Nhà vật lý người Anh Ernest Rutherford từng nói: "Các ngành khoa học được chia thành hai nhóm - vật lý và sưu tập tem". Anh ấy có thể hơi phân biệt đối xử, nhưng ý tưởng chính rõ ràng là đúng: vật lý là ngành khoa học quan trọng nhất, giúp hiểu được cách vận hành của thế giới. Có lẽ một số sự thật thú vị về vật lý khuyến khích bạn tìm hiểu thêm về khoa học này.
Về tính chất vật lý của nguyên tử
- Nếu bạn tăng đường kính của một nguyên tử lên bằng kích thước của một sân bóng đá, thì hạt nhân của nó sẽ chiếm thể tích của một quả bóng đá.
- Nếu bạn loại bỏ không gian tự do của nguyên tử, chỉ để lại các hạt, một muỗng cà phê "chất" thu được sẽ nặng 5.000 tỷ kg. Đây là những gì sao neutron được tạo ra.
Về vật lý của mặt trời
- Trên thực tế, mặt trời có màu trắng, bởi vì nó tỏa ra trong tất cả các phạm vi. Từ Trái đất, nó xuất hiện màu vàng do bầu khí quyển của Trái đất truyền tốt các tia từ dải màu vàng-đỏ, làm tán xạ các tia từ màu xanh lục-tím.
- Trong chuyến bay, nhiều loài côn trùng được hướng dẫn bởi mặt trời. Vì mặt trời ở khá xa hành tinh của chúng ta (khoảng 150.000.000 km), các tia của nó có thể được coi là song song, và do đó, khi côn trùng cần di chuyển thẳng, nó đủ để nó giữ một số góc giống hệt với tia của nó. Không ai cảnh báo côn trùng về sự xuất hiện của đèn - nguồn sáng nhân tạo, do đó, trong chuyến bay, chúng được hướng dẫn bởi chúng, cũng như mặt trời. Nhưng các tia sáng từ đèn phân tán theo hướng tâm và duy trì một góc cụ thể đối với chúng sẽ mang côn trùng: chúng xoắn ốc ngày càng gần nguồn sáng hơn cho đến khi chúng đâm vào nó (nhưng ngay cả sau đó chúng cũng không hiểu lỗi của mình). Đó là lý do tại sao muỗi bay vào đèn vào buổi tối.
- Nếu có thể tích lũy năng lượng mà mặt trời phát ra trong một giây, nó sẽ đủ cung cấp cho cả nhân loại trong một triệu năm.
Giới thiệu về sóng âm
- Phát minh siêu thanh đầu tiên của loài người là roi. Do đầu của nó di chuyển nhanh hơn âm thanh, một tiếng lách cách được nghe thấy sau khi vung roi.
- Môi trường càng đặc, âm thanh truyền qua nó càng nhanh. Ví dụ, đá granit tiến hành nó 10 lần tốt hơn không khí. Và nếu bạn nghiến răng đồng hồ đeo tay, tiếng tích tắc của chúng sẽ to hơn nhiều vì âm thanh sẽ truyền qua môi trường rắn.
- Tiếng ồn đạt 90-100 decibel. Tiếng ồn tương tự được tạo ra bởi sàn nhà máy.
Về tính chất vật lý của nước
- Nước chỉ dẫn điện do các ion của các chất hòa tan trong nó. Do đó, bạn có thể bơi trong cơn giông. Đúng, chỉ trong nước cất.
- vô tư trạng thái tổng hợp Nước phản xạ ánh sáng khác nhau: tuyết phản chiếu 75% ánh sáng, nước 2% và băng đại dương 5%.
- Ở 4 ° C, nước có khối lượng riêng lớn nhất. Nhờ tính chất này mà các lớp trong các vực nước ngọt được trộn lẫn: nước trên bề mặt nóng lên, có tỷ trọng tối đa và chìm xuống, trong khi nước ở dưới cùng nguội đi, trở nên ít đặc hơn và nổi lên trên bề mặt.
Giới thiệu về bầu khí quyển và các hiện tượng của nó
- Hầu như tất cả oxy trong khí quyển đều có nguồn gốc sinh học. Trước khi vi khuẩn quang hợp ra đời, bầu khí quyển của Trái đất là thiếu khí.
- Sét có nhiệt độ 30.000 K, gấp năm lần nhiệt độ bề mặt của mặt trời.
- Mặc dù quang phổ của cầu vồng là liên tục, người ta tin rằng nó bao gồm bảy màu. Isaac Newton là người đầu tiên đưa ra con số này, và lúc đầu ông chỉ đưa ra 5 màu (không có màu cam và xanh lam). Tuy nhiên, sau đó ông đã thêm hai màu nữa để tạo thành bảy màu, làm tông chính trong thang âm nhạc.
Về lịch sử vật lý
- Động cơ hơi nước lần đầu tiên được phát minh bởi nhà khoa học Hy Lạp Heron of Alexandria vào thế kỷ 1 sau Công nguyên. e. Máy được gọi là aeolopile, là một cái vạc kín có hai ống hình chữ L trên nắp, trên đó một hình cầu quay, trên đó cũng có hai ống hình chữ L. Nước được đổ vào nồi hơi, và lỗ được cắm. Khi đun nóng nồi hơi, nước chuyển thành hơi và thoát ra ngoài qua các ống trên hình cầu, làm quay nó. Cơ chế này đã không tìm thấy một ứng dụng thực tế và đã bị lãng quên.
- Năm 1683, Christopher Wren đặt cược 40 shilling rằng không ai có thể giải thích quỹ đạo hình elip của các hành tinh trong vài tháng. Isaac Newton, nghe về điều này, đã chấp nhận thử thách. Kết quả là cuốn sách "Các nguyên tắc toán học của triết học tự nhiên", trong đó ông đã xây dựng các định luật nổi tiếng của mình. Đúng là anh ấy không nhận được tiền cho việc này, vì đã mất vài năm để viết cuốn sách.
- Năm 1897, Nikola Tesla đã phát minh ra một con tàu điều khiển bằng sóng vô tuyến. Chỉ sau 100 năm những món đồ chơi như vậy mới bắt đầu được bày bán trong các cửa hàng.
- Ở Đức Quốc xã, nó bị cấm nhận giải thưởng Nobel. Các nhà vật lý James Frank và Max von Laue đã tặng huy chương của họ cho Dane Niels Bohr. Trong thời gian Đức chiếm đóng Copenhagen, nhà hóa học de Hevesy đã hòa tan chúng trong hỗn hợp axit clohydric và nitric, và vào cuối cuộc chiến, ông đã cô lập những gì được giấu trong đó và đưa nó cho Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển, nơi họ tái đã làm huy chương từ nó và trao nó cho Frank và von Laue.
Nhà vật lý Liên Xô Lev Artsimovich nói rằng khoa học - Cách tốt nhất thỏa mãn sự tò mò của cá nhân (trong khi thêm "với chi phí của nhà nước", nhưng đây không phải là điều chính). Nếu tất cả những sự thật thú vị về vật lý hâm nóng sự tò mò của bạn, không dừng lại ở những gì bạn đọc: đọc nhiều hơn, tìm hiểu cách thế giới tăng gấp ba lần và tất nhiên, hãy nhìn xung quanh!
1. Cuộc sống bắt đầu như thế nào?
Sự xuất hiện của sinh vật sống đầu tiên từ vật chất vô cơ cách đây khoảng 4 tỷ năm vẫn còn bị che đậy trong một bức màn bí ẩn. Làm thế nào mà các phân tử tương đối đơn giản chứa trong đại dương nguyên thủy lại tiến hóa thành các chất phức tạp hơn bao giờ hết? Tại sao một số chúng lại có khả năng hấp thụ và chuyển hóa năng lượng, cũng như tự tái tạo (hai đặc tính cuối cùng là đặc điểm nổi bật của các sinh vật)? Ở cấp độ phân tử, tất cả những sự kiện này chắc chắn là phản ứng hóa học, và do đó câu hỏi về nguồn gốc của sự sống nên được xem xét trong khuôn khổ của hóa học.
Các nhà hóa học không có nhiệm vụ sắp xếp thông qua vô số các kịch bản về cách mọi thứ có thể diễn ra hàng tỷ năm trước. Tham gia hoặc không tham gia vào việc tạo ra các polyme tự sao chép (phân tử DNA hoặc protein) chất xúc tác vô cơ, chẳng hạn như các cục đất sét; hay liệu có tồn tại một “thế giới RNA” trong quá khứ xa xôi, trong đó DNA “anh em họ” (phân tử RNA) xúc tác các phản ứng hình thành protein và xuất hiện trước các chất tạo sinh học khác hay không.
