В наше время, в основном, для дорожного покрытия используют искусственный асфальт – смесь битумов с минеральными наполнителями.
Как образуется огонь?
Из уроков истории вы знаете, как изменилась жизнь первобытных людей, когда они научились добывать огонь. На огне можно было варить пищу, он согревал их от холода и отпугивал хищников. Но огонь мог принести и большие несчастья. От одного незатушенного уголька сгорали целые леса и жилища.
Мы все знаем, что такое огонь, и вместе с тем многого о нем не знаем. Как же образуется огонь? Ответ на этот вопрос очень прост. Для того чтобы получить огонь, необходимо сильным трением соединить два горючих материала. Так, обычно огонь зажигают спичкой, головка которой покрыта серой. И все-таки этого мало. Если выкачать из какого-нибудь сосуда воздух и попробовать там зажечь огонь, то ничего не получится. Огонь образуется только в том случае, если горючие материалы соединяются с кислородом, содержащимся в воздухе.
Рождение огня можно наблюдать в обычном костре. Вот он уже затухает, в нем тлеют последние головешки, но стоит подбросить в него сухую ветку, как огонь снова разгорается. Что же произошло? От жара костра древесина разрушается и обугливается. Древесный уголь раскаляется и начинает соединяться с кислородом. При этом выделяется углекислый газ и много тепла. Происходит процесс горения или окисления, что случается всегда при взаимодействии любых материалов с кислородом. Только горючие материалы быстро или медленно загораются, а негорючие постепенно окисляются. Так появляется ржавчина, которая тоже является результатом процесса горения или окисления.
Процесс горения может протекать быстро, и тогда мы видим пламя. Но бывает и медленное горение, когда тепло не выделяется в воздух, а остается внутри. Так, например, сами по себе могут загореться промасленные тряпки или бумага, надолго оставленные в закрытом помещении. Масло относится к числу горючих материалов. От соединения с кислородом оно медленно окисляется и выделяет тепло. Когда его становится много, тряпки загораются. Но не сами по себе, как это кажется на первый взгляд, а в соответствии с законами химии. Окисление, то есть взаимодействие горючих материалов с кислородом, является тем источником энергии, который приводит к возникновению огня.
Таким образом, для того чтобы получить огонь, необходим кислород и материалы, которые способны гореть. Такие горючие материалы называются топливом. Вы знаете их немало. Это и уголь, и дерево, и бензин, и газ и многое другое.
Процесс горения происходит и внутри человеческого организма. Топливом здесь служит пища, которая сгорает в организме при помощи вдыхаемого кислорода. В результате, как и при всяком горении, образуется углекислый газ и тепло. Углекислый газ мы выдыхаем, а тепло остается в организме, согревая его изнутри и снабжая необходимой для поддержания жизни энергией. Маленькая часть тепла выдыхается вместе с углекислым газом, от этого наше дыхание всегда теплое.
Отчего бывает эхо?
Наверное, вам не раз приходилось слышать собственный голос, который неожиданно откликается в ответ на ваш же крик, но уже откуда-то издалека. Возникает удивительное ощущение, как будто перекликаешься сам с собой.
А еще вы, конечно, знаете легенду о прекрасной нимфе по имени Эхо, которую суровая богиня Гера наказала за излишнюю разговорчивость. Эхо теперь могла повторять только то, что ей говорили другие, да и то не все слова, а только их окончания. Однажды она встретила прекрасного Нарцисса и полюбила его, но безнадежно. Нарцисс не хотел замечать влюбленную нимфу, и Эхо истаяла от любви, оставив навсегда только свой голос. Эта очень красивая и печальная легенда настоящую причину появления эха все-таки не объясняет. На самом деле эхо связано со звуком.
Известно, что звук распространяется в воздухе волнами со скоростью 335 м/сек. В пустынных местах или в степях звук улетает далеко-далеко, и там можно перекликаться даже на больших расстояниях. Другое дело, когда вокруг горы. В таких случаях звук на своем пути встречает препятствие, как будто наталкивается на них, и возвращается обратно в виде эха. Таким образом, эхо – это отраженный от какого-либо препятствия звук. Так что к истории о прекрасной нимфе он не имеет никакого отношения.
Но звук отражается не от всех препятствий. Некоторые из них, особенно если это мягкие, пористые предметы, поглощают его. Попробуйте крикнуть в пустом зале – и звук вашего голоса сразу откликнется эхом, оттолкнувшись от голых стен. Но если в зале много мебели, мягких покрытий и других поглощающих звук предметов, то ваш голос не вернется обратно.
