А вы знаете, как широко сейчас используются в науке и технике радиоактивные изотопы различных элементов. Но для этого необходимы соответствующие приборы и аппараты, среди которых не последнюю роль играют и ошические системы. Вот тут-то и не обойтись без флюоритовой оптики.
— Подождите, Андрей Иванович, — перебила его Наташа, — но ведь оптика должна быть не только про-зрачной, но и бесцветной, а флюорит всегда окрашен в фиолетовый цвет.
— Ну, положим, флюорит далеко не всегда окрашен в фиолетовый цвет. Он может быть и желтым, и зеленым, и голубым и даже почти черным. Но может он быть и абсолютно бесцветным, таким, например, как стекло или горный хрусталь. Впрочем, это не имеет большого значения, так как любой флюорит легко обесцвечивается. Для этого достаточно осторожно нагреть его. Оптический флюорит должен удовлетворять только одному требованию — быть абсолютно прозрачным. Но вот это-то, к сожалению, наблюдается не часто. Такой образец, как наш, — большая редкость.
Наташа снова взяла камень в руки.
— Да, в университетском музее у Петра Ильича не было ни одного такого кристалла. Но почему этот минерал называют флюоритом?
— Так ведь это природное соединение кальция и фтора, а фтор по-латыни — «флюорум».
— Фтор? А его нельзя получить из флюорита? Андрей Иванович задумался.
— Я не слышал, чтобы фтор получали непосредственно из флюорита. Впрочем, в некоторых разновидностях его, главным образом в фиолетово-черных или почти черных, содержащих примесь урана, устанавливается заметное содержание свободного газообразного фтора и не только фтора, но и другого очень интересного газа, о котором можно было бы рассказать много занимательного.
— Ну так расскажите! — попросила Наташа. Андрей Иванович лег на спину и, глядя в высокое чистое небо, где почти в зените сияло яркое полуденное солнце, начал свой рассказ.
— Это произошло, если мне не изменяет память, 26 октября 1868 года. В этот день Парижская академия наук получила сразу два письма — от французского астронома Жансена и английского астронома Локьера, В обоих письмах сообщалось об одном и том же удивительном открытии. В спектре короны солнца, этой ближайшей к нам звезды, обоими учеными была обнаружена необычная желтая линия. Эта таинственная линия лежала на небольшом удалении от того места, где обычно располагается спектральная линия натрия, и она не могла принадлежать ни одному из известных тогда на земле веществ. Естественно, напрашивался вывод, что неизвестная линия принадлежит какому-то особому звездному веществу, которое существует только на солнце.
Открытие Жансена и Локьера всколыхнуло весь мир. В честь его была выпущена специальная золотая медаль, а открытое астрономами вещество получило название «гелий», что указывало на его солнечное происхождение, так как «гелиос» по— гречески «солнце».
Начиная с этого времени развернулись усиленные поиски гелия на земле. Его искали и физики и химики. Но только через двадцать семь лет он был, наконец, обнаружен, и знаете кем?
Андрей Иванович повернул к Наташе голову и хитро улыбнулся одними глазами. Она молча пожала плечами.
— Геологами! Вот кто открыл звездное вещество на Земле. Они обратили внимание на то, что при нагревании редкого минерала клевеита выделяется какой-то неизвестный газ, который не только не горит и не поддерживает горение, но и не соединяется абсолютно ни с какими веществами. Этим сообщением заинтересовались химики. Они изучили спектр нового инертного газа и увидели ту самую таинственную желтую линию, которая была обнаружена астрономами в спектре солнца. Неизвестный газ оказался тем самым звездным веществом, которое искали на Земле уже более четверти века. Так гелий был открыт вторично. На этот раз уже на Земле.
Но поиски его не прекращались и после этого. Ученые начали прокаливать другие минералы и породы, я вскоре оказалось, что гелий содержится во многих минералах: уранините, монаците, колумбите, отэните, тюямуните, самарските и других. Нашли гелий и в фиолетово-черном флюорите, о котором я вам говорил. Но больше всего его содержалось в минерале торианите, который был найден на Цейлоне. Каждый килограмм торианита при нагревании давал до десяти литров гелия.
Начали ученые изучать эти минералы и обнаружь ли, что все они содержат в своем составе уран или то-рий. Но ведь гелий не соединялся ни с ураном, ни с торием! Почему же он сопутствовал именно этим эле-ч ментам? На этот вопрос не могли ответить ни геологи, ни химики.
