Home

KADA BUVO IŠRASTAS MIKROSKOPAS?

Tada, kai buvo išrastas žiūronas, Vadinasi, apie 1600 metus. Žinomojo olandų optiko Zacharijaus Janseno dirbtuvėje Midelburge, vienoje iš garsiausiųjų Europoje dirbtuvių, buvo sukonstruotas ir mikroskopas.

Kaip ir žiūronas, turėjęs didelę reikšmę astronomijai, mikroskopas daug padėjo vystytis medicinai ir biologijai. Tačiau XVII amžiuje astronomija domino mokslininkus žymiai daugiau, negu mokslas apie gyvuosius organizmus. Todėl ir astronominis žiūronas, t y teleskopas, buvo patobulintas žymiai greičiau, negu mikroskopas.

Mikroskopas yra optinis prietaisas. su kuriuo galima gauti padidintus paprastomis sąlygomis nematomų daiktų vaizdus. Apžiūrinėdamas daiktą plika akimi iš geriausio matymui atstumo, t. y. per kokius 25 centimetrus, stebėtojas gali atskirti jo dalis tuo atveju, jeigu tarpas tarp jų yra apie 0,1 milimetro, o bakterijos, smulkūs kristalai yra žymiai mažesni. Su mikroskopu jau galima atskirti daiktų detales, jeigu atstumas tarp jų apie 0,0002 milimetro. Mikroskopas gali didinti visiems žinomos lupos išgaubto lęšio savybių dėka.

Antonis Levenhukas (1632—1723), kuris atrado bakterijas savo tyrinėjimams naudojosi atskirais didinamaisiais stiklais, kurie tais laikais ir atstojo vadinamąjį paprastą mikroskopą. Šiuo metu mikroskopai daromi iš ištiso lęšių komplekso ir yra labai tikslūs prietaisai. Levenhuko lęšių dydis prilygo segtuko galvutei, todėl, norint jais naudotis, reikėjo nepaprasto vikrumo ir puikaus regėjimo.

Pirmąjį tobulesnės konstrukcijos mikroskopą 1667 metais aprašė anglų mokslininkas Robertas Hukas (1635—1703). Šis prietaisas jau buvo aprūpintas įtaisu, apšviečiančiu tiriamus objektus. Išlikę su šio mikroskopo pagalba padarytų stebėjimų piešiniai rodo, kad jau tada jis buvo tikslus ir labai naudingas prietaisas moksliniams tyrinėjimams.

KAS YRA ATOMINIS GREITINTUVAS?

Atominis greitintuvas – fiziko prietaisas branduoliams tirti. Prietaisas — tai skamba kukliai. Greitintuvai yra milžiniški įrenginiai, kurių dydį galima palyginti su gyvenamaisiais namais, o svorį… Duosime konkretų pavyzdį.

Didžiausias pasaulyje greitintuvas – sinchrofazotronas, pastatytas Tarybų Sąjungoje 1956 metais, turi magnetą, kurio masė yra 36 tūkstančiai tonų. Jis patalpintas dideliame pastate, sulig keliais aukštais.

O kam reikalingas fizikams šis brangiai kainuojantis, galingas įrenginys? Sudaryti srautui pagreitintų įkrautų dalelių. su kuriomis galima ištirti atominių branduolių sandarą, išaiškinti jėgas, kurios jungia vieną su kita sudėtines šių branduolių dalis, ir daugeliui kitų mokslinių tikslų.

Galima sakyti, kad greitintuvas atomininkui fizikui yra savotiška patranka, kuria jis gali „šaudyti“ į atomų branduolius.

Kiekvienas greitintuvas (o jų yra daug ir įvairių tipų) pagreitina įkrautas daleles su elektros ir magneto jėgų pagalba. Šios dalelės (įvairių elementų elektronai, protonai, deutronai, jonai) turi būti elektros krūvio nešėjos nes elektros ir magneto jėgos gali veikti tik įelektrintas daleles. Elektronas yra elementaraus neigiamos elektros krūvio nešėjas, protonas ir deutronas (susidedąs iš protono ir neutrono) elementaraus teigiamos elektros krūvio nešėjai, o jonai yra paprasti įkrauti atomai, netekę dalies elektronų, sudarančių jų išorinius apvalkalus, arba gavę atliekamų elektronų, vadinasi, dalelės, turinčios teigiamą ir neigiamą elektros krūvį.