Наличие эха объясняет и многие явления природы. Отчего, например, бывают раскаты грома? Оказывается, они не что иное, как отраженный от облаков звук одного-единственного громового удара, но эхо подхватывает его и повторяет неоднократно. Точно так же, неоднократно отражаясь от голых скал, понесется звук в горах, постепенно затухая вдали, как будто эхо убегает от вас.
Что такое звуковой барьер?
Если самолет летит быстрее звука, то говорят, что он преодолел звуковой барьер. А скорость звука очень большая – 1 200 километров в час. Скорость распространения звука зависит от высоты и температуры. Для преодоления звукового барьера на высоте уровня моря самолету нужно лететь со скоростью даже большей, чем 1 200 километров в час. На высоте 15 000 метров скорость звука не превышает 1 000 километров в час. В момент преодоления звукового барьера перед самолетом создается звуковая ударная волна. Отзвук этой волны слышен на земле и воспринимается нами как взрыв. При прохождении звукового барьера самолет вибрирует, но, как только он наберет скорость выше скорости звука, вибрация прекращается.
Как защищаются растения?
Могут ли растения сами защищать себя от вредителей? Оказывается, некоторые могут. В тропических лесах Америки растет одно из самых интересных растений мира – пассифлора голубая, или страстоцвет, с крупными оригинальными цветками необычного строения. Рисунки этого растения попали в Европу из Нового Света еще в 1610 году. Испанские миссионеры, приехавшие в Америку за Колумбом, увидели в отдельных частях цветка «орудие страстей господних». Отсюда пошло его латинское название – пассифлора или русское – страстоцвет. Еще за роскошный наряд называли его «кавалерской звездой». Необычный цветок привлекал внимание не только ботаников, но и художников. Его изображение встречается на картинах известных мастеров XVII–XIX веков.
Но самое интересное, как научилась пассифлора обороняться от своих злейших врагов. В тропиках Бразилии, где обитает это растение, живет также один вид бабочек, которые откладывают яйца только на молодые нежные побеги этой лианы. Из яиц выводятся гусеницы, которые съедают побег целиком. Но несколько бабочек никогда не отложат яйца на один побег, так как большому количеству гусениц не хватит корма. Пассифлора научилась имитировать яйца этой бабочки. Из листьев молодого побега выделяются капельки специального фермента, которые, застывая, очень напоминают маленькие желтые яички. Обманутая бабочка, видя, что место уже занято, улетает искать свободную лиану, а побег пассифлоры продолжает быстро пробиваться к солнцу. Так в природе идет извечная борьба за выживание, в процессе которой изобретаются разные ухищрения.
Что такое импровизация?
Дюк Эллингтон (1899–1974), американский пианист, композитор и импровизатор
Существует множество легенд, посвященных появлению музыки. Сочиняют музыку тоже уже много веков. Она существует во всех древних и современных культурах: у китайцев, индусов, египтян, французов, американцев и русских. Музыка нравится нам своей красотой. Мы восторгаемся ею всякий раз, как слышим ее. Она существует в различных формах, от гимна до симфонии, и в разных видах, от народных мелодий до опер.
Иногда музыку пишут годами. Композитор, садясь за инструмент, предварительно обдумывает каждый аккорд, записывает его, обрабатывает. Но бывает и так: музыкант, сидя за фортепьяно или играя на скрипке, берет несколько аккордов, и вдруг мы слышим, что они выстраиваются в нечто цельное и осмысленное, и музыкант начинает играть. Часто потом он даже не может повторить то, что он играл. «Я просто импровизировал», – скажет он.
Латинское слово «импровизация» и означает непредвиденный, непредсказуемый. Импровизировать – это и значит играть без предварительной подготовки, сочинять мелодию на ходу и тут же исполнять сочиненное.
В былые годы искусство импровизации было развито очень широко. Практически каждый музыкант по заказу публики импровизировал на концерте. Затем искусство импровизации было почти совсем забыто. И сейчас оно возрождается вновь. Опять появились музыканты, способные «сочинять на глазах у публики». Но делать это очень сложно, поскольку необходимо обладать выдающимися композиторскими данными.