Cần phải kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết này bằng cách tiến hành các phản ứng hóa học trong ống nghiệm. Người ta đã chỉ ra rằng một số hóa chất tương đối đơn giản có thể tương tác với nhau để tạo thành "khối xây dựng" của các chất tạo sinh như protein và axit nucleic, tức là axit amin và nucleotit tương ứng. Năm 2009, một nhóm các nhà sinh học phân tử do John Sutherland đứng đầu tại Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử ở Cambridge đã chứng minh khả năng thu được nucleotide từ các phân tử được cho là có trong đại dương nguyên thủy. Một nhóm các nhà nghiên cứu khác quan tâm đến khả năng của một số RNA hoạt động như một chất xúc tác, cho thấy sự tồn tại có thể có của một thế giới RNA. Như vậy, từng bước có thể xây dựng cầu nối từ vật chất vô tri vô giác sang hệ thống sống tự tái tạo.
Bây giờ chúng tôi đã học được rất nhiều về những người hàng xóm của chúng tôi trong hệ mặt trời- về sự hiện diện của nước trên sao Hỏa, về hồ hydrocacbon trên Titan, mặt trăng của sao Thổ, về đại dương mặn lạnh, dường như ẩn dưới lớp vỏ băng trên Europa và Ganymede, vệ tinh của sao Mộc, và về nhiều thứ khác, - câu hỏi về nguồn gốc của các dạng sống trên cạn đã trở thành một phần của vấn đề toàn cầu: những điều kiện nào là cần thiết cho nguồn gốc của sự sống và cơ sở hóa học của nó có thể thay đổi ở mức độ nào? Phạm vi câu hỏi đã được mở rộng hơn nữa trong 15 năm qua, trong đó hơn 500 hành tinh quay quanh các ngôi sao khác đã được phát hiện bên ngoài hệ mặt trời. Những thế giới này, được đặc trưng bởi sự đa dạng phi thường, vẫn chưa được khám phá.
Những khám phá như vậy buộc các nhà hóa học phải thay đổi ý tưởng của họ về cơ sở hóa học của sự sống. Vì vậy, trong một thời gian dài, người ta tin rằng điều kiện tiên quyết cần thiết cho nguồn gốc của nó là sự hiện diện của nước. Ngày nay, các nhà khoa học không chắc chắn về điều này. Có thể thay vì nước, amoniac lỏng, formamit, mêtan lỏng hoặc hydro sẽ hoạt động trong điều kiện áp suất cực cao ở các lớp trên của Sao Mộc? Và tại sao sự xuất hiện của DNA, RNA và protein phải là tiền đề cần thiết để hình thành hệ thống sống? Các cấu trúc hóa học nhân tạo đã được tạo ra có khả năng tự tái tạo mà không cần bất kỳ axit nucleic nào. Có lẽ chỉ cần một hệ thống phân tử nào đó có thể dùng như một ma trận để sao chép chính nó là đủ?
"Phân tích hình thức hiện đại Steven Benner thuộc Quỹ Tiến hóa Phân tử Ứng dụng ở Gainesville, Fla., cho biết sự sống tồn tại trên Trái đất, không trả lời câu hỏi liệu sự giống nhau về các đặc điểm cơ bản của chúng (việc sử dụng DNA và protein) có phải là do sự hiện diện của một tổ tiên chung hoặc chỉ ra tính phổ quát của cuộc sống. Tuy nhiên, nếu chúng ta nhấn mạnh vào thực tế rằng chúng ta phải duy trì trong sự thật đã biết thì chúng ta sẽ không đi đâu cả.
2 Các phân tử được hình thành như thế nào?
Cấu trúc của phân tử là môn học chính của sinh viên chuyên ngành hóa học, trong khi biểu diễn đồ thị của các phân tử dưới dạng một tập hợp các đường tròn và đường thẳng giữa chúng, tương ứng với các nguyên tử và liên kết hóa học, là một quy ước thuần túy, được dùng đến cho thuận tiện. Hiện vẫn chưa có sự thống nhất giữa các nhà khoa học về hình ảnh phân tử nào gần với thực tế nhất.
Trong những năm 1920 Các nhà vật lý lý thuyết người Đức Walter Heitler và Fritz London đã chỉ ra rằng một liên kết hóa học có thể được biểu diễn bằng cách sử dụng các phương trình của vật lý lượng tử mới xuất hiện, và nhà hóa học vĩ đại người Mỹ Linus Pauling đã đưa ra giả thuyết rằng các liên kết được hình thành khi chồng lên nhau trong không gian của các đám mây electron của các nguyên tử khác nhau. Một lý thuyết thay thế của Robert Milliken và Friedrich Hund cho rằng liên kết hóa học (ngoại trừ liên kết ion) là kết quả của sự chồng chéo obitan nguyên tử của các electron bên ngoài của các nguyên tử tương tác và sự xuất hiện của quỹ đạo phân tử bao quanh các nguyên tử này. Ở đây chúng ta rơi vào phạm vi năng lực của hóa học lý thuyết, mà trên thực tế là một trong những lĩnh vực của vật lý.
Khái niệm giáo dục liên kết hóa học bởi các obitan nguyên tử chồng lên nhau đã trở nên phổ biến, nhưng không phải ai cũng tin rằng nó là phổ quát. Vấn đề là các cấu trúc mô hình của các phân tử được xây dựng trên cơ sở của nó tiến hành từ một số giả thiết đơn giản hóa và do đó, chỉ biểu thị một giá trị gần đúng. Trên thực tế, bất kỳ phân tử nào cũng là một nhóm hạt nhân nguyên tử nhất định chìm trong đám mây electron, và các hạt nhân, nói một cách hình tượng, cạnh tranh với nhau trong việc “kéo nó lên chính mình”, để toàn bộ cấu trúc “thở” và thay đổi. Tuy nhiên, trong các mô hình hiện có, các phân tử là dạng tĩnh, được xây dựng chỉ tính đến một phần của các đặc tính quan trọng.
Trong khuôn khổ của lý thuyết lượng tử, người ta không thể cho định nghĩa chung liên kết hóa học, tương ứng với ý tưởng của các nhà hóa học về nó, công việc của họ cuối cùng là phá hủy một số liên kết hóa học và hình thành các liên kết khác. Hiện nay, có nhiều cách biểu diễn phân tử là các nguyên tử liên kết với nhau. Theo nhà hóa học lượng tử Dominick Marx tại Đại học Bochum ở Đức, hầu như tất cả chúng đều “tốt trong một số trường hợp và hoàn toàn không sử dụng được ở những trường hợp khác”.
Sử dụng mô phỏng máy tính, ngày nay người ta có thể dự đoán cấu trúc và tính chất của phân tử với độ chính xác cao, dựa trên các nguyên tắc của cơ học lượng tử - nhưng chỉ miễn là số lượng electron tham gia hình thành liên kết hóa học là tương đối nhỏ. Marks nói: “Hóa học tính toán cho phép bạn có được bức tranh chân thực nhất về những gì đang xảy ra. Mô phỏng máy tính có thể được xem như một thí nghiệm ảo mô phỏng lại quá trình của một phản ứng hóa học. Nhưng ngay sau khi số lượng electron lên đến vài chục, các phương pháp số trở nên bất lực ngay cả với những máy tính mạnh nhất. Về vấn đề này, câu hỏi được đặt ra: chẳng hạn, làm thế nào để mô hình hóa các quá trình sinh hóa phức tạp xảy ra trong tế bào, hoặc hoạt động của các hệ thống đa thành phần?
3. Chúng ảnh hưởng như thế nào yếu tố bên ngoàiđối với gen của chúng ta?
Trong một thời gian dài, cộng đồng sinh vật bị chi phối bởi ý tưởng rằng tính cách cá nhân của mỗi chúng ta được quyết định bởi những gen mà chúng ta sở hữu. Tuy nhiên, điều quan trọng không kém là chúng ta sử dụng cái nào. Giống như những nơi khác trong sinh học, chất sau được liên kết chặt chẽ với cùng một chất hóa học.
Các tế bào của phôi trong giai đoạn sớm nhất tạo ra các mô thuộc tất cả các loại có thể có. Khi nó phát triển, cái gọi là tế bào gốc đa năng sẽ biệt hóa và trở thành chuyên biệt (tế bào máu, cơ, tế bào thần kinh, v.v.). Sau này giữ lại các thuộc tính riêng lẻ của chúng trong suốt cuộc đời của sinh vật. Về bản chất, sự hình thành cơ thể con người là sự biến đổi hóa học của các nhiễm sắc thể của tế bào gốc, do đó tập hợp các gen hoạt động và im lặng thay đổi.
