивать научную теорию атома, был Джон Дальтон, английский химик, живший в начале XIX века. Он обнаружил, что газы, также как твердые вещества и жидкости, состоят из невероятно крохотных частичек. Эти частички он, как и древние греки, назвал атомами. Он определил относительные веса атомов тех элементов, которые были ему знакомы.

В конце XIX века Эрнест Резерфорд развил теорию атома, считая, что он по структуре аналогичен Солнечной Системе. Он предположил, что в центре атома находится ядро, оно тяжелое и несет в себе положительный электрический заряд. А вокруг него находятся отрицательно заряженные электроны. Электроны движутся вокруг ядра подобно тому, как движутся планеты вокруг Солнца. Атом бесконечно мал. Его не видно даже в микроскоп. Миниатюрная булавочная головка – и та содержит миллионы атомов. Химические свойства атома определяются в основном количеством его электронов. В атоме водорода всего один электрон, у гелия два, а вот атом урана содержит 92 электрона. Различные сочетания атомов образуют окружающую нас материю, т. е. все то, из чего состоит мир.

Позже Нильс Бор создал новую атомную теорию. Он доказал, что электроны могут двигаться только по определенным орбитам, называемым энергетическими уровнями. Когда электрон перемещаются с одного уровня на другой, он изменяет свою энергию.

Сегодня нам известно, что ядро атома может делиться, освобождая значительное количество энергии. Такое же количество энергии высвобождается при взрыве атомной бомбы, но мощь взрыва можно поставить под контроль. Энергия, вырабатываемая ядерным реактором на атомной станции, может использоваться в форме тепла для питания электрогенераторов. Энергия может вырабатываться не только в результате реакции распада, но и при столкновении ядер легких атомов, когда они соединяются в одно.

Это ядро легче, чем два соединившихся. Такого рода энергия используется в водородной бомбе. Пока поставить под контроль этот процесс не удается, однако исследования по использованию его в мирных целях продолжаются.

Как используют углерод-14 для определения возраста предметов?

Все живые существа содержат углерод. В их состав также входит небольшое количество углерода-14, радиоактивной разновидности углерода.

Используя углерод-14, ученые могут определить возраст дерева, предметов одежды или всего, что было когда-то живым.

Использование углерода-14 с этой целью называется установлением возраста радиоактивным путем. Радиоактивный углерод помогает определить возраст предметов, которым до 50 000 лет.

Скорость, с которой распадаются радиоактивные элементы, называется периодом полураспада. Период полураспада – это время, за которое распадается половина атомов элемента.

Период полураспада углерода-14 около 5500 лет. Это означает, что через 5500 лет после смерти животного или растения в погибших организмах останется только половина находившегося в них первоначально атомов углерода-14. После 11 000 лет только четверть, через 16 500 лет – восьмая часть изначального количества и так далее.

Предположим, что в древней гробнице обнаружен кусок старого дерева. В лаборатории его можно нагреть и превратить в углерод, или сжечь с выделением различных газов, содержащих углекислый газ. Углерод или углекислый газ содержат несколько атомов углерода-14. Эти атомы распадаются. При распаде крохотные частички с большой скоростью покидают атом.