joi, 22 octombrie 2009

Fibrele Sintetice

Fibrele sintetice au fost obtinute, prin filare, din solutii sau din topituri ale polimerilor sintetici , in scopul inlocuirii fibrelor naturale, mai scumpe si care nu puteau fi produse in cantitate suficienta pentru asigurarea necesitatilor societatii omenesti.
Descoperirea matasii sintetice a fost facuta abia la sfarsitul secolului al XIX-lea. In anul 1885, cu sprijinul concernului Courtaulds, trei chimisti englezi: Ch. F. Cross ( 1855 - 1935), E. J. Bevan ( 1856-1921) si Cl. Beadle au demarat cercetarile privind obtinerea din celuloza a matasii artificiale neimflamabile. La inceput a lucrat in acest colectiv si chimistul roman Lazar Edeleanu ( 1861-1941).
Brevetul pentru producerea primei matasi artificiale, numita viscoza, a fost inregistrat in anul 1892. Productia de viscoza pornind de la celuloza, a crescut vertiginos de la 207 000 tone, in 1930, la 2 605 000 tone, in anul 1980, pretul acesteia scazand sub un sfert din cel al lanii.
Una dintre cele mai mari descoperiri ale secolului in acest domeniu, care a revolutionat industria textila, a fost fibra sintetica cunoscuta sub numele de nailon. Descoperirea nailonului este opera chimistului american Walace Hume Carothers ( 1896 - 1937). Carothers obtine in anul 1931, in eprubeta, un polimer nou, deosebit de valoros, pe care-l breveteaza sub numele de nailon (6.6). Cifrele 6.6 provin de la cei 6 atomi de carbon ai acidului adipic si de la sinteza. Noua fibra prezenta calitati cu totul deosebite. Avea luciul matasii naturale, o elasticitate mult superioara acesteia si o rezistenta mecanica cu totul exceptionala.
Carothers este numit directorul cercetarilor chimice la marele concern DuPont si are la dispozitie sume mari pentru trecerea de la stadiul de laborator la productia industriala a nailonului. Abia dupa 6 ani, in anul 1937, intra in functiune prima instalatie pilot. Fabricarea industriala incepe in 1938. DuPont lanseaza primii ciorapi de dama, de nailon. Pentru punerea la punct a procedeului de dolari s-au cheltuit 100 milioane de dolari.
In 1938, chimistul german P. Schlack, care lucra la concernul I. G. Farben, inregistreaza un brevet pentru o fibra asemanatoare, care s-a fabricat sub numele de perlon. Este o fibra poliamidica, obtinuta prin polimerizarea caprolactamei. Fibra a aparut tarziu pe piata, abia in anul 1946, datorita razboiului.
In Marea Britanie, chimistii de la concernul Imperial Chemical Industries (ICI), J.R. Whinfield si J. T. Dickson, realizeaza, in laborator, o noua fibra pe baza de poliester. Aceasta noua fibra, care avea sa faca o concurenta puternica nailonului, a fost lansata pe piata sub numele de terilena ( in Anglia), tergal ( Franta) si trevira in Germania.
Dupa cercetari sistematice, chimistul H. Reus, de la concernul DuPont, breveteaza o noua fibra in anul 1946: fibra acrilonitrilica, sub denumirea de orlon, care apare pe piata americana in 1950. In 1954, uzinele Bayer fabrica in Germania aceasta fibra sub denumirea de dralon.
Cele trei fibre sintetice mentionate mai sus reprezinta 90 % din productia mondiala de fibre artificiale. Aceste fibre se fabrica si in tara noastra. Fibra poliamidica perlon se fabrica sub numele de relon, fibrele poliesterice se fabrica sub numele de tergal, iar fibrele poliamidice sub numele de melana.

Farul maritim

Farul este o constructie speciala sub forma de turn, amplasata la malul marilor sau oceanelor, in zona apelor putin adanci; el este prevazut cu un sistem de iluminare la varf, spre a servi drept ghid pentru nave. Cel mai vechi far este celebrul far din Alexandria ( una din cele sapte minuni ale lumii), construit la inceputul primului mileniu al erei crestine ( sec al III -lea) de catre Sostratos din Cnidos, la porunca regelui Ptolemeu Filadelful. Acest far avea trei etaje si o inaltime de 110 m. Farul a fost inaltat pe insula Pharos, din fara orasului port Alexandria, din Egipt. De aici provine si numele generic de far.
In primele secole ale erei crestine fenicienii si romanii au construit numeroase faruri pe tarmurile Marii Negre, de-alungul Mediteranei, pe coastele Oceanului Atlantic si pe insulele britanice. Dupa caderea imperiului roman, care a atras dupa sine declinul navigatiei, nu s-au mai construit faruri maritime.
O data cu reinvierea schimburilor comerciale, incepand cu secolul al XII-lea, francezii, italienii precum si germanii, prin liga hanseatica ( asociatie comerciala occidentala din Evul Mediu), au construit numeroase faruri. La sfarsitul secolului al XIV-lea, circa 30 de faruri marcau coasta Europei.
Farurile de constructie moderna au inceput sa fie date in exploatare la inceputul secolului al XVII-lea. Farurile erau initial construite din lemn, asa ca furtunile le distrugeau adeseori. Primul far din piatra a fost construit in Anglia, in anul 1759, de catre inginerul englez John Smeaton ( 1724-1792). In anul 1820 se aflau in lume 250 de faruri mari.
Betonul si otelul au fost folosite la construirea farurilor abia la inceputul secolului al XX-lea. Noile faruri au structuri din otel.
Lumina farurilor era , initial, furnizata de focurile cu lemne, cu carbuni, de tortele cu rasini, apoi lampile cu seu sau grasimi vegetale. Uleiul de peste a fost folosit incepand cu sfarsitul secolului al XVIII-lea. Aparitia lampilor ce utilizau gazul lampant, evitandu-se innegrirea ferestrelor, a permis introducerea lentilelor prismatice si reflectoarelor care concentrau lumina la o intensitate comparabila cu cea a unui far de automobil. Reflectoarele parabolice au introduse in anul 1791, iar farul cu lentila Fresnel a aparut in anul 1823.
Un dispozitiv revolutionar de rotire a lampii care proiecteaza lumina concentrata a fost inventat in aceeasi perioada.
In secolul al XX-lea s-au introdus lampile cu benzina si cele cu acetilena. Acetilena este folosita chiar si acum, deoarece este ieftina, simpla si comoda in exploatare.
Ca urmare a perfectionarii lampilor electrice in anii '20, farurile au fost echipate cu lampi cu arc electric, care dau intensitati de pana la 500 milioane de candele. Prin perfectionarea ulterioara a lentilelor si reflectoarelor s-au obtinut intensitati luminoase de cateva sute de mii de candele, pornind de la un bec de 250 de wati.
Recent s-au introdus mapi flash, adica lampi similare bliturilor fotografice, care emit regulat pulsuri de radatie luminoasa foarte intensa.
Recunoasterea exacta a pozitiei geografice si identificarea locului cu ajutorul farului este posibila datorita semnalelor luminoase emise, diferind prin culoare, durata si succesiune, ce respecta anumite coduri cunoscute de navigatori.
In trecut, cand vremea era neprielnica si farul se afla in ceata, navele erau avertizate, prin batai de clopot sau prin lovituri de tun. In vremurile noastre, farurile sunt echipate cu emitatoare radio si cu sisteme de reflectare a semnalelor radar ale navelor. Navigatia moderna, cu sistemele radar, a redus considerbail importanta farurilor.
Un exemplu tipic de far este farul de la Saint-Mathieu din Franta, situat la 12 Km vest de intrarea in portul Brest. A fost construit in anul 1740, fiind inzestrat cu 70 de oglinzi de reverberatie. In anul 1821 s-au montat 8 reflectoare speciale cu lampi Argand. Turnul actual, reconstruit in anul 1825, are 37 m inaltime si emite cate un puls de lumina alba la 15 secunde. Lumina acestui far bate pana la 29 mile ( 50 km).
Marile faruri aflate azi in functiune in intreaga lume sunt complet automatizate si chiar computerizate, fiind dotate cu echipamente care analizeaza starea vremii , transmit prin radio informatiile asupra acesteia si care poseda chiar si echipament pentru combaterea cetii.

Evolutionismul


In sens general, termenul evolutionism inseamna conceptia potrivit careia Universul, Pamantul, fiintele, vii, societatea... trec printr-o evolutie ( dezvoltare) istorica si sunt privite din punct de vedere ale acestei dezvoltari. In sens mai restrans, evolutionism inseamna teoriile lui Lamarck, Darwin s.a.m.d.p. despre evolutia speciilor de plante si animale, despre transformarea lor in unele in altele; se mai cheama si transformism, spre deosebire de fixism. Sub acest aspect vom aborda evolutionismul, pe care nici Lamarck si nici Darwin nu-l numeau astfel.
Notiunea de evolutie biologica a prins contur odata cu scrierile naturalistului francez Jean-Baptiste de Monet, cavaler de Lemarck ( 1744-1829), reprezentativa in acest sens fiind Filosofia zoologica, aparuta in anul 1809. Ideile, vagi si imprecise ale predecesorilor, nu pareau sa fi influentat deloc conceptia evolutionista a lui Lamarck. Savantul francez a creat primul sistem evolutionist de clasificare a animalelor si a plantelor. El admitea ca fiintele sunt repartizate de-a lungul unei serii unice. Lamarck admitea influenta climatului ( imprejurarilor) si a mostenirii caracterelor dobandite. El mai admitea ca animalul care simte o nevoie isi poate dezvolta un organ care sa-i permita satisfacerea nevoii. Insa, dupa Lamarck, motorul esential al evolutiei este o tendinta spontana a vietii de a dezvlta forme mai complexe de organizare. Actionand singura, aceasta tendinta ar produce succesiv toate fiintele seriei, de la cea mai simpla fiinta, pana la cea mai complexa. Imprejurarile tulbura aceasta dezvoltare liniara si sunt raspunzatoare de complexitatea cvasidezordonata a multimii de forme vii.
Combatuta si impiedicata de Georges Cuvier ( 1769 - 1832), zoolog si paleontolog francez, partizan al invariabilitatii speciilor, teoria biologica a lui Lamarck nu a avut succes.
In anul 1858, doi naturalisti englezi, Charles R. Darwin ( 1809-1882), de 49 de ani, si Alfred R. Wallace ( 1823 - 1913), de 35 de ani, dupa efectuare unor lungi voiaje dincolo de tropice, au propus, independent unul de altul, o teorie care explica generarea de noi specii atat animale, cat si vegetale, prin descendenta directa si continua. Din indivizii care-si modifica insusirile nu raman decat cei mai bine adaptati intamplator conditiilor; selectia naturala este agentul formator al noilor specii. Savantii englezi Ch. Lyell ( 1797-1875) si J. Hooker ( 1817-1911) au prezentat, la Linnean Society of London, un text redactat in comun de Darwin si Wallace, intitulat On the Tendancy of Species to Form Varieties and the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Selection ( Tendinta speciilor de a forma varietati si perpetuarea varietatilor si speciilor prin selectie naturala). Deoarece Wallace, dand dovada de o modestie exemplara, s-a plasat pe lucrare ca autor, dupa Darwin, ultimul a ramas pentru toata lumea si pentru posteritate parintele evolutionismului.
In 1859, Darwin a publicat prima editie a cartii On the Origin of Species by Means of Natural Selection, on the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life ( Originea speciilor prin selectie naturala sau pastrarea raselor favorizate in lupta pentru existenta), cunoscuta mai apoi sub numele prescurtat Originea speciilor. In ea propunea mecanismul care permite explicarea istoriei vietii fara vitalism si fara finalitate; selectia naturala.
La aparitia cartii, succesul a fost enorm, iar din diverse motive si scandalul pe masura. In ciuda precautiilor luate, era combatuta teoria creationosta. Darwin contrazicea Bibila, in care sta scris ca Dumnezeu a creat plantele si animalele, fiecare cu specia sa, cartea avand in acest fel, fara intentie, valoare anti-religioasa. Aplicand ceva mai tarziu, aceleasi idei si asupra originii omului, el contrazicea legenda creatiei lui Adam si a Evei. Atacat de teologii crestini, aparat de liberi-cugetatori, evolutionismul a devenit o doctrina atee, condamnata si dezaprobata ca atare. Inca si azi rar sunt opuse una alteia transformismul si crestinismul.
Apraritia mai multor teorii, printre care si cea a biologului german August Weismann ( 1834-1914), in 1892, care nega posibilitatea transmiterii prin ereditate a caracterelor dobandite, redescoperirea, in 1900, a legii lui Mendel ( Gregor Johann Mendel: 1822-1884, monah si botanist austriac), care descoperise ca transmiterea caracterelorereditare se face potrivit dominantei, segregarii si asortarii independente a caracterelor, enunatarea teoriei mutatiilor , de catre botanistul olandez Hugo de Vries ( 1848- 1935), in 1901, care sustinea ca mutatiile se produc fara interventia selectiei, toate acestea au tulburat profund acel echilibru instabil, divizand biologii in multe scoli si provocand o criza a transformismului, care a durat pana in preajma celui de al doilea razboi mondial.
Ulterior, nenumarate probe dovedeau veridicitatea teoriei evolutioniste. Asa ca evolutionismul nu mai constituie de mult o ipoteza, ci este un fapt. Nici un biolog nu mai neaga teoria, mai sunt numai unele secte religioase care n-o accepta. Probele paleontologice ( paleontologia este stiinta care se ocupa cu studiul organismelor fosile - resturi sau urme de organisme animale ori vegetale, conservate in roci), care dau o imagine asupra ceea cea fost evolutia reala de-alungul timpului, sunt cele mai importante. Fizicienii si chimistii au oferit paleontologilor tehnicile care permit sa dateze fosilele. S-a constatat ca in general cele doua regnuri, atat animal cat si vegetal, sunt plasate in straturi succesive, de la forme simple, la forme din ce in ce mai complexe. Sunt si alte genuri de probe.
Teoria sintetica, actuala numita uneori neodarwinism, care este mai degraba o sinteza a teoriilor de mai sus, afirma caracterul inevitabil al aparitiei structurii vii si considera drept factori fundamentali ai evolutiei mutatiile genetice, migratia de populatii, procesele genetice intamplatoare si selectia naturala, contestand ereditatea caracterelor dobandite si interventia directa a factorilor de mediu.