Một trong những khám phá mang tính cách mạng trong lĩnh vực nhân bản và nghiên cứu tế bào gốc là những biến đổi này có thể đảo ngược được. Trong quá trình biệt hóa, tế bào không làm bất hoạt một số gen, chỉ duy trì những gen cần thiết lúc này. Họ tắt chúng đi và giữ chúng ở trạng thái cảnh giác. Ví dụ, những gen này có thể được kích hoạt dưới tác dụng của một số chất hóa học trong môi trường.
Đặc biệt thú vị và bí ẩn theo quan điểm của hóa học là thực tế là sự điều hòa hoạt động của gen được thực hiện ở cấp độ siêu nguyên tử và siêu phân tử, với sự tham gia của toàn bộ các nhóm phân tử tương tác với nhau. Chất nhiễm sắc - một phức hợp giữa DNA và protein tạo nên nhiễm sắc thể - có cấu trúc phân cấp. Đầu tiên, một phân tử DNA sợi đôi bao bọc xung quanh các hạt hình trụ bao gồm các protein đặc biệt - histone. Sau đó, "chuỗi hạt" kết quả sẽ phù hợp với không gian thành các cấu trúc có thứ tự cao hơn. Tế bào kiểm soát chặt chẽ quá trình gấp - hoạt động của nó phụ thuộc vào vị trí của gen đã cho trong chất nhiễm sắc.
Tái cấu trúc cấu trúc chất nhiễm sắc xảy ra với sự tham gia của các enzym đặc biệt đóng vai trò chủ yếu trong quá trình biệt hóa tế bào. Trong tế bào gốc phôi, chất nhiễm sắc có cấu trúc lỏng lẻo, rối loạn, dày lên do các gen bị ngắt trong quá trình biệt hóa.
Cấu trúc nhiễm sắc thể đi kèm với các biến đổi hóa học của cả DNA và histone. Chúng được liên kết với nhau bởi các phân tử nhỏ - các điểm đánh dấu cho tế bào biết gen nào sẽ tắt và gen nào sẽ bật lại. Những dấu hiệu như vậy được gọi là yếu tố biểu sinh vì chúng không ảnh hưởng đến thông tin chứa trong gen.
Tế bào trưởng thành có thể trở lại trạng thái nguyên phân ở mức độ nào? Liệu chúng có các đặc tính của tế bào gốc cần thiết để sử dụng trong việc tái tạo các mô khác nhau không? Câu trả lời phụ thuộc vào mức độ có thể đảo ngược đánh dấu biểu sinh.
Rõ ràng là ngoài ngôn ngữ di truyền trong đó có nhiều chỉ dẫn chính được viết, các tế bào sử dụng một ngôn ngữ hoàn toàn khác theo quan điểm hóa học - biểu sinh. Bryan Turner của Đại học Birmingham ở Anh cho biết: “Một người có thể có khuynh hướng di truyền đối với một căn bệnh, chẳng hạn như ung thư, nhưng nó có xảy ra hay không phụ thuộc vào các yếu tố môi trường hoạt động thông qua một kênh biểu sinh”.
4. Bộ não hình thành trí nhớ như thế nào?
Bộ não có thể được ví như một máy tính hóa học. Sự kết nối giữa các tế bào thần kinh tạo nên "mạch điện" của nó được thực hiện với sự trợ giúp của các phân tử đặc biệt - chất dẫn truyền thần kinh. Chúng được giải phóng bởi một tế bào thần kinh, vượt qua khe tiếp hợp, liên kết với các thụ thể của một tế bào thần kinh khác, kích hoạt nó, kích hoạt tế bào thứ ba, v.v. Kết quả là, xung thần kinh lan truyền dọc theo chuỗi tế bào thần kinh. Bản chất hóa học của hoạt động trí óc được biểu hiện trong quá trình ghi nhớ, khi một số thông tin - một số điện thoại hoặc một số sự kiện - được "in dấu" với sự trợ giúp của các tín hiệu hóa học dưới dạng các trạng thái khác nhau của mạng thần kinh. Trí nhớ được hình thành như thế nào trên cơ sở các quá trình hóa học - vừa ổn định vừa năng động? Nhớ lại, ngẫm lại, quên có nghĩa là gì?
Chúng tôi chỉ có câu trả lời cho một số câu hỏi. Ví dụ, chúng ta biết rằng một phản xạ không điều kiện phát sinh để đáp ứng với một loạt các quá trình sinh hóa nhất định dẫn đến sự thay đổi số lượng chất dẫn truyền thần kinh trong khớp thần kinh. Nhưng ngay cả như vậy quy trình đơn giản Có thành phần ngắn hạn và dài hạn. Một hiện tượng phức tạp hơn - cái gọi là bộ nhớ khai báo (về khuôn mặt, địa điểm, v.v.) - có một cơ chế khác và một vị trí khác trong não. Người chơi chính ở đây là thụ thể dẫn truyền thần kinh dopamine, có trong một số tế bào thần kinh. Việc chặn nó cản trở việc lưu giữ bộ nhớ khai báo.
Sự hình thành trí nhớ khai báo hàng ngày thường được thực hiện qua trung gian của cái gọi là tiềm năng dài hạn, liên quan đến các thụ thể dopamine và đi kèm với sự mở rộng khu vực của tế bào thần kinh hình thành khớp thần kinh. Với sự mở rộng của khu vực này, kết nối của tế bào thần kinh với các đối tác của nó được tăng cường, biểu hiện thông qua sự gia tăng sự chênh lệch tiềm năng trong khe tiếp hợp dưới tác động của xung thần kinh. Hóa sinh của quá trình này đã trở nên ít nhiều rõ ràng trong vài năm gần đây. Người ta phát hiện ra rằng các sợi actin được hình thành bên trong tế bào thần kinh - một loại protein tạo nên khung bên trong của tế bào, quyết định kích thước và hình dạng của nó. Quá trình có thể bị gián đoạn nếu sự ổn định của các sợi mới xuất hiện bị ngăn cản.
Trí nhớ dài hạn, một khi được hình thành, sẽ được bảo tồn do sự bao gồm của các gen mã hóa các protein cụ thể. Có lý do để tin rằng prion nằm trong số đó. Loại thứ hai có thể thuộc một trong hai quy cách thay thế. Trong trường hợp đầu tiên, prion dễ dàng hòa tan, trong trường hợp thứ hai, chúng không hòa tan và chuyển tất cả các phân tử protein của một loại nhất định mà chúng tình cờ tiếp xúc sang trạng thái này. Kết quả là, các tập hợp prion lớn được hình thành, có liên quan đến sự phát triển của các rối loạn thoái hóa thần kinh khác nhau. Đó là tính chất tiêu cực này của prion đã trở thành một động cơ cho việc xác định và nghiên cứu của họ. Người ta thấy rằng các uẩn hoạt động trong cơ thể và các tính năng hữu ích- chúng tham gia vào việc bảo tồn trí nhớ.
Vẫn còn nhiều khoảng trống trong lịch sử về cách thức hoạt động của trí nhớ mà các nhà hóa sinh sẽ phải lấp đầy. Làm thế nào để giải thích, ví dụ, khái niệm "nhớ một cái gì đó" nếu "cái gì đó" được lưu trữ trong bộ nhớ của chúng ta? Nhà khoa học thần kinh từng đoạt giải Nobel Eric Kandel của Đại học Columbia cho biết: “Vấn đề mà chúng tôi mới bắt đầu giải quyết này rất khó hiểu.
Nói về bản chất hóa học của hiện tượng trí nhớ, người ta không thể không đề cập đến một vấn đề như ảnh hưởng của dược phẩm đối với nó. Một số chất tăng cường trí nhớ đã được biết đến. Trong số đó có hormone giới tính và các hợp chất tổng hợp hoạt động trên các thụ thể nicotine, glutamate, serotine và các chất dẫn truyền thần kinh khác. Như nhà thần kinh học Gary Lynch của Đại học California lưu ý, thực tế là một chuỗi sự kiện dài dẫn đến hình thành trí nhớ dài hạn cho thấy rằng có nhiều mục tiêu trong cơ thể mà “thuốc trí nhớ” có thể nhắm đến.
