Матвей Бронштейн - Солнечное вещество

Когда физики говорят о том, сколько весит литр какого-нибудь газа, они подразумевают, что этот газ берется при температуре О" С при нормальном давлении (нормальное — это такое давление, при котором барометр показывает 760 мм рт. ст.). Рэлей наполнял свой шар газом этого давления и этой температуры.

В этих рассказах есть доля правды. Многие открытия Кавендиша остались при его жизни неопубликованными. И только через несколько десятилетий после его смерти английский физик Максвелл разыскал его рукописи и напечатал их. В рукописях, изданных Максвеллом, действительно оказалось описание нескольких важных открытий, о которых Кавендиш никому не рассказывал. Из этих открытий самое важное — открытие закона отталкивания и притяжения электрических зарядов; Кавендиш открыл этот закон, но не счел нужным опубликовать его. А через несколько лет, еще при жизни Кавендиша, то же самое открытие сделал французский физик Кулон. Кавендиш даже и тогда не заявил о своем первенстве. Закон взаимодействия электрических зарядов физики с тех пор называют законом Кулона, хотя мы и знаем, что опыты Кавендиша были сделаны раньше, чем опыты Кулона, и были гораздо точнее.

Рэлей и Рамзай знали о работах Кавендиша по книге, опубликованной Максвеллом.

Чем тяжелее газ, тем медленнее он просачивается через обожженную глину. Этот физический закон открыл английский физик Грэм. Закон Грэма оправдывается и на примере азота с аргоном.

Был ли Рамзай первым человеком, увидевшим на Земле вещество, которое испускает линию D 3? В 1881 году итальянец Пальмиери напечатал статью, в которой утверждал, что ему удалось наблюдать желтую линию гелия в спектре лавы вулкана Везувия. Поэтому многие думают, что не Рамзай открыл гелий на Земле, а Пальмиери — за четырнадцать лет до Рамзая. Но вернее всего, что Пальмиери попросту ошибся. В наше время химики доказали, что гелия в лаве очень мало — так мало, что Пальмиери не мог наблюдать линию гелия в тех условиях, в которых он работал. Желтая линия, которую он видел, принадлежала, вероятно, натрию.

С одним лишь исключением: измерить температуру замерзания и кипения гелия Рамзаю не удалось. Для этого нужно было бы превратить гелий в жидкость и затем узнать, при какой температуре жидкий гелий кипит, а при какой замерзает. Но холод, который создавала построенная Трэверсом машина, был недостаточно силен. Гелий в этой машине не хотел делаться жидким.

Превратить гелий в жидкость удалось впервые не Рамзаю, а другому ученому — голландцу Каммерлинг-Оннесу. Произошло это в 1908 году. Для превращения гелия в жидкость понадобилось создать мороз в —269 градусов.

Опыты по извлечению больших количеств криптона и ксенона из жидкого воздуха стоили жизни сотруднику Клода — Рибо: во время одного опыта он погиб. Однако работы Клода, Гомонэ, Линде и их сотрудников привели к тому, что в распоряжении ученых оказались большие количества криптона и скоро в Западной Европе вошли в употребление криптоновые лампы.

В 1936 году Академии наук СССР еще приходилось обращаться за ксеноном и криптоном в лабораторию Клода, но с 1938 года промышленность СССР сама стала производить эти газы. — Примеч. сост.

Эти опыты делал химик Макдональд. Другие химики подтвердили вывод Макдокальда: в животных и растениях нет ленивых газов. Но два немецких химика — Шлезинг и Рихард — сделали другой вывод. Им пришла в голову фантазия — добыть воздух из плавательного пузыря рыб и посмотреть, много ли там аргона и других ленивых газов. Как и следовало ожидать, оказалось, что у всех пород рыб в плавательном пузыре содержится самый обыкновенный воздух: в нем ровно столько же аргона, как и в воздухе, взятом из атмосферы. И только у одной породы рыб — у хищных рыб мурен, которые водятся в Средиземном море, — воздух плавательного пузыря почему-то оказался в полтора раза богаче аргоном, чем обыкновенный воздух. До сих пор никто не знает, почему мурены имеют такую странную особенность. Но может быть, что Шлезинг и Рихард просто ошиблись. Это очень вероятно, потому что их опытов никто не проверял.

Антуан Анри Беккерель (отец и дед которого тоже были известными учеными) занимался и химией, но самые знаменитые его открытия относятся к физике. — Примеч. сост.

Название «нитон» не удержалось. Чаще называли этот газ другим именем: «эманация радия». А потом ему дали еще и третье имя — «радон». — Примеч. сост.

Вспышки, которые наблюдал Крукс, называются сцинтилляциями. И в наши дни это явление помогает изучать процессы микромира. — Примеч. сост.

Роберт Стретт — старший сын уже известного нам Джона Уильяма Рэлея — после смерти отца унаследовал его дворянский титул и стал именоваться четвертым бароном Рэлеем (первым был его прадед). — Примеч. сост.

Цеппелин, или дирижабль, — летательный аппарат легче воздуха с корпусом, наполненным легким газом. — Примеч. сост.

Многие читатели, вероятно, сочтут это рассуждение неправильным. Может ли быть, что подъемная сила гелия всего на несколько процентов меньше подъемной силы водорода? Ведь гелий тяжелее водорода в два раза!

Но проделаем математический расчет.

Известно, что водород в четырнадцать с половиной раз легче воздуха. Предположим, что мы наполнили оболочку дирижабля водородом такого же давления и такой же температуры, как окружающий воздух. Примем вес этого количества водорода за единицу. Это значит, что тяжесть тянет водород к Земле с силой, равной 1. А окружающий воздух, по закону Архимеда, будет выталкивать тот же самый водород вверх с силой, равной 14 1/ 2(весу вытесненного воздуха). Останется в результате подъемная сила 14 1/ 2- 1 = 13 1/ 2.

Если же наполнить эту оболочку не водородом, а гелием, то вес его будет равен не 1, а 2. А сила, с которой окружающий воздух стремится вытолкнуть дирижабль вверх, по-прежнему равна 14 1/ 2. Значит, подъемная сила будет равна 14 1/ 2- 2 = 12 1/ 2, то есть на 1 меньше, чем 13 1/ 2. А единица составляет всего только 8 % от 13 1/ 2Поэтому и подъемная сила гелия как раз на 8 % меньше подъемной силы водорода.

Японские профессора химии Танака и Нагаи, отчаявшись в возможности достать для японских дирижаблей гелий, пошли по совершенно другому пути. Они стали думать, нельзя ли прибавить к водороду такую примесь, чтобы он сделался невоспламеняемым. С помощью примесей им действительно удалось сфабриковать несгораемый водород. Но оказалось, что подъемная сила несгораемого водорода на несколько процентов меньше, чем подъемная сила гелия. Поэтому такой несгораемый водород (химики называют его «флегматизованным») мало пригоден для дирижаблей.