Невероятно интересные факты о физических явлениях. Интересные факты из физики

Физика часто ассоциируется со скучной и сложной темой. Но зачастую мы даже не осознаем, сколько физических явлений мы видим и используем в нашей повседневной жизни.

Физика может быть довольно интересной. Вместо того чтобы говорить о сложных уравнениях, мы расскажем вам о забавных и интересных полезных фактах из физики.

Атом

Все окружающие нас предметы состоят из атомов. Атомы настолько малы, что за время, пока мы дописываем это предложение, могло бы уже образоваться 100 000 атомов.

На самом деле первыми о существовании атомов заговорили греки еще 2400 лет назад. Но идея об атомах пришла и ушла и к ней не возвращались до 1808 года, когда Джон Дэлтон показал на опыте, что атомы действительно существуют.

Атомы входят в состав молекул предметов, которыми мы пользуемся каждый день, которые мы трогаем и видим. В одной песчинке настолько много атомов, что их количество можно сравнить с числом самих песчинок на пляже.

Твердые тела и жидкости

Твердые тела жесткие, поскольку их молекулы плотно удерживают друг друга: здесь молекулы выстроены в прямой ряд. Молекулы твердых тел не могут двигаться вокруг друг друга, поэтому они остаются неподвижными (хотя их атомы постоянно колеблются).

В жидкости, с другой стороны, молекулы также плотно держатся друг за друга, но не настолько сильно как в твердых телах, поэтому они могут двигаться вокруг и изменять форму. Однако жидкость невозможно сжать, поскольку ее молекулы и так располагаются очень плотно друг к другу.

Молекулы газа слабо связаны друг с другом, поэтому они могут распространяться и заполнять пространство. Кроме того молекулы газа могут сжиматься до более мелких размеров.

Существуют текучие и густые жидкости, например, вода и мед. Плотность жидкости определяет ее вязкость.

Любопытно, но стекло не является твердым телом. В действительности стекло – это жидкость, но оно настолько вязкое, что мы не можем заметить, как оно течет. Внизу старых окон можно заметить, что стекло намного толще: это объясняется тем, что со временем стекло утекло вниз.

Нагревание и охлаждение

Когда предметы нагреваются, они становятся больше: это явление имеет название «тепловое расширение». Газы, жидкости и твердые тела всегда расширяются при нагревании.

Вы можете провести забавный эксперимент: поставьте открытую пластиковую бутылку в холодильник. Когда бутылка охладиться, наденьте на ее горлышко шарик, а затем положите бутылку в тазик с горячей водой. Шарик наполнится воздухом сам по себе. После этого поместите бутылку с шаром обратно в холодильник: после того, как бутылка снова замерзнет, шарик сдуется. При нагревании воздух в бутылке расширяется и поступает в шарик, поскольку ему не достаточно пространства емкости. При охлаждении предметы принимают свой изначальный размер.

Также в случае, когда металлическая крышка застревает в банке, вы можете поставить ее под горячую воду, и она откроется. Металл расширяется сильнее, чем стекло, поэтому крышка ослабится. Разные материалы расширяются по-разному: все зависит от того, насколько близко расположены друг к другу молекулы материала.

Другие факты из физики

• Во время езды на скорости 80 километров в час, автомобили используют около половины своего топлива просто, чтобы преодолеть сопротивление ветра.
• Вода может идти против силы притяжения, двигаясь вверх по узким трубам в процессе, называемом капиллярное явление.
• Молния в 3 раза горячее, чем Солнце.
• Можно преобразовывать графит в алмаз, применяя температуру 3000 градусов Цельсия и давлении в 100 000 атм.
• В среднем, наши тела постоянно сопротивляються атмосферному давлению около 1 килограмма на квадратный дюйм.
• Молния ударяет около 6000 раз в минуту на нашей планете.
• Из-за гравитационных эффектов, вы весите чуть меньше обычного, когда Луна находится прямо над головой.
• Когда водород сгорает в воздухе, образуется вода.
• "Световой год" является мерой расстояния, но не времени. Она определяется как расстояние, которое свет преодолевает за один год. Свет движется со скоростью около 300 тысяч километров каждую секунду, так что в один год, он проходит около 9.500.000.000.000 километров.
• Свет не имеет массы, но имеет вес. Вес является измерением силы давления на что-то, и свет может быть изогнут под действием силы тяжести.

1. Как зародилась жизнь?

Появление около 4 млрд лет назад первого живого существа из неорганического материала до сих пор окутано завесой тайны. Каким образом из относительно простых молекул, содержащихся в первобытном океане, формировались все более сложные вещества? Почему некоторые из них приобрели способность поглощать и преобразовывать энергию, а также самовоспроизводиться (два последних свойства представляют собой отличительные особенности живого)? На молекулярном уровне все эти события, несомненно, представляют собой химические реакции, а потому и вопрос возникновения жизни следует рассматривать в рамках химии.

Перед химиками не стоит задача разбираться в бесчисленном множестве сценариев того, как могла развиваться ситуация миллиарды лет назад. Участвовали или нет в создании самореплицирующихся полимеров (каковы молекулы ДНК или белков) неорганические катализаторы, например комочки глины; или существовал ли в далеком прошлом «РНК-мир», в котором «двоюродная сестра» ДНК (молекула РНК) катализировала реакции образования белков и появилась раньше других биополимеров.

Необходимо проверить справедливость данных гипотез, проводя химические реакции в пробирке. Уже показано, что некоторые относительно простые химические вещества могут взаимодействовать друг с другом с образованием «строительных блоков» таких биополимеров, как белки и нуклеиновые кислоты, т.е. аминокислот и нуклеотидов соответственно. В 2009 г. группа молекулярных биологов под руководством Джона Сазерленда (John Sutherland) из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже продемонстрировала возможность получения нуклеотидов из молекул, предположительно имевшихся в первобытном океане. Другую группу исследователей заинтересовала способность некоторых РНК выполнять функции катализатора, свидетельствующая о возможном существовании РНК-мира. Так шаг за шагом можно проложить мостик от неживой материи к самовоспроизводящимся живым системам.

Теперь, когда мы многое узнали о наших соседях по Солнечной системе - о наличии воды на Марсе, об углеводородных озерах на Титане, спутнике Сатурна, о холодных соленых океанах, по-видимому, скрытых под ледяной коркой на Европе и Ганимеде, спутниках Юпитера, и о многом другом, - вопрос происхождения земных форм жизни стал частью глобальной проблемы: какие условия необходимы для зарождения жизни и в каких пределах могут варьировать ее химические основы? Круг вопросов еще более расширился за последние 15 лет, в течение которых за пределами Солнечной системы было обнаружено более 500 планет, обращающихся вокруг других звезд. Эти миры, отличающиеся необычайным разнообразием, еще предстоит исследовать.