Elektros jėgos, veikiančios greitintuvuose greitinamas daleles, atlieka maždaug tą patį vaidmenį, kaip patrankos vamzdyje parakui degant susidarančių dujų stangrumo jėgos. Pabūklo sviedinys greitėja tik per tą trumpą laikotarpį, kai jis yra vamzdyje, nes tik tada jį veikia dujų stangrumo jėgos. Tuo momentu, kai sviedinys išlekia iš vamzdžio, dingsta jo judėjimą greitinančios jėgos, ir toliau sviedinys lekia iš inercijos.

Vadinasi, sviedinio veikimo spindulys labai daug priklauso nuo vamzdžio ilgio. Tai gerai Žino inžinieriai – artileristai ir toliašaudes patrankas visada gamina ilgais vamzdžiais.

Panaši problema kyla ir inžinieriams-atomininkams, kurie stato greitintuvus, tik Žymiai didesniu mastu. Norėdami sudaryti tinkamas sąlygas dalelėms spartinti, jie turi iš tam tikslui skirtos kameros pašalinti pavojingiausia priešą – orą. Kameroje greitinamas atominis sviedinys lėkdamas neturi sutikti nė vienos oro dalelės, nes toks susidūrimas sviediniui visada pražūtingas. Be to, inžinieriai atomininkai turi sudaryti tokias technines sąlygas, kad dalelės greitėtų kuo ilgiausiu keliu, nes tik tada galima suteikti dalelėms didelį greitį, vadinasi, ir didelę energiją.

Todėl ir daromi greitinimo vamzdžiai, ilgos vakuumo kameros, panašios į patrankų vamzdžius, arba uždarų Žiedų formos kameros, kurių viduje dalelės gali daug kartų suktis uždaromis trajektorijomis orbitomis.

O kaip priversti daleles judėti kreivomis trajektorijomis, pavyzdžiui, apskritimine orbita? Šiam tikslui reikia panaudoti tam tikrą jėgą.

Pasirodė, kad šiam tikslui geriausiai tinka magnetinės kilmės jėgos. Taigi paprastai greitintuvai turi galingus elektromagnetus, kurie sudaro stiprius magnetinius laukus. Tačiau net šie galingi magnetai gali priversti daleles daryti tik labai didelių spindulių ratus.

Dalelė palengva įeina pro nedidelę anga. Greitinanajame vamzdelyje dalelė palengva įgauna vis didesnį greitį, lėkdama tuštumoje tik viena kryptimi. Dalelė „persiskelia galvą” į diską

Greitintuvo vakuumo kameroje dalelės judėjimas greitėja kreiva trajektorija (paprastai apskritimine arba artima apskritimui), daug kartų (šimtus tūkstančiu arba milijonus kartų) pralėkdama ja

Kaip tik dėl šių veiksnių atominiai greitintuvai yra tokie stambūs. Jų spartinamos dalelės, kad pasiektų didelį greitį, paprastai turi padaryti kelis šimtus tūkstančių apsisukimų, kurių metu jos nulekia kelią, lygų kelioms dešimtims tūkstančių kilometrų, o kartais ir dar ilgesnį. Dubnoje esančio Jungtinio instituto sinchrofazotrone greitinami protonai, kurie per 3,3 sekundės orbita apsisuka 4,5 milijono kartų. Per tą laiką jie nubėga 2,5 karto ilgesnį kelią, negu atstumas nuo Žemės ligi Mėnulio.

Tai labai ilgas kelias. Ir kiekvienas protonas, kuris jį nubėga, palieka greitintuvo vakuuminę kamerą greičiu, artimu šviesos greičiui. Beveik trys šimtai tūkstančių kilometrų per sekundę!