duminică, 24 mai 2009

Electromagnetismul

Electromagnetismul este o ramura a fizicii care studiaza campul magnetic produs de sarcinile electrice in miscare, actiunea campului magnetic asupra curentului electric, undele electrice si cele magnetice, fenomenul inductiei electromagnetice etc., cu aplicatii in: producerea energiei electrice, utilizarea energiei ( motoare, iluminat), unde electromagnetice ( care grupeaza radiatiile gamma, radiatiile X, radiatiile ultraviolete, lumina vizibila, radiatiile infrarosii si undele radio-electrice). Materia fiind compusa din particule incarcate pozitiv ( nuclee atomica) si negativ ( electroni), se poate spune ca electromgnetismul se infla in prezent in cea mai intima zona a materiei.
Inca de la inceputul secolului al XVIII-lea, savantii au inceput sa fie preocupati sa afle daca exista vreo legatura intre electricitate si magnetism. Un raspuns pozitiv a dat fizicianul danez Hans Christian Oersted ( 1777-1851), in 1820, cand a observat un ac magnetizat ( mobil pe un pivot), deasupra caruia era plasat un fir metalic, paralel cu acul, paraseste directia, meridianul magnetic, pentru a se aseza perpendicular fata de fir, cand prin acesta trece un curent electric. Un an mai tarziu , fizicienii francezi Jean-Baptiste Biot ( 1774-1862) si Felix Savart ( 1791-1841) au stabilit ca forta ce actioneaza acul este invers proportionala cu distanta dintre fir si ac.
Din acest fenomen, renumitul savant francez Andre Marie-Ampere ( 1775-1836) a dedus un ansamblu de principii care defineau calitativ si cantitativ campul magnetic creat de un curent. Observand magnetizarea fierului de catre curenti, Francois Arago ( 1786-1853) a inventat electromagnetul.
Michael Faraday a descoperit, in 1830, curentii de inductie, care iau nastere in conductorii plasati intr-un camp magnetic variabil sau in conductorii care se deplaseaza in camp magnetic. Aplicatiile acestei descoperiri constituie intreaga industrie electrica ( generatoare de curent continuu si alternativ, iluminatul, motoarele, transportul energiei la mare distanta, transformatoarele). Faraday a creat cuvintele electroliza, catod, anod, ioni.
La mijlocul secolului al XIX-lea, teoreticienii din stiinta fizicii cautau sa stabileasca o teorie mecanica a electricitatii si a magnetismului, insa ei s-au lovit de existenta ( presupusa) a unui mediu, care, in functie de caz, putea fi absolut fluid sau complet solid; acest mediu a fost numit eter.
O contributie in acest domeniu a adus fizicianul englez James Clerk Maxwell ( 1831-1879), propunand o teorie revolutionara prin care a unit campul electric si campul magnetic, prevazand in acest fel existenta undelor electromagnetice. Maxwell a creat o formulare matematica completa ( ecuatiile lui Maxwell) a ansamblului fenomenelor electromagnetice; aceste ecuatii permit sa se arate ca marimile electromagnetice se propaga; in aer sau in vid viteza corespunzatoare a fost determinata experimental inca din timpul lui Maxwell, foarte aproape de viteza masurata a luminii. Acesta a fost cel mai bun argument pentru a identifica lumina cu o unda electromagnetica.
Au urmat apoi descoperirea ionilor, a radiatiilor ( catodice, Rontgen- numite si x), punerea in evidenta a undelor prevazute de Maxwell ( de catre Heinrich Hertz [1857-1894]); au fost create de teorii care prevedeau desfasurarea fenomenelor electromagnetice: a lui Hendrik Antoon Lorentz ( 1853 - 1928), a lui Pierre Currie ( 1859 -1906), a lui Albert Einstein ( 1879 - 1955), a lui Paul Langevin ( 1872 - 1946), a lui Niels Bohr , a lui Arnold Sommerfeld ( 1868 -1951), a lui Max Planck ( 1858 - 1947), a lui Louis de Broglie ( 1892 - 1987), si a lui Paul Dirac.
In sec al XX-lea, centralele termice, cele hidraulice, cele maremotrice sau cele nuclearo-electrice se dezvolta in numeroase tari si se cerceteaza transformarea directa a energiilor solara, chimica, atomica in energie elctrica. Aplicatiile electromagnetismului, s-au tinut lant, incepand cu sfarsitul veacului trecut. Dupa telefon si telegraf ( cu fir si fara fir), au urmat osciloscopul catodic, tubul de televiziune ( iconoscopul lui Zvorykin), microsocopul electronic, microscopul protonic .
Electromagnetismul constituie una dintre cele mai importante parti ale electricitatii ca ramura a fizicii, iar istoria electromagnetismului ca si cea a stiintei in general, nu se opreste odata cu zilele noastre, ea oferind un camp vast de cercetare pentru viitor.

joi, 14 mai 2009

Electroliza

Electroliza este descompunerea unei substante chimice aflate in solutie sau in stare topita ( electrolit), cu ajutorul curentului electric. Ea este un proces invers fata de pila, care furnizeaza energie electrica prin intermediul reactiilor electrochimice care se produc in ea. Celula de electroliza este sediul unor procese de oxidoreducere ( adica reactia formata dintr-o reactie de oxidare si o reactie de reducere, care au loc concomitent, datorita unui transfer de electroni intre substanta care se oxideaza si substanta care se reduce) ce au loc sub efectul unui curent produs de un generator exterior.
Celula de electroliza contine neaparat un mediu conductor ( electrolitul solvit - solutie sau topit), in care sunt introdusi doi electrozi, catodul si anodul. Catodul constituie sursa de electroni si este in consecinta sediul reactiilor de reducere. Invers, anodul capteaza acesti electroni si are proprietati oxidante fata de mediu. Solutia conductoare contine purtatori de sarcina, numiti cationi, daca sarcina lor este pozitiva, si anioni, in cazul invers. Sub efectul campului electric produs de curentul de electroliza, ionii ( cationii si anionii) tind sa migreze: cationii spre catod si anionii spre anod ( aceasta proprietate a servit la definirea lor).
In timpul electrolizei are loc un transfer de substanta din masa electrolitului catre electrozi, proces care se produce prin difuzie ( patrundere a moleculelor catre electrozi, proces care se produce prin difuzie ( patrundere a moleculelor unui corp in masa altui corp) si convectie ( aici, cu sensul de deplasare a particulelor - eventual incarcate electric - ale unui fluid). Asa cum a aratat inca Michael Faraday ( 1791-1867), care a stabilit si legea respectiva, prin electroliza nu se produc transformari chimice decat la suprafata electrozilor. Pe ei se poate depune sau nu ( in functie de natura electrolitului) substanta. Electroliza are foarte multe aplicatii in metalurgie. Cea mai raspandita este obtinerea electrolitica a cuprului si a aluminiului. Cuprul, care se obtine prin topirea minereului, este de obicei amestecat cu niste sulfuri. Din acest fel de cupru se confectioneaza anodul; ca electrolit serveste o solutie de acid sulfuric, pe catod depunandu-se cuprul absolut pur. Aluminiul este obtinut in intregime prin electroliza sarurilor lui topite. In acest caz, consumul de energie electrica este foarte mare. O alta aplicatie este galvanoplastia. Un obiect sau un model al lui , din ceara ori material plastic, este acoperit cu grafit, pentru a conduce curentul electric. Acest obiect serveste drept catod pentru electroliza sulfatului de cupru, ca anod servind o placa de cupru. Pe model se depune un strat de cupru, a carui grosime depinde de durata electrolizei. Acest strat poate fi desprins de model. Pe acelasi principiu se bazeaza nichelarea.
In sfarsit, mai pomenim ca electroliza se utilizeaza la obtinerea clorului, hidrogenului, a unor straturi subtiri, izolatoare etc...