Подобные открытия заставили химиков изменить свои представления о химических основах жизни. Так, долгое время считалось, что совершенно необходимая предпосылка ее зарождения - наличие воды. Сегодня ученые в этом не уверены. Может быть, вместо воды подойдет жидкий аммиак, формамид, жидкий метан либо водород в условиях сверхвысокого давления в верхних слоях Юпитера? И почему необходимой предпосылкой формирования живых систем должно быть появление именно ДНК, РНК и белков? Созданы же искусственные химические структуры, способные к самовоспроизведению без всяких нуклеиновых кислот. Возможно, достаточно просто некоей молекулярной системы, которая может служить матрицей для копирования самой себя?

«Анализ современных форм жизни, существующих на Земле, - говорит Стивен Беннер (Steven Benner) из Фонда прикладной молекулярной эволюции в Гейнсвилле, штат Флорида, - не дает ответа на вопрос, обусловлено ли сходство их фундаментальных черт (использование ДНК и белков) наличием общего предка или свидетельствует об универсальности жизни». Однако если упорно стоять на том, что мы обязаны оставаться в рамках уже известных фактов, то мы никуда не продвинемся.

2 Как образуются молекулы?

Строение молекул - основной предмет, изучаемый студентами химических специальностей, при этом графическое представление молекул в виде совокупности кружков и линий между ними, соответствующих атомам и химическим связям, - это чистая условность, к которой прибегают для удобства. Среди ученых до сих пор нет согласия по поводу того, какое изображение молекул ближе всего к реальности.

В 1920-х гг. немецкие физики-теоретики Вальтер Гайтлер (Walter Heitler) и Фриц Лондон (Fritz London) показали, что химическую связь можно представить, используя уравнения только что появившейся квантовой физики, а великий американский химик Лайнус Полинг (Linus Poling) выдвинул гипотезу, что связи образуются при перекрывании в пространстве электронных облаков разных атомов. Альтернативная теория Роберта Милликена (Robert Milliken) и Фридриха Хунда (Friedrich Hund) предполагала, что химические связи (за исключением ионных) представляют собой результат перекрывания атомных орбиталей внешних электронов взаимодействующих атомов и появления охватывающей эти атомы молекулярной орбитали. Здесь мы попадаем в сферу компетенции теоретической химии, по сути представляющей собой одну из областей физики.

Концепция образования химических связей путем перекрывания атомных орбиталей получила широкое распространение, однако не все считают, что она универсальна. Дело в том, что построенные на ее основе модельные структуры молекул исходят из ряда упрощающих предположений и, таким образом, представляют собой лишь приближение. В действительности любая молекула - это некая группа атомных ядер, погруженная в электронное облако, и ядра, образно говоря, соревнуются между собой в его «перетягивании на себя», так что вся конструкция «дышит» и видоизменяется. В существующих же ныне моделях молекулы - это статичные образования, построенные с учетом лишь части важных свойств.

В рамках квантовой теории нельзя дать общее определение химической связи, которое соответствовало бы представлениям о ней химиков, чья работа в конечном счете сводится к разрушению одних химических связей и образованию других. В настоящее время существует множество способов представления молекул в виде связанных друг с другом атомов. По мнению специалиста по квантовой химии Доминика Маркса (Dominick Marx) из Бохумского университета в Германии, почти все они «хороши в одних случаях и совершенно непригодны в других».

Используя компьютерное моделирование, сегодня можно с высокой точностью предсказывать структуру и свойства молекул, исходя из принципов квантовой механики, - но до тех лишь пор, пока число электронов, участвующих в образовании химических связей, относительно невелико. «Вычислительная химия позволяет получить максимально реалистичную картину происходящего», - говорит Маркс. Компьютерное моделирование можно рассматривать как виртуальный эксперимент, воспроизводящий ход химической реакции. Но как только число электронов приближается к нескольким десяткам, численные методы становятся бессильными даже при наличии мощнейших компьютеров. В связи с этим встает вопрос: каким образом, например, моделировать сложные биохимические процессы, протекающие в клетке, или поведение многокомпонентных систем?

3. Как влияют внешние факторы на наши гены?

Долгое время в биологическом сообществе господствовала идея, что индивидуальность каждого из нас определяется тем, какими генами мы обладаем. Однако не менее важно и то, какие из них мы используем. Как и всюду в биологии, последнее неразрывно связано с той же химией.

Клетки эмбриона на самых ранних стадиях дают начало тканям всех возможных типов. По мере его развития так называемые плюрипотентные стволовые клетки дифференцируются и превращаются в специализированные (клетки крови, мышечные, нервные клетки и т.д.). Последние сохраняют свои индивидуальные свойства на протяжении всей жизни организма. Формирование тела человека - это, по существу, химические превращения хромосом стволовых клеток, в результате которых изменяется набор функционирующих и молчащих генов.

Одно из революционных открытий в области клонирования и изучения стволовых клеток состоит в том, что упомянутые превращения обратимы. В процессе дифференциации клетки не инактивируют часть генов, поддерживая в рабочем состоянии только те, которые нужны сейчас. Они их выключают и поддерживают в состоянии боевой готовности. Данные гены могут активироваться, например, под действием определенных химических веществ внешней среды.

Особенно интересен и загадочен с точки зрения химии тот факт, что регуляция генной активности осуществляется на надатомном и надмолекулярном уровнях, при участии целых групп взаимодействующих друг с другом молекул. Хроматин - комплекс между ДНК и белками, образующий хромосомы, - имеет иерархическую структуру. Сначала двухцепочечная молекула ДНК обвивается вокруг частиц цилиндрической формы, состоящих из особых белков - гистонов. Затем образовавшаяся «нитка бус» укладывается в пространстве в структуры более высокого порядка. Клетка строго контролирует процесс укладки - от того, в каком месте в хроматине окажется данный ген, зависит его активность.

Перестройка структуры хроматина происходит при участии особых ферментов, играющих ключевую роль в клеточной дифференцировке. В эмбриональных стволовых клетках хроматин имеет рыхлую, неупорядоченную структуру, которая уплотняется по мере выключения генов в процессе дифференциров-ки.

Структурирование хроматина сопровождается химическими превращениями как ДНК, так и гистонов. К ним присоединяются небольшие молекулы - маркеры, указывающие клетке, какие гены выключить, а какие, напротив, включить. Такие метки носят название эпигенетических факторов, поскольку они не влияют на информацию, заключенную в генах.

До какой степени зрелые клетки можно вернуть в состояние плюрипотентности? Будут ли они обладать свойствами стволовых клеток, необходимыми для использования при регенерации различных тканей? Ответ зависит от того, в какой мере можно повернуть вспять эпигенетическое маркирование.

Совершенно очевидно, что помимо генетического языка, на котором записаны многие ключевые инструкции, клетки используют совершенно другой с химической точки зрения язык - эпигенетический. «Человек может иметь генетическую предрасположенность к какому-то заболеванию, например раку, но возникнет оно или нет, зависит от средовых факторов, действующих через эпигенетический канал», - говорит Брайан Тернер (Bryan Turner) из Бирмингемского университета в Англии.