Atominiai greitintuvai yra labai brangūs įrenginiai, bet jų statyba šimteriopai apsimoka. Kiek iš tikrųjų be galo vertingų Žinių apie medžiagos sandarą ir mikrodalelių sąveiką gauta su jų pagalba! Artimiausia ateitis parodys, ką jų dėka galės padaryti fizikai. Visose pasaulio atominėse laboratorijose be paliovos vyksta galingų greitintuvų statybos lenktynės. Kiekvieno iš jų pasas yra elektronovoltais išreikšta pagreitintų dalelių energija, kurią atominis greitintuvas suteikia greitinamoms dalelėms. Pirmuosiuose greitintuvuose ši energija buvo lygi keliems šimtams tūkstančių elektronovoltų, šiuo metu ji viršijo jau dešimt milijardų šių vienetų.

Ši branduolinės fizikos sritis vystosi nepaprastai, sparčiu tempu. Naujausiais greitintuvais ne tik galima skaldyti atomų branduolius ir pažinti jų skilimo dėsnius, bet jie taip pat atskleidžia dideles galimybes dirbtinei medžiagos sintezei vykdyti. Jie padeda kurti naujas mikrodaleles, įgalina gauti naujus elementus, tokius, kokių natūralių gamtoje nepasitaiko.

KAS SUTEIKIA FORMĄ SNIEGO ŽVAIGŽDUTĖMS ir KRUŠOS RUTULIUKAMS?

Garuojantieji vandens baseinai vandenynai, jūros, upės — tiekia atmosferai vandens garus. Sniegas ir ledas taip pat garuoja (sublimuojasi) netirpdami. Prie žemės paviršiaus, arti vandens, oras gali turėti tik tam tikrą vandens garų kiekį; tas kiekis nevienodas, jis priklauso nuo temperatūros. Tada sakome, kad oras prisotintas vandens garų. Sumažėjus vandens garų prisotinto oro temperatūrai, garų perteklius suskystėja. Žemoje temperatūroje vandens garai lengviau virsta ledo kristalėliais, negu susikondensuoja į vandens lašelius.

Ledo kristalėlis gali atsirasti bei didėti ir neprisotintų garų aplinkoje, ne taip, kaip vandens lašai. Tokios sąlygos atsiranda aukštesniuose, šaltuose atmosferos sluoksniuose. Vandens garai kyla aukštyn, atvėsta, pasiekia atitinkamą prisotinimo laipsnį ir tuojau virsta ledu. Pirmieji kristalėliai turi nelygiasienių, pailgų prizmių arba plokščių taisyklingų šešiakampių formą. Ant šių pirmųjų kristalėlių nusėda vis daugiau vandens garų, ir tuo būdu atsiranda nauji, sudėtingesni kristalai. Toliau augdamos, snaigės įgauna dar gražesnių formų.

Vandens garų smarkiai persotintuose sluoksniuose ledo kristalėliai labai greitai didėja, virsdami skaidriais ledo rutuliukais. Krentančius tarp labai atvėsusių vandens lašelių, tuos rutuliukus suvilgo vanduo, kuris greitai sušąla. Tokiu būdu susidaręs ledo rutuliukas nustoja skaidrumo. Kitoks likimas ištinka ledo rutuliuką, jeigu jis, ilgą laiką nešiojamas oro srovių, yra debesyje. Tada žemutinėje debesies dalyje ant rutuliuko nusėda labai atvėsęs vanduo (susidaro skaidraus ledo sluoksnis), o viršutiniame sluoksnyje išsilaiko garai. Ant rutuliuko auga balti, neskaidrūs sluoksniai.

Tai krušos grūdai, susidedą iš pakaitomis susiklosčiusių sniego ir ledo sluoksniu. Dažnai krušos gabalėliai pasidaro dideli. Didžiausi jų kartais sveria 1 kilogramą, o jų skersmuo siekia apie 10 centimetrų. Kartais atsiranda vadinamasis ledinis lietus. Tai yra lietaus lašai, kurie iš viršaus sušalę, o viduje turi vandens.

Sublimacija — kai kaitinama kieta medžiaga betarpiškai virsta dujomis, apeidama skystąjį.

KIEKVIENAME KIETAME KŪNE YRA MAŽOS DALELĖS — MOLEKULĖS

JEIGU KIEKVIENAME KIETAME KŪNE YRA MAŽOS DALELĖS — MOLEKULĖS, KURIOS PER VIENA, SEKUNDĘ NUEINA TŪKSTANČIUS METRŲ, TAI KODĖL, KŪNAS NEPAILGĖJA IR NEIŠSIPLĖČIA?

