Спектр света — невидимые для человеческого глаза явления

Если выразить взаимодействие электричества и магнетизма четырьмя уравнениями Максвелла, становится понятно, что свет, электричество и магнетизм имеют что-то общее. Более того, это число, возникающее в уравнениях, описывает скорость, с которой электромагнитные волны перемещаются в пространстве, и оказывается, что эта скорость точно такая же, как скорость света.

Спектр света - невидимые для человеческого глаза явления

Спектр света — невидимые для человеческого глаза явления

На это могло быть только одно объяснение: свет, электричество и магнетизм должны быть однородны по своей природе. Свечение — это электромагнитная волна. В истории науки это был один из самых больших моментов осмысления того, как работает мир. Читать подробнее…

Электромагнетизм: путь к открытию свойств света

Магниты. Учёные положили толстое стекло между двумя поляризационными линзами, но на этот раз вместо того, чтобы подвергать его давлению, они применили мощные электромагниты. И когда магниты включали, свет изменялся. Это было очень, очень необычное явление, которое впоследствии получило название электромагнетизм. Как магнит мог воздействовать на свет?

Электромагнетизм: путь к открытию свойств света

Электромагнетизм: путь к открытию свойств света

Невидимая энергия света

Другие же эксперименты наводили на мысль, что свет несёт в себе нечто гораздо большее. Казалось, что со светом связано какое-то загадочное излучение, некая невидимая энергия, которая может нагревать предметы или окрашивать в чёрный цвет светочувствительную бумагу даже в темноте.

Когда Джеймс Кларк Максвелл поступил в Кембридж, было предрешено, что свет станет одним из главных предметов его научных занятий. По описанию своих современников Максвелл был эксцентричным. Его интересовало всё.

С математической точки зрения он размышлял над тем, почему кошки всегда падают на четыре лапы. И почему бумага падает особым образом. Кроется ли за этим некий закон, который позволит ему составить универсальные правила того, как работает мир? Он даже пытался пробовать свои силы в поэзии, но на этом поприще он снискал у истории гораздо меньшее признание.

У этого дилетанта от поэзии был блестящий аналитический ум, которому было суждено сплавить воедино две традиции, до той поры не пересекавшиеся — математику и технику. Это будет взрывная комбинация. Столкнув эти две традиции, Максвелл сможет использовать математику таким образом, как до него ещё никто не пытался. Это поможет ему исследовать свет совершенно новым способом.

Удивительные открытия

Удивительные открытия

Связь между электричеством и магнетизмом

Однако источником самого большого откровения о свете станет другая проблема, пленявшая викторианское общество. Речь идёт о связи между электричеством и магнетизмом. В 1831 году Майкл Фарадей продемонстрировал, что если поводить магнитом возле катушки с медной проволокой, она начнёт вырабатывать электрический ток — никто не мог объяснить, почему это происходит.

Максвелл начал искать математическое объяснение. Это казалось невозможным. Ему пришлось изобрести новый математический язык. И вот, в результате огромной работы он вывел четыре великолепные формулы, которые впервые показали чёткую взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.

Это уже само по себе было необыкновенным достижением, но за этим крылось нечто большее — правда о свете. Самое волнующее в этих уравнениях это то, что они первым делом описывают не феномен света, а электромагнетизм.

Исследовательская станция Амундсен-Скотт: изучение Антарктиды продолжается

Строительные работы вести непросто, когда средняя температура летом составляет -25 градусов Цельсия. Но несмотря на трудности, здесь в 2006 году была открыта научно-исследовательская станция, оснащённая по последнему слову техники.

Ультрасовременная антарктическая станция Амундсен-Скотт была создана для того, чтобы противостоять самым экстремальным условиям в мире. Скошенный низ здания отклоняет преобладающие ветры. Внизу находятся сваи, которые поднимают всё здание, дополнительно на 8 метров, чтобы удерживать его над скапливающимся снегом.

Исследовательская станция Амундсен-Скотт: изучение Антарктиды продолжается

Исследовательская станция Амундсен-Скотт: изучение Антарктиды продолжается

Жизнь внутри больше, чем где-либо на Земле, напоминает жизнь на космической станции. Станция находится полностью на самообеспечении. Люди оказываются абсолютно отрезанными от внешнего мира более чем на полгода во время зимы. Читать подробнее…

Исследование планеты. Методы и наиболее подходящие места

Пока одни учёные прибывают на Эребус, чтобы исследовать его странные ледяные пещеры, другие посещают вулкан, чтобы изучать то, что происходит внутри нашей планеты. Эребус — один из самых активных вулканов на Земле, но, несмотря на это, вулканологи работают на самом краю его жерла.

Они стоят на лютом морозе, в то время как в 100 метрах от них находится озеро лавы, где царят температуры более 1 000 градусов Цельсия. Это редко открывающийся вид на расплавленную породу, находящуюся под земной корой.

Исследование планеты. Методы и подходящие места

Исследование планеты. Методы и подходящие места

Но здешние исследования направлены не только вниз, но и вверх, чтобы определить, как газы, вырывающиеся из вулкана, влияют на состав воздуха, которым мы дышим. Материк Антарктида — лучшее место, чтобы изучать изменения в
атмосфере, потому что над ней находится наименее загрязнённый воздух на Земле.

Также это идеальное место, чтобы проводить другие внешние исследования. Аэростат, сделанный из материала не толще пищевой пленки, достигнет в высоту до 300 метров. Он понесёт на себе прибор, засекающий космические лучи, крошечные частицы, существующие с начала времён, которые только сейчас добираются до Земли. Читать подробнее…

Вулкан Эребус – чудо ледяного мира

С 1959 года вся Антарктика защищена международным соглашением. Мировые державы согласились, что ни одна страна не сможет заявить на неё права или добывать там нефть и ископаемые. Единственная сколько-нибудь значимая деятельность человека, разрешённая здесь, — та, которая расширяет наши научные познания.

