Чых Пых на батарейках

Как собрать электрическую железную дорогу медной проволоки, батарейки и магнитиков.

Я плавлюсь в твоих ладонях. Галлий.

Сталь тяжёлого клинка приятно холодит руку. На тяжёлой чугунной сковородке шкворчат блинчики, обещая скорое гастрономическое наслаждение. На плоскостях титановых крыльев самолёта приветливо играет солнышко. Мы привыкли к тому, что металлы — твёрдые (иногда очень твёрдые!) вещества. Но что это плавится в ладонях, прямо у нас на глазах? Знакомьтесь, это галлий, 31 элемент периодической системы.

Идёт 1875 год, стучат колёса индустриальной революции, и мир на всех парах несётся в эпоху модерна. Всего лишь несколько лет назад Дмитрий Иванович Менделеев опубликовал свою периодическую систему и периодический закон. В таблице всё ещё много свободных мест — предсказанных, но ещё не открытых элементов. На заседании Парижской академии наук 20 сентября 1875 года зачитывают письмо Лекока де Буабодрана — 27 августа 1875 года между 3 и 4 часами вечера он обнаружил признаки нового простого тела (так тогда называли элементы) в образце цинковой обманки, привезенном из рудника Пьерфитт в долине Аржелес (Пиренеи). Две фиолетовые линии в спектре подтвердили догадки гения Менделеева, а упорными трудами (содержание нового элемента в руде было меньше 0,1%!) Лекоку удалось получить новый элемент в количестве менее 0,1 г и исследовать его.

Как всякий порядочный француз, Поль Эмиль Лекок де Буабодран был патриотом и назвал элемент в честь своей родины Франции, по её латинскому названию — Галлия (Gallia). Как всякий порядочный учёный он был тщеславен, поэтому, поговаривают, что он увековечил и свою фамилию (Lecoq). Латинское название элемента (Gallium) созвучно gallus — «петух» (лат.). Примечательно, что именно петух le coq (франц.) является символом Франции. Вот такая вот ярмарка символизма.

Метал оказался крайне легкоплавким, превращаясь в жидкость всего при 29,8°C, и при этом почти в точности совпадал с описанием предсказанного ранее Менделеевым «экаалюминия». Однако по первым данным плотность элемента была 4,7 г/см³, а не 5,9-6,0 г/см³, как предсказывал Менделеев. Он не замедлил написать французу письмо, тот провёл тщательную проверку, которая и показала правоту Менделеева. Восторженный Лекок де Буабодран писал по этому поводу «Я думаю..., нет необходимости указывать на исключительное значение, которое имеет плотность нового элемента в отношении подтверждения теоретических взглядов Менделеева».

Галлий оказался интересным металлом для легкоплавких сплавов, один из которых даже имеет температуру плавления 3°C. Однако оказалось, что галлий (сплавы в меньшей степени) весьма агрессивен к большинству конструкционных материалов (растрескивание и размывание сплавов при высокой температуре). Например, по отношению к алюминию и его сплавам галлий является мощным понизителем прочности, что наглядно показывает это видео. Но в постиндустриальную эпоху галлию нашлось более широкое применение. Арсенид галлия GaAs — важный материал для полупроводниковой электроники, третий по масштабам использования после кремния и германия. Нитрид галлия используется в создании полупроводниковых лазеров и светодиодов синего и ультрафиолетового диапазона. Изотоп галлий-71 является важнейшим материалом для регистрации нейтрино (и теперь учёные усилено чешут макушки на тему выделения этого изотопа из природной смеси). Галлий также оказался превосходным смазочным материалом, на основе которого (в смеси с никелем или скандием) были созданы очень важные в практическом плане металлические клеи. Удивительно, но легкоплавкий галлий пригодился и в области высоких температур — им заполняют кварцевые термометры (вместо ртути) для измерения высоких температур, так как галлий имеет значительно более высокую температуру кипения по сравнению со ртутью.

Галлий нынче дорог, тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США в 2005 году на мировом рынке. Так что теперь инженеры, подстёгиваемые экономистами предприятий, думаю, как наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо — как мы помним, галлий это сопутствующий элемент и его содержание в руде очень низкое.

Ну а для кухонных экспериментаторов галлий предоставляет прекрасную возможность для экспериментов. Например, расплавить ложку в кружке кипятка.

