Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

Между тем в 1825 г. английский ученый Эверхард Хоум написал статью с доказательствами того, что солнце травмирует кожу не так, как огонь, — то есть причина не в тепловом эффекте его лучей. В статье Хоум рассказал историю, как уснул на корабле в жаркий полдень, а проснувшись, заметил, что его ноги сильно обгорели, хотя и были прикрыты брюками. Чуть позже он услышал рассказ о рыбках, которые потемнели после того, как вокруг пруда были срублены все деревья. Поскольку вода в пруду была прохладной, рыбки не могли получить ожог из-за воздействия слишком высокой температуры. Дабы подтвердить свои догадки, Хоум подставил под солнечные лучи собственные руки — одну непокрытую, а другую под черной тканью. Через некоторое время накрытая кисть разогрелась, однако кожа на ней осталась неповрежденной, а вот открытая заметно покраснела, хоть казалась и не такой горячей, как другая кисть. В итоге ученый заключил, что солнце причиняет химические ожоги, а не тепловые.

Вслед за Хоумом врач А. Снядецкий рассказал о своем наблюдении: мол, городские дети чаще болеют рахитом, чем деревенские, — и высказал догадку, что в городе люди почти не имеют возможности находиться под прямыми солнечными лучами. К началу ХХ в. сформировалось движение за здоровый образ жизни, которое призывало почаще бывать на солнце и дышать свежим воздухом.

В дальнейшем, после того как была доказана волновая природа света и зависимость цвета лучей в спектре от длины волны, ученые принялись измерять соответствующие параметры ультрафиолета. Как выяснилось, у тех УФ-лучей, которые доходят до поверхности Земли, длина волн составляет 400–290 нм, а значит, слишком короткими их назвать нельзя. Тогда исследователи задались вопросом: бывают ли у Солнца волны меньшей длины?

В конце XIX в. французский физик М.-А. Корню (1841–1902) обнаружил то, что долгое время ускользало от внимания ученых: все волны короче 295 нм на пути к Земле попадают в ловушку озона — трехатомной модификации кислорода, которая образуется в атмосфере под воздействием солнечного излучения. Именно коротковолновые УФ-лучи разрушают молекулы О 2 и лепят из разрозненных частиц новые молекулы О 3, которые окутывают нашу планету защитным озоновым слоем. Позже, с развитием летательных аппаратов, у людей появилась возможность непосредственно исследовать верхние слои атмосферы и подтвердить теорию Корню.

Между тем ученые в искусственных условиях создали УФ-лучи с волнами менее 180 нм, используя дуговые, водородные и ртутно-кварцевые лампы, благодаря которым можно получить не только непрерывный спектр с плавным переходом цветов, но и отдельные цветные потоки. А в 1924 г. английский физик Т. Лайман сконструировал вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решеткой и посредством этого прибора зафиксировал лучи с волнами 50—25-нанометровой длины. (К слову, именно Лайман обнаружил спектральные линии у атома водорода, образующиеся при переходе электронов с одного энергетического уровня на другой и, соответственно, с выделением либо же поглощением энергии.)

Все это позволило условно разделить ультрафиолет на четыре диапазона: ближний (400–300 нм), средний (300–200 нм), дальний (200–122 нм) и экстремальный (121—10 нм). Наблюдения показали: чем выше Солнце поднимается над горизонтом, тем больше УФ-лучей попадает на поверхность Земли; чем ближе к Солнцу, тем излучение интенсивнее (так, если подниматься в горы, то через каждые 100 м мы будем испытывать на 3 % большее влияние ультрафиолета). Даже в пасмурный день через тучи проникает до 55 % излучения в виде рассеянной радиации, так что загореть можно даже тогда, когда на небе не видно солнца.

Сейчас проводятся детальные исследования УФ-лучей, которые хоть и составляют ничтожную часть солнечного излучения, добирающегося до земной поверхности, но при этом оказывают сильное влияние — как позитивное, так и негативное — на все системы человеческого организма. Проникая в кожный покров, УФ-лучи запускают биохимические изменения в клетках, а те передают информацию клеткам других тканей, стимулируя последующие изменения. Внешне это может проявляться как воспаление, пигментация, утолщение наружного слоя кожи, а внутренне — как снижение или, наоборот, повышение иммунитета. Кроме того, именно ультрафиолет способствует синтезу необходимого организму витамина D 3.

Мы уже привыкли воспринимать электричество как неотъемлемую часть нашей жизни, однако мало кто задумывается о том, что электрические явления были открыты еще древними греками. Так, философ и математик Фалес Милетский, живший в VII в. до н. э., не раз наблюдал, как к янтарю, натертому шерстью, липнут перышки, лоскутки ткани, волоски и пр. Мудрец еще не знал, что во всем виновато статическое электричество, а обнаруженное им явление впоследствии будет названо электрическим лишь потому, что янтарь по-гречески именуется «электроном» — в честь звезды Электры.

Выдающийся изобретатель Никола Тесла в своей «Сказке об электричестве» писал, что греки верили, будто янтарь — это застывшие слезы сестер Фаэтона, который однажды попросил у отца, солнечного бога Фебоса, огненную колесницу, но по неосторожности чуть было не сжег всю землю. Более того, не только Фалес, но и писатель Плиний, и естествоиспытатель Теофраст замечали дивную способность янтаря к электризации трением. Увы, на этом греческие изыскания в области электричества прервались — и лишь в эпоху Возрождения, с начала 1660-х, люди вспомнили о данном явлении.

Первым, кто взялся серьезно изучать электричество, был англичанин Уильям Гильберт. Считая опыт главным источником знаний, Гильберт провел около шести сотен экспериментов, во многих из которых задействовал собственноручно сконструированный версор — прибор вроде электроскопа, определяющий наличие электрического заряда. Благодаря этому прибору ученый обнаружил, что янтарь — не единственное вещество, которое можно наэлектризовать трением, заставив притягивать разные легкие предметы. Подобным свойством обладают сургуч, каменная соль, сера, стекло, горный хрусталь, алмаз, карбункул, опал, сапфир, аметист, сланцы и берилл — данные вещества Гильберт назвал электрическими. Кроме того, он обратил внимание, что далеко не все предметы заряжаются таким способом: сколько ни три, скажем, металл, камень или кость — ничего не произойдет. Эти тела Гильберт отнес к группе неэлектризуемых, а все остальные — электризуемые — дотошно исследовал. Догадка о том, что молния и гром возникают вследствие электрического разряда, привела ученого к эксперименту, который показал: натертые предметы под влиянием огня теряют свой заряд.