В былые годы искусство импровизации было развито очень широко. Практически каждый музыкант по заказу публики импровизировал на концерте. Затем искусство импровизации было почти совсем забыто. И сейчас оно возрождается вновь. Опять появились музыканты, способные «сочинять на глазах у публики». Но делать это очень сложно, поскольку необходимо обладать выдающимися композиторскими данными.
Что такое кураре?
Представьте себе такую картину. Знойный, безветренный полдень. На лугу пасется стадо антилоп. Ничто, казалось бы, не предвещает для них беды. Но вдруг одна из антилоп падает как подкошенная, вздрагивает пару раз в конвульсиях и замирает, а стадо в панике мчится прочь. Из зарослей выбежала группа индейцев, торжествующе потрясая какими-то длинными трубками. Подбежав к антилопе, один из них выдернул из ее тела небольшую стрелу. Неужели вот эта стрела смогла почти мгновенно убить животное? Ведь она была выпущена не из лука, а из духовой трубки и поэтому не слишком глубоко вонзилась в тело жертвы. Оказывается, истинная причина молниеносной смерти антилопы – не сама стрела, а яд кураре, которым смазан ее наконечник.
Впервые о страшном индейском яде кураре европейцы узнали в начале XVII века от английского дворянина сэра Уолтера Рэлея. Он был послан королем Англии Яковом I в Гвиану, страну на северо-востоке Южной Америки, на поиски легендарного, сказочно богатого индейского города (или страны) Эльдорадо. Вернулся он ни с чем, и никто сейчас не помнил бы его имени, если бы в сообщении о своей экспедиции он не упомянул о применяемом индейцами смертоносном, мгновенно действующем яде кураре (другие его названия «ураре» и «воорали»). Рэлей видел, как индейцы вставляли смазанные кураре стрелы в один конец своих трубок и дули в другой конец с такой силой, что стрелы поражали цель на расстоянии 100 метров. Но ему не удалось узнать, из чего добывают кураре (как сейчас сказали бы, его рецепт). Целое столетие это оставалось тайной для европейских ученых, и только в 1830 году немецкому ботанику Роберту Шомбургу во время путешествия в Гвиану удалось открыть эту тайну. Индеец-проводник показал ему растение, из которого получают кураре. Им оказалась лиана, в которой Шомбург узнал известное науке растение «стрихнос» (индейское его название – «урари»). Кстати, из стрихноса, правда другого вида, получают еще один страшный яд – стрихнин.
Роберту Шомбургу не довелось увидеть, как готовят кураре. Лет через 10 первым из европейцев это удалось его брату. Он и описал для европейской науки процесс приготовления этого яда.
В котел с кипящей водой кладут кору урари. Каждые полчаса добавляют еще какие-то вещества, которые, по мнению наблюдателя, имеют лишь магическое значение. Когда вода в котле немного загустеет, ее фильтруют, выливают в неглубокий горшок и ставят на солнце для дальнейшего выпаривания. После этого добавляют сок корней дерева «мураму», придающий вареву вязкость патоки. На весь процесс приготовления кураре уходит около суток.
Какова сила притяжения?
Притяжение всех земных предметов Землей кажется нам естественным и обычным явлением. Но когда нам говорят, что предметы притягивают также и друг друга, мы не склонны этому верить, потому что в обыденной жизни ничего подобного не замечаем.
Почему, в самом деле, закон всемирного тяготения не проявляется постоянно вокруг нас в обычной обстановке? Почему мы не видим, чтобы притягивали друг друга столы, арбузы, люди? Потому что для небольших предметов сила притяжения чрезвычайно мала. Например, два человека, отстоящих на два метра друг от друга, притягивают один другого, но сила этого притяжения ничтожна: менее одной сотой доли миллиграмма. Это значит, что два человека притягивают друг друга с такой же силой, с какой гирька в одну стотысячную часть грамма давит на чашку весов. Только чрезвычайно чувствительные весы научных лабораторий способны обнаружить столь ничтожный грузик! Такая сила, понятно, не может сдвинуть нас с места, – этому мешает трение наших подошв о пол. Чтобы сдвинуть нас, например, на деревянном полу, нужна сила не менее 20 кг. Поэтому неудивительно, что при обычных условиях мы не замечаем и намека на взаимное притяжение земных тел.
Сколько лет Земле?
Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать, что такое космический год. Ученые тоже не сразу узнали это. Возраст Земли стало возможным определить только тогда, когда люди поняли, что Земля является одной из планет Солнечной системы, а Солнечная система входит в еще более огромную космическую структуру под названием галактика.