4. Как мозг формирует память?

Мозг можно уподобить химическому компьютеру. Связь между нейронами, из которых состоят его «электрические цепи», осуществляется с помощью особых молекул - нейромедиаторов. Они высвобождаются одним нейроном, пересекают синаптическую щель, связываются с рецепторами другого нейрона, активируют его, тот приводит в действие третий и т.д. В результате нервный импульс распространяется по цепочке нейронов. Химическая природа умственной деятельности проявляется при запоминании, когда некая информация - номер телефона или какое-то событие -«отпечатывается» с помощью химических сигналов в виде различных состояний нервной сети. Как на основе химических процессов формируется память -одновременно стойкая и динамичная? Что значит -вспоминать, переосмысливать, забывать?

У нас есть ответы только на некоторые вопросы. Мы знаем, например, что безусловный рефлекс возникает в ответ на некий каскад биохимических процессов, ведущий к изменению количества нейромедиаторов в синапсе. Но даже у такого простого процесса есть кратковременная и долговременная составляющие. Более сложный феномен - так называемая декларативная память (на лица, на местность и т.д.) - имеет другой механизм и другую локализацию в головном мозге. Основным игроком здесь выступает имеющийся у некоторых нейронов рецептор нейромедиатора дофамина. Его блокирование мешает сохранению декларативной памяти.

Формирование каждодневной декларативной памяти часто опосредуется так называемой долговременной потенциацией, в которой участвуют дофаминовые рецепторы и которая сопровождается расширением области нейрона, образующей синапс. С расширением данной области укрепляется связь нейрона с его партнерами, проявляющаяся через увеличение разности потенциалов в синаптической щели под действием нервного импульса. Биохимия процесса стала более или менее ясна в последние несколько лет. Обнаружилось, что внутри нейрона образуются филаменты актина - белка, который формирует внутренний каркас клетки, определяющий ее размеры и форму. Процесс можно прервать, если воспрепятствовать стабилизации только что появившихся филаментов.

Долговременная память, раз сформировавшись, сохраняется благодаря включению генов, кодирующих особые белки. Есть основания полагать, что в их число входят прионы. Последние могут находиться в одной из двух альтернативных конформаций. В первом случае прионы легко растворимы, во втором - нерастворимы и переводят в это состояние все белковые молекулы данного типа, с которыми им довелось контактировать. В результате образуются крупные при-онные агрегаты, причастные к развитию различных нейродегенеративных расстройств. Именно такое негативное свойство прионов стало стимулом к их идентификации и изучению. Обнаружилось, что агрегаты выполняют в организме и полезные функции - они участвуют в сохранении памяти.

В истории о работе памяти все еще много белых пятен, заполнять которые предстоит биохимикам. Как толковать, например, понятие «вспомнить что-то», если это «что-то» хранится в нашей памяти? «Данная проблема, к решению которой мы только приступаем, очень трудна для понимания», - говорит нейрофизиолог, лауреат Нобелевской премии Эрик Кандел (Eric Kandel) из Колумбийского университета.

Говоря о химической природе феномена памяти, нельзя не коснуться такого вопроса, как воздействие на нее фармацевтических средств. Некоторые улучшающие память вещества уже известны. Среди них половые гормоны и синтетические соединения, действующие на рецепторы никотина, глутамата, серотина и других ней-ромедиаторов. Как замечает нейробиолог Гэри Линч (Gary Lynch) из Калифорнийского университета, тот факт, что к формированию долговременной памяти ведет длинная цепочка событий, указывает на наличие множества мишеней в организме, на которые могли бы быть нацелены «лекарства памяти».

5. Есть ли предел пополнению периодической системы элементов?

Периодическая таблица химических элементов, которая висит на видном месте в каждом кабинете химии, постоянно пополняется. С помощью ускорителей физики-ядерщики получают новые, сверхтяжелые элементы с большим числом протонов и нейронов в ядре, чем у тех 92, которые существуют в природе. Они не слишком стабильны, некоторые распадаются в течение долей секунды после рождения. Но пока подобные элементы существуют, они по своему статусу ничем не отличаются от остальных: имеют атомный номер и массовое число, обладают определенными химическими свойствами. В ходе хитроумных экспериментов исследованы некоторые свойства атомов сибор-гия и хассия.

Одна из целей таких исследований состоит в том, чтобы выяснить, существует ли предел расширения периодической системы, иными словами - проявляют ли сверхтяжелые элементы ту периодичность в своем поведении, которая и определяет их местоположение в таблице. Уже сейчас можно сказать, что одни удовлетворяют указанным требованиям, другие - нет. В частности, их массивные ядра притягивают электроны с такой силой, что те начинают двигаться со скоростью, приближающейся к скорости света. Как следствие, масса электронов драматически увеличивается, что может привести к дезорганизации энергетических уровней, от которых зависят химические свойства элементов, а значит - их положение в периодической таблице.

Есть надежда, что физикам-ядерщикам удастся найти остров стабильности - некую область, слегка выходящую за пределы нынешних возможностей получения синтетических элементов, в которой сверхтяжелые элементы будут жить дольше. Однако остается фундаментальный вопрос об их предельных размерах. Как показывают довольно простые квантово-механические выкладки, электроны могут удерживаться ядром, число протонов в котором не превышает 137. Более сложные вычисления отвергают данное ограничение. «Периодическая система не заканчивается номером 137; фактически она ничем не ограничена», - заявляет физик-ядерщик Вальтер Грейнер (Walter Greiner) из Университета Гете во Франкфурте-на-Майне, Германия. До экспериментальной проверки этого утверждения еще очень далеко.

6. Можно ли создать компьютер на основе атомов углерода?

Компьютерные чипы на основе графена - сетки из углеродных атомов - потенциально более «быстрые» и мощные, чем кремниевые. Получение графена принесло его создателям Нобелевскую премию по физике за 2010 г., но практическое применение подобной «углеродной» нанотехнологии зависит в конечном счете от того, сумеют ли химики создавать конструкции с атомной точностью. В 1985 г. были синтезированы фуллерены, полые замкнутые сетчатые структуры, целиком состоящие из атомов углерода, а шестью годами позже - углеродные нанотрубки с сетчатыми стенками. Ожидалось, что чрезвычайно прочные электропроводящие конструкции найдут самое широкое применение - от получения на их основе сверхпрочных композитных материалов до изготовления крошечных проводников и электронных устройств, миниатюрных молекулярных капсул и мембран для очистки воды. Однако весь потенциал реализовать пока не удалось. Так, не получается встраивать нанотрубки в сложные электронные цепи. В последнее время в центре внимания нанотехнологов оказался графит.

