Получать холод гораздо сложнее, чем тепло. С давних времен люди хранили холод в виде запасов льда. В XIX веке в Америке и Европе процветала «ледяная» индустрия. С начала зимы собирали лед с поверхностей озер и рек. Миллионы семей по всему миру обзавелись домашними холодильниками. Это были деревянные шкафы с металлическими контейнерами внутри, изолированными от корпуса мехом, пробкой или опилками. В одно отделение контейнера клали лед, в другое – продукты. Лед приходилось заправлять несколько раз в неделю.
Впервые искусственный холод научились получать в средние века, когда алхимики обнаружили, что при растворении некоторых солей в воде заметно понижается температура. К середине XVI столетия итальянцы умели сильно охлаждать и даже замораживать продукты, добавляя в лед соль, поташ и другие химикалии. В те времена стали очень популярны охлажденные напитки и мороженое. Но при растворении достигается лишь кратковременное охлаждение. А в 1748 году впервые удалось создать аппарат, генерирующий холод постоянно. Уильям Каллен из университета Глазго использовал в своем аппарате эффект охлаждения при интенсивном испарении эфира. Его идея легла в основу технологий большинства современных бытовых холодильников. Правда, сразу это открытие практического применения не нашло. Лишь через 100 лет стали строить аппараты, производящие «искусственный» лед. Но в быту по-прежнему использовали шкафы со льдом.
Привычные для нас холодильники с компрессорами появились лишь в конце 1920-х.
15 июляПроблемы «термояда»
15 июля 1979 года в советской прессе опубликовано сообщение о пуске первой в мире термоядерной установки типа «Токамак».
Управляемые термоядерные реакции синтеза могут стать практически неисчерпаемым источником энергии. В этих реакциях происходит соединение изотопов водорода (см. 3 июня) в более тяжелые ядра. Такие реакции идут в недрах звезд. Их называют термоядерными, потому что протекают они только при температурах в сотни миллионов градусов. При этом на единицу массы термоядерного топлива получается в 10 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании нефти, и примерно в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана. А добывать необходимые изотопы несложно из обычной воды – из одного ее литра можно извлечь столько же энергии, сколько выделяется при сгорании 300 литров бензина. К тому же термоядерные реакторы не оставляют долгоживущих радиоактивных отходов и с ними можно не опасаться взрывов, ведь реакции там идут не цепные. Дело за «малым» – построить реактор, способный выдерживать такую же температуру, как в недрах звезд. Над этой проблемой бьются уже больше 70-ти лет. Самым перспективным считается устройство типа «токамак», предложенное советскими учеными (см. 25 февраля). «Стенками», удерживающими раскаленную плазму, служат в нем мощные электромагнитные поля. Последние 30 лет всем миром ведется работа над проектом ITER (международный экспериментальный термоядерный реактор). Будет сообща построен гигантский токамак размером с трехэтажный дом. Срок окончания его постройки уже несколько раз отодвигался. Сейчас он ожидается в 2025 году.
16 июляПервый день ядерной эры
16 июля 1945 года в США впервые в мире произвели испытание атомной бомбы.
На работы по созданию атомной бомбы (проекту «Манхеттен») ушло 5 лет и 2 миллиарда долларов – сумма по тем временам астрономическая. Были возведены целые города и невиданные доселе заводы, привлечены лучшие умы мира, среди которых Энрико Ферми, Роберт Оппенгеймер, Артур Комптон, Лео Сциллард, Ричард Фейнман и многие-многие другие. Никакая другая страна, кроме США, в годы второй мировой войны не была бы способна на подобную затрату мозговой энергии и технических усилий. И вот настал день 16 июля 1945 года. В пустынном местечке Аламогордо (несколько десятков километров от Лос-Аламоса) в 5 часов 30 минут утра прогремел первый в истории человечества ядерный взрыв. Результаты испытания ошеломили самих разработчиков. Мощность взрыва была примерно в 20 тысяч раз мощнее взрыва самой крупной авиабомбы. Участник испытания генерал Фаррелл вспоминал: «Световые эффекты не поддавались никаким объяснениям и описаниям. Вся местность была залита этим свечением, ярким, как тысяча солнц. Человечество не знает более жуткого, страшного, ужасного явления». Это была великая новая сила для использования во благо или во зло.
Едва отзвучал взрыв, физик Кеннет Бэйнбридж повернулся к Оппенгеймеру и сказал: «Теперь все мы – сукины дети». Позже сам Оппенгеймер признавал, что ничего точнее и выразительнее в тот момент сказано не было.
– Что нужно делать при команде «Ядерная вспышка справа»?
– Что, что… Повернуться направо и смотреть – когда такое еще увидишь…
17 июляИстория солнечных и лунных затмений
17 июля 709 до н. э. дано первое описание полного солнечного затмения, сделанное китайцем Чу Фу.
Представьте, как в ясный солнечный день на диск солнца наползает черная тень, постепенно пожирая его. Светлый серп делается совсем узким, и вот уже исчезают последние лучи солнца. День сразу превращается в ночь, на небе появляются звезды, а на месте солнца зияет черный круг, окруженный серебристым сиянием – короной. Замолкают напуганные звери и птицы. Темнота продлится лишь несколько минут. Но на протяжении тысячелетий затмения внушали людям суеверных ужас. В Древнем Китае, чтобы отогнать дракона и освободить солнце, били в барабаны и пели молитвы. А в Турции в 1877 году перепуганные жители стреляли в солнце из ружей, чтобы прогнать пожиравшего его шайтана.