В космосе больших и малых звездных миров – галактик – насчитывается очень много, и в каждой из них «плавают» миллиарды звезд и планет.
В одной только нашей галактике, которая называется Млечный Путь, существует около 100 миллиардов звезд, и все они представляют собой яркие солнца. Многие из них имеют свои планеты, вращающиеся вокруг них и образующие свои солнечные системы, точно так же, как и вокруг нашего Солнца вращаются 9 больших и множество малых планет.
Каждая галактика похожа на гигантский часовой механизм, где движение всех небесных тел подчинено строгим законам и где каждая звезда и каждая планета вращается вокруг собственной оси и вокруг своего солнца. Но есть еще центр галактики, и все входящие в галактику звездные системы с различной скоростью и по различным орбитам вращаются еще и вокруг этого центра. Так вот, ученые рассчитали, что наше Солнце должно оборачиваться вокруг центра галактики за 180 миллионов лет, если считать их по земному времени. Это и есть космический год.
Но для того чтобы определить возраст Земли, надо было провести еще немало других исследований. И в частности, понять, как образовалась Земля и другие планеты. Это была не менее трудная задача, и разные ученые объясняли ее по-своему. Они придумали разные теории, среди которых наиболее серьезными считаются две. Одна из них называется планетезимальной теорией, согласно которой многие миллионы лет тому назад в космическом пространстве находилось громадное количество небольших по размерам твердых тел – планетезималий, скопившихся вокруг Солнца. В какой-то момент поблизости от этого скопления небесных тел пронеслась огромная звезда, и под ее воздействием части этой массы разлетелись в разные стороны. А потом они притянули к себе небольшие планетезимали, подобно тому, как к снежному кому пристает снег, отчего и образовались планеты.
Другая теория, под названием небулярная гипотеза, объясняет появление планет по-другому – из раскаленного газа, который когда-то огромным облаком носился в космическом пространстве. Это облако все больше и больше нагревалось и в то же время уменьшалось в размерах. От него отделялись сгустки газа, которые превращались в планеты, а оставшийся раскаленный газ остался в середине, и из него образовалось Солнце.
Проведя расчеты, когда это могло случиться, ученые пришли к выводу, что Земля образовалась 4,6 млрд. лет назад! Но это такое большое число, что лучше измерять возраст Земли в космических годах. Сделать это нетрудно. Делим 4 600 000 000 лет на 180 000 000 (число лет, равное космическому году) и получаем чуть больше 25 космических лет. Это и есть возраст Земли.
Есть ли жизнь на других планетах?
Этот вопрос волнует человечество уже не одну тысячу лет. И ученые пытаются найти хотя бы какие-то признаки того, что на других планетах есть жизнь. В космос нацелены огромные звукоулавливающие приборы, которые фиксируют каждый сигнал, доносящийся из бесконечного космического пространства. Люди не теряют надежды, что где-то в космосе есть живые существа, которые тоже ищут себе подобных и посылают сигналы на другие планеты и в другие галактики. Но прежде всего с помощью космических исследований ученые стараются определить, возможна ли жизнь на планетах, расположенных по соседству с Землей, в пределах Солнечной системы. Для этого необходимо знать, пригодны ли для жизни те условия, которые существуют на этих планетах. Если там очень жарко или очень холодно, то и жизни быть не может. А какой там воздух? Ведь живые существа могут дышать только воздухом определенного состава. Есть ли на этих планетах вода, которая тоже необходима для жизни? Есть ли растительность?
Как полагают ученые, вряд ли может быть жизнь на Меркурии. Ведь эта планета расположена ближе всего к Солнцу, и на одной ее стороне, всегда повернутой к Солнцу, жара достигает 400 градусов выше нуля, а на другой – страшный холод, достигающий 270 градусов ниже нуля.
Ученых больше всего интересуют две другие планеты – Венера и Марс, ближайшие соседи Земли. Долгое время считалось, что Венера очень похожа на Землю, их даже считали планетами-близнецами, предполагая, что там такие же условия, как и на Земле, и жизнь вполне вероятна. Однако в результате проведенных исследований эти предположения не оправдались. Во-первых, Венера окутана плотными облаками из серной кислоты и в ее атмосфере очень много углекислого газа, больше, чем это возможно для жизни. К тому же температура на Венере достигает 460 градусов выше нуля, что тоже невозможно для развития жизни.