Тогда на помощь пришли физики. И вот в результате точных и остроумных опытов было установлено, что гелий не просто сопутствует урану и торию, но что он рождается из этих элементов за счет распада их ядер.
Так была окончательно разрешена загадка звездного вещества. Но этим не закончилась история его изучения. Когда гелий, подобно другим газам, попытались перевести в жидкое состояние, то он проявил небывалое упорство. В течение многих лет физики всего мира бились над этой проблемой. Постепенно они дошли в своих экспериментах до такого холода, при ко-: тором все другие газы сейчас же превращались в лед. Но гелий по-прежнему оставался бесцветным легким газом. И только тогда, когда была достигнута неслы-: ханная температура — минус 269°С, всего лишь на четыре градуса превышающая абсолютный нуль, этот упрямец превратился наконец в прозрачную бурно кипящую жидкость. А когда температуру жидкого гелия понизили еще на два градуса, то с ним начали твориться просто-таки невероятные вещи. Прежде всего он стал кристально-прозрачным, а затем потерял всякую вязкость, то есть перешел в такое состояние, при котором любое его количество вытекало практически мгновенно даже через самое маленькое отверстие.
Представьте себе ведро с дыркой в булавочную головку. Если такое ведро наполнить водой, то понадобится несколько часов, чтобы оно опорожнилось. А вот переохлажденный гелий вытекает из него так быстро, будто ведро совсем не имеет дна. Он словно проваливается в пустоту.
И это еще не все. Такой сверхтекучий гелий оказался в то же время и сверхпроводимым. Тепло и электричество распространяются в нем во много раз лучше, чем в самом хорошем металлическом проводнике. Гораздо лучше, чем, например, в меди или серебре.
Но самым интересным для нас, геологов, было то, что с помощью гелия оказалось возможным установление абсолютного возраста горных пород и минералов. Я уже говорил вам, что на земле гелий рождается из урана или тория. Физики подсчитали, что при любых условиях из одного грамма урана каждый год образуется одна пятидесятимиллиардная доля грамма гелия. Следовательно, если в каком-то минерале, содержащем грамм урана, точно определить количество заключенного в нем гелия, а затем разделить эту величину на одну пятидесятимиллиардную, то получится количество лет, прошедшее с момента образования минерала.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110
— Подождите, Андрей Иванович, — перебила его Наташа, — но ведь оптика должна быть не только про-зрачной, но и бесцветной, а флюорит всегда окрашен в фиолетовый цвет.
— Ну, положим, флюорит далеко не всегда окрашен в фиолетовый цвет. Он может быть и желтым, и зеленым, и голубым и даже почти черным. Но может он быть и абсолютно бесцветным, таким, например, как стекло или горный хрусталь. Впрочем, это не имеет большого значения, так как любой флюорит легко обесцвечивается. Для этого достаточно осторожно нагреть его. Оптический флюорит должен удовлетворять только одному требованию — быть абсолютно прозрачным. Но вот это-то, к сожалению, наблюдается не часто. Такой образец, как наш, — большая редкость.
Наташа снова взяла камень в руки.
— Да, в университетском музее у Петра Ильича не было ни одного такого кристалла. Но почему этот минерал называют флюоритом?
— Так ведь это природное соединение кальция и фтора, а фтор по-латыни — «флюорум».
— Фтор? А его нельзя получить из флюорита? Андрей Иванович задумался.
— Я не слышал, чтобы фтор получали непосредственно из флюорита. Впрочем, в некоторых разновидностях его, главным образом в фиолетово-черных или почти черных, содержащих примесь урана, устанавливается заметное содержание свободного газообразного фтора и не только фтора, но и другого очень интересного газа, о котором можно было бы рассказать много занимательного.
— Ну так расскажите! — попросила Наташа. Андрей Иванович лег на спину и, глядя в высокое чистое небо, где почти в зените сияло яркое полуденное солнце, начал свой рассказ.
— Это произошло, если мне не изменяет память, 26 октября 1868 года. В этот день Парижская академия наук получила сразу два письма — от французского астронома Жансена и английского астронома Локьера, В обоих письмах сообщалось об одном и том же удивительном открытии. В спектре короны солнца, этой ближайшей к нам звезды, обоими учеными была обнаружена необычная желтая линия. Эта таинственная линия лежала на небольшом удалении от того места, где обычно располагается спектральная линия натрия, и она не могла принадлежать ни одному из известных тогда на земле веществ. Естественно, напрашивался вывод, что неизвестная линия принадлежит какому-то особому звездному веществу, которое существует только на солнце.