5. Việc bổ sung các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn có giới hạn nào không?
Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, được treo ở vị trí dễ thấy trong mỗi phòng học hóa học, được bổ sung liên tục. Với sự trợ giúp của máy gia tốc, các nhà vật lý hạt nhân thu được những nguyên tố mới, siêu nặng với số lượng proton và nơ-ron trong hạt nhân lớn hơn 92 nguyên tố tồn tại trong tự nhiên. Chúng không ổn định lắm, một số bị vỡ ra trong vòng một phần giây sau khi sinh. Nhưng miễn là các nguyên tố như vậy tồn tại, chúng không khác biệt về trạng thái của chúng với các nguyên tố còn lại: chúng có số nguyên tử và số khối, và chúng có những tính chất hóa học nhất định. Trong quá trình thí nghiệm khéo léo, một số tính chất của nguyên tử seaborgium và hassium đã được nghiên cứu.
Một trong những mục tiêu của các nghiên cứu đó là tìm hiểu xem có giới hạn nào đối với sự mở rộng của hệ tuần hoàn hay không, hay nói cách khác, liệu các nguyên tố siêu nặng có biểu hiện tính tuần hoàn đó trong hành vi của chúng hay không, điều này sẽ xác định vị trí của chúng trong bảng. Hiện tại, chúng tôi có thể nói rằng một số đáp ứng những yêu cầu này, những người khác thì không. Đặc biệt, các hạt nhân khối lượng lớn của chúng hút các electron với một lực đến nỗi chúng bắt đầu chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Kết quả là, khối lượng các electron tăng lên đột ngột, có thể dẫn đến sự vô tổ chức của các mức năng lượng mà Tính chất hóa học các nguyên tố, có nghĩa là vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn.
Người ta hy vọng rằng các nhà vật lý hạt nhân sẽ có thể tìm thấy một hòn đảo ổn định - một khu vực nào đó nằm ngoài khả năng thu được các nguyên tố tổng hợp hiện tại, trong đó các nguyên tố siêu lượn sóng sẽ sống lâu hơn. Tuy nhiên, câu hỏi cơ bản vẫn là giới hạn kích thước. Như được chỉ ra bằng các phép tính cơ học lượng tử khá đơn giản, các electron có thể được giữ bởi một hạt nhân, số proton trong đó không vượt quá 137. Các phép tính phức tạp hơn bác bỏ hạn chế này. “Bảng tuần hoàn không kết thúc bằng số 137; trên thực tế, nó không bị giới hạn bởi bất cứ điều gì, ”nhà vật lý hạt nhân Walter Greiner từ Đại học Goethe ở Frankfurt am Main, Đức cho biết. Thực nghiệm xác minh tuyên bố này vẫn còn rất xa.
6. Có thể tạo ra một máy tính dựa trên nguyên tử cacbon không?
Các chip máy tính dựa trên Graphene - mạng lưới nguyên tử carbon - có khả năng nhanh hơn và mạnh hơn silicon. Việc có được graphene đã mang lại cho những người sáng tạo ra nó giải Nobel Vật lý năm 2010, nhưng ứng dụng thực tế của công nghệ nano "carbon" như vậy cuối cùng phụ thuộc vào việc liệu các nhà hóa học có thể tạo ra các cấu trúc với độ chính xác nguyên tử hay không. Năm 1985, fulleren được tổng hợp, cấu trúc mạng kín rỗng bao gồm hoàn toàn các nguyên tử cacbon, và sáu năm sau, các ống nano cacbon có thành mạng được tổng hợp. Người ta kỳ vọng rằng các cấu trúc dẫn điện cực mạnh sẽ có nhiều ứng dụng - từ sản xuất vật liệu composite siêu bền dựa trên chúng đến sản xuất dây dẫn và thiết bị điện tử cực nhỏ, viên nang phân tử nhỏ và màng lọc để lọc nước. Tuy nhiên, tiềm năng đầy đủ vẫn chưa được thực hiện. Vì vậy, không thể nhúng ống nano vào các mạch điện tử phức tạp. TẠI thời gian gần đây Graphit đã trở thành trung tâm chú ý của các nhà công nghệ nano.
Người ta có thể chia nó thành các lớp siêu mỏng (đây là graphene), từ đó có thể tạo ra các mạch điện tử siêu nhỏ, rẻ và bền. Các nhà phát triển máy tính, sử dụng hẹp, dải mỏng nhất graphene, sẽ có thể sản xuất chip cao cấp hơn silicon. Walt de Heer thuộc Viện Công nghệ Georgia cho biết: “Graphene có thể được sử dụng để tạo ra các cấu trúc có thể dễ dàng kết nối với nhau và nhúng vào các mạch điện tử. Tuy nhiên, phương pháp ăn mòn được sử dụng trong vi điện tử không thích hợp để tạo ra các mạch điện tử graphene - nó quá thô sơ, vì vậy ngày nay công nghệ graphene là một vấn đề của suy nghĩ, không phải là việc làm thực tế. Có lẽ chìa khóa để giải quyết vấn đề thiết kế ở cấp độ nguyên tử sẽ là sử dụng các phương pháp hóa học hữu cơ - sự kết hợp của các phân tử đa sắc từ một số vòng cacbon lục giác, tương tự của các mảnh nhỏ của mạng graphene, với nhau.
7. Có thể bắt thêm không năng lượng mặt trời?
Mỗi lần mặt trời mọc nhắc nhở chúng ta rằng một người chỉ sử dụng một phần nhỏ năng lượng mà ánh sáng của chúng ta mang lại. Trở ngại chính đối với việc sử dụng rộng rãi nó là chi phí cao của pin mặt trời silicon. Nhưng chính sự sống trên hành tinh của chúng ta, cuối cùng được hỗ trợ bởi quá trình quang hợp, được thực hiện bởi cây xanh khi chúng hấp thụ năng lượng mặt trời, cho thấy rằng pin mặt trời không cần phải có hiệu suất cao, chỉ cần có rất nhiều trong số chúng (như lá trên cây) và chúng sẽ rẻ.
"Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn Devens Gust từ Đại học Bang Arizona cho biết. Cách dễ nhất để làm điều này là chia nhỏ với ánh sáng mặt trời phân tử nước để tạo thành khí hydro và oxy. Nathan S. Lewis và các cộng sự của ông tại Viện Công nghệ California đang nghiên cứu một tấm nhân tạo gồm các dây nano silicon có thể thực hiện việc phân tách này.
Gần đây, Daniel Nocera thuộc Viện Công nghệ Massachusetts đã công bố việc tạo ra một màng silicon, trong đó, với sự tham gia của chất xúc tác quang gốc coban, các phân tử nước thực sự được phân tách. Nosera ước tính rằng một gallon (~ 3,8 l) nước có thể tạo ra đủ nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà nhỏ trong ngày.
Sự phát triển của công nghệ như vậy bị cản trở do thiếu các chất xúc tác thích hợp. “Chất xúc tác coban như Nosera đã sử dụng và các chất xúc tác mới dựa trên các kim loại khác về cơ bản là những gì chúng ta cần, nhưng chúng quá đắt,” Gast nói. "Thật không may, chúng ta không biết chất xúc tác quang hợp tự nhiên dựa trên mangan hoạt động như thế nào."
Gast và các đồng nghiệp của ông dự định tạo ra các tổ hợp phân tử cho quá trình quang hợp nhân tạo bắt chước quá trình quang hợp tự nhiên. Họ đã quản lý để tổng hợp một số chất sẽ được đưa vào một trong những quần thể này. Nhưng có những trở ngại nghiêm trọng trên đường đi. Các phân tử hữu cơ, tương tự như các phân tử được sử dụng trong tự nhiên, không ổn định. Thực vật ngay lập tức thay thế chúng bằng những cái mới, và lá nhân tạo chưa có khả năng này: không giống như các hệ thống sống, chúng không có cơ chế sinh tổng hợp.
8. Cách tốt nhất để lấy nhiên liệu sinh học là gì?
Thay vì phát triển công nghệ sản xuất nhiên liệu sử dụng năng lượng mặt trời, liệu có nên sử dụng khả năng tích trữ năng lượng và biến sinh khối thành nhiên liệu của cây xanh? Nhiên liệu sinh học như ethanol có nguồn gốc từ ngô và diesel sinh học từ hạt, và những sản phẩm này đã có chỗ đứng trên thị trường. Nhưng có một mối nguy hiểm là ngũ cốc, thứ tạo nên cơ sở cho chế độ ăn uống của con người, sẽ được sử dụng. Điều này đặc biệt không mong muốn đối với các nước đang phát triển - việc xuất khẩu nhiên liệu sinh học có thể mang lại nhiều lợi nhuận và khiến người dân địa phương không có lương thực. Ngoài ra, để đáp ứng nhu cầu hiện tại về nhiên liệu, những khu vực rộng lớn bị chiếm đóng bởi rừng sẽ phải được cày xới.