Его удалось разделить на сверхтонкие слои (это и есть графен), из которых можно изготавливать сверхминиатюрные, дешевые и прочные электронные схемы. Разработчики компьютеров, используя узкие, тончайшие полоски графена, смогут изготавливать более совершенные чипы, чем кремниевые. «Из графена можно получать конструкции, без труда соединяющиеся друг с другом и встраиваемые в электронные цепи», - говорит Уолт де Хир (Walt de Heer) из Технологического института Джорджии. Однако для создания графеновых электронных цепей метод травления, используемый в микроэлектронике, не годится - он слишком груб, так что сегодня графеновая технология - это предмет раздумий, а не реальные дела. Возможно, ключом к решению проблемы конструирования на атомном уровне станет применение методов органической химии - соединение друг с другом полиароматических молекул из нескольких гексагональных углеродных колец, аналогов небольших фрагментов графеновой сетки.

7. Можно ли улавливать больше солнечной энергии?

Каждый восход Солнца напоминает нам, что человек использует лишь малую долю энергии, которую дает наше светило. Основное препятствие на пути ее широкого применения - дороговизна кремниевых солнечных ячеек. Но сама жизнь на нашей планете, поддерживаемая в конечном счете благодаря фотосинтезу, который осуществляется зелеными растениями при поглощении ими солнечной энергии, свидетельствует о том, что солнечные ячейки не обязательно должны быть высокоэффективными, достаточно, чтобы их было много (как листьев на деревьях) и они были бы дешевы.

«Одно из наиболее перспективных направлений в разработке способов использования солнечной энергии - получение топлива», - говорит Девенс Гаст (Devens Gust) из Университета штата Аризона. Проще всего это сделать, расщепляя при помощи солнечного света молекулы воды с образованием водорода и газообразного кислорода. Натан Льюис (Nathan S. Lewis) и его сотрудники из Калифорнийского технологического института работают над созданием искусственного листа из кремниевых нанопроволочек, который осуществлял бы такое расщепление.

Недавно Дэниел Носера (Daniel Nocera) из Массачусетсского технологического института сообщил о создании кремниевой мембраны, в которой при участии фотокатализатора на основе кобальта действительно происходит расщепление молекул воды. По оценкам Носеры, из одного галлона (~ 3,8 л) воды можно получить столько топлива, что его будет достаточно для энергоснабжения небольшого дома в течение суток.

Развитие подобной технологии сдерживается отсутствием подходящих катализаторов. «Кобальтовый катализатор наподобие того, что использовал Носера, и новые катализаторы на основе других металлов - это в принципе то, что нужно, но они слишком дороги - говорит Гаст. - К сожалению, мы не знаем, как работает природный фотосинтетический катализатор на основе марганца».

Гаст и его коллеги намереваются создать молекулярные ансамбли для осуществления искусственного фотосинтеза, имитирующие природные. Им уже удалось синтезировать ряд веществ, которые войдут в один из таких ансамблей. Но на этом пути предвидятся серьезные препятствия. Органические молекулы, аналогичные тем, которые использует природа, нестабильны. Растения тут же заменяют их новыми, а искусственные листья на такое пока не способны: у них, в отличие от живых систем, нет биосинтетических механизмов.

8. Как лучше всего получать биотопливо?

Вместо того чтобы разрабатывать технологию получения топлива с помощью энергии Солн-цалне лучше ли использовать способность зеленых растений запасать энергию и превращать биомассу в топливо? Такие виды биотоплива, как этанол, получают из кукурузы, а биодизельное топливо - из семян, и эти продукты уже занимают определенное место на рынке. Но есть опасность, что в ход пойдет зерно, составляющее основу рациона человека. Особенно нежелательно это для развивающихся стран - экспорт биотоплива может оказаться очень прибыльным и оставит местное население без пищи. Кроме того, чтобы удовлетворить нынешние потребности в топливе, придется распахать огромные территории, занятые сегодня лесами.

Таким образом, переработка зерна в топливо, по-видимому, не лучшее решение. Один из выходов мог бы заключаться в использовании других, менее ценных видов биомассы. В США образуется достаточно много отходов земледелия и деревообрабатывающей промышленности, чтобы на одну треть удовлетворить потребности транспорта в бензине и дизельном топливе.

Переработка такой низкосортной биомассы требует расщепления прочных молекул, таких как лигнин и целлюлоза. Химикам уже известно, как это делать, но существующие методы слишком дороги, энергоемки и малопригодны для получения больших количеств топлива.

Джону Хартвигу (John Hartwig) и Алексею Сергееву из Иллинойсского университета недавно удалось преодолеть одну из самых серьезных трудностей в расщеплении лигнина - разрыв связей между атомами углерода и кислорода, которые соединяют друг с другом бензольные кольца. Они использовали катализатор на основе никеля.

Получение из биомассы топлива в промышленных масштабах подразумевает переработку твердого биоматериала на месте, с тем чтобы транспортировать полученную жидкость по трубам. Здесь возникает одна серьезная проблема - сырье сильно загрязнено различными посторонними примесями, а классическая каталитическая химия имеет дело только с чистыми веществами. «Как, в конце концов, удастся выйти из положения - пока не ясно», - говорит Хартвиг. Очевидно одно: задача в значительной мере относится к области химии, и ее решение сводится к поиску подходящего катализатора. «Почти все промышленные процессы связаны с использованием соответствующих катализаторов», - еще раз подчеркивает Хартвиг.

9. Можно ли разработать новые способы получения лекарственных веществ?

Химия в своей основе - наука созидательная и в то же время практическая. Она занимается получением молекул, из которых затем можно создавать самые разные продукты - от материалов с новыми свойствами до антибиотиков, способных уничтожать патогенные микроорганизмы, устойчивые к другим лекарственным средствам.

В 1990-х гг. на пике популярности находилась комбинаторная химия, когда тысячи новых молекул получали случайным соединением «строительных блоков» и отбирали продукты с нужными свойствами. Данное направление, провозглашенное вначале будущим медицинской химии, довольно скоро утратило актуальность, поскольку результат оказался близким к нулю.

Но, возможно, комбинаторную химию ожидает второе рождение. Оно состоится при условии, что будет получен достаточно широкий набор молекул определенного типа и найден способ выделения из этой смеси микроскопических количеств нужных веществ. На помощь готова прийти биотехнология. Например, каждую молекулу можно снабдить штрих-кодом на основе ДНК, что облегчит ее идентификацию и выделение. Альтернативный подход мог бы состоять в последовательном отбраковывании неподходящих кандидатов - своего рода дарвиновском отборе in vitro. Для этого можно представить аминокислотную последовательность белка - кандидата на роль лекарственного вещества - в виде нуклеотидной последовательности сегмента ДНК и затем, используя механизм репликации с заложенной в нем склонностью к ошибкам, получать все новые и новые варианты, приближающиеся к идеалу с каждым раундом репликации и отбора.

