Помоги проекту - поделись книгой:
Оказывается, при нарушении целостности пленки молекулы ПАВ ведут себя согласно всем канонам военной науки. Поняв, что единый фронт уже не удержать, оставшиеся молекулы стягиваются в «кулак», то есть в каплю, из которой затем можно бы было выдуть следующий пузырь. Но так получается далеко не всегда — сжатый воздух, выходящий из пузыря, довольно часто рвет пленку на отдельные лоскуты, которые затем собираются лишь в мелкие капли.
Есть и еще замечательное свойство, которым знамениты мыльные пузыри. Наблюдательный поэт С. Маршак писал, что пузырь…
Да, мыльная пленка переливается всеми цветами радуги. Происходит это потому, объяснил известный английский физик Томас Юнг, что в тонких пленках наблюдается явление интерференции. Сам же будущий секретарь Лондонского королевского общества, едва научившись читать — а случилось это, между прочим, когда мальчику едва минуло два(!) года, — выучил стишок из детской книжки, в котором опять-таки говорилось о цветастом мыльном пузыре, и стал приставать к взрослым с вопросом, кто его покрасил, этот самый пузырь. А не получив ответа, стал искать его сам. Но лишь в возрасте 28 лет, в 1801 году, он понял, что такое интерференция, и постарался объяснить суть этого явления всем остальным.
«Предположим, что на поверхность пузыря, образованного пленкой постоянной толщины, падает пучок белого света таким образом, что различные участки поверхности пузыря пучок встречают под разными углами, — обстоятельно писал Юнг. — Сам белый свет, как объяснил нам сэр Исаак Ньютон, состоит из семи лучей различных цветов. В свою очередь каждый луч может частично отразиться от внешней стороны мыльной пленки, а частично — от внутренней. При этом, в зависимости от конкретных условий, обе части луча могут либо усилить друг друга, либо, напротив, пригасить. Это явление и зовется интерференцией».
И далее на схеме Юнг обстоятельно пояснял, при каких именно условиях лучи либо гасят друг друга (это происходит в том случае, если фазы волн противоположны), либо усиливают (когда фазы совпадают). Все это ныне достаточно подробно излагается в учебниках физики, в том самом разделе, где говорится об интерференции — явлении, открытом Юнгом.
Мы же лишь добавим, что на мыльной пленке наблюдается то же явление, что и в небе после дождя, когда там образуется радуга. И это открытие так поразило современников ученого, что французский физик Доменик Араго впоследствии так написал о Томасе Юнге: «Ценнейшее открытие доктора Юнга, которому суждено навеки обессмертить его имя, было ему внушено предметом, казалось бы, весьма ничтожным: теми самыми яркими и легкими пузырями мыльной пены, которые, едва вырвавшись из трубочки школьника, становятся игрушкой самых незаметных движений воздуха».
На этом исследования мыльных пузырей не заканчиваются. В 1942 году, в самый разгар Второй мировой войны, еще один замечательный английский физик, лауреат Нобелевской премии Лоуренс Брэгг, задал себе вопрос: «Можно ли искусственно создать кристалл, состоящий не из атомов или молекул, а из огромного количества крошечных мыльных пузырьков?» Ответ ученый получил в эксперименте. Спустя некоторое время Брэггу и его помощникам удалось создать идеальный пузырьковый кристалл (см. фото).
Примерно такой же кристалл вы можете создать сами. Для этого вам понадобится обычная тарелка, заполненная мыльной водой, в которую добавлено несколько капель глицерина, игла от шприца, резиновая волейбольная камера и зажим, которым можно регулировать выход воздуха из отростка-соска надутой камеры. Таким зажимом, на худой конец, может послужить даже обычная струбцина.
Когда вы начнете, потихоньку выпуская воздух из соска камеры через иголку (см. схему), опущенную в воду, выдувать серию маленьких воздушных пузырьков диаметром 2–3 мм, то увидите интересную картину.
Добравшись до поверхности, такой пузырек тут же окутывается мыльной пленкой. А когда рядом появляется сосед, то тут же стремится прижаться к нему, постепенно образуя некую сотовую структуру. Вот это и есть простейший пузырьковый кристалл.
Эксперименты Брэгга и его помощников, в свою очередь, подтолкнули других исследователей на совершенствование подобных опытов. Так, скажем, недавно индийские исследователи, использовав одну из солей жирных кислот (а мыло как раз и является одной из жирных кислот) — миристиновокислого натрия, — при ее медленном охлаждении зафиксировали под электронным микроскопом различные стадии кристаллизации раствора. Получились весьма занятные картины (см. фото).