Открытие Жансена и Локьера всколыхнуло весь мир. В честь его была выпущена специальная золотая медаль, а открытое астрономами вещество получило название «гелий», что указывало на его солнечное происхождение, так как «гелиос» по— гречески «солнце».
Начиная с этого времени развернулись усиленные поиски гелия на земле. Его искали и физики и химики. Но только через двадцать семь лет он был, наконец, обнаружен, и знаете кем?
Андрей Иванович повернул к Наташе голову и хитро улыбнулся одними глазами. Она молча пожала плечами.
— Геологами! Вот кто открыл звездное вещество на Земле. Они обратили внимание на то, что при нагревании редкого минерала клевеита выделяется какой-то неизвестный газ, который не только не горит и не поддерживает горение, но и не соединяется абсолютно ни с какими веществами. Этим сообщением заинтересовались химики. Они изучили спектр нового инертного газа и увидели ту самую таинственную желтую линию, которая была обнаружена астрономами в спектре солнца. Неизвестный газ оказался тем самым звездным веществом, которое искали на Земле уже более четверти века. Так гелий был открыт вторично. На этот раз уже на Земле.
Но поиски его не прекращались и после этого. Ученые начали прокаливать другие минералы и породы, я вскоре оказалось, что гелий содержится во многих минералах: уранините, монаците, колумбите, отэните, тюямуните, самарските и других. Нашли гелий и в фиолетово-черном флюорите, о котором я вам говорил. Но больше всего его содержалось в минерале торианите, который был найден на Цейлоне. Каждый килограмм торианита при нагревании давал до десяти литров гелия.
Начали ученые изучать эти минералы и обнаружь ли, что все они содержат в своем составе уран или то-рий. Но ведь гелий не соединялся ни с ураном, ни с торием! Почему же он сопутствовал именно этим эле-ч ментам? На этот вопрос не могли ответить ни геологи, ни химики.
Тогда на помощь пришли физики. И вот в результате точных и остроумных опытов было установлено, что гелий не просто сопутствует урану и торию, но что он рождается из этих элементов за счет распада их ядер.
Так была окончательно разрешена загадка звездного вещества. Но этим не закончилась история его изучения. Когда гелий, подобно другим газам, попытались перевести в жидкое состояние, то он проявил небывалое упорство. В течение многих лет физики всего мира бились над этой проблемой. Постепенно они дошли в своих экспериментах до такого холода, при ко-: тором все другие газы сейчас же превращались в лед. Но гелий по-прежнему оставался бесцветным легким газом. И только тогда, когда была достигнута неслы-: ханная температура — минус 269°С, всего лишь на четыре градуса превышающая абсолютный нуль, этот упрямец превратился наконец в прозрачную бурно кипящую жидкость. А когда температуру жидкого гелия понизили еще на два градуса, то с ним начали твориться просто-таки невероятные вещи. Прежде всего он стал кристально-прозрачным, а затем потерял всякую вязкость, то есть перешел в такое состояние, при котором любое его количество вытекало практически мгновенно даже через самое маленькое отверстие.
Представьте себе ведро с дыркой в булавочную головку. Если такое ведро наполнить водой, то понадобится несколько часов, чтобы оно опорожнилось. А вот переохлажденный гелий вытекает из него так быстро, будто ведро совсем не имеет дна. Он словно проваливается в пустоту.
И это еще не все. Такой сверхтекучий гелий оказался в то же время и сверхпроводимым. Тепло и электричество распространяются в нем во много раз лучше, чем в самом хорошем металлическом проводнике. Гораздо лучше, чем, например, в меди или серебре.
Но самым интересным для нас, геологов, было то, что с помощью гелия оказалось возможным установление абсолютного возраста горных пород и минералов. Я уже говорил вам, что на земле гелий рождается из урана или тория. Физики подсчитали, что при любых условиях из одного грамма урана каждый год образуется одна пятидесятимиллиардная доля грамма гелия. Следовательно, если в каком-то минерале, содержащем грамм урана, точно определить количество заключенного в нем гелия, а затем разделить эту величину на одну пятидесятимиллиардную, то получится количество лет, прошедшее с момента образования минерала.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110