Vì vậy, chế biến ngũ cốc thành nhiên liệu dường như không phải là giải pháp tốt nhất. Một cách giải quyết có thể là sử dụng các loại sinh khối khác, ít giá trị hơn. Tại Hoa Kỳ, có đủ chất thải từ nông nghiệp và công nghiệp chế biến gỗ để đáp ứng một phần ba nhu cầu vận tải bằng nhiên liệu xăng và dầu diesel.
Quá trình xử lý sinh khối cấp thấp như vậy đòi hỏi phải phá vỡ các phân tử dai như lignin và cellulose. Các nhà hóa học đã biết cách làm điều đó, nhưng các phương pháp hiện có quá đắt, tốn nhiều năng lượng và không thích hợp để lấy số lượng lớn nhiên liệu.
John Hartwig và Aleksey Sergeev thuộc Đại học Illinois gần đây đã vượt qua một trong những thách thức lớn nhất trong việc phá vỡ lignin - phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử cacbon và oxy liên kết các vòng benzen với nhau. Họ đã sử dụng một chất xúc tác dựa trên niken.
Thu nhận từ nhiên liệu sinh khối trong quy mô công nghiệp liên quan đến việc xử lý vật liệu sinh học rắn tại chỗ để vận chuyển chất lỏng thu được qua các đường ống. Đây có một vấn đề nghiêm trọng- nguyên liệu thô bị nhiễm nhiều tạp chất lạ khác nhau, và hóa học xúc tác cổ điển chỉ xử lý các chất tinh khiết. Hartwig nói: “Cuối cùng thì làm thế nào để có thể thoát khỏi tình huống này vẫn chưa rõ ràng. Một điều rõ ràng là: vấn đề phần lớn liên quan đến lĩnh vực hóa học, và giải pháp của nó phụ thuộc vào việc tìm ra một chất xúc tác thích hợp. Hartwig nhấn mạnh: “Hầu hết tất cả các quy trình công nghiệp đều liên quan đến việc sử dụng các chất xúc tác thích hợp.
9. Có thể phát triển các cách mới để lấy thuốc không?
Hóa học về cơ bản là một môn khoa học sáng tạo và đồng thời mang tính thực tiễn cao. Nó tham gia vào việc thu nhận các phân tử mà từ đó bạn có thể tạo ra nhiều loại sản phẩm - từ vật liệu có đặc tính mới cho đến thuốc kháng sinh có thể tiêu diệt mầm bệnh kháng lại các loại thuốc khác.
Trong những năm 1990 ở đỉnh cao của sự phổ biến là hóa học tổ hợp, khi hàng nghìn phân tử mới được thu được bằng cách kết hợp ngẫu nhiên các "khối xây dựng" và các sản phẩm được chọn lọc với các đặc tính mong muốn. Phương hướng này, ngay từ đầu đã được tuyên bố là tương lai của hóa dược, đã sớm mất đi sự phù hợp, vì kết quả hóa ra gần bằng không.
Nhưng, có lẽ, môn hóa học tổ hợp đang chờ đợi sự ra đời lần thứ hai. Nó sẽ diễn ra với điều kiện thu được một lượng phân tử đủ rộng. loại nhất định và một phương pháp đã được tìm thấy để phân lập một lượng nhỏ các chất cần thiết từ hỗn hợp này. Công nghệ sinh học sẵn sàng trợ giúp. Ví dụ, mỗi phân tử có thể được cung cấp một mã vạch dựa trên DNA để tạo điều kiện xác định và phân lập nó. Một cách tiếp cận khác sẽ là từ chối liên tiếp các ứng viên không phù hợp - một kiểu lựa chọn trong ống nghiệm của Darwin. Để làm được điều này, có thể biểu diễn trình tự axit amin của protein - một ứng cử viên cho vai trò của thuốc - dưới dạng trình tự nucleotit của một đoạn DNA và sau đó, sử dụng cơ chế sao chép với xu hướng sai sót của nó, để có được ngày càng nhiều các biến thể mới tiếp cận lý tưởng với mỗi vòng sao chép và chọn lọc.
Các phương pháp mới khác dựa vào khả năng vốn có của một số đoạn phân tử để kết nối với nhau theo một trình tự nhất định. Do đó, trình tự axit amin của protein được xác định bởi các gen tương ứng. Sử dụng nguyên tắc này, các nhà hóa học trong tương lai có thể lập trình các phân tử với khả năng tự lắp ráp vốn có. Cách tiếp cận này có ưu điểm là giảm thiểu lượng sản phẩm phụ, do đó làm giảm cường độ năng lượng của các quá trình và tiêu thụ nguyên vật liệu.
Hiện tại, David Liu và các đồng nghiệp của mình tại Đại học Harvard đang cố gắng thực hiện ý tưởng này. Họ gắn vào mỗi khối xây dựng của các phân tử tương lai một đoạn DNA ngắn mã hóa trình liên kết và ngoài ra, họ còn tổng hợp một phân tử di chuyển dọc theo DNA và tuần tự thêm các đơn vị monome vào khối xây dựng, được hướng dẫn bởi các lệnh được mã hóa trong đoạn DNA, một quá trình tương tự như quá trình tổng hợp protein trong tế bào sống. Phương pháp Liu có thể hữu ích để tạo ra các loại thuốc nhắm mục tiêu. Liu nói: “Nhiều nhà sinh học phân tử liên quan đến dược lý học tin rằng các đại phân tử sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng trong trị liệu.
10. Có thể giám sát hóa chất đối với cơ thể của chúng ta không?
Gần đây, trong hóa học đã có xu hướng ngày càng rõ ràng theo hướng hội tụ với công nghệ thông tin, đặc biệt là hướng tới việc sử dụng các sản phẩm hóa học để giao tiếp với các tế bào sống. Bản thân ý tưởng không phải là mới: cảm biến sinh học với phản ứng hoá họcđã được sử dụng để đo đường huyết ngay từ những năm 1960, mặc dù chúng chỉ mới trở nên phổ biến gần đây trong việc theo dõi bệnh tiểu đường với sự ra đời của các thiết bị cầm tay rẻ tiền. Phạm vi ứng dụng của cảm biến hóa học rất rộng: nó là phát hiện các Những chất gây hại trong thực phẩm và nước ở nồng độ rất thấp, xác định mức độ ô nhiễm khí quyển, và nhiều hơn nữa.
Nhưng có một lĩnh vực khác - y sinh - nơi tiềm năng của các cảm biến hóa học có thể được bộc lộ hết và mang lại những lợi ích vô giá. Ví dụ, một số sản phẩm gen liên quan đến một bệnh ung thư cụ thể bắt đầu lưu hành trong máu rất lâu trước khi bắt đầu xuất hiện các triệu chứng rõ ràng của bệnh lý, khi các phương pháp xét nghiệm thông thường không phát hiện ra bất cứ điều gì. Việc xác định sớm các tiền chất hóa học của bệnh ung thư sẽ giúp chẩn đoán chính xác hơn và quan trọng nhất là tiến hành điều trị kịp thời. Việc lập hồ sơ bộ gen nhanh chóng sẽ tạo cơ hội để lựa chọn một chế độ điều trị riêng lẻ và giảm khả năng xảy ra các tác dụng phụ.
Một số nhà hóa học thấy trước sự ra đời của kỷ nguyên theo dõi liên tục, thân thiện với bệnh nhân của nhiều loại dấu ấn sinh hóa về trạng thái của cơ thể. Những thông tin đó có thể hữu ích cho bác sĩ phẫu thuật ngay trong quá trình phẫu thuật, nó có thể được chuyển đến hệ thống quản lý thuốc tự động, v.v. Việc thực hiện những ý tưởng này phụ thuộc vào việc phương pháp hóa học xác định có chọn lọc các dấu hiệu, ngay cả khi chúng hiện diện trong cơ thể ở dạng vết.
Khoa học nào giàu sự thật thú vị? Vật lý! Lớp 7 là thời điểm các em học sinh bắt đầu học nó. Để một môn học nghiêm túc không có vẻ quá nhàm chán, chúng tôi khuyên bạn nên bắt đầu việc học của mình bằng những sự kiện thú vị.
Tại sao có bảy màu trong cầu vồng?