duminică, 26 aprilie 2009

Electricitatea

Stiinta electricitatii s-a constituit incetul cu incetul, pornind de la simple observatii ale fenomenelor din natura. Printre primele observatii relative la ceea ce mai tarziu s-a numit electricitate , trebuie citate fulgerele, trasnetele ( care produceau incendii) aurorele boreale, atractia dintre anumite substante ( pietrele magnetice sau chihlimbarul - caruia i se mai spune si ambra).
Tales din Milet ( 625-547 I.H.r.), cel mai in varsta dintre cei sapte intelepti ai Greciei, fondatorul scolii ioniene, cunostea proprietatile chihlimbarului frecat de a atrage corpurile usoare, datorita "sufletului" pe care-l avea aceasta materie. Tot din antichitate se cunostea proprietatea pietrei de Magnesia de a atrage fierul. Aceasta insusire a magnetitei se materializase si intr-o alta aplicatie: busola.
Otto von Guericke ( 1602-1686), primar al orasului Magdeburg ( Germania), a extins studiul fenomenului de atractie prin frecare la un mare numar de corpuri ( safir, rubin, ametist); el a creat prima masina capabila sa produca electricitate ( statica), cu ajutorul unui glob de sulf: acesta era frecat atunci cand era supus unei miscari de rotatie in jurul unei axe care-l traverseaza. Cu acest aparat producea scantei asemanatoare fulgerelor de pe cer.
Ajunsi in secolul al XVII-lea, se poate trage numai o concluzie asupra observatiilor si experientelor: o singura aplicatie a vazut lumina zilei - busola; se stabilise deja faptul ca electricitatea statica si magnetismul sunt distincte; se manifestasera primele efecte ale trecerii electricitatii prin gazele rarefiate - o anumita luminozitate; in fine, rezultatele obtinute nu constituia decat curiozitati, ca sa nu spunem simple amuzamente; nu se incerca inca realizarea unei teorii.
Cu Stephen Gray ( 1670-1736), fizician englez, a fost strabatuta o noua etapa; acest savant a aratat ca se poate transporta "calitatea electrica" prin fire de matase, apoi de metal, chiar prin corpul uman si prin alte substante care nu au acea "calitate". Ba chiar se poate electriza un corp fara a fi in contact cu altul electrizat ( electrizare prin influenta), corpurile fiind impartite in unele conducatoare de electricitate ( conductori) si altele neconducatoare ( izolatori sau dielectrici).
Mai trarziu, fizicianul francez Charles Francois de Cisternay du Fay ( 1698-1739) a pus in evidenta doua forme de electricitate: cea care se obtine prin frecarea corpurilor transparente, ca sticla sau cristalul, si cea care provine din corpurile bituminoase sau rasinoase, cum ar fi chihlimbarul sau copalul ( rasina asemanatoare chihlimbarului). Prima a fost numita "electricitate vitroasa", iar cea de a doua - "electricitate rasinoasa".
La mijlocul veacului al XVIII-lea se admitea asadar existenta unui fluid electric care se propaga prin conductori si care se putea acumula in anumite aparate, numite azi condensatori. Pentru Benjamin Franklin (1706-1790), om politic, fizician si publicist america, "materia electrica consta din particule extrem de subtile, deoarece ea poate patrunde in materia obisnuita, chiar in cele mai dense metale".
Primele masuratori in privinta electricitatii se datoreaza lui Henry Cavendish ( 1731-1810), in Anglia, si lui Charles de Coulomb ( 1736-1806), in Franta. Cei doi experimentatori au aratat ca fluidul electric "inchis" intr-un corp se imprastie totdeauna la suprafata sa. Notiunea de capacitate a unui conductor este datorata lui Cavendish, iar ideea directa, care scoate in evidenta cercetarile sale de cele ale predecesorilor si contemporanilor, o constituie notiunea de grad de electrizare ( potentialul de mai tarziu). La randul sau, prin masuratori efectuate cu balanta de torsiune, Coulomb a aratat ca forta ( de atractie sau de respingere) ce se exercita intre doua corpuri electrizate este invers proportionala cu patratul distantei dintre ele.
Aceasta analiza a electricitatii statice nu a avut repercusiuni practice. Insa, in 1746 , Louis Guillaume Le ( 1717-1799) a obtinut un "curent electric" temporar, intr-un conductor lung, pe care-l conectase la armaturile unei butelii de Leyda, si a observat ca "viteza materiei electrice care parcurge un fir de fier este aproape de trei ori mai mare decat cea a sunetului"( care este de aproximativ 340m/s).
In 1791, Luigi Galvani ( 1737-1798), fizician si medic italian, observa contractiile membrelor unei broaste, prin punerea unui arc de metal intre doua parti ale trunchiului, a tras concluzia ca nervii si muschii sunt incarcati cu electricitate de semne contrare, ca armaturile unei butelii de Leyda, insa el a ramas la conceptia de "electricitate animala".
Descoperirile pilei electrice, in 1800, de catre fizicianul italian Alessandro Volta ( 1745-1827) a constituit o adevarata revolutie in acest domeniu al fizicii. Electricitatea, pana atunci statica, devenea dinamica. Fenomenele electrice nu mai constituiau niste curiozitati, cercetarile fundamentale avand ocazia sa se dezvolte, fiindca oricine putea produce curent pentru mult timp. Aplicatiile deveneau tot mai numeroase, era deschisa calea pentru utilizarea electricitatii in scopul generarii de lucru mecanic, de caldura, de lumina.
Studiul fenomenelor electrice constituie unul dintre fundamentele descrierii Universului: aceste fenomene sunt prezente peste tot: fortele care actioneaza in interiorul intregii materii, intre neutroni si nuceele atomice, sunt de natura electrica; lumina, contrar aparentelor, este o unda electromagnetica.

Efectul Coanda

Efectul Coanda este un fenomen caracteristic curgerii jeturilor subtiri de fluid aflat sub presiune la iesirea printr-un ajutaj ingust si consta in devierea acestora in apropierea unor pereti solizi, cu un profil convex, tinzand sa urmeze curbura suprafetei acestora.
Efectul Coanda poarta numele celui care l-a descoperit savantul si inginerul roman Henri Coanda ( 1886 -1972), cunoscut pentru realizarea primului avion cu reactie din lume.
Fenomenul a fost observat la 19 decembrie 1910, in cursul primului zbor cu un avion reactiv din lume, pe aerodromul din Issy-les-Moulineaux, de langa Paris. Urmarind evolutia flacarilor ce paraseau ajutajele, Coanda a constatat cu surprindere ca acestea, in loc sa fie deviate spre exterior de catre placile deflectoare, erau, dimpotriva, atrase si lipite de peretii fuselajului. La putina vreme dupa aceasta, Henri Coanda a relatat observatia sa reputatului specialist american ( de origine maghiara), in aerodinamica, Theodor von Karman ( 1881-1963), care pe atunci se afla la univeristatea din Gottingen ( Germania). Karman, apreciind ca fenomenul Coanda reprezinta o descoperire de valoare, l-a denumit efectul Coanda. Pentru aceasta descoperire, H. Coanda a obtinut un brevet la 10 octombrie 1934, cu titlul: Procedeu si dispozitiv pentru a devia o vana de fluid care patrunde in alt fluid.
Ca fenomen al curegerii fluideor, efectul Coanda are aplicatii vaste, diverse, in aproape toate problemele legate de activitatea navala si aerospatiala. Savantul roman a sugerat si un proiect un dispozitiv de andocare ( ridicare), constituit din mai multe ajutaje, asezate unul langa altul, care foloseste efectul de suctiune ( sugere) ce se produce de-a lungul ajutajelor, pentru a trage un vas langa chei si a-l mentine aproape de acesta. Ajutajele tip Coanda pot fi folosite pentru a propulsa si a ghida vase de suprafata si de adancime, utilizand amplificarea impingerii, obtinuta cu ajutorul acestora. Ajutajul Coanda are avantajul de a nu dispune de parti mobile.
Exista o sumedenie de aplicatii potentiale ale efectului Coanda: la purificarea gazelor prin aerare, la controlul gazelor arse, in pompele pentru lichide criogenice ( lichidele pentru temperaturi foarte joase), in dispozitive pneumatice, in amplificatoare de fluide si altele. Insusi savantul roman a deschis calea utilizarii practice a efectului, concepand un dispozitiv " depresor-amortizor de zgmoto" pentru ameliorarea randamentului motoarelor cu combistie interna si o frana de recul pentru armele de foc.
Despre descoperirea efectului ce-i poarta numele, Coanda nu uita sa aminteasca in urmatorii termeni: "efectul meu a fost observat intai la baie, la curgerea vanei de apa din robinet".

joi, 23 aprilie 2009

Eclipsele

Prin eclipse se inteleg doua fenomene de natura diferita: fie ca un astru obscur ( care nu lumineaza) ( Luna, o planeta, un satelit al unei planete) dispare, daca intre sursa de lumina si el se interpune un ecran, fie ca un astru oarecare devine invizibil, daca intre observator si el se interpune un ecran. In primul caz ( eclipse de Luna, eclipse ale satelitilor lui Jupiter), fenomenul este vizibil de catre toti observatorii terestru pentru care astrul este deasupra orizontului. In al doilea caz ( eclipsele de Soare, ocultatii - ocultatia este eclipsarea unor stele de catre Luna sau de o planeta), eclipsa nu se observa decat in regiunile care se afla in umbra ecranului ( Luna, de pilda).
Eclipsele de Luna si cele de Soare au aprins intotdeauna imaginatia oamenilor ( au mancat Luna varcolacii); imprejurarile aparitiilor lor au fost studiate inca din andanca antichitate, ceea ce a condus probabil la primele rationamente stiintifice. Calculul eclipselor a fost rezolvat satisfacator de catre astronomii greci. Observatiile lor i-au permis lui Aristarh din Samos ( 310-230 I.H.r.) sa masoare pentru prima data, dimensiunile Lunii si distanta dintre ea si Terra; acestea i-au permis lui Hiparh ( circa 190-125 i.H.r.) ca, in anul 130 i.Hr., sa determine fenomenul de precesie a echinoctiilor, adica acea deplasare lenta si retrogradata a punctelor echinoxiale - cand ziua este egala cu noaptea - pe eliptica ( orbita aparenta a Soarelui, parcursa de acesta in timp de un an)
Eclipsa de Soare se produce cand Luna se interpune intre Soare si observator, cu alte cuvinte, cand conul de umbra al Lunii sau prelungirea ei baleiaza ( matura) suprafata Pamantului. Trebuie insa indeplinite doua conditii: ca Luna si Soarele sa fie in vecinatatea conjunctiei ( situatie momentana a doi astri care se gasesc in aceeasi directie pe bolta cereasca, fiind - aproximativ - coliniari cu Pamantul), ceea ce se intampla in perioada de Luna noua, si ca Luna sa se afle un vecinatatea elipticii, aproape de unul dintre cele doua noduri ale orbitei sale ( nodul este punctul de intersectie a orbitei unui corp ceresc cu planul elipticii).
Eclipsele de Luna se produc atunci cand Soarele, Pamantul si Luna sunt aliniate in aceasta ordine, cu alte cuvinte in perioada de Luna Plina.
Intr-o perioada de 18 ani, 11 zile si 8 ore, denumita si saros, eclipsele de Luna si de Soare se repeta la aceleasi intervale in aceeasi ordine. In acest interval de timp au loc 42 de eclipse de Soare - 14 partiale si 28 centrale totale, mixte sau inelare - si tot 42 eclipse de Luna din care 14 in penumbra si 28 in umbra -14 partiale si 14 totale.
Studiul Eclipselor a prezentat si prezinta chiar si in zilele noastre un interes particular pentru astronomie. In timpul eclipselor totale de Soare a fost (si mai este inca) studiata cel mai bine atmosfera solara. Coroana ( patura externa a atmosferei solare ), descoperita de Baily in timpul eclipsei din 1842, a fost studiata numai in timpul eclipselor, pana la inventarea coronografului ( instrument astronomic pentru studiul coroanei solare), de catre astronomul francez Bernard Lyot ( 1897 - 1952), in 1937. Cromosfera ( strat al atmosferei solare, situat deasupra fotosferei - strat al atmosferei solare prin care se emite radiatia optica) a fost observata prima data in timpul eclipsei din 18 iulie 1860.
In ceea ce priveste eclipsele de Luna, ele ofera posibilitatea pentru studiul atmosferei terestre ( care refracta si absoarbe partial radiatiile solare) si pentru masurarea acceleratiei seculare a Lunii si incetinirea rotatiei Pamantului. Ocultatiile stelelor de catre Luna furnizeaza un mijloc precis pentru a determina iregularitatile miscarii Lunii si permit definirea cu precizie mai buna a timpului uniform ( timpul efemeridelor, care este un timp apropiat de cel universal - timpul universal este timpul civil* al meridianului de origine, care trece prin Greenwich-Anglia-, scurgandu-se insa riguros uniform si avand drept unitate fundamentala de masura secunda).
Eclipsele de Soare sunt extrem de pretioase pentru istorici: aceste fenomene sunt adesea consemnate in cronici, extrem de vechi; prin urmare este posibil sa se calculeze, cu o foarte mare exacititate, ora tuturor eclipselor trecute si locul in care ele au fost vizibile, ceea ce a permis rectificarea uneori a cronologiei istoriei vechi si stabilirea corespondentei dintre diferite calendare.

*Timpul civil este timpul local, avand originea la miezul noptii, decalat cu 12 ore inaintea timpului solar mijlociu cu originea la amiaza.

Dioda

Dioda ( de la grecescul diodos = trecere) este un tub electronic, adica o incinta din metal sau sticla, inchisa ermetic, vidata, prevazuta cu doi electrozi - un catod si un anod, ce serveste la controlul fluxului de electroni in circuitele electronice. Cand se aplica o tensiune electrica pozitiva la anod ( sau placa) electronii emisi de catodul incalzit se deplaseaza de la catod la anod, in interior, iar in exterior inchid circuitul printr-o rezistenta. Daca se aplica o tensiune negativa la anod, electronii emisi de catodul incalzit nu pot parasi catodul si, deci, numai apare nici un curent in circuit. Astfel, dioda permite sa curga curentul doar de la catod la anod si nu invers. Cand se aplica o tensiune alternativa, atunci curentul curge doar pentru alternantele care fac anodul pozitiv. Se spune ca astfel curentul alternativ este redresat sau ca este transformat in curent continuu pulsant.
Dioda a fost inventata ca urmare a necesitatii folosirii sale la comunicatiile radio. Inventatorul diodei a fost savantul englez John A. Fleming ( 1849-1945). Inventia lui Fleming, facuta in anul 1904 se baza pe posibilitatea trecerii electronilor emisi de un filament prin vid, de la un electrod la altul. Prima dioda era un tub de sticla vidat, ca un catod inclazit si un electrod rece, o placa metalica, numita anod.
Dioda a fost cunoscuta la inceput sub nule de "valva lui Fleming". Ulterior dioda a fost perfectionata. La tipul de dioda cu catod, cu incalzire indirecta, emitatorul de electroni consta dintr-un cilindru metalic, de obicei din nichel, care este acoperit cu un amestec de oxizi de bariu si strontiu, un material ce emite usor electroni la incalzire. Incalzirea cilindrului se realizeaza la trecerea curentului electric printr-un conductor metalic spiralat, ce poarta denumirea de filament.
In anul 1906 inginerul american Lee de Forest ( 1873-1961) adauga tubului electronic construit de Fleming un al treilea electrod, grila, si creeaza astfel trioda. Grila este alcatuita dintr-o retea de fire metalice sau o sita metalica, ce poate fi traversata de un fascicul de electroni. Prin aplicarea unui potential electric grila poate facilita sau poate bloca trecerea fluxului de electroni, care provine de la catod si este tras spre anod. In acest fel, semnale electrice slabe aplicate pe grila, pot fi transformate in semnale puternice in circuitul principal, care cuprinde catodul si anodul. Trioda a fost primul amplificator de semnal electric. Prima trioda conceputa de Lee de Forest ( considerat si "parintele" radioului") a fost denumita audion. Trioda este dispozitivul ale carui principii stau la baza realizarii tututor echipamentelor electronice.
Diodele si triodele s-au folosit la emisia, detectia si amplificarea semnalelor electrice, care au facut obiectul primelor transmisii radiofonice regulate din orasul New York, in anul 1907.
In anii care au urmat, tuburile electronice bazate pe principiile diodei si triodei s-au diversificat, astfel incat sa indeplineasca: generare de oscilatii electrice, generare de radiatii X, producere de microunde ( tuburi clistron), inscriere de imagini pe un ecran luminiscent ( tuburi cinescop) etc...

miercuri, 22 aprilie 2009

Dinamita

Inventarea dinamitei este opera savantului suedez Alfred Nobel. El s-a nascut in anul 1833, la Stockholm. A studiat chimia in orasul natal, apoi in Rusia, la Petersburg. Intre anii 1853 si 1855 a lucrat in S.U.A., la santierele navale ale suedezului Ericsson.
Inca din anul 1847, un chimist italian din Torino, Ascanio Sobrero (1812-1888), descopera un nou compus, pe care il produce prin tratarea glicerinei cu acid azotic, in prezenta acidului sulfuric concentrat: este trinitratul de glicerina sau, pe scurt, nitroglicerina. Nitroglicerina este un lichid galben, uleios, care explodeaza la cea mai mica lovire. Desi se vadea importanta acestui nou explozibil, manipularea sa pur si simplu nu era posibila.
In 1862, Alfred Nobel face primul pas spre "imblanzirea" nitroglicerinei si experimenteaza explozibilul intr-o mina, folosind ca fitil praful de pusca. Peste doi ani efectueaza cercetari sistematice in laboratorul sau din Helenborg, apoi in fabrica din Vinterviken, dar o explozie ii distruge cladirea cu toate instalatiile. A murit atunci si fratele sau, Emil ( avea 23 de ani). La protestele vecinilor, guvernul suedez nu mai aproba reconstruirea laboratorului . In 1865, Nobel se va muta in Germania unde isi va construi, la Krumell, lanaga Hamburg, un alt laborator. Un an mai tarziu, o alta explozie ii distruge si acest laborator. Au murit 15 oameni. Intre timp, un vapor ce transporta explozibilul in America de Sud , in Peru, sare in aer, cu 50 de marinari la bord. Oamenii au inceput sa-l ocoleasca pe savantul Alfred Nobel. Era privit ca un mesager al infernului . Hotelurile nu-l mai primeau. Era supranumit "regele mortii".
Totusi Nobel nu a disperat, ci a continuat sa lucreze cu incapatanare mai departe pentru a obtine un explozibil sigur. A experimentat amestecarea nitroglicerinei cu diferite materiale inerte ( pietris, faina, cocs...) Dupa multe incercari, descopera faptul ca impregnarea nitroglicerinei in rocile diatomeice, de tipul kieselgur, care se exploatau din belsug in zona Hanovrei, conduce la o foarte buna fixare a lichidului exploziv ( kieselgurul absoarbe foarte bine cantitati mari de nitroglicerina) si, in plus, materialul astfel produs nu mai explodeaza prin simpla lovire. Explozia se putea amorsa doar sub actiunea unei scantei. El a numit noul material explov dinamita.
Actul de nastere a dinamitei este 1867, anul in care Nobel si-a inregistrat brevetul. Dinamita brevetata era alcatuita din 75% nitroglicerina si 25% kieselgur. Pentru amorsarea exploziei, Nobel foloseste fulminatul de mercur , descoperit de Howard inca din anul 1800. Fulminatul este folosit si in vremurile noastre, pe scara larga la capse de cartuse.
Nitroglicerina putea fi folosita in siguranta si oriunde era nevoie de puterea uriasa a detonatiei. Nobel continua sa lucreze si sa realizeze aproape 200 de brevete de inventie, multe dintre ele aplicate in industrie; din aceste brevete realizeaza o avere de zeci de milioane de coroane.
In 1875, Alfred Nobel descopera asa-numita "guma de dinamita" sau pulberea fara fum. Este un amestec de doi explozivi ( nitroceluloza si nitroglicerina) cu forta de detonatie sporita. Incepand cu anul 1888, acest nou explozibil va inlocui total pulberea neagra cunoscuta de secole. Datorita aplicatiilor militare la grenade, proiectile si torpile, in Europa Occidentala se construiesc rapid fabrici de explozibil pe baza brevetelor lui Alfred Nobel.
Sigur, desi foarte bogat, Nobel, cu cat inainta in varsta, avea tot mai multe remuscari pentru atatea vieti pierdute, datorita dinamitei ( rude, prieteni si colaboratori pieriti sub ochii sai), precum si pentru zecile de mii morti in razboaie de dupa descoperirea sa.
In anul 1895, cu un an inainte de moarte, a facut un testament unic, de o imensa filantropie. El lasa intreaga sa avere de 30 de milioane de coroane aur ( 9,2 milioane de dolari) cu dispozitia expresa ca, in fiecare an, din dobanzile rezultate din aceasta suma garantata de statul suedez, sa se acorde cinci premii pentru: fizica, chimie, fiziologie ( medicina), literatura si pace. Din anul 1968, Comitetul Fundatiei Nobel mai adauga un premiu: cel pentru economie. Fiecare premiu are astazi o valoare de peste 200 000 dolari. Aceste premii, numite Premii Nobel, se acorda sub Egida Academiei de Stiinte a Suediei, iar cel pentru pace este acordat sub egida Academiei de Stiinte a Norvegiei. Premiile Nobel sunt acordate anual pentru cele mai mari descoperiri stiintifice indreptate spre binele omenirii. Primele Premii Nobel s-au acordat in anul 1901.

sâmbătă, 18 aprilie 2009

Diamantul

Diamantul este o forma cristalina a carbonului, care se formeaza la temperaturi si presiuni foarte mari. De aceea, in mod natural, diamantele se formeaza in rocile topite, situate la andancimi de 100-200 de km. Cristalele tip diamant, sunt aduse la suprafata Pamantului prin eruptiile vulcanilor. In aceasta calatorie, o parte din ele se vaporizeaza sau se transforma in grafit ( material din care se confectioneaza minele de creion).
Roca speciala ce contine diamantul este kimberlitul ( numele provine de la localitatea Kimberly, din Africa de Sud, unde s-au gasit multe diamante). In anul 1870 s-au deschis in Africa de Sud primele mine de diamante.
Diamantele aluvionare ( aflate in albiile raurilor) au fost recoltate inca din secolul al VIII-lea i.Hr., in India. Ele erau exportate si ajungeau pana in portul Alexandria ( Egipt). Un astronom al regelui Ptolemeu scrie despre un rau indian plin de diamente.
In Brazilia s-au descoperit diamante in secolul al XVIII-lea, la 500 km nord de Rio de Janeiro, in zona numita Diamantina.
Incepand cu anul 1866, in Africa de Sud s-au descoperit zacaminte masive de diamante. In anul 1955 s-au descoperit in Siberia, sub stratul de gheata vesnica, cele mai mari zacaminte de diamante din lume. In epoca moderna, Canada a devenit un mare producator de diamante.
Sute de ani, diamantele au fost folosite drept talismane, iar uneori erau fixate ca pietre de podoaba pe inele. Cel mai vechi giuvaier cu diamante ( neslefuite) era considerat coroana reginei Ungariei, ce dateaza din anul 1074. Regii Frantei si reginele Angliei utilizau diamantele ca insemne ale puterii inca din anul 1300.
Cea mai veche indicatie privind slefuirea diamantelor dateaza din secolul al XIV-lea si este de origine indiana. In Venetia se prelucrau diamantele. Taierea diamantului a fost mentionata, ca operatie de bijutier, abia in anul 1550, la Antwerpen ( Flandra), cel mai important centru pentru diamante din lume.
Diamantele sunt pietre pretioase transparente, caracterizate prin foc ( capacitatea de reflexie) si stralucire ( brilianta).
Pentru a i se accentua efectele optice, un diamant brut trebuie taiat dupa anumite fatete. Taierea si slefuirea diamantelor este o arta foarte grea si migaloasa. De aceea, diamantele prelucrate sunt deosebit de pretioase.
Exista cateva diamante celebre.
Steaua Africii are 530,2 carate ( 1 carat = 0,2 grame) si este cel mai mare diamant taiat din lume. Are forma de para, cu 74 de fatete si se afla in sceptrul regal al Regatului Marii Britanii, fiind tinut impreuna cu bijuteriile Coroanei in Turnul Londrei. Diamantul a fost decupat din diamantul Cullinan, de 3106 carate, cel mai mare din lume, care a fost gasit in Transvaal ( Africa de Sud), in anul 1905. Alte diamante cunoscute, in originea valorii sunt: Excelsior (971,5 carate), Steaua Sierrei Leone (936,9 carate), Marele Mogul ( 787), Dariia-i-Nur ( 175-195 carate), a fost purtat de Sahul Iranului la incoronare, in anul 1967, Koh-I-Noor ( a fost purtat de regina Elisabeta a Marii Britanii la incoronare in anul 1937), diamantul Hope ( adus din India in Europa in 1642 si achizitionat de Ludovic al XIV-lea, care a pus sa fie taiat la 67,5 carate, fata de 112 carate cate avea initial).
Odinioara se credea ca diamantele au proprietati magice si medicale. Unele diamante sunt fosforescente, adica lumineaza cand sunt aduse de la lumina si lasate in intuneric. De aceea lumea veche credea in puterile malefice ale acestor diamante. Se mai credea ca diamantele pot alunga diavolii, pot vindeca, pot da curaj in batalii sau pot feri de moarte. Casele cu diamante ingropate in cele patu colturi ar fi ferite de trasnete. Filozoful grec Platon ( 427-347 I.Hr.) credea ca pietrele pretioase sunt fiinte vii aparute din combinatia cu spiritele astrale. Diamantele erau purtate ca amulete impotriva otravirilor. Pulberea de diamant era si otrava si medicament. Baiazid II, sultanul turcilor, a fost ucis de fiul sau, care i-a pus praf de diamant in mancare, iar Papa Clement al VII-lea a fost omorat de proprii sai medici, care i-au dat 14 linguri pline de praf de pietre pretioase.
Inca din antichitate oamenii au visat sa produca diamante.
Primul experiment serios in scopul producerii de diamante pe cale artificiala a fost inteprins de savantul rus V.H. Karazin, in anul 1823. Sinteza diamantului a fost incercata si de savantul englez Hannay, care, in anul 1880, a facut experiente cu parafin incalzita in tuburi de presiune. Savantul francez Henri Moissan (1852-1907) a folosit metale topite, care prin racire brusca, ar fi trebuit sa realizeze presiuni foarte mari in stare sa transforme in diamant carbonul introdus in topiturile respective. Nici una din experientr nu a dus la rezultate concludente.
O data cu dezvoltarea tehnicilor presiunilor inalte, la care a contribuit esential savantul american P.W. Bridgman ( 1882-1961), laureat al Premiului Nobel pentru fizica in anul 1946, s-au creat conditii pentru sinteza diamantului.
Echipa savantilor americani F. Bundy, T. Hale, H. Strong si R. Wentorf a reusit producerea diamantului sintetic la 31 decembrie 1954. Anuntul in presa a aparut la 15 februarie 1955.
Astazi se produce in mod curent pulbere de diamant pentru scopuri industriale ( pentru cutite, discuri de taiere, foi abrazive, sape de foraj), iar procedeele de preparare s-au diversificat, incluzand folosirea catalizatorilor si a laserului. Productia mondiala, de diamante sintetice a crescut in ultimii ani, iar aceste diamante, care nu au totusi marimea si frumusetea celor naturale, sunt materiale indispensabile industriilor moderne. Sa retinem totusi un fapt remarcabil: republica Zair este cea mai mare producatoare de diamante industriale din intreaga lume.

vineri, 17 aprilie 2009

Daltonismul


Pare de necrezut, dar un barbat din doisprezece, insa numai o femeie din doua sute cincizeci, sufera de o anomalie de percepere a culorilor. Acest defect, numit discromatopsie, este mai cunoscut sub numele de daltonism, de la numele marelui fizician si chimist englez John Dalton ( 1766-1844) care, fiind atins de aceasta boala, a studiat-o pe sine insusi la sfarsitul sescolului al XVII-lea. Astazi, gratie progreselor biologiei si fiziologiei, se cunosc mai bine originea si mecanismele receptarilor anormale a culorilor.
Dintotdeauna oamenii au fost intrigati de modul in care ochiul percepe culorile. Din pacate niciodata nu vom sti daca o anumita nuanta a unei anumite culori este receptata exact la fel de doua sau mai multe persoane.
Anticii ( Empedocle, de exemplu) credeau ca ochiul este asemenea unei lanterne care trimite raze verzi asupra obiectului privit, determinand in acest fel culorile si conturul lui. Teorie ingenioasa, care insa poate fi combatuta cu o obiectie importanta: de ce ochiul nu trimite raze pe culoarea neagra?
Primul care a emis ipoteza ca in ochi se formeaza imagini ale obiectelor, iar culoarea este conditionata de culoarea luminii incidente, a fost matematicianul si filozoful arab Ibn Al-Haytham mai cunoscut sub numele de Alhazen (965-1039). Pe urma, Kepler a emis ideea ca in ochi ar exista o lentila, cristalinul, iar Newton, prin descompunera luminii albe, a demonstrat ca ea este la originea culorilor. Culoarea unui obiect este legata de capacitatea lui de a reflecta anumite nuante si de a le absorbi pe altele.
Apoi, in 1801, medicul si fizicianul englez Thomas Young ( 1773-1829) a emis ipoteza ca exista un numar limitat de receptori, adica nu este posibil, spunea el, sa fie in ochi cate un receptor special pentru fiecare nuanta de culoare pe care o puten discerne. Din aceste reflectii s-a nascut teoria tricromatismului: Ypung a postulat ca exista trei receptori, sensibili la trei culori principale (rosu, galben si albastru), iat toate nuantele pe care le percepem sunt in functie de gradul de excitare al fiecaruia dintre cei trei receptori, urmand ca creierul sa reconstituie culoarea perceputa de ochi.
Fara a intra in amanunte, la sfarsitul secolului al XIX-lea , fiziologul german Ewalg Hering a remaniat si completat spectaculos terotia tricromatismului, a lui Young, elaborand teoria culorilor complementare. Dand explicatii dintre cele mai subtile, Hering a ajuns la teoria, valabila astazi, ca exista intr-adevar trei feluri de receptori, care reactioneaza la trei culori ( albastru, rosu si verde), iar raspunsurile furnizate de acesti receptori sunt asamblate si combinate intr-un anume mod, inainte de a fi trimise creierului.
Au trecut 60 de ani pana cand au fost verificate si confirmate genialele ipoteze a lui Hering. Intr-adevar, fiziologii au descoperit ca retina ochiului este tapetata cu doua tipuri de receptori: bastonas, care dau senzatia de lumina si conuri, care sunt de trei feluri si care serversc la receptarea culorilor.
Sunt insa milioane de persoane care percep incorect culorile. Cea mai frecventa anomalie este incapacitatea de a face distinctie intre rosu, portocaliu, galben si verde. Sa nu ne inchipuim insa ca ei vad lumina alb negru; ei disting frumos si bine culorile, numai ca ei le vad altfel decat noi. Cu toate ca bastonasele si conurile sunt la locul lor, fotopigmentii impresionati de lumina sunt progrmati genetic gresit. In consecinta, creierul accepta mesajul eronat care-i parvine.
In zilele noastre, in jur de 8 % dintr barbati si 0,4 % dintre femei confunda verdele cu rosul si invers, mai putine persoane in tarile si teritoriile subdezvoltate. Boala este ereditara, iar genele care poarta informatia responsabila de aceste doua tipuri de conuri sunt situate in cromozomul X.

marți, 14 aprilie 2009

Cromatografia si Cromatograful

Cromatografia reprezinta o metoda revolutionara, foarte sensibila, de analiza a substantelor chimice. Principiul cromatografiei a fost descoperit de savantii englezi A.J.P. Martin ( n. 1910) si R.L. Synge ( n. 1914), cercetatori, primul, fizician-chimist la Institutul national de Cercetari Medicale din Londra, si al doilea, biochimist la Institutul de Cercetari Rowett din acelasi oras. Principiul acestei metode este simplu: amestecurile de substante complexe, antrenate de lichide convenabil alese, se separa in componentele respective, in cursul deplasarii lichidului ce poarta substantele printr-un mediu absorbant, ca de pilda o coloana de pulbere absorbanta ( metoda denumita in acest caz cromatografie pe coloana) sau o foaie de hartie de filtru ( metoda ce poarta denumirea de cromatografie pe hartie). Pentru " descoperirea si perfectionarea analizei cromatografice de repartitie pe hartie, in analiza organica", cei doi savanti au primit Premiul Nobel pentru chimie pe anul 1952.
Se pare ca procedeul cromatografic a fost reinventat de mai multe ori in cursul istoriei stiintei. Astfel, in 1850, chimistul german F.F. Runge ( 1796-1867) a analizat amestecuri de coloranti cu ajutorul unei fasii de sugativa, a carei extremitate era muiata in lichidul ce urma sa fie studiat. Runge a mai propus o metoda de separare a corpurilor dizolvate in acelasi lichid, cu ajutorul unui praf de lemn introdus in solutie. Cativa ani mai tarziu, chimistul Schoenbein foloseste aceeasi metoda cromatografice, rudimentara, pentru separarea unor saruri metalice afltare in solutii.
Istoria consemneaza faptul ca biologul rus Mihail S. Tvet (1872-1920) redescopera metoda cromatografica in 1901, cand efectueaza cu succes prima analiza a clorofilei, folosind un extract din frunze verzi, macerate in eter de petrol, trecute printr-o coloana de carbonat de calciu fin pulverizat. Memoriul lui Tvet a fost publica intr-o revista botanica obscura din Rusia si, de aceea a ramas necunoscut. De aceea s-a ajuns ca principiul metodei cromatografice sa fie redescoperit abia in anul 1931. In acel an, chimistii germani Kuhn, Winterstein si Lederer au reusit sa separe, prin analiza cromatografica pe coloana de material poros, componentele anumitor varietati de pigmenti cu proprietati foarte asemanatoare, numite carotenoide. Reusita analizei celor trei savanti a dovedit ca prin cromatografie se pot separa si se pot obtine in stare pura produsi cu proprietati foarte apropiate, care sunt, in acelasi timp, greu de separat prin alte mijloace.
Rezultatele obtinute prin noua metoda sunt atat de precise si de surprinzatoare, incat cromatografia poate fi considerata ca fiind cea mai mare descoperire in domeniul analizei chimice facuta in secolul al XX-lea.
Aplicatiile cromatografiei sunt diverse si foarte importante: studierea elementelor de pamanturi rare in stare pura, observarea separarii acizilor aminati in biologie s.a.m.d.p. De asemenea, prin cromatografie s-a putut verifica structura insulinei, s-a identificat un nou hormon al tiroidei etc...
Desi nu au fost explicate in mod satisafactor toate fenomele legate de procedeul cromatografic de separare, s-a trecut deja la construirea de aparate sofisticate, care poarta denumirea de cromatografe. Aceste aparate, a caror realizare nu poate fi atribuita unui singur inventator, se perfectioneaza in mod continuu. Se poate spune ca cromatografia si cromatograful reprezinta cu adevarat o opera colectiva a multor savanti si ingineri, care si-au adus contributia, de-al lungul timpului, reusind sa transforme o observatie simpla, la indemana fiecarui elev de liceu, intr-o tehnica de mare precizie si de o deosebita sensibilitate.
Astazi au aparut tehnici si aparate noi, asa cum este cazul radiocromatografiei ( procedeu in care sunt folositi izotopii radioactivi) si al electrocormatografiei (procedeu in care se foloseste un camp electric aplicat solutiei cromatografiate), care au revolutionat chimia cantitativa

luni, 13 aprilie 2009

Compact-Discul (CD)

Compact-discul este un mediu de inregistrare a informatiei sub forma de disc subtire, caracterizat printr-o imensa capacitate de inmagazinare. El este folosit pe scara larga in inregistrare si reproducere de muzica si imagini de o mare fidelitate.
Tehnologia compact-discului a fost pusa la punct in anii '70. Atunci se vorbea cu mandrie ca omenirea a trecut la era discului video. Pe un disc de tip video, semnalul este inscris sub forma unor adancituri fine, cu ajutorul unui laser cu argon. Lumina albastra a laserului interactioneaza cu substanta numita fotorezist, aflata pe suprafata discului. Apoi fotorezistul este developat. Portiunile iluminate fiind solubile, ele sunt usor indepartate. Punctele inscrise pe disc sunt "citite" tot de un laser, numit laser de citire.
Daca se inregistreaza sunetul pe CD atunci avem de-a face cu un compact-disc audio. Deoarece inregistrarile se fac in cod numeric, iar apoi sunt transformate prin sisteme speciale in semnale sonore sau vizuale, discurile sau denumit digitale ( de la cuvantul digit= cifra in lb. engleza).
Primul disc audio digital a fost lansat de firmele Mitsubishi, Sony, Hitachi la Targul International Audio, in septembrie 1977. In prima etapa, firmele producatoare au standardizat aparatura de intregistrare-redare. Primele discuri audio-digitale aveau 30 de cm in diametru. Aceeasi dimensiuni s-a utilizat si pentru discurile video.
In anul 1978, compania Philips ( companie electronica din Olanda) a produs un disc audio-digital de numai 11,5 cm. Philips s-a asociat cu compania japoneza Sony, pentru a produce CD-uri cu diametrul de 12 cm. Un disc cu diametrul de 30 cm poate contine pana la 15 ore de muzica. El este insa nepractic si costisitor. Noul disc de 12 cm dureaza 74 de minute, un timp rezonabil pentru un ascultator de muzica. Timpul de 74 de minute a fost sugerat de durata aproximativa a Simfoniei a IX-a a lui Beethoven.
Compact-discul s-a modernizat a fost lansat pe piata in octombrie 1982. In urma cu cativa ani, CD-ul a castigat o mare popularitate si a devenit principalul mijloc de acces la informatia audio.
Incepand cu anul 1982, folosirea benzilor pentru inregistrare-redare audio-video a inceput sa se restranga, datorita comoditatii, durabilitatii si a fidelitatii oferite de compact-discuri.
CD-urile nu sunt utilizate numai pentru informatia audio-video, ci mai ales, pentru stocarea si transferul de date din sistemele de calcul si din marile baze de date. Capacitatea de inmagazinare a CD-urilor creste pe masura ce evolueaza tehnologia materialelor fotosensibile si sistemele cu lasere pentru inscrierea si citirea informatiei. Exista discuri care poti fi doar citite, o data ce informatia este inscrisa: sunt asa-numitele discuri CD-ROM ( de la cuvintele: read-only-memory = memorie care poate fi doare citita). Exista, de asemena CD-uri pe care se poate inscrie, citi si reinscrie informatia de un numar mare de ori.

Cometele

Cometele sunt corpuri ceresti alcatuite dintr-un nucleu luminos, inconjurat de o masa difuza de gaze si pulberi, care, uneori, se prelungeste sub forma unei cozi indreptate in sens opus Sorelui, din cauza vantului solar ( acesta este un flux continuu de particule, in special protoni, emise de soare, cu viteze de peste 300 km/s; densitatea si viteza particulelor depind de activitatea solara). Popular, cometelor li se spune stele cu coada. De altfel, cuvantul vine de la latinescul cometa, fie de la grecescul kometes, care inseamna stea cu plete. Cometele sunt astri care apartin sistemului solar si care apar pe cer cu imense trene luminoase, mobile in raport cu stelele.
Prima observatie a unei comete, care ne-a parvenit, se gaseste in analele chinezesti din anul 2316 I.Hr. Pana in zielele noastr au fost observate, cu ochiul liber sau cu ajutorul telescoapelor, aproape 2000 de comete; unele dintre ele revin periodic.
Cometele sunt constituite din trei parti: nucleul, de dimensiuni mici, care se reprezinta ca un obiect stelar, inconjurat de o nebulozitate stralucitoare, coama cometei, de forma aproape sferica ( ea se mareste cand cometa se apropie de Soare); nucleul si coama constituie capul cometei, urmat de coada, care atinge uneori mai multe sute de mii de kilometri ( marimea circumferintei Pamantului la ecuator este de aproximativ 40 000 km).
Studiul orbitelor cometelor prezinta un foarte mare interes pentru determinarea originii cometelor. Orbita, calculata pornind de la observatii, se raporteaza in general la punctul cel mai stralucitor, adica la nucleu, in care este concentrata, se crede, ce mai mare parte a masei, de altminteri, foarte mica.
Se admite ca toate cometele, cel putin la inceput, au orbite eliptice, ceea ce permite sa se afirme ca ele apartin sistemului solar. Cu timpul, unele orbite ale cometelor se deformeaza, devenind parabolice sau hiperbolice.
Este posibila calcularea perioadei cometelor eliptice. Ea variaza considerabil de la cativa ani, la cateva milioane de ani. Orbitele cometelor periodice nu sunt perfect constante. Ele sunt supuse perturbatiilor planetare si se transforma, mai ales la fiecare trecere in vecinatatea Soarelui, pierzand o parte din masa, prin formarea coamei si a cozii. Astfel se explica faptul ca anumite comete periodice au disparut complet dupa mai multe reveniri.
Nucleul cometei este extrem de dificil de observat. El se prezinta in general ca o foarte mica nebulozitate stralucitoare, situata in apropierea centrului coamei. Cateva comete nici nu au nucleu, altele au mai multe.
Coama constituie o nebuloasa mai mare, plasata in jurul nucleului, cu marginile difuze, practic circulara la cometele indepartate, dar usor alungita la apropierea de Soare.
Coada cometelor ia nastere in apropierea nucleului, traverseaza coama si se intinde pe distante considerabile. Ea apare numai la o anumita apropiere de Soare si creste treptat, pe masura ce cometa ce se apropie de Soare. Coada poate avea dimensiuni extrem de mari si este orientata, cum spuneam, pe directia Soarelui dar in sens opus fata de Soare.
Unele comete sunt extrem de spectaculoase. Din aceasta cauza, in vechime, stelele cu coada influentau in mare masura populatia, care credea ca ele prevestesc perturbari sociale ( razboaie, rascoale).
Prin conventie, o cometa capata numele descoperitorului sau descoperitorilor, urmat de anul descoperirii si de o litera.

marți, 7 aprilie 2009

Cinematograful

Nasterea cinematografului ( ce deriva din cuvintele grecesti cinema=miscare graphein= a scrie) este aproximativ contemporana cu cele ale avionului si automobilului. Prima proiectie a cinematografului Lumiere- numit astfel dupa numele inventatorului, francezul Louis Lumiere ( 1864-1948) - s-a produs la 28 decembrie 1895, la Grand Cafe, bulevardul Capucinilor, din Paris.
Ca si automobilul si avionul, cinematograful raspundea nevoii inconstiente a unui "voiaj mobil". El a reusit, ca si celelalte doua, sa reconcilieze doua cerinte contradictorii: a face sa traiasca cea mai mare aventura in spatiu si tim; in acelasi timp, inchiderea intr-o cochilie, intr-un fotoliu moale, intr-o sera calda, o camera intunecata, o matrice confortabila.
Cu mult inainte de inventarea cinematografului, au fost proiectate cu ajutorul lanternei magice ("parintele" aparatului de proiectie, prevazut cu o sursa de lumina si lentile de proiectare a figurilor desenate); Leonardo da Vinci vorbea despre o camera obscura, ba chiar a desenat o lanterna de proiectie. In anul 1646, iezuitul german Kircher a construit o lanterna magica. Inaintea lor insa, in secolul al XIII-lea, calugarul Bacon si , fara indoiala, romanii se pare ca au folosit lanterna magica. In orice caz, in secolul al XVII-lea, matematicianul danez Wangenstein a pus la punct o lampa de proiectie cu lumina artificiala ( o lumanare, sa zicem); totul se intampla in anul 1660. In anul 1798 s-au inregistrat, la Paris, spectacole de proiectii animate ( fantasmagorii), realizate de Robertson.
Pana in 1914 a fost timpul pionierilor. In primul film, Lumiere a intregistrat: o iesire de la lucru, intrarea unui tren in gara, o femeie care se sclada in mare, o partida de joc de carti, un borcan cu pesti.
Lumiere si-a trimis operatorii in toata lumea sa filmeze Venetia sau incoronarea tarului Nicolai al II -lea. Cinematograful a inceput sa inregistreze evenimentele, de la cel mai neinsemnat pana la cel mai spectaculos, in adevarata lor durata. Cinematograful nu reproduce numai ceea ce este real, el fixeaza cu o cadenta de 16 ( apoi de 24) imagini pe secunda momente ale atentiei pure, exacte, unice.
Cinematograful functioneaza pe baza faptului ca ochiul omenesc nu poate masura mai mult de aproximativ 1/3 de secunda o imagine, incat acest interval intervine o alta imagine, ochiul inregistreaza senzatia de miscare. Se admite ca impresia de continuitate a imaginii este obtinuta incepand cu 16 imagini pe secunda. Din aceast cauza, cinematograful vorbit a apelat la frecventa de 24 imagini pe secunda, iar televiziunea la 26 imagini pe secunda, ultima din motive de sincronism al camerei de luat vederi si al receptorului, legate de frecventa curentului de alimentare ( 50 Hz - perioade, cicluri pe secunda).
Acest important mijloc de distractie, de evadare din viata de toate zilele, dar si de manevrare a populatiei, a avut o dezvoltare rapida. Initial ( chiar cateva decenii), cinematograful a fost mut, el a trecut in timpul razboiului mondial Oceanul, din Europa in America, unde a capatat, gratie bogatiei americane, o dezvoltare colosala. Dupa razboi, Europa nu s-a lasat mai prejos, incat avangarda franceza, saga nordica sau germana, valul sovietic au impins cinematograful pe culmi nebanuite.
Cinematograful avea sa compenseze aceasta infirmitate a sa prin cresterea sensibilitatii si a modalitatilor de inventare a scenelor. Insa cuvantul si sunetul nu mai puteau astepta prea mult timp. Punerea la punct a cinematografului vorbitor nu a fost determinanta, fiindca primele incercari concludente ale sincronizarii intre imagine si sunet au fost realizate inca din 1919. In acea vreme, producatorii si distribuitotii unui cinematograf mut infloritor au neglijat inventia. Amenintati de faliment fratii Warner au jucat, in anul 1927, aceasta ultima carte: filmul sonor Cantaretul de jaz, al carui succes a bulversat complet industria si arta cinematografica. La Hollywood, formidabila masina industriala s-a organizat in vederea preluarii acestei cuceriri. Inventarea dublajului ( traducere nesubtitrata) a permis din nou exportarea filmului. In anii '30, cinematograful devenise ( si a ramas, chiar daca mai mult la televizor) o arta populara.
Aceasta formidabila arta se bazeaza acum pe imense bagaje materiale si tehnici de varf. Totul a pornit de la o proiectie de imagini si a ajuns la fine pelicule de diverse tipuri si formate, la inimaginabile trucaje si efecte speciale, la studiouri care arata ca adevarate orase, la inregistrari si redari optice si magnetice, la mixaje si tehnici ale cinematografului in culori.
Cu toate ca aparentele inseala, in tarile bine dezvoltate industria cinematografului este o industrie marginala. In Statele Unite, de departe cea mai mare tara producatoare si consumatoare de cinema, industria cinematografului nu ocupa decat in jur de 0,1 % din venitul national.

sâmbătă, 4 aprilie 2009

Ceasul

Cuvantul "ceas" inseamna mai intai intervalul de timp de 60 de minte, o ora. Ca instrument, el serveste la indicarea orei si la masurarea intervalelor de timp.
Omul a foste preocupat de foarte multa vreme de masurarea timpului care ii regleaza activitatea. La inceput s-a orientat prin observarea directa a ceasurilor naturale: Soarele, astrii si miscarile lungimii umbrei unei vergele verticale (gnomonul), fie prin directia acestei umbre, urmarita pe un cadran solar, a carui axa este paralela cu axa lumii ( prelungirea imaginara a directiei polilor Pamantului pana la intersectia cu sfera cereasca). Aceste "aparate" ( adesea un bat pus vertical, a carui umbra trece prin dreptul unor semne care marcheaza orele) servesc la determinarea orei locale, nu a celei oficiale.
Cam cu 3000 de ani I.Hr. au aparut, in Egipt, clepsidrele cu apa ( printr-un gat ingust se scurgea apa dintr-un rezervor in altul); mult mai tarziu, in veacul al XIV-lea d.Hr, erau folosite curent clepsidrele cu nisip. ele nu permit determinarea orei, insa serveau la masurarea si compararea unei anumite durate de timp mai lungi sau, mai scurte. Precizia unui asemenea instrument este foarte mica, insa suficient de buna, daca timpul masurat este scurt. Astazi clepsidrele cu nisip nu mai sunt folosite decat decorativ sau pentru anumite utilizari casnice ( intre care durata unei convorbiri telefonice, de exemplu).
In mod obisnuit orologiul ( cu pendul) este un dispozitiv in intregime mecanic, in care curgerea continua a unui fluid ( asa cum este imaginat timpul) este inlocuita de miscarea discontinua a unor dispozitive de roti si pinioane dintate. Energia furnizata de o greutate care atarna este restituita prin impulsuri discrete ( separate) unui organ, regulatorul de batai, actionat la randul lui, de un regulator, pendulul. In cazul ceasurilor si al ceasornicelor portabile, forta motoare este inlocuita cu un resort, rulat in forma de spirala, iar pendulul, de un sistem balansier-spiral.
Cabd Galileo Galilei ( 1564-1642) a stabilit legile pendulului, el a intrevazut posibilitatea realizarii unui aparat de masurat timpul, pendula, insa onoarea de a crea, in 1657, primul orologiu cu pendul greu i-a revenit fizicianului Christian Huygens, doi ani mai tarziu tot realizand si primul ceas cu balansier.
Incepand cu secolul al XVII-lea s-a incercat utilizarea orologiilor pentru determinarea longitudinii pe mare, In anul 1762, ceasornicarul John Harrison ( 1693-1776) a primit premiul Parlamentului Britanic, promis savantului care ar fi oferit o solutie la aceasta problema, cu al sau "ceas nr. 4", a carui intarziere, in timpul primului sau voiaj in Jamaica, nu a depasit 5 secunde in 2 luni, adica 1'15" in longitudine.
Cu timpul, ceasurile s-au perfectionat tot mai mult. De-a lungul secolelor, pentru a pune in practica descoperirile fizicienilor, pentru a folosi o parte din calculele matematicienilor si pentru a utiliza aliajele metalurgistilor, ceasornicarii au despus intreaga lor iscusinta. In zilele noastre, ceasurile electronice au devenit marfa de duzina.
Astazi, precizia instrumentelor de masurat timpul este asigurata de rezonatori cu cuart piezoelectric, de rezonatori atomici sau moleculari, a caror stabilitate in frecventa este o proprietate a lor, intrinseca. In aceste conditii, cronometrele nu vor ma fi in curand piese unice, realizate datorita indemanarii si rabdarii unui reglor de precizie.
Precizia ceasurilor atomica este de ordinul a +-10 la -13 ( ceea ce inseamna ca +-1 secunda la 30 0 000 de ani! - cu atat avanseaza sau ramane in urma un asemenea ceas).

Cauciucul


Cauciucul este cunoscut de multa vreme. Se stie ca, cu cel putin jumatate de mileniu inainte de Hristos, mayasii si aztecii din America scoteau de sub coaja copacilor de guma o seva alba, pe care o foloseau la impermeabilizarea imbracamintei si a incaltamintei. Prin incalzirea acestei seve ( numita si latex, deoarece are aspect de lapte), indienii americani obtineau bile elastice pe care le foloseau pentru jocuri. Caopacii datatori de seva miraculoasa erau numiti "caa-o-ciu", adica arbori care plang. De aici se trage numele de "cauciuc", dat latexului obtinut pe cale naturala. Patria arborilor de cauciuc ( Hevea brasiliensis) este America de Sud.
O data memorabila in instoria aplicarii cauciucului este 26 august 1783. Atunci, sub privirile a 50 000 de oameni s-a inaltat balonul umplut cu hidrogen si construit de profesorul de fizica Jacques Alexandre Cesar Charles. Balonul facut din panza de matase era acoperit cu un strat de latex de cauciuc, adus din America.
Prima mostra de cauciuc a fost adusa in Europa in 1736 de profesorul francez Charles Marie de la Condamine ( 1701-1774).
Prima utilizare a cauciucului a fost la guma de sters. Radiera as fost inventata in anul 1770, cand chimistul englez Joseph Priestley ( 1733-1804) a relatat observatia mecanicului Edward Nairne ca granulele de cauciuc sunt mai bune decat frimiturile de paine la stersul urmei lasate de creion. De atunci a inceput sa se vanda bucati de cauciuc drept radiere.
Importanta cauciucului in industrie a aparut ceva mai tarziu, cand americanul Charles Goodyear (1800-1860) a inventat cauciucul vulcanizat. Ani de zile, Goodyear a incercat sa obtina un cauciuc care sa nu fie vascos si sa nu aiba miros. In anul 1844 a descoperit procedeul de vulcanizare. In acest procedeu, cauciucul era amestecat cu sulf si incalzit la 100-170 grade Celsius. Deoarece in acest proces tehnic era implicata caldura si sulful, elemente specifice vulcanilor, procedeul tehnic s-a denumit vulcanizare. In timpul vulcanizarii, moleculele cu configuratie de lant ale cauciucului se leaga intre ele prin punti de sulf, iar masa de cauciuc trece din forma sa plastica in cea elastica. Cauciucul vulcanizat cu 2 % sulf este moale, iar cel vulcanizat cu pana la 20 % sulf este dur.
In 1871 ia fiinta, in Hanovra ( Germania), compania Continental pentru cauciuc si gutaperca. In anul 1892 aceasta va incepe manufacturarea camerelor pentru biciclete, iar din anul 1898 va produce anvelope pentru automobile, fara tesatura.
Monopolul cauciucului a fost detinut pana in secolul al XIX-lea de Brazilia. Exportul semintelor si al puietilor era interzis, iar incalcarea acestei interdictii era aspru pedepsita. Cu toate acestea englezul Henri Wickham a transportat 70 000 de seminte la Londra, ascunse intr-un cosciug. Semintele au fost cultivate la Kew Gardens, iar plantele aparute au fost trimise apoi in Sri Lanka (Ceylon), in Indiile de Vest, Coasta de Vest a Africii, Singapore si Java. Curand productia de cauciuc din aceste zone a depasit-o pe cea a padurilor salbatice din Amazonia. La inceputul secolului al XX-lea , o data cu dezvoltarea automobilismului si a sportului pe roti , a crescut rapid cererea de anvelope si camere.
In august 1909, dr. Fritz Hoffman, de la divizia farmaceutica Bayer, a produs prima mostra de cauciuc izoprenic sintetic. Patentul a fost acordat la 12 septembrie 1909. Poliizoprenul nefiind durabil, in anul 1910 a fost produs cauciucul de metil. In anul 1912 a fost pusa in functiune prima fabrica de cauciuc in Leverkusen ( Germania). Dar acest cauciuc s-a dovedit cu o viata scurta, datorita descompunerii in aer, prin oxidare. In anii '20, von Bayer face cercetari noi si polimerizeaza butadeina ( substanta chimica din clasa hidrocarburilor nesaturate), cu sodiu drept catalizator. Astfel se produce celebrul cauciuc marca Buna.
Pentru a imbunatati cauciucul a fost folosita polimerizarea in emulsie de catre chimistul Walter Bock ( nascut in 1898). S-a folosit stirenul ( o hidrocarbura) ca monomer, iar la vulcanizare, negrul de fum.
La 16 octombrie 1929. dr. Bock a reusit sa obtina un excelent copolimere butadiena/stiren, cu o elasticitate buna si alungire mica. Foile de cauciuc astfel obtinute erau moi si suple. De aceasta data noul cauciuc sintentic Buna S era foarte bun si il intrecea pe cel natural in mai multe privinte.
Cercetari moderne asupra cauciucului au permis sa se obtina, prin tehnologii magnetice, reducerea continutului de cenusa la ardere, precum si de titan, ceea ce a permis imbunatatirea calitatii fibrelor de cauciuc sintetic.
Acum 14 ani, inginerul canadian Kim Sawatsky a descoperit, dupa opt luni de cercetari un procedeu prin care se elimina mirosul specific cauciucului. El a reusit sa puna la punct procedee de prelucrare mecanica a cauciucului. Impreuna cu sotia sa, Karryn, a inceput sa produca centuri, curele, portmonee, saci de voiaj si posete chiar imbracaminte intr-o mica uzina din Brampton ( Ontario). Noul material de natura ecologica este durabil, nu se degradeaza, se recicleaza si este placut la vedere.

vineri, 3 aprilie 2009

Calendarul

Numele provine de la cuvantul latinesc calendarium, care inseamna calendar ( ca acum) si registru de datorii, a caror scadenta era fixata la "calende", prima zi a fiecarei luni pentru romani.
Calendarul este un sistem de divizare a timpului in zile, luni, ani. La baza calendarului se afla trei fenomene astronomice: ziua solara medie ( intervalul de timp dintre doua rasarituri, doua apusuri sau doua treceri consecutive ale Soarelui prin dreptul meridianului locului; ziua solara variaza in cursul anului 23 ore, 59 minute 30 secund, la 24 de ore, 0 minute si 30 secunde; ziua solara medie este cea exact de 24 ore), lunatia sau luna sinodica ( intervalul de timp dintre o Luna noua si o alta Luna noua, consecutive, care variaza intre 29 zile, 6 ore si 29 zile, 20 ore; observarea unui numar foarte mare de lunatii a permis definirea unei lunatii medii, de 29,530589 zile - 29 zile, 12 ore, 44 minute si 3 secunde) si anul tropic ( intervalul de timp de 365 zile, 5 ore, 48 minute si 46 secunde dintre doua treceri consecutive ale Soarelui prin dreptul punctului echinoctial de primavara).
Mai exista si anul sideral, care este intervalul de timo de 365 zile, 6 ore, 9 minute, 9 secunde, in care Pamantul efectueaza o revolutie, in jurul Soarelui, precum si anul calendaristic ( denumit si an civil), care este egal cu intervalul de 365 zile ( an comun) sau 366 zile ( an bisect), socotit de la 1 ianuarie pana la 31 decembrie si devizat in 12 luni calendaristice.
Cel mai vechi se pare ca a fost calendarul egiptean, care dupa toate aparentele, functiona in mileniul al cincilea i.Hr.; in acest calendar, anul avea 12 luni de cate 30 zile, la care se adaugau 5 zile. Fiind insa mai scurt cu un sfert de zi, ramanea in urma cu 15 zile la 60 ani.
L-au urmat calendarele grecesti ( atenian, delfic, teban, corintian s.a.). Cel mai cunoscut dintre ele ( cam la anul 500 I.Hr), cel descoperit de Cleostrat din Tenedos ( calendar care era relativ complicat), facea sa ramana in urma cu 15 zile la 80 ani.
Calendarul roman era un calendar lunar ( legat de Luna, deci); lunile erau mai scurte decat acum ( anul avand 355 zile); din aceasta cauza, din doi in doi ani, intre 23 si 24 februarie se adaugau 22 sau 23 de zile, in asa fel incat durata medie a unui an sa fie de 365, 25 zile, ca acum. In anul 46 i.Hr. ( la 708 ani de la fondarea Romei), sub Iulius Caesar, Sosigene din Alexandria a reformat calendarul ( de atunci el numindu-se calendar iulian) prin care adaugarea a 90 de zile fata de data la care erau, pentru a pune in concordanta calendarul cu anotimpurile. Iulius Caesar a introdus un ciclu de 4 ani, in cursul carora primii trei aveau 365 zile, iar al patrulea 366 zile ( ca acum). Acest calendar a fost impus in tot Imperiul Roman, apoi a fost adoptat de crestinatate si a fost in vigoare pana in secolul al XVI-lea. Biserica ortodoxa de stil vechi il utilizeaza si astazi, credinciosii fiind in urma cu sarbatorile, fata de calendar, cu 13 zile.
Calendarul crestin a fost infiintat in anul 532, cand monahul Denys le Petit a ajuns la concluzia ca Hristos s-a nascut la 25 decembrie, in anul 753 de la fondarea Romei; el punea la punct un tabel de calcul al datei Pastilor, in care anii incep dupa nasterea lui Hristos; era crestina, denumita in acelasi timp si era dionisiana, a cunoscut o difuzare lenta.
Urmatoarea perfectionare a calendarului iulian a fost calendarul gregorian, introdus in 1582, printr-o bula a Papei Grigore al XIII - lea. Durata anului iulian era cu 11 minute si 14 secunde mai mare decat a anului sola, ceea ce duce la o acumulare de o zi la 128 ani. Pentru a pune in concordanta anul calendaristic cu cel solar s-a decis ca numerotarea zilelor sa fie devansata cu zece zile, data de joi 4 octombrie devenind vineri 15 octombrie 1582. In tarile catolice, calendarul gregorian sau "stilul nou" a fost introdus in 1582 sau in anii imediat urmatori, pe cand in tarile ortodoxe sau protestante, mult mai tarziu. In tara noastra, calendarul gregorian a fost adoptat in anul 1 aprilie 1919, cand diferenta dintre stilul nou si cel vechi devenise de 13 zile.
Interesant este calendarul ebraic, care incepe odata cu creearea lumii (dupa Biblie), adica la 3762 ani in urma de anul 1 al calendarului gregorian. Anul 1998 gregorian este 5760 sau 5761 ebraic ( fiindca anul ebraic, incepe in septembrie sau octombrie gregorian, la apusul soarelui, considerat inceputul zile).

Caleidoscopul

Toata lumea a auzit de caleidoscop. Este un instrument optic care realizeaza, cu ajutorul unor oglinzi, imagini simetrice ale catorva mici piese viu colorate, aflate la capatul opus celui prin care se priveste; prin rotirea cilindrului, imaginile pot varia continuu.
Numele intrumentului provine de la cuvintele grecesti kalos, care inseamna frumos, eidos care inseamna imagine, skopein, care inseamna a privi. Caleidoscopul este deci instrumentul prin care se privesc imagini frumoase.
Principiul de functionare a caleidoscopului este simplu si rezulta din constructia sa. Intr-un cilindru opac sunt plasate doua sau trei oglinzi care formeaza intre ele unghiuri diedre de 45 sau 60 de grade. La o extremitate a tubului caleidoscopului se afla doua geamuri paralele, intre care se afla un numar potrivit de mare de fragmente colorate, transparente, de obicei bucatele de sticla, dar si pietricele diferit colorate. Geamul exterior este mat, astfel ca prin el patrunde de afara lumina difuza. La celalalt capat al instrumentului este montata o rondela de carton, care acopera tubul si in care este decupata o deschidere mica, circulara, prin care se urmareste imaginea din interiorul tubului.
Daca, in timp ce se priveste, se roteste putin cate putin tubul, apara in unghiul privirii desene complexe, colorate, variate, unele de o neasemuita frumusete. Imaginile sunt decorative si de la acestea au aparut si aplicatiile serioase: sursa de inspiratie pentru pictura decorativa, modele pentru creatorii de imprimeuri si sugestii pentru ornamente de tapete.
In epoca moderna s-a pus la punct fotografierea imaginilor date de caleidoscop, fapt deosebit de important pentru concretizarea desenelor colorate observate, in modele reale, de utilitate practica.
Instrumentul despre care vorbim aici, caleidoscopul, nu pastreaza numele inventatorului sau. Caleidoscopul a aparut prin secolul al VII-lea si a fost reinventat in anul 1816, in Anglia, si in Franta in 1818. Primele caleidoscoape erau foarte scumpe. Ele erau realizate cu perle si pietre pretioase superbe, in locul banalelor bucatele de sticla.
Imaginile se multiplica in caleidoscop, pana cand la un moment dat se suprapun. Suprapunerea se face la fiecare a patra imagine data de fiecare dintre cele doua oglinzi asezate sub un unghi fix. In cazul unui unghi de 45 de grade intre oglinzi, obiectul se vede multiplicat de opt ori. In general, pentru a obtine numarul total de imagini diferite ce se pot vedea, pe un singur ciob, se imparte unghiul de 360 grade la valoarea unghiului diedru dintre oglinzi. Imaginile se schimba la fiecare mica rotire a caleidoscopului, datorita reasezarii pozitionale a cioburilor de sticla. Calculul arata ca, in cazul in care un caleidoscop ar contine doar 20 de obiecte mici de sticla colorata, pentru a obtine toate imaginile posibile ar trebui ca sa fie rotit caleidoscopul de zece ori pe minut, timp de cinci sute de miliarde de ani! Desigur, cifra ar fi mai impresionanta daca numarul ciobuletelor ar fi mai mare. Atunci si imaginile ar fi mult mai fine, iar varietatea lor ar fi practic infinita

miercuri, 1 aprilie 2009

Calculatorul electronic


Prima masina mecanica automata de calculat a fost construita in anul 1823, de profesorul de matematica englez Charles Babbage (1792-1871). Ea a fost numita masina de diferente.
Un pas important in dezvoltarea calculatoarelor automate a fost facut in anul 1890, cand americanii Herman Hollerith (1860-1929) si James Power, de la US Census Bureau, au inventat si aplicat la masinile de calcul cartelele perforate. Cei doi inventatori au creat dispozitivele pentru citirea automata a informatiei perforate pe cartele. In acest fel se evitau erori si se putea utiliza o memorie accesibila pe cartele, teoretic nelimitata.
Calculatoarele cu cartele perforate au fost create de firmele International Bussines Machines (IBM), Remington si Burroughs. Calculatoarele erau dispozitive electromecanice, in care energia electrica era utilizata pentru a produce miscare mecanica, in particular inavartirea unor rotite cu dinti si a unor axe cu came. Calculatoarele erau lente. Ele puteau prelucra doar 50-220 cartele pe minut, fiecare cartela avand posibilitatea inscrierii a 80 de caractere.
Inceputul celui de-al doilea razboi mondial a facut necesara o capacitate de calcul mult mai mare, pentru scopuri militare. Erau necesare tabele de traiectorii pentru proiectile.
In anul 1942, John P. Eckert si John W. Mauchly, de la Universitatea din Pennsylavania, au decis sa construiasca in acest scop un calculator electronic rapid. Calculatorul a fost denumit ENIAC ( Electrical Numeric Integrator and Calculator). ENIAC era un calculator de 1 000 de ori mai rapid decat calculatoarele precedente, cu relee. El este considerat ca fiind primul calculator electronic digital, de mare viteza, si a fost folosit intre anii 1946-1955. ENIAC avea 18 000 de lampi electronice, ocupa un spatiu de 200 mp2 si consuma o putere electrica de 180 kW.
Incepand cu anul 1945, matematicianul american John von Neumann (1903-1957) a facut o serie de imbunatatiri remarcabile in programul de calcul, a creat instructiunea de transfer conditional, a introdus subrutinele si biblioteca de programe.
Prima generatie de calculatoare electronice programate, care a tinut seama de imbunatatirile aduse, a aparut in anul 1947.
Acestea aveau memorie RAM ( Random Acces Memory), care este o memorie speciala, pentru a da acces constant oricarei portiuni de informatie. Unele calculatoare au ajuns la dimensiunea unui pian ai aveau 2 500 de tuburi electronice. Programarea se facea in limbaj-masina. Primele calculatoare comerciale au fost EDVAC si UNIVAC.
In anii '50 au fost facute doua descoperiri importante, care au schimbat profund domeniul calculatoarelor electronice, ca sisteme sigure, de mare capacitate. Este vorba de miezurile magnetice de memorie si tranzistorul, ca element de circuit. Imediat calculatoarele au ridicat capacitatea memoriei RAM de la 8000 la 64 000 de cuvinte ( in anii '60) si timp de acces de 2-3 miimi de secunda. Au fost create centrele de calcul cu masini puternice, deservite de programatori. Au fost utilizate pentru stocare pachetele de discuri magnetice si benzile magnetice.
In Romania au fost construite calculatoarele CIFA 1-4, la Institutul de Fizica Atomica - Bucuresti. Primul calculator, CIFA-1, a fost construit in anul 1953, de inginerul Victor Toma. Acest calculator a fost completat si omologat in anul 1957, devenind astfel primul calculator produs intr-o tara est-europeana (comunista). In anul 1961 a fost produs, la Institutul Politehnic din Timisoara, calculatorul electronic MECIPT, iar in anul 1963 a aparut primul calculator electronic constructie proprie, numit DACICC, la Institutul de Calcul din Cluj-Napoca.
In anii '60 s-au facut eforturi pentru marirea vitezei de lucru si a capacitatii calculatoarelor. Calculatorul LARC a fost creat la Universitatea din California. El avea o memorie de baza de 98 000 de cuvinte si efectua o inmultire in 10 microsecunde. Ulterior, cel mai mic timp de acces care s-a atins a fost de 1 microsecunda, iar capacitatea de memorare a ajuns la circa 100 de milioane de cuvinte.
In anii 1960 au aparut circuitele integrate, iar dupa 1970 s-au produs tranzistori si alte elemente de circuit prin depunere de straturi semiconductoare pe plachete de siliciu. Acest salt in microeletronica a determinat o reducere masiva a dimensiunilor si a puterii consumate de calculatoarele electronice. Atunci au aparut microcomputerele cu pachete de programe ( soft-uri)
In anii '80, prin tehnologia VLSI ( very large scale integration), s-a reusit integrarea a sute de mii de tranzistori pe aceeasi placheta de siliciu.
Miniaturizarea calculatoarelor a continuat cu producerea calculatoarelor personale (PC), care erau calculatoare programabile, mici si destul de ieftine pentru a fi cumparate de persoane individuale.
Calculatoarele OC de succes au fost introduse de firmele Apple Computer si Radio Schak, inca din anii '70, fiind incurajate de atractia jocurilor video pe calculator.
Reteaua mondiala de compuere, Internet-ul, posta electronica ( e-mail), precum si publicitatea electronica de documente au aparut si s-au dezvoltat rapid in ultimii ani, ca aplicatii valoroase, pe scara mondiala, a tehnicii informatice, care are la baza cea de-a cincea generatie de calculatoare electronice. Progresele tehnologice, care apar in mod continuu, vor face ca in viitorul apropiat calculatoarele si terminalele de lucru sa se afle in majoritatea locuintelor, in birouri si scoli.

miercuri, 4 martie 2009

Busola

Cine nu a vazut o busola? Probabil multa lume, dat fiind ca a disparut de prin scoli, unde era, pentru multe persoane, singurul prilej de a vedea o busola.
Ce este busola? Un instrument format dintr-o cutiuta, ce are un cadran, pe care sunt indicate punctele cardinale, in mijloc fiind montat ac magnetic, care, lasat liber, indica directia nord-sud. Cu ajutorul busolei poate fi asigurata orientarea in teren.
Dupa unele versiuni, proprietatile magnetice ale materiei ( adica acelea ca materialele sa se atraga sau sa se respinga unul pe altul) au fost sesizate de oameni inca din antichitate.
Cuvintele "magnetism", "magnet" se pare ca provin de la numele provinciei grecesti Magnesia si de la numele orasului Magnessa, in imprejurimile caruia s-au gasit "pietre magnetice" ( zacaminte de magnetit). Aceasta versiune este sustinuta de Titus Lucretius Carus, in poemul sau, De rerum natura ( despre natura lucrurilor). Dupa Plinius, cuvantul magnet a fost denumirea data pietrele gasite de ciobanul Magnes.
Este insa aproape sigur ca busola este o inventie chinezeasca, foarte veche. Chinezii au folosit busola mai inainte pentru a calatori pe uscat. Ei construisera asa-numitele care magnetice, tschi-nan-kiu. Ele erau niste trasuri cu doua roti; inainte scaunului se gasea o mica statuie, mobila in jurul unui pivot, statuia avand un brat intins. In brat se afla o mica bara magnetica, bratul indicand sudul. Imparatii foloseau acest car care pentru a se deplasa prin imensa lor tara, la mare distanta. Inventatorul carului si al busolei este considerar imparatul Tsche-U-Kung ( aproximativ 1100 i.H r)
Potrivit unei alte istorioare, carul a fost inventat de imparatul Huang-Ti, in timpul razboiului impotriva unui rebel. Ultimul avea obiceiul sa ridice nori de praf, pentru a dezorienta si dezorganiza armata imperiala. Huang-Ti a construit atunci un car magnetic, cu care s-a orientat pe campul de lupta si l-a invins, in acest fel, pe rebel ( era cam prin anul 2364 i.H). Mult mai tarziu, prin anul 658 D.H, primul car magnetic a fost transportat in Japonia.
Documentul cel mai vechi privitor la utilizarea busolei in navigatie apare pe vremea dinastiei Tsiu ( anii 265-419). Ajutati de busola, chinezii ajungeau pana in fostul Ceylon ( din 1972 Sri Lanka) si chiar la Ind ( Indus sau Sindh), ba unii spun ca navigatorii chinezi parcurgeau marile pana la Eufrat.
Referitor la folosirea busolei in Europa exista un vechi document este vorba de poemul satiric Biblia, scris in 1190. In aces poem, autorul spune direct ca atunci cand cerul este acoperit si cand nu se poate vedea nici luna, nici stelele, navigatorii consulta acul magnetic. Se vorbeste despre el ca despre un lucru cunoscut.
Pe la 1210, prima parte a cartii sale, Historia orientalis, Jacques de Vitry a facut o descriere a Palestinei. Cunostea aceasta parte a lumii in urma participarii la razboiul albignezilor ( adeptii unei secte din sudul Frantei) si dupa ce statuse cativa ani acolo. In aceea carte se vorbeste despre acul magnetic ca de un lucru nou. Autorul adauga ca magnetul ar fi fost descoperit in India si ca atragea fierul, ca urmare a unor proprietati oculte.
Cuvantul francez aimant ( magnet) provine de la pierre aimante (piatra iubitoare). La chinezi are un nume asemanator thsu-chi. Prin anul 1250, poetul Gathier d' Espinois scria: "La fel cum acul se indreapta spre magnet, la fel totul se indreapta spre frumusetea care face obiectul acestor cantece". Pentru prima oara piatra care atrage metale este numita magnet.
Cercetari stiintifice ale ultiumelor decenii au stabilit ca, fara a contine magnetita, epifiza, situata in creier, este sensibila la campurile magnetice, explicand, in acest fel, orientarea in spatiu la animale si oamenilor. Cu alte cuvinte, avem in creier o busola, care se orienteaza in campul magnetic al Pamantului.

Copyright  2009 Enciclopedia Copiilor - All Rights Reserved