Лунных затмений боялись не менее солнечных. Иногда в ночь полнолуния луна становилась кроваво-темной. В древности полагали, что луна в этот момент обливается кровью, суля великие бедствия.
Обычно за год происходит два-три солнечных затмения и два-три лунных. Но если лунное затмение можно наблюдать на всем ночном полушарии Земли, то солнечное – только на небольшой части земной поверхности. Поэтому в каждом отдельном месте Земли солнечные затмения наблюдаются гораздо реже лунных. Последнее полное солнечное затмение в Москве было в 1476 году, а следующее состоится лишь в 2126-м.
– Дети, – говорит учительница, – сегодня вечером будет полное затмение Луны. Это явление очень редкое, и я надеюсь, что вы его посмотрите. Запомните: начало в 20 часов 15 минут.
– А по какой программе?
18 июля«Полония» значит Польша
18 июля 1898 года Мария и Пьер Кюри на заседании Парижской Академии наук сообщили о существовании других радиоактивных элементов, кроме урана.
В 1886 году Анри Беккерель открыл радиоактивность урана (см. 1 марта). Через два года Мария Кюри во Франции и Герберт Шмидт в Германии почти одновременно обнаружили радиоактивность тория, элемента под номером 90. Начиная с этого момента, Мария Кюри посвятила изучению радиоактивности всю свою жизнь, и эти исследования принесли ей всемирную славу. Шмидт, напротив, радиоактивностью больше не занимался (и имя его в истории физики больше ничем не «запятнано»).
Мария Кюри заметила, что некоторые минералы обладают более сильной радиоактивностью, чем можно было ожидать на основании содержания в них урана и тория. Она решила, что подобные минералы содержат неизвестные радиоактивные элементы. После этого ее муж Пьер прекратил свои собственные научные изыскания и вместе с Марией сосредоточился на изучении радиоактивности. И в июле 1898 года они заявили об открытии нового радиоактивного элемента. «Ты должна придумать ему имя», – сказал Пьер жене. Мария назвала новый элемент «полонием» в честь своей родины Польши, откуда она уехала в 1891 году для поступления в знаменитую Сорбонну и осталась в Париже навсегда. За 10 лет работы супруги Кюри сделали очень много для изучения радиоактивности. Это был беззаветный труд – в плохо оборудованной лаборатории и при отсутствии необходимых средств. Отдавая дань их заслугам, в честь Кюри назвали искусственно полученный в атомных реакторах элемент с порядковым номером 96 – кюрий.
19 июляТомас Юнг – необыкновенный человек
19 июля 1794 года Томас Юнг (1783–1829), английский физик и врач, избран в члены Королевского общества.
Буквально с пеленок Юнг поражал своими необыкновенными дарованиями. В два года он свободно читал, к 14 годам овладел высшей математикой и девятью языками. Был студентом трех университетов, где изучал медицину и физику. Занимаясь в университетах, он попутно состязался в ловкости с известными акробатами; приобрел умение вольтижировать на лошади и даже выступал в цирке. Из всех музыкальных инструментов мало найдется таких, на которых бы Юнг не умел играть. Он внес вклад даже в расшифровку египетских иероглифов. Являясь профессором физики Королевского института, Юнг до конца жизни работал врачом в больнице.
Гений Юнга оставил след в истории самых разнообразных отраслей знания. В физике он наиболее знаменит как создатель теории интерференции света (сам термин введен Юнгом в 1802 году). С помощью этой теории он объяснил оптические явления в тонких пленках и впервые измерил длины световых волн. Он объяснил механизм цветового зрения, занимался проблемой остроты зрения и как врач, и как физик. А в теории упругости всем студентам, физикам и инженерам известен «модуль Юнга» – одна из важнейших характеристик тел.
Юнг открыл один из дефектов зрения – дальтонизм (неспособность различать цвета). Но эта особенность зрения носит имя не Юнга, а физика Дальтона, который оказался первым пациентом с этим дефектом.
20 июляСамолет Можайского
20 июля 1882 года, за 20 лет до первого самолета братьев Райт, состоялся первый пробный полет самолета А.Ф. Можайского (1825–1890).
Размышлять о «воздухоплавательном снаряде» капитан 1-го ранга Можайский начал во время дальних плаваний, анализируя полеты морских птиц. Он открыл одну из главнейших зависимостей в авиации: чем больше скорость движения, тем большую тяжесть может нести единица площади крыла. Уйдя в отставку, Можайский начал проектировать самолет. Три года он экспериментировал с воздушными змеями, и сам поднимался на них в воздух. Потом строил модели самолетов и демонстрировал их в Петербургском манеже. На постройку настоящего самолета требовалось 20 тысяч рублей. Можайский обратился за помощью в военное министерство, но ему дали меньше трех тысяч. Он продал или заложил все, что имело ценность (даже наручные часы, обручальные кольца, столовые ложки и форменный сюртук!), и построил-таки свой самолет. Даже сейчас специалисты удивляются, что в то время самолет Можайского уже обладал всеми основными конструктивными элементами современных самолетов. Когда все было готово к испытаниям, из трубы над паровым котлом повалил черный дым. Самолет побежал по наклонному настилу, набирая скорость. Вот он оторвался от земли и на мгновение повис в воздухе, но тут же наклонился набок и рухнул на землю, ломая крыло… Увы, сконструированный Можайским паровой двигатель не мог обеспечить нужной мощности. А двигатель внутреннего сгорания был изобретен позже.