Sự thật thú vị về vật lý thậm chí có thể chạm vào cầu vồng! Số lượng màu sắc trong đó được xác định bởi Isaac Newton. Ngay cả Aristotle cũng quan tâm đến hiện tượng như cầu vồng, và bản chất của nó đã được các nhà khoa học Ba Tư phát hiện vào thế kỷ 13-14. Tuy nhiên, chúng tôi được hướng dẫn bởi mô tả về cầu vồng mà Newton đã tạo ra trong Quang học của mình vào năm 1704. Anh ta phân biệt màu sắc bằng lăng kính thủy tinh.
Nếu bạn quan sát kỹ cầu vồng, bạn có thể thấy các màu sắc trôi chảy từ màu này sang màu khác, tạo thành một số lượng lớn các sắc thái. Và ban đầu Newton chỉ chọn ra 5 màu chính: tím, lam, lục, vàng, đỏ. Nhưng nhà khoa học có niềm đam mê với môn số học, và do đó ông muốn đưa con số màu sắc trở thành con số huyền bí "bảy". Ông đã thêm hai màu nữa vào mô tả của cầu vồng - cam và xanh lam. Vì vậy, nó thành ra cầu vồng bảy sắc.
Hình dạng lỏng
Vật lý ở xung quanh chúng ta. Những sự thật thú vị có thể khiến chúng ta ngạc nhiên, ngay cả khi nói đến một thứ quen thuộc như nước bình thường. Tất cả chúng ta đều quen nghĩ rằng một chất lỏng không có hình dạng riêng của nó, ngay cả sách giáo khoa vật lý ở trường cũng nói điều này! Tuy nhiên, không phải vậy. Hình dạng tự nhiên của chất lỏng là một hình cầu.
Chiều cao tháp Eiffel
Chiều cao chính xác của tháp Eiffel là bao nhiêu? Và nó phụ thuộc vào thời tiết! Thực tế là chiều cao của tháp dao động khoảng 12 cm. Điều này là do thực tế là trong thời tiết nắng nóng, tòa nhà nóng lên, và nhiệt độ của dầm có thể lên đến 40 độ C. Và như bạn đã biết, các chất có thể giãn nở dưới tác động của nhiệt độ cao.
Các nhà khoa học vị tha
Những sự thật thú vị về các nhà vật lý có thể không chỉ gây cười mà còn kể về sự tận tụy và cống hiến cho công việc yêu thích của họ. Trong khi nghiên cứu hồ quang điện, nhà vật lý học Vasily Petrov đã loại bỏ lớp trên da trên đầu ngón tay để cảm nhận dòng điện yếu.
Và Isaac Newton đã đưa một thiết bị thăm dò vào mắt mình để hiểu bản chất của tầm nhìn. Các nhà khoa học tin rằng chúng ta nhìn thấy bởi vì ánh sáng đè lên võng mạc.
cát lún
Những sự thật thú vị về vật lý có thể giúp hiểu được các đặc tính của một thứ thú vị như cát lún. Chúng đại diện cho Con người hoặc động vật không thể hoàn toàn chìm vào cát lún do độ nhớt cao, nhưng cũng rất khó thoát ra khỏi nó. Để đưa chân ra khỏi cát lún, bạn cần nỗ lực tương đương với việc nâng một chiếc ô tô.
Bạn không thể chết chìm trong nó, nhưng tính mạng rất nguy hiểm vì mất nước, ánh nắng mặt trời và các cơn bốc hỏa. Nếu bạn rơi vào cát lún, bạn cần nằm ngửa và chờ trợ giúp.
tốc độ siêu thanh
Bạn biết thiết bị đầu tiên vượt qua được Roi của Người chăn cừu thông thường là gì. Cú nhấp chuột khiến lũ bò sợ hãi không gì khác hơn là tiếng bật khi vượt qua cú đánh mạnhđầu roi di chuyển nhanh đến mức tạo ra sóng xung kích trong không khí. Điều tương tự cũng xảy ra với một chiếc máy bay bay với tốc độ siêu thanh.
Quang cầu
Những sự thật thú vị về vật lý và bản chất của lỗ đen đến nỗi đôi khi người ta không thể tưởng tượng được việc thực hiện các phép tính lý thuyết. Như bạn đã biết, ánh sáng được tạo thành từ các photon. Rơi xuống dưới tác động của lực hấp dẫn của một lỗ đen, các photon tạo thành các vòng cung, các khu vực mà chúng bắt đầu quay quanh quỹ đạo. Các nhà khoa học tin rằng nếu bạn đặt một người vào một quả cầu photon như vậy, anh ta sẽ có thể nhìn thấy lưng của chính mình.
rượu Scotch
Không có khả năng bạn mở cuộn băng trong chân không, nhưng các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm của họ đã làm điều đó. Và họ phát hiện ra rằng khi mở cuộn dây, một tia sáng và tia X có thể nhìn thấy được sẽ xuất hiện. Sức mạnh của bức xạ tia X đến mức nó thậm chí còn cho phép bạn chụp ảnh các bộ phận của cơ thể! Tại sao điều này xảy ra là một bí ẩn. Một hiệu ứng tương tự có thể được quan sát thấy khi phá hủy các liên kết không đối xứng trong một tinh thể. Nhưng đây là vấn đề - không có cấu trúc tinh thể trong băng scotch. Vì vậy, các nhà khoa học sẽ phải đưa ra một cách giải thích khác. Đừng ngại mở cuộn băng ở nhà - không có bức xạ nào xảy ra trong không khí.
Thí nghiệm trên người
Năm 1746, nhà vật lý người Pháp và linh mục bán thời gian Jean-Antoine Nollet đã khám phá thiên nhiên dòng điện. Nhà khoa học quyết định tìm ra tốc độ của dòng điện là gì. Đây chỉ là cách làm điều đó trong một tu viện ...
Nhà vật lý đã mời 200 nhà sư đến làm thí nghiệm, kết nối chúng bằng dây sắt và xả một cục pin từ những chiếc lọ Leyden mới được phát minh gần đây vào những người nghèo (chúng là những tụ điện đầu tiên). Tất cả các tu sĩ đều đồng thời phản ứng với cú đánh, và điều này nói lên rằng tốc độ của dòng điện là cực kỳ cao.
Genius Loser
Những sự thật thú vị từ cuộc đời của các nhà vật lý có thể mang đến những hy vọng hão huyền cho những sinh viên kém thành tích. Có một truyền thuyết giữa những học sinh cẩu thả rằng Einstein nổi tiếng là một kẻ thất bại thực sự, không hiểu biết nhiều về toán học và thường bỏ qua các kỳ thi cuối kỳ của mình. Và không có gì, đã trở thành thế giới Chúng ta phải thất vọng: Albert Einstein bắt đầu thể hiện khả năng toán học vượt trội khi còn nhỏ và có kiến thức vượt xa chương trình học ở trường.
Có lẽ những tin đồn về thành tích kém cỏi của nhà khoa học này đã nảy sinh vì anh ta không nhập học ngay Trường Bách khoa Zurich. Albert xuất sắc vượt qua các kỳ thi về vật lý và toán học, nhưng ở các môn khác, cậu không đạt đủ số điểm cần thiết. Sau khi nâng cao kiến thức của mình trong các môn học cần thiết, nhà khoa học tương lai đã thành công vượt qua các kỳ thi vào năm sau. Anh 17 tuổi.
Chim trên dây
Bạn có để ý rằng loài chim thích ngồi trên dây không? Nhưng tại sao họ không chết vì điện giật? Vấn đề là cơ thể không phải là một chất dẫn điện tốt. Các bàn chân của con chim tạo ra một kết nối song song qua đó một dòng điện nhỏ chạy qua. Điện thích dây, là chất dẫn điện tốt nhất. Nhưng ngay sau khi con chim chạm vào một phần tử khác, ví dụ, một giá đỡ nối đất, điện sẽ lao qua cơ thể của nó, dẫn đến cái chết.
Nở chống lại quả cầu lửa
Sự thật thú vị về vật lý có thể được ghi nhớ ngay cả khi đang xem các cuộc đua Công thức 1 trong thành phố. Ôtô thể thao di chuyển với tốc độ cao đến mức tạo ra một áp suất thấp giữa đáy xe và mặt đường, đủ để nâng nắp hầm lên không trung. Đây chính xác là những gì đã xảy ra tại một trong những cuộc đua trong thành phố. Nắp cống va chạm với ô tô bên cạnh, ngọn lửa bùng lên khiến cuộc đua phải dừng lại. Từ đó, các nắp cống được hàn vào vành để tránh tai nạn.
lò phản ứng hạt nhân tự nhiên
Một trong những ngành khoa học nghiêm túc nhất là vật lý hạt nhân. Có những sự thật thú vị ở đây. Bạn có biết rằng 2 tỷ năm trước, một lò phản ứng hạt nhân tự nhiên thực sự đã hoạt động ở vùng Oklo? Phản ứng diễn ra trong 100.000 năm cho đến khi mạch uranium cạn kiệt.