И это не пустяки. Такие эксперименты помогают исследователям лучше разбираться в процессах кристаллизации, например, расплавленных металлов.
Сейчас существует даже целый раздел науки, который полушутя-полусерьезно называют так — пузырьковедение. И хотя многие из «пузырьковедов» стесняются сознаться, что время от времени всерьез занимаются изучением поведения крошечных пузырьков в жидкости, именно благодаря этим «несерьезным» исследованиям ученым удалось решить многие, весьма серьезные проблемы. Например, когда на смену колесным пароходам пришли корабли с гребными винтами, моряки стали жаловаться, что лопасти винтов быстро становятся хрупкими, неведомый вид коррозии буквально пожирает металл.
Исследования показали, что здесь имеет место так называемая кавитация — физическое явление, на которое обратил внимание еще в первой половине XVII века иностранный член Российской Академии наук Даниил Бернулли. Если воду сильно перемешивать, заметил он, то в ней образуются пузырьки воздуха. И когда они схлопываются, то есть лопаются, следует довольно сильный гидравлический удар. Именно эти пузырьки сообща и разрушали лопасти винтов. И ученым с инженерами пришлось немало потрудиться, чтобы снизить влияние кавитации.
А вот пример сравнительно недавний. Когда американцы стали запускать первые ракеты в космос, некоторые из них никак не хотели летать — двигатели их попросту глохли или работали весьма неустойчиво. Причиной тому опять-таки оказались газовые пузырьки, которые образовывались в топливе, вспенивавшемся от вибраций ракеты. И опять инженеры призвали на помощь «пузырьковедов», которые решили эту проблему.
В общем, работы у крошечных пузырьков с каждым годом становится все больше. Так что, пожалуй, прав был знаменитый Марк Твен, сказав однажды: «Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое изысканное явление природы».
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ПРОЛЕТАЯ НАД МЕШКАМИ С СЕЛИТРОЙ… Лет десять тому назад большой шум в самом буквальном смысле этого слова вызвал загадочный взрыв в поле близ городка Сасова Рязанской области. В свое время были высказаны многочисленные гипотезы, предположили даже, что в поле пытался осуществить вынужденную посадку НЛО, но взорвался…
Свою версию предложил инженер-химик из Московского института народного хозяйства имени Плеханова Б. Сидоров. И далее рассказал следующее. Военные самолеты, базирующиеся под Рязанью, в районе Сасова переходят звуковой барьер. И в ту памятную ночь, как рассказывают многие очевидцы, какой-то самолет прошел буквально над крышами, причем грохот был такой, что кое-где даже стекла в окнах полопались. А на том злополучном поле, между прочим, лежало около 50 центнеров удобрения — аммиачной селитры. Вот она и сдетонировала. Ведь не случайно это вещество террористы иногда используют наряду с обычной взрывчаткой.
ЗАЙМЕМСЯ РУКОПРИКЛАДСТВОМ? Уже очень скоро известная присказка, что у сильно занятого человека «рук не хватает», потеряет смысл. О том, чтобы оснастить всех желающих дополнительными руками, позаботилась английская компания
Создатели руки уверены, что их конечность найдет применение в сферах медицинской техники, образования, науки, развлечений, а также пригодится другим разработчикам роботов-андроидов.
ЕЩЕ ОДНА ПРОВЕРКА ЭЙНШТЕЙНА. Можно ли проверить теорию относительности Эйнштейна с помощью грифеля от карандаша? Можно, утверждают физики. Если изготовить из него чрезвычайно прочный материал толщиной в один атом — графен. Этот удивительный материал в прошлом, 2005 году получила группа российских и английских ученых под руководством профессора из Манчестера Андре Гейма, отделив атомарный слой от кристалла графита.
Электроны в графене ведут себя как релятивистские частицы без массы, так называемые фермионы Дирака, которые перемещаются со скоростью около 106 метров в секунду. Авторы работы рассказали, что при воздействии магнитного поля фермионы Дирака приобретают динамическую массу, согласно знаменитому уравнению Эйнштейна
ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
На Гольфстрим надежд все меньше
Опасения за будущее Гольфстрима подтвердились — лет через тридцать в Европе может похолодать. Таков смысл сообщения журнала «Nature», основанного на данных научных исследований.