Другие новые методы основываются на внутренней способности некоторых молекулярных фрагментов соединяться друг с другом в заданной последовательности. Так, аминокислотная последовательность белков определяется соответствующими генами. Используя такой принцип, химики могли бы в будущем программировать молекулы с заложенной в них способностью к самосборке. Данный подход имеет то преимущество, что в нем минимизировано количество побочных продуктов, а это в свою очередь уменьшает энергоемкость процессов и расход материалов.

В настоящее время эту идею пытаются реализовать Дэвид Лиу (David Liu) и его коллеги по Гарвардскому университету. Они присоединили к каждому строительному блоку будущих молекул короткий сегмент ДНК, кодирующий линкер, а кроме того синтезировали некую молекулу, которая движется вдоль ДНК и последовательно присоединяет мономерные звенья к строительному блоку, руководствуясь инструкцией, закодированной в сегменте ДНК, - процесс, аналогичный синтезу белков в живой клетке. Метод Лиу может пригодиться для создания целевых лекарственных веществ. «Многие молекулярные биологи, имеющие отношение к фармакологии, считают, что макромолекулы будут играть все большую, а затем и главную роль в терапии», - говорит Лиу.

10. Возможен ли химический мониторинг нашего организма?

В последнее время в химии все более отчетливо проявляется тенденция к сближению с информационными технологиями, в частности к использованию химических продуктов для коммуникаций с живыми клетками. Сама идея не нова: биосенсоры с протекающими в них химическими реакциями стали использоваться для определения концентрации глюкозы в крови еще в 1960-х гг., хотя широкое распространение в мониторинге диабета они получили лишь недавно, с появлением недорогих портативных устройств. Сфера применения химических датчиков широка: это обнаружение различных вредных веществ в пищевых продуктах и воде при очень малых их концентрациях, определение уровня загрязнения атмосферы и многое другое.

Но есть еще одна область - биомедицина, - где потенциал химических датчиков может раскрыться в полной мере и принести неоценимую пользу. Например, некоторые продукты генов, ассоциированных с тем или иным онкологическим заболеванием, начинают циркулировать в кровотоке задолго до проявления видимых симптомов патологии, когда обычные методы тестирования ничего не обнаруживают. Ранняя идентификация таких химических предвестников рака позволит поставить более точный диагноз, а главное - сделать это своевременно. Быстрое построение геномного профиля даст возможность подобрать индивидуальную схему лечения и уменьшить вероятность побочных эффектов.

Некоторые химики предвидят наступление эры непрерывного, необременительного для пациента мониторинга самых разных биохимических маркеров состояния организма. Подобная информация может пригодиться хирургу прямо во время операции, она может быть передана автоматизированной системе введения медикаментов и т.д. Реализация этих идей зависит от того, будут ли разработаны химические методы избирательной идентификации маркеров, даже когда они присутствуют в организме в следовых количествах.

Поделилось

Почему сидящая на проводе птица не погибает от удара током?

Сидящая на проводе высоковольтной ЛЭП птица не страдает от тока, потому что её тело - плохой проводник. В местах прикосновения птичьих лап к проводу создаётся параллельное соединение, а так как провод гораздо лучше проводит электричество, по самой птице бежит очень малый ток, который не может причинить вреда.

Однако стоит птице на проводе коснуться ещё какого-нибудь заземлённого предмета, например металлической части опоры, она сразу погибает, ведь тогда уже сопротивление воздуха по сравнению с сопротивлением тела слишком велико, и весь ток идёт по птице.

Какой памятью могут обладать сплавы металлов?

Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости.

В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве - например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной - распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.

Каким образом эффект Паули предотвратил розыгрыш самого Паули?

Эффектом Паули учёные называют отказ в работе приборов и незапланированный ход экспериментов при появлении известных физиков-теоретиков - например, нобелевского лауреата Вольфганга Паули.

Однажды его решили разыграть, соединив настенные часы в зале, где он должен был читать лекцию, с входной дверью с помощью реле, чтобы при открытии двери часы остановились. Однако этого не произошло - когда Паули вошёл, неожиданно отказало реле.

Какие цветные шумы, помимо белого шума, существуют?

Широко известно понятие «белый шум» - так говорят о сигнале с равномерной спектральной плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности. Пример белого шума - это звук водопада. Однако помимо белого выделяют большое число других цветных шумов.

Розовым шумом называют сигнал, у которого плотность обратно пропорциональнf частоте, а у красного шума плотность обратно пропорционально квадрату частоты - на слух они воспринимаются более «тёплыми», чем белый. Также существуют понятия синий, фиолетовый, серый шумы и много других.

Какие элементарные частицы названы в честь крика уток?

Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из ещё более мелких частиц, решил назвать эти частицы звуком, который производят утки. Оформить этот звук в подходящее слово ему помог роман Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», а именно строка: «Three quarks for Muster Mark!».

Отсюда частицы и получили название кварки, хотя совершенно не ясно, какое значение это несуществующее ранее слово имело у Джойса.

Почему небо днём синее, а во время заката - красное?

Коротковолновые составляющие солнечного спектра рассеиваются в воздухе сильнее, чем длинноволновые. Именно поэтому мы видим небо синим - ведь синий цвет находится на коротковолновом конце видимого спектра. По аналогичной причине во время заката или рассвета небо на горизонте окрашивается в красные тона.

В это время свет идёт по касательной к земной поверхности, и его путь в атмосфере гораздо длиннее, в результате чего значительная часть синего и зелёного цвета из-за рассеяния покидает прямой солнечный свет.

Чем отличается механизм лакания воды у кошек и собак?

В процессе лакания кошки не погружают язык в воду, а, слегка коснувшись изогнутым кончиком поверхности, тут же втягивают его обратно вверх. При этом образуется столбик жидкости благодаря тончайшему балансу гравитации, которая тянет воду вниз, и силы инерции, заставляющей воду продолжать движение вверх.

Похожий механизм лакания используют собаки - хотя наблюдателю может показаться, что собака зачерпывает жидкость языком, сложенным в лопатку, рентгеновский анализ показал, что внутри рта эта «лопатка» разворачивается, а создаваемый собакой водяной столбик аналогичен кошачьему.

Кто обладает как Нобелевской, так и Шнобелевской премиями?

Голландский физик российского происхождения Андрей Гейм в 2010 году получил Нобелевскую премию за опыты, которые помогли изучить свойства графена. А 10 годами раньше он получил ироничную Шнобелевскую премию за эксперимент по диамагнитной левитации лягушек.

Таким образом, Гейм стал первым человеком в мире, который владеет как Нобелевской, так и Шнобелевской премиями.

Чем опасны обычные городские улицы для гоночных болидов?

Когда гоночный болид едет по трассе, между его днищем и дорогой может создаваться очень низкое давление, достаточное для поднятия крышки канализационного люка. Так произошло, например, в Монреале в 1990 году на гонке спортпрототипов - крышка, поднятая одним из болидов, ударила следующий за ним болид, из-за чего начался пожар и гонка была остановлена.