Как работает АК

Автомат Калашникова стал одним из неформальных символов России. Все знают его и легко узнают на фотографии. Но знаете ли вы, что происходит в автомате, когда вы нажимаете на спусковой крючок?

Что же происходит с механизмом автомата, когда мы стреляем?

1. Когда мы нажимаем на спусковой крючок, шептало выводится из зацепления с боевым взводом, и курок (ударник) начинает двигаться под действием боевой пружины.
2. Ударник накалывает капсуль и происходит воспламенение порохового заряда. Под действием расширяющихся пороховых газов пуля врезается в нарезы и движется по каналу ствола.
3. После того как пуля пройдет газоотводные отверстия на стенках ствола, часть пороховых газов поступает в газовую камеру. Они давят на поршень толкая его назад, вместе с жёстко связанной с ним затворной рамой.
4. Затворная рама вместе с поршнем отходит назад и при этом отпирает затвор. Стреляная гильза извлекается из патронника и выбрасывается.
5. Тут включается в действие возвратный механизм и взводится ударно-спусковой механизм. При этом очередной патрон заряжается в патронник и происходит запирание канала ствола. Автомат готов к производству следующего выстрела.

Вниманию пытливых умов прдлагается интерактивное пособие по Автомату Калашникова Модернизированому. В нём можно детально рассмотреть внутреннее устройство автомата, а также попробовать пострелять.

Ссылка для желающих скачать себе пособие.

Эволюция письменности

Панспермия или Мы таки из космоса?!

Спасатели работают на месте посадки «Бион-1М»
© Фото: Институт медико-биологических проблем РАН

Вопрос «откуда мы взялись на этой планете?» волнует умы учёных многие столетия. Сейчас наиболее распространённой и общепринятой является теория абиогенеза и химической эволюции, согласно которой первичные органические вещества появились из неоганических, затем собирались и постепенно усложнялись, пока не достигли способности к саморазможению и не начали эволюционировать. Альтернативная теория, панспермия, говорит о занесении жизни на Землю из Космоса — кометами, метеоритами или другими способами.

До сих пор самой большой проблемой был вопрос могут ли микроорганизмы преодолевать атмосферу Земли. Ведь при входе тел из космоса в атмосферу они разогреваются до огромных температур, порядка тысяч градусов. В 2013 году на орбиту был выведен аппарат Бион-1М (из большой серии аппаратов для биологических исследований «Бион»). Главной задачей аппарата считалась подтверждение или опровержение теории панспермии — эксперимент «Метеорит». Для этого в базальтовую оболочку «Биона» поместили «таблетки» со спорами бактерий. Во время входа в атмосферу обшивка корабля плавилась, вызывая условия сходные с входом метеорита в атмосферу Земли, что позволяло проверить гипотезу панспермии.

Обнародованные в октябре результаты (аппарат приземлился в впреле) показали, что как минимум один термофильный штамм микробов выжил. Правда, при снятии базальтовых «таблеток» с аппарата часть из них раскололась, поэтому часть штаммов была потеряна. Такие результаты ободрили учёных. Эксперимент будет повторно проведен на следующем биоспутнике — «Фотон». В космос будут отправленны искусственные метеориты — специальные пластины из базальта с маленькими отверстиями-туннелями, куда помещены споры бактерий. «Метеоритам», которые будут помещены на наружную поверхность спускаемого аппарата, предстоить преодолеть все тяготы космического путешествия — воздействие космической радиации и вакуума, вход в плотные слои атмосферы, рост температуры до тысяч градусов, перепады давления, перегрузки. Результаты эксперимента позволят сдеалать ещё один маленький шажок к пониманию кто мы и откуда.

Бдыщ! или railgun своими руками

Попалась такая замечательная картинка. Что тут происходит очень подробно и наглядно рассказывается в этом видео (правда, только на английском языке).

Борьба кита со слоном: теперь ИКая

В дополнению ко вчерашнему видео о кидании раскалённого шара на лёд обнаружилась аналогичная запись, но седланая тепловизором, в ИК диапазоне, который улавливает температуру объектов. Довольно интересное видео, видно как распространяется в массиве льда (который выглядит чёрным блоком) теплота (более светлые области) от раскалённой железной болванки.