Как и почему!?

Молодая бабочка или моль называется гусеницей. Гусеница — насекомое в развитии.

Когда гусеница вылупляется из личинки, отложенной бабочкой-матерью или молью-матерью, онаочень мала. Но она быстро растет и с ней начинают происходить изменения.

Происходящие с ней изменения называются метаморфозами. Первая стадия для многих видов гусениц — создание кокона. Она свивает его из нитей липкой жидкости, вырабатываемой нижней губой. Эта жидкость затвердевает на воздухе и становится нитью. Мы называем ее натуральным шелком. Некоторые гусеницы образовывают целые сумки из шелка, которые полностью скрывают их. Другие заворачиваются в листья, скрепляя шелком только края листа. Многие из волосатых видов гусениц прядут кокон из собственного волоса. Некоторые гусеницы, включая определенные виды тех, из которых разовьются бабочки, не строят коконов. Но все бабочки проходят через стадию покоя. Она совсем не обозначает отдых. Эта стадия может длиться две недели, а может и всю зиму. Во время этого периода гусеница превращается во взрослую бабочку или моль.

В своей новой, взрослой форме гусеница становится влажной и ослабляет кокон. Как только кровь по венам поступает в крылья, взрослое насекомое расправляет их и просушивает. Через несколько часов, когда крылья становятся сильными и сухими, бабочка или моль вылетает и живет своей взрослой жизнью.

Слово лазер иностранного происхождения. Оно состоит из первых букв английской фразы: «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что означает: «Усиление света в результате вынужденного излучения».

То есть лазер усиливает свет. Лазер может слабый лучик света превратить в сильный, яркий луч. Лазер производит настолько сильные лучи, что, собравшись вместе, сфокусировавшись, они могут прожечь крохотные дырки в стальной пластине менее чем за секунду.

Лазерный луч может проделать длинный путь в пространстве, при этом почти не рассеиваясь и не ослабевая. Поэтому лазер становится важным средством связи в космический век. Лазер широко используется в медицине, науке и промышленности.

Ученые рассматривают свет как движение волн. Расстояние от одного гребня волны до другого называется длиной волны. Свет от Солнца или от лампы — это смесь волн различной длины. Волны различной длины передают разные цвета.

Лазерное излучение состоит из лучей, которые имеют одну и ту же длину волны. Лучи при обычном свете распространяются в различных направлениях. В лазерном излучении они движутся строго в одном направлении.

Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 м) завязывались узлы. Веревку с грузом опускали в воду, она уходила на глубину под тяжестью груза и считали количество узлов. После этого вычисляли глубину.

Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километров в секунду и фиксирует отраженный ото дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха.

В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.

Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля.

Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.

Звезды достигают огромных размеров, хотя нам они кажутся маленькими точками света. Так происходит потому, что они находятся очень далеко от Земли. Действительно, хотя мы можем измерить расстояние до них, мы с трудом его представляем.

Расстояние до звезд настолько велико, что оно измеряется световыми годами, а не километрами. Световой год —  это такое расстояние, которое свет проходит за год, оно равно примерно 9 646 000 000 000 километрам.

Самая ближайшая к нам звезда, которую можно увидеть невооруженным глазом, находится на расстоянии 4 световых лет. Это Альфа Центавра. Самая яркая звезда — это Сириус. Солнце — это тоже звезда. Если бы оно находилось на таком расстоянии, как Альфа Центавра, оно бы тоже казалось нам точкой света. Вот один способ, каким астрономы измеряют расстояние до звезды. Ученые наблюдают за звездой в двух положениях. Например, из двух точек, находящихся на противоположных сторонах Земли. Или из одной и той же точки, но с разницей в полгода, когда Земля поворачивается к звезде противоположной стороной. При этом звезда также меняет свое положение. Это изменение ее положения называется параллаксом. Измеряя параллакс звезды, астрономы могут вычислить расстояние до нее.

Поскольку звезды находятся очень далеко, наблюдение должно проводиться при помощи телескопа. В телескоп ученые пронаблюдали и сфотографировали миллионы звезд. Наиболее удаленные объекты, различимые только в телескоп, находятся на расстоянии тысяч миллионов световых лет.

Мысль об атоме как самой маленькой частичке любого вещества зародилась у древних греков. Сегодня нам известно, что атом — это не самая маленькая частичка, что существуют частицы и меньше, которые находятся внутри самого атома. Нам также известно, что мы знаем далеко не все о строении атома.