Поэтому сейчас во всех гонках болидов по городским улицам крышки привариваются к ободу люка.

Зачем Ньютон запускал себе в глаз инородный предмет?

Исаак Ньютон интересовался многими аспектами физики и других наук и не боялся проводить некоторые эксперименты на себе.

Свою догадку о том, что мы видим окружающий мир из-за давления света на сетчатку глаза, он проверял так: вырезал из слоновой кости тонкий изогнутый зонд, запустил его себе в глаз и давил им на заднюю сторону глазного яблока. Возникшие цветные вспышки и круги подтвердили его гипотезу.

Почему единица измерения и температуры, и крепости спиртных напитков называется одинаково - градус?

В XVII-XVIII веках существовала физическая теория о теплороде - невесомой материи, находящейся в телах и являющейся причиной тепловых явлений. Согласно этой теории, в более нагретых телах содержится больше теплорода, чем в менее нагретых, поэтому температура определялась как крепость смеси вещества тела и теплорода.

Именно поэтому единица измерения и температуры, и крепости спиртных напитков называется одинаково - градус.

Почему два германо-американских спутника получили имена Том и Джерри?

В 2002 году Германия совместно с США запустила систему из двух космических спутников для измерения гравитации Земли под названием GRACE. Они летают по одной орбите на высоте около 450 километров один за другим, с промежутком 220 километров.

Когда первый спутник подлетает к области с повышенной гравитацией, например, большому горному массиву, он ускоряется и удаляется от второго спутника. А через некоторое время сюда долетает и второй аппарат, тоже ускоряется и тем самым восстанавливает исходную дистанцию. За подобную игру в «догонялки» спутникам дали имена Том и Джерри.

Почему американский самолёт-разведчик SR-71 Blackbird нельзя полностью заправить на земле?

Американский самолёт-разведчик SR-71 Blackbird при обычной температуре имеет в своей обшивке зазоры. В полёте обшивка разогревается из-за трения о воздух, и зазоры исчезают, а охлаждает обшивку топливо. Из-за такого способа самолёт нельзя заправить на земле, ведь топливо вытечет через те самые щели.

Поэтому сначала в самолёт заправляется только небольшое количество горючего, и уже в воздухе происходит дозаправка.

Где вода может замёрзнуть при температуре +20 °C?

Вода может замёрзнуть в трубопроводе при температуре +20 °C, если в этой воде присутствует метан (если быть точнее, из воды и метана образуется газовый гидрат). Молекулы метана «расталкивают» молекулы воды, так как занимают больший объём.

Это приводит к понижению внутреннего давления воды и повышению температуры замерзания.

Чьи нобелевские медали были спрятаны от нацистов в растворённом виде?

В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира вручили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. Когда в 1940 году немцы оккупировали Копенгаген, химик де Хевеши растворил эти медали в царской водке.

После окончания войны де Хевеши экстрагировал спрятанное в царской водке золото и передал его Шведской королевской академии наук. Там изготовили новые медали и повторно вручили их фон Лауэ и Франку.

Какому знаменитому физику вручили Нобелевскую премию в области химии?

Эрнест Резерфорд занимался исследованиями в основном в области физики и однажды заявил, что «все науки можно разделить на две группы - на физику и коллекционирование марок». Однако Нобелевскую премию ему вручили по химии, что стало неожиданностью как для него, так и для других учёных.

Впоследствии он замечал, что из всех превращений, которые ему удалось наблюдать, «самым неожиданным стало собственное превращение из физика в химика».

Почему насекомые бьются в светильники?

Насекомые ориентируется в полёте по свету. Они фиксируют источник - Солнце или Луну - и выдерживают постоянный угол между ним и своим курсом, принимая такое положение, при котором лучи освещают всегда одну и ту же сторону.

Однако если лучи от небесных светил почти параллельны, то от искусственного источника света лучи расходятся радиально. И когда насекомое выбирает светильник для своего курса, то движется по спирали, постепенно приближаясь к нему.

Как отличить сваренное яйцо от сырого?

Если сваренное яйцо крутануть на гладкой поверхности, оно быстро завертится в заданном направлении и будет вращаться довольно долго, а сырое остановится гораздо раньше. Это происходит потому, что крутое яйцо вращается как единое целое, а у сырого - содержимое жидкое, слабо связанное со скорлупой.

Поэтому, когда начинается вращение, жидкое содержимое из-за инерции покоя отстаёт от вращения скорлупы и тормозит движение. Также во время вращения можно на короткий момент остановить вращение пальцем. По тем же причинам варёное яйцо сразу остановится, а сырое будет продолжать крутиться после того, как убрать палец.

Почему радуга имеет форму дуги?

Солнечные лучи, проходя через капли дождя в воздухе, разлагаются в спектр, так как разные цвета спектра преломляются в каплях под разными углами.

В результате формируется окружность - радуга, часть которой мы видим с земли в форме дуги, а центр окружности лежит на прямой «Солнце - глаз наблюдателя». Если свет в капле отражается два раза, то можно увидеть вторичную радугу.

Каким образом лёд способен течь?

Лёд подвержен текучести - способность деформироваться под напряжением обусловливает движение льда в огромных ледниках.

Некоторые гималайские ледники движутся со скоростью 2-3 метра в сутки.

Почему азиаты и африканцы могут носить на голове тяжести?

Жители Африки и Азии с лёгкостью носят на голове тяжёлые грузы. Это объясняется законами физики. При ходьбе корпус человека поднимается и опускается, таким образом затрачиваются силы на подъём груза.

Голова при этом поднимается и опускается с меньшей вертикальной амплитудой, чем всё тело, причём эта особенность вырабатывалась эволюционным путём: мозг оберегался от сотрясения, рессорой же служил пружинящий позвоночник с двойным изгибом.

Почему можно увеличить скорость заморозки воды, предварительно нагрев её?

В 1963 году школьник из Танзании Эрасто Мпемба обнаружил, что горячая вода замерзает в морозильной камере быстрее, чем холодная. В честь него этот феномен назвали эффектом Мпембы.

До сих пор учёные не смогли точно объяснить причину феномена, да и эксперимент удаётся не всегда: для него нужны определённые условия.

Почему лёд не тонет в воде?

Вода - единственное свободно встречающееся в природе вещество на Земле, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твёрдом. Поэтому лёд не тонет в воде.

Именно благодаря этому водоёмы обычно не промерзают до дна, хотя при экстремальных температурах воздуха это возможно.

Что влияет на направление закручивания воронки воды?

Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли вокруг собственной оси, никак не влияет на кручение воронки воды в ванной. Её действие можно увидеть на примере закручивания воздушных масс (по часовой стрелке в южном полушарии и против - в северном), но эта сила слишком мала, чтобы закрутить маленькую и быструю воронку.

Направление вращение воды в ней зависит от других факторов, например, направления резьбы в сливном отверстии или конфигурации труб.

Кто считается первым в мире программистом?

Первым в мире программистом была женщина - англичанка Ада Лавлэйс.

В середине XIX века она составила план операций для прообраза современной ЭВМ - аналитической машины Чарльза Беббиджа, с помощью которых можно было решить уравнение Бернулли, выражающее закон сохранения энергии движущейся жидкости.

Какие частицы могут подниматься от ядра Солнца до его поверхности миллион лет?

Свет распространяется в прозрачной среде медленнее, чем в вакууме. Например, фотонам, испытывающим множество столкновений на пути от солнечного ядра, излучающего энергию, может потребоваться около миллиона лет, чтобы достичь поверхности Солнца.

Однако, двигаясь в открытом космосе, такие же фотоны долетают до Земли всего за 8,3 минуты.

Когда было ослаблено гравитационное поле Земли?

1 апреля 1976 года английский астроном Патрик Мур в эфире радио BBC разыграл слушателей, объявив, что в 9:47 случится редкий астрономический эффект: Плутон пройдёт позади Юпитера, вступит с ним в гравитационное взаимодействие и немного ослабит гравитационное поле Земли.

Если слушатели подпрыгнут в этот момент, они должны испытать странное чувство. Начиная с 9:47 BBC получило сотни звонков с рассказами о странном чувстве, а одна женщина даже заявила, что вместе со своими друзьями оторвалась от стульев и летала по комнате.

Почему в радуге выделяют 7 цветов?

Хотя многоцветный спектр радуги непрерывен, по традиции в нём выделяют 7 цветов. Считают, что первым выбрал это число Исаак Ньютон. Причём первоначально он различал только пять цветов - красный, жёлтый, зелёный, голубой и фиолетовый, о чём и написал в своей «Оптике».

Но впоследствии, стремясь создать соответствие между числом цветов спектра и числом основных тонов музыкальной гаммы, Ньютон добавил ещё два цвета.

Почему Дирак хотел отказаться от Нобелевской премии?

Когда английского физика Поля Дирака в 1933 году наградили Нобелевской премией, он хотел отказаться от неё, так как ненавидел рекламу.

Однако Резерфорд всё же уговорил коллегу получить награду, так как отказ стал бы ещё большей рекламой.

Что сказал изобретатель радара, превысив скорость?

Шотландский физик Роберт Уотсон-Уотт однажды был остановлен полицейским за превышение скорости, после чего сказал: «Если бы я знал, что вы будете с ним делать, то никогда не изобрёл бы радар!».

Чем уникальны снежинки?

Из-за огромного разнообразия формы снежинок считается, что двух снежинок с одинаковой кристаллической структурой не существует.

По мнению некоторых физиков, вариантов таких форм больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Как морские контрабандисты прятали алкоголь от американских таможенников во время сухого закона?

Во времена сухого закона в США большая часть контрабандного спиртного поступала морским путём. Контрабандисты заранее готовились к внезапным таможенным досмотрам в море.

Они привязывали к каждому ящику мешок с солью или сахаром, а при приближении опасности бросали в воду. Через определённое время содержимое мешков растворялось водой, и грузы всплывали.

Как изначально выглядела шкала Цельсия?

В оригинальной шкале Цельсия температура замерзания воды принималась за 100 градусов, а кипения воды - за 0.

Эта шкала была перевёрнута Карлом Линнеем, и в таком виде используется до нашего времени.

Какое открытие Эйнштейна было удостоено Нобелевской премии?

В архивах Нобелевского комитета сохранилось около 60 номинаций Эйнштейна в связи с формулировкой теории относительности, однако премия была присуждена только за объяснение фотоэлектрического эффекта.

Многие люди в школьные годы считали физику скучным предметом. Но это вовсе не так, ведь в реальной жизни все происходит именно благодаря этой науке. На данную естественную науку можно взглянуть не только со стороны решения задач и создания формул. Физика также изучает Вселенную, в которой обитает человек, а поэтому жить, не зная правил этой Вселенной становится не интересно.

1.Как известно из учебников у воды нет формы, но вода все-таки имеет свою форму. Это шар.

2.В зависимости от погодных условий высота Эйфелевой башни может колебаться на 12 сантиметров. В жаркую погоду балки нагреваются до 40 градусов и под воздействием высоких температур расширяются, что и меняет высоту данного строения.

3.Чтобы почувствовать слабые токи, физику Василию Петрову пришлось удалить верхний слой эпителия на кончике пальца.

4.Чтобы понимать природу зрения, Исаак Ньютон вводил в свой глаз зонд.

5.Обыкновенный пастуший кнут считается первым приспособлением, которое преодолело звуковой барьер.

6.Можно увидеть рентгеновское излучение и видимое свечение, если развернуть скотч в вакуумном пространстве.

7.Известный всем Эйнштейн был двоечником.

8.Тело является не хорошим проводником тока.

9.Самым серьезным разделом физики считается ядерная.

10.Самый настоящий ядерный реактор действовал 2 миллиарда лет тому назад на территории Окло. Примерно 100000 лет продолжалась реакция реактора и только, когда истощилась урановая жила это завершилось.

11.В 5 раз ниже температура на поверхности Солнца, чем температура молнии.

12.Больше, чем комар весит капелька дождя.

13.Насекомые, которые летают, ориентированы в процессе полета только на свет Луны или Солнца.

14.Спектр образуется в момент, когда солнечные лучи проходят через капли в воздухе.

15.Текучесть, образованная за счет напряжения, характерна для ледников большого льда.

16.Медленнее свет распространяется в прозрачной среде, чем в вакуумной.

17.Двух снежинок с одинаковым узором не бывает.

18.Когда формируется лед, кристаллическая решетка начинает терять содержание соли, что и становится причиной возникновения ледяной и соленой воды в некоторых точках нисходящих потоков.

19.Для своих экспериментов физик Жан-Антуан Нолле в роли материала использовал людей.

20.Без использования штопора бутылку можно открыть, если прислонить газету к стене.

21.Чтобы спастись от падающего лифта, нужно занять позу «лежа», заняв при этом максимальную площадь пола. Так сила удара равномерно распределится по всему телу.

22.Воздух от Солнца нагревается не напрямую.

23.В связи с тем, что Солнце излучает свет во всех диапазонах, оно имеет белый цвет, хоть и кажется желтым.

24.Быстрее звук распространяется там, где плотнее среда.

25.Шум Ниагарского водопада приравнивается шуму фабричного цеха.

26.Вода способна проводить электричество только при помощи ионов, которые растворяются в ней.

27.Максимальная плотность воды достигается температурой 4 градуса.

28.Биогенное происхождение имеет практически весь кислород атмосферы, но до возникновения фотосинтезирующих бактерий атмосфера считалась бескислородной.

29.Первым двигателем была машина с названием эолопил, которую создал греческий ученый Герон Александрийский.