Ученые из Национального географического центра (Великобритания) пришли к выводу, что теплое течение Гольфстрим, берущее начало в Мексиканском заливе и заканчивающее свой путь в Северном Ледовитом океане, а по пути обогревающее и отапливающее Великобританию и Северную Европу, вплоть до Гренландии, Исландии и Скандинавии, постепенно слабеет. Такой вывод они сделали после 50 лет наблюдений за Атлантикой.
«Тепло, приносимое течением, эквивалентно работе миллиона мощных электростанций, — доложил руководитель исследований доктор Гарри Брайден. — Но Гольфстрим стал притормаживать, и похолодание на 4–6 градусов может прийти в Великобританию, Францию, Германию»…
Торможение Гольфстрима вызовет глобальную перемену климата, полагают исследователи. Африку при этом постигнет засуха, произойдут перемены в направлении европейских воздушных потоков.
А все это является результатом быстрого опреснения, уменьшения плотности океанских вод. В результате теплая вода теряет вес и, охлаждаясь в северных широтах, не опускается в глубину, чтобы вернуться в Южную Атлантику, заводя «мотор» Гольфстрима, как это происходило тысячи лет подряд. Именно такое развитие событий уже привело к тому, что в ноябре 2005 года тропический ураган пересек всю Атлантику и впервые ударил по Канарским островам.
По оценке Брайдена, Гольфстрим ослабел уже на треть. И виновато в том, согласно одной из теорий, все то же глобальное потепление. Оно «съедает» льды Арктики и горные ледники с пугающей быстротой, и в океане оказывается аномально большое количество пресной воды.
Как бы то ни было, компьютерное моделирование климата предсказывает дальнейшее снижение скорости Гольфстрима в северной части Атлантики и даже полную его остановку. Так что жителям Скандинавии, Гренландии, Исландии и Британских островов придется готовиться не к глобальному потеплению, а к глобальному похолоданию, которое может наступить уже через несколько десятков лет.
КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Злоключения Плутона
В «ЮТ» № 8 за 21004 г., рассказывая вам, о поисках десятой планеты Солнечной системы, мы упомянули и о том споре, который ведут астрономы вокруг планеты Плутон. Эта планета по своим размерам не только более чем в два раза уступает Меркурию, но и нашей Луне, а также спутникам Юпитера — Ио, Европе, Ганимеду и Каллисто. Превосходят его и такие спутники Сатурна и Нептуна, как Титан и Тритон. А потому ряд специалистов предлагают «разжаловать» Плутон из разряда планет в планетоиды — то есть небесные тела младшего разряда. К тому же недавно за орбитой Нептуна, в непосредственной близости с Плутоном, было обнаружено еще несколько небесных тел примерно таких же размеров.
Все вместе их теперь называют плутонцами. «Так что если бы Плутон открыли сегодня, а не в 1930 году, его никто бы уж не назвал планетой», — сказал по этому поводу американский астрофизик Берни Уолл.
Даже вместо того чтобы вращаться строго в плоскости эклиптики и почти по круговой орбите, как это положено планете, Плутон движется по траектории вытянутого эллипса, вдобавок имеющего наклон на 17 градусов относительно той же плоскости эклиптики. Все это приводит к тому, что на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца Плутон отвечает всего лишь двумя, время от времени «заезжает» на чужую территорию, оказываясь внутри орбиты соседа. Причем компанию ему составляют все те же плутонцы, вращающиеся вокруг Солнца точно так же и с такой же скоростью, как и Плутон. А стало быть, сам он тянет лишь на звание предводителя шайки мелких небесных хулиганов, но никак не может считаться серьезной планетой.
С другой стороны, ни один планетоид не имеет собственного спутника. А у Плутона, как известно, есть Харон. Более того, недавно у Плутона обнаружилось… еще два спутника! Открытие стало возможным благодаря орбитальному телескопу «Хаббл», который астрономы хотели было отправить в отставку. Но потом передумали, и тот, словно бы в благодарность, передал на Землю новые снимки, на которых в 43 000 км от Плутона обнаружилось два крошечных пятнышка, в 5000 раз менее ярких, чем сама планета.
При детальной дешифровке первоначальные предположения подтвердились: у Плутона действительно есть еще спутники. По словам Хэла Вивера, научного сотрудника лаборатории прикладной физики Университета Дж. Хопкинса, это первый случай, когда у столь малой планеты обнаружено несколько спутников. Их диаметр, согласно предварительным данным, не более 150–160 км.
Окончательно же судьба Плутона, вероятно, будет решена после того, как он и его соседи будут тщательно обследованы специальным зондом, который НАСА обещало отправить на окраины Солнечной системы где-то к 2010 году.
Поделиться книгой: