ТЕКСТЫ ДЛЯ ЧТЕНИЯ БИОГРАФИЯ АТОМА В настоящее время

ТЕКСТЫ ДЛЯ ЧТЕНИЯ
1.
БИОГРАФИЯ АТОМА
В настоящее время учение об атоме играет большую роль. Около 2400 лет назад в трудах
греческого философа Демокрита появилось слово «атомос» - «неделимый». Так он назвал
мельчайшие частицы вещества, которые не могут дробиться.
За почти 2,5 лет своего развития атомистические представления немало изменились.
Изменился и ответ на вопрос, что такое атом. В начале ХІХ в. в работах английского физика и
химика Джона Дальтона говорилось, что всякий атом – это атом определённого химического
элемента, то есть минимальная частица этого элемента. Благодаря трудам другого химика, шведа
Й.Берцелиуса, стали известны массы атомов многих элементов. Но главные события,связанные с
атомом приходятся на ХХ в.
В 1897 г. английский учёный Дж. Томсон установил, что в состав
атома входят ещё более мелкие частицы - электроны. А в первые годы ХХ в. англичане Э.
Резерфорд и Ф. Содди показали, что атомы радиоактивных элементов самопроизвольно
распадаются, превращаясь в атомы других элементов. Таким образом было доказано, что атом
разлагается.Но основная идея Дальтона, что при химических реакциях, переходя из одного
соединения в другое, атомы сохраняют свою индивидуальность, остаётся в силе.
В 1911 г. Э. Резерфорд дал понятие об атоме как о системе, состоящей из небольшого
ядра, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны. С этого времени появился
термин «планетарная модель» строения атома. Со времени возникновения планетарной модели
Резерфорда учение об атоме развивается в двух направлениях. Одно из них это углублённое
исследование атомного ядра. Продолжая свои исследования, Резерфорд в 1919 г. провел первую
ядерную реакцию, и получил кислород. Годом позже Резерфорд ввёл понятие о протоне как о
положительно заряженной элементарной частице, входящей в состав всех атомных ядер. Тогда же,
в 1920 г., он предсказал существование нейтрона.
В 1926 г. возникла квантовая (волновая) механика, представления об электронах.
Начиная с 1970-х г. стало возможным достаточно точно рассчитывать и экспериментально
определять это распределение сначала для простейших, а затем и более сложных атомномолекулярных систем.
2. СБРОС ОТХОДОВ В МОРЕ
Английское слово "дампинг" стало сейчас международным морским термином и
означает сброс отходов в море, захоронение их там.
В современном мире одновременно с производством полезной продукции неизбежно
появляется масса отходов промышленности, коммунального и сельского хозяйства. И, естественно,
возникает необходимость удалить эти отходы из района производства, с жилых территорий.
При этом используются различные способы. Идеальный метод - это переработка и
вторичное использование отходов. Однако пока он применяется ещё редко, так как является
трудоёмким, дорогим и нерентабельным. Поэтому большинство промышленно развитых стран
предпочитает захоронение отходов на суше или в море. Для этого нередко используются старые
карьеры и шахты. Страны, имеющие выход к морю, особенно небольшие и густонаселённые,
сбрасывают отходы в море.
Объём сброса отходов в море быстро растёт. По оценкам специалистов, ежегодно в море
сбрасывается более 100 млн тонн различных отходов. Из них грунт, вынутый при
дноуглубительных работах, составлял около 80%, отходы промышленности -10%, сточные
воды - 9%, строительный мусор, твёрдые отходы, взрывчатые и химические вещества - остальное
количество сброса.
Эти показатели учитывают только ту долю сброса, которая производится планомерно. Но,
кроме этого, в море попадает немалое количество мусора и различных отходов непосредственно с
берегов, вместе с водой рек, а также нефти при авариях танкеров и при катастрофах на морских
промыслах.
Серьёзный вред морской среде могут нанести различные сточные воды: промышленные,
загрязнённые металлами, бактериями и вирусами, остатками нефти, синтетическими
моющими средствами;сточные воды городского хозяйства, содержащие множество вредных
соединений; сельско - хозяйственные, загрязнённые удобрениями, ядохимикатами.
Свалки устаревших боеприпасов в океане устраивают издавна. Способы захоронения
боеприпасов различны - сбрасывают отдельные снаряды, мины, ракеты, затопляют целые
суда, нагруженные военными материалами.
В чём главная опасность сброса отходов в морскую среду? Прежде всего в токсическом
воздействии загрязняющих веществ на живые организмы, отчего происходит гибель рыб,
моллюсков и других живых существ. Различные ядовитые вещества могут накапливаться в тканях
организмов и передаваться по пищевой цепи человеку. Особую опасность для океана, бесспорно,
имеет сброс химических отходов и радиоактивных веществ.
Сброс радиоактивных веществ в море начался с момента промышленной разработки
ядерных материалов. В то время глубинные слои океана были слабо изучены.
Предполагалось, что вертикальные и горизонтальные потоки на больших глубинах имеют
незначительньную скорость, поэтому считалось, что требуются столетия для того, чтобы
радиоактивные вещества снова поднялись на поверхность. Однако открытия океанологов
опровергли эти предположения. В связи с этим учёные через международное агентство по атомной
энергии выступили против захоронения в океане отходов с высоким уровнем радиоактивности.
Общественность многих стран потребовала принять решительные меры против засорения
Мирового океана, чтобы сохранить моря для будущих поколений.
Охраняющие природу законы и разумное отношение людей к природе, несомненно,
помогут сохранить чистоту, а значит - жизнь морей, океанов земли.
3.
СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВ
Все вещества могут находиться в четырёх агрегатных состояниях: газообразном,
жидком, твёрдом или плазменном. Газообразное состояние вещества характеризуется большими
расстояниями между частицами (молекулами, атомами). В газах силы взаимодействия между
частицами малы, и частицы движутся хаотически, поэтому форма и объём газа определяются
формой и объёмом сосуда, в котором находится газ. В жидкости расстояние между частицами
(молекулами, атомами, ионами) меньше, чем в газе, и частицы не могут перемещаться свободно и
независимо друг от друга. Жидкость занимает определённый объём, её форма определяется
формой сосуда, в котором она находится.
Жидкости занимают промежуточное положение между газами и твёрдыми веществами.
В твёрдом веществе расстояния между частицами малы, и силы их взаимодействия велики.
Твёрдое тело имеет определённый объём и форму. Различают два вида твёрдого вещества ~
кристаллическую и аморфную.
Плазма - это газ, который состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц,
общий заряд которых равен нулю. Чтобы перевести вещество из газообразного состояния в
плазму, нужно его атомы превратить в ионы, оторвав от них электроны. Этот процесс называется
ионизацией. Ионизация газа происходит при нагревании до высоких температур, при действии
ультрафиолетового излучения или электрического разряда. На Земле плазменное состояние –
явление редкое. На Солнце вещества находятся в плазменном состоянии.
Сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами называются
железоуглеродистыми сплавами. В зависимости от содержания углерода сплавы на основе железа
делятся на две группы: стали и чугуны. По своему составу сталь отличается тем, что содержит
меньше углерода. Кроме углерода в сплавы железа входят постоянные примеси. Сталь отличается
от чугуна также тем, что содержит меньше постоянных примесей. В зависимости от химического
состава сталь обладает различными физико-механическими свойствами. Чугун обладает
хорошими литейными свойствами, более высокой по сравнению со сталью жидкотекучестью.
Чугун и сталь являются важнейшими промышленными материалами.
4. ЗЕЛЁНЫЙ КРЕСТ
Когда по улице с большой скоростью едет машина с красным крестом, мы понимаем, что
где-то случилось несчастье: заболел человек, и к нему едет «Скорая помощь». Но куда и какая
машина должна ехать, если заболела природа? В последнее время появилось много книг, статей, в
которых говорится о природе и её проблемах. Экологическая ситуация в странах ухудшается.
Природа больна, и ей нужно помочь. Но между словами и делами многих людей, которые говорят об
экологическом кризисе, мы видим огромную дистанцию. Если спросить любого человека, хочет ли
он, чтобы в городе был чистый воздух, он ответит: «Да». Но, если попросить его отказаться от
личной машины, он не согласится это сделать, хотя автомобиль является главным загрязнителем
атмосферы. Об опасном состоянии земной атмосферы очень точно говорил известный
французский учёный Жак-Ив Кусто: «Земной шар похож на движущийся в космическом пространстве
автомобиль, выхлопная труба которого выходит в кабину с пассажирами».
Конечно, можно много писать, говорить об экологических проблемах, но слова не спасут
природу. Её спасут реальные дела. Чтобы было больше реальных дел, нужно формировать у людей
экологическое мировоззрение. А оно создаётся не только разумом, но и чувствами. Часто мы начинаем
понимать важность чего-то только послетого, как потеряем это. Например, сейчас мы говорим себе:
«Многие растения и животные уже исчезли. Как жаль, что мы не увидим их никогда!». 0б этом
говорили участники форума по охране окружающей среды: «Мы решим экологические вопросы, если
мы пригласим природу в наш ум, в наши сердца, в наши души». До тех пор,пока все люди не поймут
это,экологическая ситуация неулучшится. На этом форуме был сделан вывод, что необходимо перейти
от агрессивного наступления на природу к сотрудничеству с ней. Было принято решение создать
международный экологический кодекс, который должен контролировать и регулировать отношения
человека и природы во всех регионах планеты. Было предложено создать международный центр
экологической помощи «Зелёный крест», создать Совет безопасности окружающей среды.
Мы знаем, что есть «Декларация прав человека», принятая ООН ещё в 1948 году, но необходимо
принять «Декларацию прав природы». Природа просит защитить её. Необходимо защитить воздух, которым
мы дышим, воду, которую мы пьём, землю, которая нас кормит, лес, который нас кормит, лечит, одевает.
Придёт время, когда экологическая помощь будет хорошо организована, и мы сможем увидеть на
улице машину с зелёным крестом или в воздухе самолёт тоже с зелёным крестом. Тогда мы поймём,
что случилось несчастье - заболела природа, и к больной природе спешит ”Скорая помощь”.
5. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Химическая технология - наука о химическом производстве. Ещё её можно определить
как науку о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки
природных материалов в продукты потребления, промежуточные продукты для различных
отраслей производства. Само слово «технология» состоит из греческих слов: «технос» «искусство» и «логос» «наука» .
Понятие «технология» включает в себя технологию механическую и технологию
химическую. Процессы, в которых обрабатываемый материал подвергается механическим
воздействиям, изменяющим его внешний вид или физические свойства, но не изменяющим его
структуру и химический состав, относятся к механической технологии. Процессы, которые
связаны с изменением химического состава материала, относятся к химической технологии.
Например, обработка дерева для получения из него стройматериалов относится к механической
технологии, а обработка дерева для получения из него бумаги, уксусной кислоты и других
продуктов - к химической технологии. Процессы обработки металла ковкой, литьём, прокаткой
для получения различных предметов и деталей относятся к механической технологии, а получение
металлов из руд - к химической технологии.
В химической технологии исходное вещество называют сырьём. Поэтому даётся
следующее определение химической технологии – это наука, изучающая способы переработки
сырья в предметы потребления с наименьшими затратами сырья и энергии. Понятие «сырьё» в
химической технологии важно также и для подразделения её на два основных раздела. Первый –
химическая технология минеральных веществ, которая рассматривает процессы переработки
неорганического сырья. Второй раздел – химическая технология органических веществ,
изучающая процессы переработ ки сырья органического происхождения, например угля и нефти,
продуктов жизнедеятельности животных и растительных организмов. Химическая технология
рассматривает множество всевозможных химических промышленных процессов, которые
происходят в разных условиях, проводятся по различным технологическим схемам.
6. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Научно-техническая революция, открывая невиданные возможности для развития
человечества, в то же время порождает новые, неизвестные проблемы, охватывающие весь мир и
требующие для своего решения объединённых усилий человечества. Предстоит решать прежде всего
задачи удовлетворения жизненно необходимых потребностей человечества в пространстве,
продовольствии, минеральном сырье и энергии.
Размеры нашей планеты, разумеется, не изменяются, однако её территориальные ресурсы не
будут ограничивать даже в далеком будущем ни развития человечества, ни роста его численности. С
одной стороны, демографический рост на Земле, по прогнозам учёных, с течением времени
существенно замедлится. С другой стороны, по мере развития производительных сил непрерывно
увеличивается возможность использования новых территорий для расселения. Создание крупных
городов стало теперь возможным в местах, которые раньше считались совершенно непригодными для
жизни. В будущем можно представить себе города, расположенные не только на суше, но и, например,
на плавучих платформах в океане.
А сколько людей может прокормить наша планета? Сегодня число жителей нашей планеты
приближается к 5 миллиардам, а к концу XXI века, по мнению учёных, эта цифра увеличится более
чем на миллиард. Значит, чтобы в будущем прокормить этих людей, надо по крайней мере вдвое
увеличить производство продовольствия.
Человечество будет получать всё больше продуктов питания по мере того как будет расти
урожайность сельскохозяйственных культур, расширяться площадь орошаемых земель.
Продовольственные ресурсы будут расти также с переходом от охоты в океане к искусственному
выращиванию морских организмов. Более того, по мере всё более широкого применения новых
технологий продуктивность
каждого гектара - как в море, так и на суше - будет всё время
увеличиваться. Чем дальше развивается промышленное производство, тем больше сырья и
энергии оно требует. Нефть и газ удовлетворяют сегодня более двух третей мировых
энергетических потребностей. Хотя традиционные минеральные ресурсы Земли ещё велики и
постоянно открываются новые, они в конце концов будут исчерпаны. Уже сегодня в некоторых
странах ощущается энергетический голод. Чем больше мы эксплуатируем традиционные виды
топлива, тем меньше их остается и тем дороже обходится нам их получение. В связи с этим перед
миром встаёт неотложная задача сотрудничества в области создания новых, неисчерпаемых
источников энергии, к которым относятся солнечная энергия, энергия ветра, температурные
колебания Мирового океана, энергия приливов, геотермальное тепло, термоядерная энергия.
Итак, человеческое общество имеет достаточно ресурсов пространства, сырья,
продовольствия и энергии для всеобщего процветания. Но ему предстоит преодолеть немало
сложных политических, социально-экономических и технических трудностей. Чтобы сохранить
равновесие в природе и создать благоприятные жизненные условия требуется немалые средства
и совместные усилия в мировом масштабе.
7. ОКЕАН ВОЗМОЖНОСТЕЙ
Поиски новых природных ресурсов, необходимость которых объясняется истощением
уже используемых естественных ресурсов, вызывают всё большой интерес к Мировому
океану. Создание современных эффективных средств поиска и добычи морских продуктов, в
том числе лазерной техники, обусловливает более широкое использование этих ресурсов.
Поваренную соль из моря научились добывать ещё в глубокой древности. Сейчас море даёт треть
всей мировой добычи соли, около 60% - всего магния, 70% - брома. В морской воде найдено 70
химических элементов из 107 известных. Океанские запасы нефти оцениваются специалистами в
пределах 60-150 миллиардов тонн. И хотя малая концентрация исключает пока рентабельную
добычу большинства из этих веществ, есть все основания считать морскую воду «рудой» будущего.
Мировой океан – непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и
обладающая общностью солевого состава. Океан занимает 70,8% земной поверхности. Океан
делится материками на 4 части: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый
океаны. Площадь их в процентах соответственно 50, 25, 21 и 4.
Основной особенностью океана является соленость его воды и постоянство солевого
состава. Соленость вод зависит от соотношения между испарением, осадками и материковым
стоком, а также от процессов льдообразования и таяния.
На дне Океана есть хребты, возвышенности и плато. Подводные хребты нередко
выступают над поверхностью воды в виде островов или гряды островов. В Океане существуют
впадины, понижения дна. Наибольшая глубина Океана 11022 м (Марианская впадина в Тихом
океане).
В Океане есть морские течения, представляющие собой горизонтальные перемещения
водных масс.Система морских течений обуславливается , главным образом, ветрами,
расположением материков, рельефом дна, физико-химическими различиями вод, отклоняющей
силой вращения Земли и т.д. Одним из наиболее мощных течений является Гольфстрим.
Наряду с горизонтальными перемещениями вод в Океане существует сложная
вертикальная циркуляция воды. В результате этого в Океане образуются прослойки воды:
холодные, теплые, пресные, более соленые и т.п. Характерной чертой Океана является наличие
промежуточного слоя воды с весьма малым содержанием кислорода. Этот слой обнаружен во всех
районах Океана на глубинах 100 – 700 м.
Среднегодовая температура поверхности вод Океана равна 17,50С. Наибольшая
температура поверхности вод у Экватора (до 280С). По мере приближения к полюсами
температура понижения до – 1,90С. В высоких и умеренных широтах океана встречается лед,
который бывает материкового и морского происхождения. В Умеренных широтах Океана можно
наблюдать айсберги – ледяные горы, которые оторвались от ледников Антрактады, Гренладии и
др.
Ресурсы океана огромны, но не безграничны. Ведь любое загрязнение, независимо от того,
где оно происходит: в море, на суше или в воздухе, вызывает, в конечном счёте, загрязнение океана.
Невозможность изучения и охраны океана лишь в узких рамках какой-либо одной страны,
неизбежно ведёт к тому, что океаны становятся идеальным местом для осуществления
международного сотрудничества.
8. НЕФТЬ В ОКЕАНЕ
Известно, что нефть приходит к потребителю или по трубопроводам, или в цистернах по
железной дороге, или на судах, где нефть находится в специальных контейнерах – танках.
Поэтому эти суда называются танкерами. Есть танкеры, ёмкость которых достигает сотен тысяч
тонн. Авария такого танкера, когда нефть выливается в океан, представляет собой серьёзную
экологическую проблему. К сожалению, такие аварии происходят нередко, например,
экологическая катастрофа у берегов Испании осенью 2002 года.
Специалисты ищут способы ликвидации последствий таких катастроф. Одним из
современных направлений этой работы является биологическое очищение моря от нефти с
помощью специальных бактерий, которые постоянно присутствуют в воде. Когда нефть попадает
в воду, бактерии моментально направляются к ней, так как нефть является одним из продуктов
питания этих организмов. Когда бактерии получают много пищи, они активно размножаются, их
количество интенсивно растёт. Постоянно увеличивающееся количество бактерий быстро съедает
нефть, которая попадает в воду. Учёные изучили этот естественный процесс и разработали метод
борьбы с нефтяными загрязнениями океана. Сущность этого метода заключается в том, что
бактерии помещают в специальные инкубаторы, где создают все условия для интесивного
размножения этих организмов. Затем полученную таким образом биомассу собирают, сушат и
хранят в специальных установках. В таком состоянии бактерии могут сохранять свою активность
очень долгое время. Если происходит авария, при которой нефть попадает в море, то достаточно
этот порошок высыпать на поверхность моря. Когда бактерии попадают в воду, они сразу
оживают и начинают энергично поедать нефть. Надо сказать, что в настоящее время строятся
танкеры с двойным корпусом: с двойным дном и стенками. Это является определенной гарантией,
что при разрушении одной стенки корабля вторая стенка предохранит нефть от вытекания в океан.
В США уже издан закон, где запрещается старым танкерам (с одинарным корпусом) приходить с
нефтью в порты этой страны.
9. У ИСТОКОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕТА
Человека давно интересовали вопросы, из чего состоят окружающие его тела - воздух,
Земля, вода, горные породы, растения, что такое звёзды, метеориты, падающие на Землю. Жизнь
на нашей планета возникла, развивалась и развивается под действием излучения Солнца. Лучи,
посылаемые этим естественным источником света, издавна привлекали внимание исследователей.
Учёные долго спорили о природе света. Изучая оптические явления Ньютон пришёл к выводу,
что световое излучение представляет собой поток мельчайших частиц (корпускул).
Одновременно с Ньютоном английский учёный А. Гук высказал другую гипотезу, согласно
которой свет - это волновое движение. Крупнейший физик XVII века голландец Х. Гюйгенс
развил научное обоснование волновой теории света. Благодаря огромному авторитету Ньютона
корпускулярная теория получила большое распространение, чем волновая. Однако под влиянием
новых открытий корпускулярная теория уступила место волновой теории. Согласно волновой
теории световое излучение представляет собой поперечные механические волны, которые могут
распространяться как веществе, так и в безвоздушном пространстве. Во второй половине XIX
века Максвелл выдвинул электромагнитную теорию света. С точки зрения этой теории свет
представляет собой не механические, а электромагнитные млны, которые могут распространяться
как и в вакууме.
При изучении взаимодействия света с веществом учёные выяснили, что световая энергия
может испускаться или поглощаться определёнными порциями - квантами. Квант - это частица
света. Так была создана квантовая теория света - основа всей современной физики. Создатель
теории относительности великий Эйнштейн установил, что свет - это сложное явление, что это
одновременно и поток частиц и электромагнитные волны.
10. НАСЕЛЕНИЕ ПЛАНЕТЫ
Знаете ли вы, что такое демографический взрыв? Чтобы понять это, познакомимся с
некоторыми цифрами. 10 тысяч лет назад на Земле было 10 миллионов человек. К началу нашей эры
на Земле стало 200 миллионов человек. К 1650 году, который считается началом промышленной
революции, было 500 млн. человек. К началу XIX века был уже 1 миллиард. В 1987 году было 5
миллиардов. К концу XX века стало 6 миллиардов человек. Сравнивая эти цифры, мы видим, что
население планеты очень быстро увеличилось особенно за последнее время. Такой быстрый рост
населения за короткий период времени называется демографическим взрывом. Демографические
взрывы могут происходить в отдельных странах в разное время. Например, в одной из самых
больших по населению стран планеты, Индии, каждую минуту рождается 48 человек. Ежегодно
население этой страны увеличивается на 18 миллионов человек. Через 34 года население этой страны
удвоится. Конечно, с одной стороны, рождение человека большая радость, но, с другой стороны,
из-за большого населения на планете возникает много экологических проблем. Демографические
взрывы опасны, так как могут привести к экологической катастрофе. Ведь Земля рассчитана, по
мнению учёных, только на 200 миллионов человек.
Сейчас на нашей планете около 7 миллиардов человек. Превысив свою долю в биосфере в 25
раз, человек нарушил гармонию в природе. А как будет чувствовать себя Земля, если на ней будет
жить 27 миллиардов человек? Такое население будет на нашей планете к концу XXI века. Так
считают учёные. Но рост населения не может быть бесконечным. Если вы спросите биолога, что
будет после того как кончатся природные ресурсы, он ответит, что произойдёт сокращение
населения планеты. Это обязательно произойдёт, потому что человек - биологическое существо,
которое зависит от состояния биосферы. А в биосфере наблюдается зависимость между размерами
организмов, их количеством и количеством пищи, потребляемой ими. Если человек превысил свою
долю в биосфере во много раз, то нетрудно представить себе, какую сложную экологическую
ситуацию он создал в природе.
Но биосфера - саморегулирующаяся система, и она сама пытается защитить себя, если в ней чтото нарушается. Она делает это благодаря действию биосферного механизма: исчезли и продолжают
исчезать нужные человеку растения и животные; биосфера не включает в круговорот многие вещества,
которые образуются в результате хозяйственной деятельности человека; появилась и быстро
распространяется страшная болезнь - СПИД. И это ещё не всё.
Если из-за своего эгоизма Человек не позаботится о биосфере, то она сама позаботится о себе.
Вспомните слова биолога: «Если кончатся природные ресурсы, то произойдёт сокращение
населения планеты». Человек не должен забывать, что он - часть природы. Он должен жить в
согласии с природой. Он должен помнить, что природа не простит ему его эгоизма.