30.Спустя 100 лет после создания Николой Теслой первого радиоуправляемого корабля в продаже появились подобные игрушки.

31.Нобелевскую премию было запрещено получать в нацистской Германии.

32.Коротковолновые компоненты солнечного спектра распространяются в воздухе сильнее, нежели длинноволновые.

33.При температуре 20 градусов вода в трубопроводе, в которой есть метан, способна замерзнуть.

34.Единственным свободно встречающимся в природной среде веществом является вода.

35.Больше всего воды находится на Солнце. Вода там находится в виде пара.

36.Ток проводит не сама молекула воды, а ионы, содержащиеся в ней.

37.Диэлектриком является только дистиллированная вода.

38.Каждый шар для боулинга имеет одинаковый объем, но масса у них разная.

39.В водном пространстве можно наблюдать процесс «сонолюминесценции» — превращения звука в свет.

40.В качестве частицы электрон был обнаружен физиком из Англии Джозефом Джоном Томпсоном в 1897 году.

41.Скорость электрического тока приравнивается к скорости света.

42.Подключив обыкновенные наушники ко входу в микрофон, их можно применить в качестве микрофона.

43.Даже при очень сильном ветре в горах облака способны неподвижно висеть. Это происходит из-за того, что ветер двигает воздушные массы определённым потоком или волной, но при этом разнообразные преграды обтекаются.

44.Пигментов синего или зеленого цвета в оболочке человеческого глаза нет.

45.Чтобы получилось посмотреть сквозь стекло, имеющее матовую поверхность, стоит наклеить на него частичку прозрачного скотча.

46.При температуре 0 градусов вода в нормальном состоянии начинает превращаться в лед.

47.В пивном напитке «Гиннесс» можно заметить, как пузырьки спускаются по стенкам бокала вниз вместо того, чтобы подниматься вверх. Это происходит из-за того, что в центре бокала пузырьки поднимаются быстрее и выталкивают жидкость вниз у края с более сильным вязким трением.

48.Впервые явление электрической дуги было описано русским ученым Василием Петровым в 1802 году.

49.От природы и температуры зависит ньютоновская вязкость жидкости. Но если же вязкость зависит еще и от градиента скорости, то она называется неньютоновской.

50.В морозильной камере горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная.

51.За 8,3 минуты фотоны в открытом космосе способны добраться до Земли.

52.Около 3500 планет земного типа открыто на сегодняшний день.

53.У всех предметов идентичная скорость падения.

54.Если комар находится на земле, то капля дождя способна его убить.

55.Все предметы, которые окружают человека, состоят из атомов.

56.Стекло не считается твердым телом, потому что это жидкость.

57.Жидкие, газообразные и твердые тела всегда при нагревании расширяются.

58.Примерно 6000 раз в минуту ударяет молния.

59.Если в воздухе сгорает водород, то образуется вода.

60.Свет имеет вес, но не имеет массы.

61.В тот момент, когда человек чиркает спичкой о коробок, температура спичечной головки повышается до 200 градусов.

62.В процессе кипячения воды ее молекулы продвигаются со скоростью 650 метров в секунду.

63.На кончике иглы в швейной машинке развивается давление до 5000 атмосфер.

64.В мировом пространстве существует физик, который получил награду за самое нелепое открытие в науке. Это Андрей Гейм из Голландии, который в 2000-ом году был премирован за изучение левитации лягушек.

65.Бензин не имеет какую-то конкретную точку для замерзания.

66.В 10 раз быстрее воздуха звук проводит гранит.

67.Белый цвет отражает свет, а черный – его притягивает.

68.Добавив в воду сахар, яйцо в ней не утонет.

69.Чистый снег будет таять медленнее, нежели грязный.

70.Магнит не будет действовать на нержавеющую сталь, потому что в ней нет разных пропорций никеля, что вмешиваются в действие с атомами железа.

Интересные факты о физике, естественной школьной науке, позволят вам узнать самые обычные, на первый взгляд, процессы с необычной стороны.

• 1. Температура молнии в пять раз выше температуры на поверхности Солнца и составляет 30 000К.
• 2. Капля дождя весит больше, чем комар. Но волоски, которые размещены на поверхности тела насекомого, практически, не передают импульс от капли к комару. Поэтому насекомое выживает даже под проливным дождем. Этому способствует еще один фактор. Столкновение воды с комаром происходит на незакрепленной поверхности. Поэтому если удар прНиходится в центр насекомого, оно некоторое время падает с каплей, а потом быстро освобождается. Если дождь попадает не в центр, траектория движения комара немного отклоняется.
• 3. Сила вытаскивания ноги с зыбучих песков со скоростью 0,1 м/с равна силе поднятия легкового автомобиля. Интересный факт: зыбучие пески – это ньютоновская жидкость, которая не может поглотить человека полностью. Поэтому увязшие в песках люди умирают от обезвоживания, солнечного облучения или по другим причинам. Если вы попали в такую ситуацию, лучше не делайте резких движений. Попытайтесь опрокинуться на спину, раскинуть широко руки и ждать помощь.

• 4. Вы слышали щелчок после резкого взмаха кнутом? Это происходит из-за того, что его кончик движется со сверхзвуковой скоростью. Кстати, кнут – это первое изобретение, которое преодолело сверхзвуковой барьер. И то же происходит с самолетом, который летит со скоростью, больше звуковой. Щелчок, похожий на взрыв, происходит из-за созданной самолетом ударной волны.
• 5. Интересные факты о физике касаются также живых существ. К примеру, все насекомые во время полета ориентируются на свет Солнца или Луны. Они сохраняют такой угол, при котором освещение всегда с одной стороны. Если же насекомое летит на свет лампы, то движется по спирали, поскольку ее лучи расходятся не параллельно, а радиально.
• 6. Лучи Солнца, которые проходят через капельки в воздухе, образуют спектр. А его разные оттенки преломляются под разными углами. В результате такого явления образуется радуга – окружность, часть от которой люди видят с земли. Центр радуги всегда находится на прямой, проведенной от глаза наблюдателя до Солнца. Вторичную радугу можно увидеть тогда, когда свет в капельке отражается именно два раза.

• 7. Для льда больших ледников характерна деформация, то есть текучесть, обусловленная напряжением. По этой причине гималайские ледники сдвигаются со скоростью в два-три метра в сутки.
• 8. Вы знаете, что такое эффект Мпембы? Данное явление в 1963 году обнаружил танзанийский школьник по имени Эрасто Мпемба. Мальчик заметил, что горячая вода подвержена замерзанию в морозильнике быстрее, чем холодная. И поныне ученые не могут дать однозначного объяснения этого феномена.
• 9. В прозрачной среде свет распространяется медленнее, нежели в вакуумной.
• 10. Ученые полагают, что двух одинаковых по узору снежинок не бывает. Вариантов их дизайна даже больше, чем атомов у Вселенной.