Первым, кто начал развивать научную теорию атома, был Джон Дальтон, английский химик, живший в начале XIX века. Он обнаружил, что газы, также как твердые вещества и жидкости, состоят из невероятно крохотных частичек. Эти частички он, как и древние греки, назвал атомами. Он определил относительные веса атомов тех элементов, которые были ему знакомы.

В конце XIX века Эрнест Резерфорд развил теорию атома, считая, что он по структуре аналогичен Солнечной Системе. Он предположил, что в центре атома находится ядро, оно тяжелое и несет в себе положительный электрический заряд. А вокруг него находятся отрицательно заряженные электроны. Электроны движутся вокруг ядра подобно тому, как движутся планеты вокруг Солнца. Позже Нильс Бор создал новую атомную теорию. Он доказал, что электроны могут двигаться только по определенным орбитам, называемым энергетическими уровнями. Когда электрон перемещаются с одного уровня на другой, он изменяет свою энергию.

Но человеческие знания о структуре атома постоянно изменяются, так как новые эксперименты дают новую информацию.

Во Вселенной есть звезды, которые находятся так далеко от нас, что у нас даже нет возможности узнать расстояние до них или установить их количество. Но как далека от Земли ближайшая звезда? Расстояние от Земли до Солнца 150 000 000 километров. Так как свет движется со скоростью 300 000 км/сек, ему требуется 8 минут, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли.

Самые близкие к нам звезды — Проксима Центавра и Альфа Центавра. Расстояние от них до Земли в 270 000 раз больше, чем расстояние от Солнца до Земли. То есть расстояние от нас до этих звезд в 270 000 раз больше 150 000 000 километров! Их свету нужно 4,5 года, чтобы достичь Земли. Расстояние до звезд настолько велико,  что пришлось выработать единицу измерения этого расстояния. Она называется световым годом. Это такое расстояние, которое свет проходит в течение одного года. Это примерно 10 триллионов километров (10 000 000 000 000 км). Расстояние до ближайшей звезды превосходит это расстояние в 4,5 раза.

Из всех звезд на небе только 6000 можно увидеть без телескопа, невооруженным взглядом.  В самом деле, глядя на небо и наблюдая за звездами, их можно насчитать немногим более тысячи. А мощным телескопом можно обнаружить во много много раз больше.

Чтобы ответить на вопрос, почему Америка не была названа в честь Колумба, нужно понять, почему она была названа в честь кого-то другого.

Колумб, как вы знаете, отправился на поиски западного пути в Азию. Он думал, что он нашел его. На самом деле он просто открыл острова Сан-Сальвадор, Кубу и Гаити. Не стоит преуменьшать значение его открытий, нужно отдать должное его мужеству,— но результаты его экспедиции оценивались его современниками неоднозначно.

Поскольку ему не удалось достичь Индии, вокруг его путешествия стало появляться много сомнений. Правители Испании и Португалии задались вопросом: «Какие же земли открыл Колумб?» Отсюда исходил другой вопрос: «Кому они будут принадлежать — Испании или Португалии?» Отправили Америго Веспуччи установить истину. В своих заметках Веспуччи описал две свои экспедиции, которые он предпринял вдоль побережья современной Южной Америки. В своем описании этих земель он отмечает: «То, что мы видели,— континент».

Иными словами, Америго Веспуччи знал, что эти земли не были частью Азии, а это был новый континент. В 1507 году географ Мартин Вальдсемюллер выпустил карту нового континента. Вместе с ней он опубликовал статью, в которой он предлагает назвать землю в честь ее открывателя Америкой. Общественность постепенно приняла это название. Оно стало использоваться и для названия Северной Америки. Но мы должны помнить, что Вальдсемюллер предложил назвать земли Америкой в честь Америго Веспуччи только потому, что Веспуччи доказал существование нового континента.

Материя существует в разных формах. Когда она напоминает воздух, это газ.

Газ состоит из крохотных частичек, которые свободно движутся. Они стремятся распространиться в пространстве, насколько это возможно. Поэтому газ не имеет определенной формы. Он принимает форму сосуда, в котором находится, распространяясь и занимая весь объем сосуда.

Когда газ находится в каком-нибудь контейнере, его движущиеся частички ударяются о стенки и отскакивают. Триллионы и триллионы частичек постоянно отталкиваются от стенок. При ударе каждая частичка производит толчок. Все вместе они создают этими толчками давление.