Kaip žinoma, kiekvienas kūnas sudarytas iš labai mažų nuolat judančiu molekulių. Molekulių judėjimo pobūdis ir greitis priklauso nuo kūno fizinio būvio. Dujiniam kūne atstumas tarp dujų molekulių yra didelis, o jų sąveikos jėgos mažos. Dujų molekulės be paliovos netvarkingai juda visomis kryptimis. Kiekviena molekulė nuo vieno susidūrimo iki kito juda tiesia linija ir išeina į laisvą erdvę, kur kitos molekulės jau jų nesulaiko. Kadangi molekulės išsisklaido visomis kryptimis, tai dėl to dujos plečiasi ir jų tūris didėja. Dujų tankumui, t. y. molekulių kiekiui viename kubiniame centimetre gausėjant, jų tarpusavio traukos jėgos didėja taip, kad molekulės negali judėti nepriklausomai viena nuo kitos arba tolti viena nuo kitos. Tai būdinga jau skystam būviui.

Prie skysčio paviršiaus molekulių tarpe yra tokių, kurios turi pakankamai didelę judėjimo energiją ir gali įveikti sankabos jėgas, ištrūkti iš skysčio ir virsti garais. Tokių molekulių skaičius didėja, kylant temperatūrai, ir todėl aukštoje temperatūroje garavimas vyksta greičiau. Jeigu atstumas tarp molekulių dar sumažėja, atstūmio jėgos susilygina su traukos jėga. Dėl to gali susidaryti kristalinė gardelė, tai yrą tokia molekulių grupuotė, kurioje jos turi pastovią padėtį viena kitos atžvilgiu. Molekulėms, sudarančioms gardelę, nelengva ją palikti, ir jos juda svyruojamuoju judėjimu. Nors svyruojamojo judėjimo greitis labai didelis, tarpmolekulinės jėgos neleidžia molekulėms atitrūkti nuo grupės. Todėl kūnas neištįsta, nepailgėja ir neišsiplečia. Kietas kūnas gali plėstis arba ilgėti kaitinamas, kai molekulės juda intensyviau. Tada kūno molekulės nežymiai nutolsta viena nuo kitos, ir jis pailgėja, tačiau to mes plika akimi nepamatysime.

AR YRA POŽEMINIŲ UPIŲ?

AR YRA POŽEMINIŲ UPIŲ?

Yra pasaulyje tokia pasakų šalis, kur deglų šviesoje prieš nustebusio keliautojo akis atsiranda krištoliniai rūmai, kambariai, koridoriai, salės su kolonomis. Burtininkas, padaręs visus šiuos stebuklus, yra vanduo. Esti tokių vietų, kur šie reiškiniai būna milžiniško masto ir kur jie nepaprastai gražūs.

Čia nėra nieko antgamtiško arba nesuprantamo, nors su grotomis ir urvais susieta daugybė legendų ir padavimų.

Visur žemynuose, net dykumose, teka požeminiai vandenys. kilmė tokia. Kritulių vanduo iš dalies išgaruoja, iš dalies nuteka paviršiumi, iš dalies susigeria į žemę. Neretai vanduo patenka į akmenų plyšius, iš kurių kai kur šaltiniais išsiveržia į žemės paviršių.

Kalkinėse uolose vanduo elgiasi kiek kitaip, negu kitose uolienose. Jis ištirpdo kalcį ir išgraužia plyšius taip, jog uolų viduje atsiranda ištisa koridorių sistema. Vienais koridoriais tartum kanalais teka požeminiai vandenys, kiti lieka tušti. Jeigu dėl natūralaus kalnų irimo anga iš koridoriaus išeina laukan, atsiranda urvas. Kartais upės prasmenga po žeme ir vėl iškyla į paviršių. Jugoslavijoje, šalyje, garsėjančioje puikiomis grotomis ir urvais, net didelės upės iš dalies teka požeminėmis vagomis. Viena iš tokių upių — Pivka (Poikas) yra Slovėnijoje.