Một thực tế thú vị là lò phản ứng đã tự điều chỉnh - nước đi vào tĩnh mạch, đóng vai trò điều tiết tế bào thần kinh. Với quá trình hoạt động của phản ứng dây chuyền, nước sôi đi và phản ứng yếu đi.
Trang 1
Phân tử F3NO thú vị cũng có cấu trúc tứ diện.
Những phân tử thú vị này có thể tặng một proton cacboxyl hoặc thêm một proton khác vào nhóm amin.
Xenon tạo thành một số phân tử và ion thú vị với flo và oxy. Cho biết nguyên tử nào trong các cấu trúc Lewis này có điện tích hình thức khác không.
Khi cố gắng sử dụng các phép đo NOE cho các phân tử thú vị hơn so với các phép đo đã cho trong phần trước, chúng ta sẽ gặp một số khó khăn. Có thể, một số lượng lớn các proton tương tác sẽ khiến cho việc tính toán khoảng cách giữa các hạt nhân là không thể. Giả định về thời gian tương quan bằng nhau đối với tất cả các vectơ giữa các hạt nhân, dựa trên các phép tính như vậy, rất có thể không phù hợp với các phân tử lớn, và chúng ta không nên quên điều này. Để thành công trong việc xác định cấu trúc của các phân tử phức tạp, chúng ta phải quên đi một phần hai nguyên tắc chính từ Sec. Chúng ta sẽ giả định rằng giá trị NOE quan sát được phản ánh mức độ gần tương đối của các hạt nhân, và chúng ta phải nhớ rằng trong một số trường hợp, kết luận của chúng ta có thể không chính xác.
Tiến bộ đã đạt được những năm trước trong lĩnh vực hóa học cấu trúc hiện đại, chủ yếu là việc xác định cấu trúc của một số phân tử và tinh thể đặc biệt thú vị.
Đồng thời, phương pháp sắc ký khí để nghiên cứu sự hấp phụ được phân biệt bởi độ nhạy cao, cho phép nghiên cứu vùng trám nhỏ, và khả năng làm việc trên các thiết bị thương mại trong diện rộng nhiệt độ và do đó, để nghiên cứu tương tác hấp phụ một số lượng lớn các phân tử thú vị có cấu trúc khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp gần đúng của lý thuyết sắc ký cân bằng phi tuyến tính được sử dụng trong trường hợp này. So sánh với các nghiên cứu tĩnh cho thấy rằng thông thường tiêu chí để có đủ gần với điều kiện cân bằng trong cột trong quá trình phát triển sắc ký, trước hết là sự trùng hợp của ranh giới đỉnh mờ đối với các mẫu khác nhau (từ 0 đến điểm uốn đẳng nhiệt) và thứ hai là độ thẳng đứng. của ranh giới đỉnh đối diện.
Trong anion [CIO2], góc OC1O là 110 5, độ dài liên kết clo-oxy là 156 pm. Một phân tử thú vị có cấu trúc góc tương tự là C1C2, trong đó góc OC1Q là 117 4, và khoảng cách C1 - O là 147 pm. Phân tử này là bất thường, bởi vì mặc dù nó thuận từ, nhưng ngược lại với NO2, các chất dimer (xem p. Vì liên kết C1 - O trong nó ngắn hơn đáng kể so với liên kết trong ion clorua, thứ tự của các liên kết phải lớn hơn). Cách đơn giản nhất để mô tả sự hình thành liên kết là bắt đầu từ cấu trúc của lưu huỳnh đioxit và coi rằng electron bổ sung nằm trong obitan phản liên kết.
Bây giờ chúng ta muốn nói về một trong những phân tử thú vị nhất, phân tử benzen, sơ đồ của nó được thể hiện trong Hình. Nó bao gồm sáu nguyên tử carbon và hydro được sắp xếp rất đối xứng. Mỗi dấu gạch ngang trong biểu đồ đại diện cho một cặp electron có spin trái dấu đang nhảy một vũ điệu liên kết cộng hóa trị. Mỗi nguyên tử hydro mang lại một điện tử, và mỗi nguyên tử cacbon bốn, với tổng số 30 điện tử.
Do đó, isooctan chỉ tạo ra hai sản phẩm chính: greg-butylcation và isobutylen. Ở đây, cần lưu ý một số điểm quan trọng rằng làm cho isooctan trở thành phân tử thú vị nhất theo quan điểm nghiên cứu cơ chế ion cacboni của quá trình chuyển hóa ankan.
Phổ của các halogenua khó bay hơi đã được xem xét ở trên. các yếu tố khác nhau tuy nhiên, các oxit thậm chí còn khó bay hơi hơn. Một trong những đối tượng nghiên cứu đầu tiên là ôxít bo, nhưng cho đến nay các vấn đề về cấu trúc và quang phổ của phân tử rất thú vị này vẫn chưa được giải quyết, vì vậy chúng ta hãy đi sâu vào chi tiết hơn về lịch sử và kỹ thuật nghiên cứu.
Bây giờ, sử dụng phân tử đơn giản nhất, ion hydro phân tử H, làm ví dụ, trước tiên chúng ta sẽ xác định các đặc điểm cơ bản nhất của lý thuyết về cấu trúc phân tử, sau đó chúng ta sẽ thảo luận về các phân tử phức tạp hơn và thú vị hơn về mặt hóa học.
So sánh sự dịch chuyển hóa học của proton 1 6 8 13 - b c-methano annulene (31) và dữ liệu của 1 6-methano annulene, chúng ta có thể kết luận rằng không có dòng điện vòng 31, sự tồn tại của nó có thể được giả định dựa trên số jt - electron. Khi nghiên cứu các mô hình phân tử cho thấy, giữa các tâm 6, 7, 8 và 13, 14, 1 có sự xoắn chặt chẽ của các liên kết cacbon-cacbon, điều này làm cho rất khó để chồng lên nhau một cách hiệu quả các obitan 2r của cacbon mà lần đầu tiên. thời gian ở đây là một hợp chất có số electron n tương ứng chính xác với quy tắc tính thơm của Hückel, thể hiện tính chất olefinic. Chúng ta sẽ trở lại với phân tử thú vị này sau.
Tuy nhiên, bất kỳ cấu trúc đề xuất nào phải được xác minh bằng cách so sánh phổ dự đoán trên cơ sở của nó với phổ thực nghiệm. Trong trường hợp này, cần chỉ ra hai trường hợp. Để một phân tử phức tạp như [Fe3 (CO) 12] có phổ tương đối đơn giản, thì tính đối xứng của nó phải khá cao. Do đó, điểm yếu của các dải dường như là một lý lẽ chống lại sự hiện diện của các cầu xeton trong phân tử. Tuy nhiên, sau đó câu hỏi về nguyên nhân của các dải yếu trở nên không rõ ràng. Rõ ràng, những nghiên cứu sâu hơn về phân tử thú vị này là cần thiết.
Số trang: 1
Nếu bạn nghĩ rằng vật lý là một môn học nhàm chán và không cần thiết thì bạn đã nhầm to. Của chúng tôi vật lý giải trí Anh ta sẽ cho bạn biết tại sao một con chim ngồi trên dây điện không chết vì điện giật, và một người đã rơi xuống cát lún không thể chết đuối trong chúng. Bạn sẽ tìm ra liệu thực sự không có hai bông tuyết giống hệt nhau trong tự nhiên và liệu Einstein có phải là kẻ thất bại ở trường hay không.
10 sự thật thú vị từ thế giới vật lý
Bây giờ chúng tôi sẽ giải đáp những thắc mắc mà nhiều người quan tâm.
Tại sao người lái tàu lại lùi xe trước khi khởi hành?
Nguyên nhân là do lực ma sát tĩnh, dưới tác dụng của lực ma sát tĩnh, các toa tàu đang đứng yên. Nếu đầu máy chỉ di chuyển về phía trước, nó có thể không chuyển động tàu. Do đó, anh ta đẩy nhẹ chúng về phía sau, làm giảm lực ma sát tĩnh về 0, và sau đó cho chúng gia tốc, nhưng theo hướng khác.