Если контейнер сделать меньше, он будет иметь меньший объем, частички газа будут сдавлены больше. Им будет предоставлено меньшее пространство для движения. Они ударяются о стенки чаще.

Поэтому, если объем уменьшается, давление газа увеличивается.

Если газ нагреть, его частички движутся быстрей и давление увеличивается. Если температура понижается, частички движутся менее быстро. Если температура достаточно низкая, притяжение частичек друг к другу заставляет их объединяться и оставаться в таком состоянии. Газ перестает быть газом. Он сжижается и становится жидкостью.

Существует много различных газов. Самый распространенный газ — это воздух. В действительности это смесь газов, главные из них — кислород и азот. Другие распространенные газы — азот, углекислый газ (который мы выдыхаем), углерод, выхлопные газы (в большом количестве выделяемые автомобилями), гелий, водород и метан.

Хотя не существует двух одинаковых пещер, все самые большие пещеры в мире образованы аналогично. В известняке (или сходных горных породах) кислыми водами вымываются дыры. Возникают пещеры. Их называют еще солевыми пещерами.

Некоторые большие пещеры начали создаваться 60 000 000 лет назад. Лили дожди, разливались реки, и монолитные горы медленно разрушались.

Горная порода, в которой возникают пещеры, — известняк. Это мягкая порода, она может растворяться слабой кислотой. Кислота, которая разрушает известняк, поступает из дождевой воды. Падающие капли дождя забирают углекислый газ из воздуха и почвы. Этот углекислый газ превращает воду в углекислоту.

Поэтому миллионы лет кислотные дожди поливали известняки. Они постоянно капали на горы, и на них начали появляться трещины. А дожди продолжали лить. Вода струилась, увеличивая трещины. Она находила новые щели в монолите. Трещины расширялись до тоннелей. Тоннели перекрещивались, возникали ниши. Через миллионы лет пещеры приняли свою форму. А вода делала пещеры все больше и больше.

Горные пещеры — это не единственный вид пещер. Есть, например, еще и морские пещеры, которые возникли под воздействием плещущихся волн о каменные утесы вдоль побережья. Волны растворяли утесы. Они разрушались, подтачиваемые из года в год также галькой и мелким песком.

Воздушный шар — это самый простой воздухоплавательный аппарат. Обычно он состоит из легкого сферического или цилиндрического «мешка», сделанного из бумаги, резины, шелка или прорезиненного материала, содержащего внутри горячий воздух, водород или гелий. К шару может быть прикреплена при помощи веревок или сетки корзина, или гондола, в которой перевозят пассажиров и грузы.

Шар плавает в воздухе по той же причине, по которой рыба плавает в воде. Каждый из них вытесняет из воды или воздуха, окружающих их, массу больше их собственной. Пока шар и его снаряжение весят меньше, чем вытесненный воздух, он будет подниматься. Если он потеряет какую-то часть поднимающего его газа и его масса увеличится, он начнет падать. В качестве поднимающего газа используют горячий воздух, водород или гелий, потому что все они легче обычного атмосферного воздуха.

Отпущенный на свободу шар будет подниматься до тех пор, пока вес вытесняемого воздуха не уравняется с его собственным. Чтобы изменить высоту полета, воздухоплаватель должен либо уменьшить поднимающие его силы, чтобы опуститься, либо уменьшить его вес, чтобы подняться. Чтобы спуститься, он должен выпустить немного газа через клапан наверху шара. Чтобы подняться выше, он должен выкинуть за борт часть груза (балласта). Поскольку ни балласт, ни газ нельзя восполнить во время полета, очевидно, что возможности воздухоплавателя управлять полетом шара сильно ограничены. В лучшем случае он может опускаться и подниматься лишь более или менее короткий промежуток времени, в зависимости от величины шара.

Поднявшись ввысь, шар попадает в полную зависимость от ветров. В полете шаром практически невозможно направлять. Он может лишь плыть по ветру, и по этой причине от него очень мало пользы как от транспортного средства.

В наши дни воздушные шары в основном используются для исследования верхних слоев атмосферы. Во время войны они использовались как воздушные пункты наблюдения, а также из них сооружали своего рода воздушные заграждения (нечто вроде воздушных заборов) для защиты городов от налетов бомбардировщиков.