Но раскрытие секретов Антарктиды требует некоторых необычных приспособлений. Например, ультрасовременную подлодку-робота. Она была создана, чтобы отправиться далеко за пределы возможностей человека. Сегодня люди проверяют возможности подлодки в одном из первых её погружений.

Чудо Южного полюса

Чудо Южного полюса

Она была разработана маленькой и достаточно подвижной, чтобы исследовать морское дно Антарктики, не повреждая его. Миссия подлодки во время путешествий в неизведанное — провести съёмку морского дна и найти виды, неизвестные науке.

Морская вода здесь на градус ниже нуля, поэтому даже самый закалённый дайвер не сможет долго оставаться под водой. Подлодка будет исследовать глубже подо льдом, чем кто-либо когда-либо забирался. Читать подробнее…

Южный полюс – роковой магнит для исследователей

Для многочисленных обитателей Арктики сияние аврора — напоминание о Солнце в тёмные зимние дни. Но когда светило заходит за горизонт на севере, оно поднимается над южным краем нашей планеты. Здесь история людей была совершенно иной.

Антарктика намного холоднее Арктики, и 99% её земель постоянно покрыто льдом. Антарктида настолько далёкая и негостеприимная, что здесь никогда не селились люди. Всего лишь 200 лет назад люди впервые увидели этот обширный материк.

Южный полюс – роковой магнит для исследователей

Южный полюс – роковой магнит для исследователей

Первые люди, которые пересекли Южный океан, сделали это по тем же причинам, что и первые люди, отправившиеся в Северный Ледовитый океан — чтобы охотиться на морских млекопитающих. Читать подробнее…

Гренландия: необычайные особенности острова

Гренландия, автономная территория Дании, где сейчас нашли богатые залежи нефти и драгоценных металлов. Команда на собачьих упряжках — «Сириус», часть датских ВМС. Они совершают одно из самых трудных путешествий в мире, патрулируя 3 200 километров, чтобы защитить права Дании на этот ценный заповедник.

Миссия этого патруля возможна только с помощью самого давнего друга человека в Арктике. Расмус и Роланд провели летние месяцы, тренируясь и знакомясь с их упряжкой гренландских собак поближе. Им понадобится очень тесная связь с каждой собакой. Это Роджер и Армстронг. Хоть он и самый старый пёс во всем патруле, но всё ещё не сдаётся.

Гренландия: необычайные особенности острова

Гренландия: необычайные особенности острова

Люди целиком зависят от выносливости собак, которые смогут продолжать бежать на протяжении всех лютых зимних морозов. Это последний раз за предстоящие 2 месяца, когда отряд видит Солнце. Читать подробнее…

Арктика летом. Жизнь в суровом климате

100-метровые утёсы служат домом для тысяч кайр, и местным эскимосам нужны их яйца. Один из них полагается на оставшихся наверху, что они спустят его в нужное место. Он выносливый, но заметно, что ему нелегко. Мужчины спускают Колю вниз, к подножью скалы, и оттуда он прокладывает себе путь обратно наверх по осыпающемуся утёсу.

Кайры, гнездящиеся на скале

Кайры, гнездящиеся на скале

Этот заход принесёт не более 50 яиц, зато нет необходимости брать какую-либо еду с собой. За все годы немало людей упало и разбилось насмерть, собирая яйца морских птиц. Это действительно опасное занятие.

Эти жители Арктики не могут выращивать урожай. Промёрзшая почва никогда не оттаивает настолько, чтобы это было возможно. Их пропитание целиком зависит от животных, поэтому шанс собрать пару дюжин яиц не стоит упускать, даже если придётся рисковать жизнью. Читать подробнее…

Народы Севера. Традиции долганов

Долганы даже используют оленьи шкуры, чтобы утеплять свои дома, балки. Это общинная жизнь в самом ярком своём проявлении. Хорошие отношения со свояками очень важны.

Северные олени настолько ценны, что люди едят их только в том случае, когда уже не остаётся другого выбора. Их излюбленная пища — сырая рыба из замёрзших рек. Примерно раз в неделю семьям приходится кочевать в поисках новых пастбищ для своих стад.

Народы Севера. Традиции долганов

Народы Севера. Традиции долганов

Сначала они сгоняют самых сильных животных с помощью лассо — навык, доставшийся от предков, когда те прибыли на север из Центральной Азии. А затем они перевозят своё жилище, в буквальном смысле слова. Читать подробнее…

Российская Сибирь: жизнь на грани выживания

Норильск — самый холодный город на Земле. Температура регулярно опускается ниже -50 градусов Цельсия. Топливо замерзает в бензобаках, и его приходится растапливать довольно опасным способом.

Девять месяцев в году корабли стоят вмёрзшие в реку. С их обшивки приходится счищать лёд, потому что сталь становится хрупкой и уязвимой к нарастающему льду. Как и все арктические города, Норильск зависит от электростанции, которая обогревает все дома. Исходящее от электростанции тепло позволяет озеру не замерзать всю зиму.

norilsk_00311

Даже при температуре -50 норильский клуб моржей собирается на берегу каждый день. По наблюдениям погружение в холодную воду полезно для иммунной системы, но когда температура воды всего на градус выше точки замерзания, трудно представить, что пользы будет больше, чем испытываемой боли. Читать подробнее…