Có những bông tuyết giống hệt nhau không?
Hầu hết các nguồn cho rằng trong tự nhiên không có bông tuyết nào giống hệt nhau, vì một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành của chúng cùng một lúc: độ ẩm và nhiệt độ không khí, cũng như đường bay của tuyết. Tuy nhiên, vật lý giải trí cho biết: bạn có thể tạo ra hai bông tuyết có cùng cấu hình.
Điều này đã được xác nhận bằng thực nghiệm bởi nhà nghiên cứu Karl Liebbrecht. Sau khi tạo ra các điều kiện hoàn toàn giống hệt nhau trong phòng thí nghiệm, ông đã thu được hai tinh thể tuyết bề ngoài giống hệt nhau. Đúng, cần lưu ý rằng mạng tinh thể của chúng vẫn khác nhau.
Hồ chứa nước lớn nhất trong hệ mặt trời nằm ở đâu?
Đừng bao giờ đoán! Kho chứa tài nguyên nước khổng lồ nhất trong hệ thống của chúng ta là Mặt trời. Nước ở dạng hơi nước. Nồng độ cao nhất của nó được ghi nhận ở những nơi mà chúng ta gọi là "điểm trên Mặt trời." Các nhà khoa học thậm chí còn tính toán rằng ở những vùng này nhiệt độ thấp hơn một nghìn độ rưỡi so với phần còn lại của ngôi sao nóng của chúng ta.
Pythagoras đã tạo ra phát minh nào để chống lại chứng nghiện rượu?
Theo truyền thuyết, Pythagoras, để hạn chế việc sử dụng rượu, đã tạo ra một chiếc cốc có thể chứa đầy đồ uống chỉ đến một mức độ nhất định. Nó có giá trị vượt quá định mức dù chỉ một giọt, và toàn bộ chất chứa trong cốc chảy ra ngoài. Phát minh này dựa trên quy luật của các mạch thông tin liên lạc. Kênh cong ở trung tâm của cốc không cho phép nó được lấp đầy đến vành, "giải tỏa" bình chứa tất cả các thứ bên trong trong trường hợp khi mực chất lỏng ở trên rãnh uốn cong.
Có thể biến nước từ vật dẫn điện thành vật cách điện được không?
Vật lý giải trí nói: bạn có thể. Các chất dẫn điện hiện tại không phải là bản thân các phân tử nước, mà là các muối chứa trong nó, hay đúng hơn là các ion của chúng. Nếu chúng bị loại bỏ, chất lỏng sẽ mất khả năng dẫn điện và trở thành chất cách điện. Nói cách khác, nước cất là một chất điện môi.
Làm thế nào để sống sót trong thang máy rơi?
Nhiều người nghĩ rằng: bạn cần phải nhảy ngay lúc cabin chạm đất. Tuy nhiên, ý kiến này là không chính xác, vì không thể đoán được thời điểm hạ cánh. Do đó, vật lý giải trí đưa ra một lời khuyên khác: hãy nằm ngửa trên sàn thang máy, cố gắng tối đa hóa diện tích \ u200b \ u200b tiếp xúc với nó. Trong trường hợp này, lực tác động sẽ không hướng vào một phần của cơ thể mà được phân bổ đều trên toàn bộ bề mặt - điều này sẽ làm tăng đáng kể cơ hội sống sót của bạn.
Tại sao con chim ngồi trên dây điện cao thế không bị điện giật chết?
Cơ thể của các loài chim không dẫn điện tốt. Bằng cách chạm vào dây bằng bàn chân của nó, con chim tạo ra một kết nối song song, nhưng vì nó không phải là chất dẫn điện tốt nhất, các hạt mang điện không di chuyển qua nó, mà dọc theo lõi cáp. Nhưng ngay sau khi con chim tiếp xúc với một vật thể tiếp đất, nó sẽ chết.
Vùng núi gần nguồn nhiệt hơn vùng đồng bằng, nhưng trên đỉnh núi lạnh hơn nhiều. Tại sao?
Hiện tượng này có một cách giải thích rất đơn giản. Bầu khí quyển trong suốt tự do đi qua các tia nắng mặt trời mà không hấp thụ năng lượng của chúng. Nhưng đất hấp thụ nhiệt một cách hoàn hảo. Đó là từ nó mà không khí sau đó ấm lên. Hơn nữa, mật độ của nó càng cao thì nó càng giữ được nhiệt năng nhận được từ trái đất. Nhưng ở những vùng núi cao, bầu không khí trở nên hiếm hơn, và do đó ít nhiệt hơn “đọng lại” trong đó.
Cát lún có hút được không?
Trong các bộ phim, thường có những cảnh người ta “chết chìm” trong cát lún. TẠI đời thực- vật lý giải trí nói - điều này là không thể. Bạn sẽ không thể tự mình thoát ra khỏi đầm lầy đầy cát, vì để chỉ kéo một chân ra, bạn sẽ phải cố gắng nhiều như khi nâng một chiếc ô tô có trọng lượng trung bình. Nhưng bạn cũng không thể chết đuối, bởi vì bạn đang đối phó với một chất lưu không phải Newton.
Lực lượng cứu hộ khuyên trong những trường hợp như vậy không nên di chuyển đột ngột, nằm ngửa, dang tay sang hai bên và chờ sự trợ giúp.
Không có gì tồn tại trong tự nhiên, hãy xem video:
Những trường hợp đáng kinh ngạc trong cuộc đời của các nhà vật lý nổi tiếng
Các nhà khoa học xuất sắc, phần lớn, là những người cuồng tín trong lĩnh vực của họ, có khả năng làm bất cứ điều gì vì lợi ích của khoa học. Vì vậy, chẳng hạn, Isaac Newton, cố gắng giải thích cơ chế cảm nhận ánh sáng của mắt người, đã không ngại thử nghiệm trên chính mình. Anh đưa một đầu dò bằng ngà voi được chạm khắc mỏng vào mắt, đồng thời ấn vào mặt sau của nhãn cầu. Kết quả là, nhà khoa học đã nhìn thấy những vòng tròn cầu vồng trước mặt mình và chứng minh theo cách này: thế giới mà chúng ta nhìn thấy không là gì khác ngoài kết quả của áp lực ánh sáng lên võng mạc.
Nhà vật lý người Nga Vasily Petrov, người sống ở đầu XIX và tham gia vào nghiên cứu điện, cắt bỏ lớp da trên cùng của ngón tay để tăng độ nhạy của chúng. Vào thời điểm đó, không có ampe kế và vôn kế nào có thể đo được cường độ và công suất của dòng điện, và nhà khoa học phải thực hiện bằng cách cảm ứng.
Phóng viên hỏi A. Einstein liệu ông có viết ra những suy nghĩ vĩ đại của mình không, và nếu có, thì ở đâu - trong một cuốn sổ, sổ tay hoặc tệp đặc biệt. Einstein nhìn vào cuốn sổ tay cồng kềnh của phóng viên và nói: “Em yêu! Những suy nghĩ thực sự hiếm khi xuất hiện trong đầu nên không khó để ghi nhớ chúng.
Nhưng Jean-Antoine Nollet, người Pháp, lại thích thử nghiệm trên người khác.Thực hiện một thí nghiệm vào giữa thế kỷ 18 để tính tốc độ truyền dòng điện, ông đã nối 200 tu sĩ bằng dây kim loại và cho hiệu điện thế chạy qua chúng. Tất cả những người tham gia thí nghiệm đều co giật gần như đồng thời, và Nolle kết luận: dòng điện chạy qua dây dẫn, ồ, rất nhanh.
Hầu như mọi học sinh đều biết câu chuyện rằng Einstein vĩ đại đã là một kẻ thất bại trong thời thơ ấu của mình. Tuy nhiên, trên thực tế, Albert học rất giỏi, kiến thức toán học sâu hơn nhiều so với chương trình học ở trường yêu cầu.
Khi tài năng trẻ này cố gắng thi vào trường Đại học Bách khoa, cậu ấy đã đạt điểm cao nhất trong các môn chính - toán và vật lý, nhưng ở các môn khác cậu ấy lại thiếu một chút. Trên cơ sở này, anh ta đã bị từ chối nhập học. Trên năm sau Albert đạt kết quả xuất sắc trong tất cả các môn học, và ở tuổi 17, anh trở thành học sinh.
Hãy lấy nó, nói với bạn bè của bạn!
Đọc thêm trên trang web của chúng tôi:
Cho xem nhiều hơn
Đang tải...