Experiența după ce experiența sa încheiat în același fel: eșecul. Labirintul era o muncă laborioasă, cărora i-au fost date multe nopți nedormite. In mod ciudat a încercat inventatorul becului Alexandr Lodîghin, așa cum a încercat să întărească cu precizie PIN-ul de cărbune în flacon de sticlă globulare, lumina nu a vrut să ardă o lungă perioadă de timp.
Uneori, cinci minute, altfel un sfert de oră va străluci și va ieși ca o rază. De mult timp, în ochii inventatorului epuizat, cărbunele strălucitoare continuau să strălucească. Dar balonul sa răcit de mult și în loc de cărbuni - praf negru, așezat pe pereții becului.
Totul a trebuit să înceapă din nou.
Distins la disperare de un cărbune necorespunzător, Lodygin a decis să elimine aerul din balon. O pompă de pompare a fost pornită, o sticlă a fost sigilată, o baterie galvanică a fost pornită și - oh, bucurie! - Cărbunele arde timp de mai multe ore. „Deci - Lodygin crezut - aerul, sau mai degrabă, cazul său interferența de oxigen?“ Și, într-adevăr, după ce sticla a fost creat într-un vid de mare, lumina nu mai este o lanternă și a devenit becul.
De îndată ce o persoană a învățat să expulze aerul de la un cilindru de sticlă, a apărut o nouă ramură a industriei - un electrovacuum. Tungsten curent becuri cu filament este încălzit la 3000 de grade, dar nu arde, deoarece într-un bec de sticlă rămâne aer foarte puțin, și, prin urmare, oxigenul, care susține arderea. Aproape tot aerul este scos din tubul de televiziune și un "creion electronic" poate desena o imagine pe ecran fără nici o interferență. În tuburile radio ale receptorului, cea mai puternică rărire, fluxul de electroni aproape zboară liber de la catodii incandescenți, apoi se transformă în muzică și vorbire.
Pe scurt, întreaga industrie a electrovacuumului "rămâne în gol": aerul și lampa goală sunt cei mai răi, inconștienți ireconciliabili!
Dar aerul este extrem de încăpățânat. Nu este o sarcină ușoară să o scoateți dintr-un recipient. De ce? Da, pentru că mai există mult aer acolo, indiferent cât de mult este pompat. Cât de mult?
Fizicianul vienez Josef Loschmidt a reușit să numere numărul de molecule de aer. Cum a reușit să facă acest lucru, nu vom spune. Observăm doar că Loschmidt a realizat o adevărată realizare științifică și a scris o pagină remarcabilă în istoria științei.
Scoateți cartușul cu aer. Câte molecule de aer am captat? Presupunând că volumul unui cartuș este de un centimetru cub, putem număra 27 de molecule de chintilion în el. Acolo este, acesta este un număr gigantic:
27 000 000 000 000 000 000.
Numărul de molecule într-un centimetru cub de aer este numit după fizician de către "numărul Loschmidt".
Dacă toate moleculele de aer închise în volumul cutiei de carton au ieșit din ea, cum ar fi muștele, o mie de bucăți pe secundă, apoi în 1965, a expirat
de la începutul erei noastre, caseta ar fi încă destul de plină.
Dacă așezăm moleculele de aer din degetul nostru într-o singură linie, obținem un "șir" care va încinge globul de 200 de ori în jurul ecuatorului.
Să luăm o valoare mai mică - un milimetru cilindru de aer, aproximativ volumul capului de capăt. Am fi numărat 27 de particule de patru litri în acest volum. Aceleași găleți de apă se găsesc în Marea Caspică. Ar fi nevoie de 700.000 de ani pentru a număra aceste molecule unul câte unul.
Dintre numărul total de molecule, oxigenul reprezintă o cincime din total. Nu este surprinzător faptul că firul de cărbune din sticla Lodygin, umplut cu aer, a ars rapid.
Oamenii de știință au estimat mult timp că, dacă a fost posibil pentru a pompa aerul din sticla în măsura de diluție în spațiul interplanetar, crearea de bec de lungă durată ar fi o concluzie dinainte. Dar numărarea contează, și nu mai mult. În timp ce oamenii de știință nu aveau pompe capabile să "facă" un vid interplanetar, calculele au rămas doar calcule.
Cuvântul latin "vid" înseamnă "goliciune". Dar goliciunea este diferită, la fel de diferită, de exemplu, există o salinitate de apă. Apa poate gusta un pic sarat, sarat, foarte sarat si, in final, amar-amar. Deci, este vidul. Cel mai variat grad de rafinare a aerului este posibil. În domeniul științei și al tehnologiei, se consideră că este un vid mai puțin decât normal, adică mai puțin de 760 milimetri de mercur. Cu cât este mai mult aerul (sau orice gaz) epuizat din vas, cu atât este mai puternic sau mai adânc vidul. Măsurați gradul de diluție cu numărul de milimetri de mercur (sau părțile componente) care echilibrează presiunea din vas. Pentru aceasta, există manometre speciale pentru vid.
Desigur, cu ajutorul unor pompe precum cele ale lui Otto von Guericke, nu se poate crea un vid profund. În general, pompele cu piston nu sunt adecvate pentru acest scop. Cu ajutorul unei pompe cu piston, este posibilă scăderea presiunii de până la o milă de milimetru de mercur. Desigur, și acest lucru este o mulțime, dar la o adâncime
vid este foarte departe. Și fără ea, tehnologia modernă nu poate face.
A trebuit să caut alte tipuri de pompe. Și au fost create: abur, ulei, ion și altele. Cu ajutorul lor, au atins un vid de o miliardime de milimetru de mercur. Această rărire domină atât în spațiul interplanetar, cât și într-o sticlă a unui bec electric de lungă durată. Rezervarea "muncă îndelungată" nu este accidentală. Faptul că particulele de tungsten incandescent (din care se face becul cu catod) zbor departe, absorb moleculele de gaz rămase în container după evacuare, și să se stabilească pe pereți. Ca rezultat, se mărește vidul din bec.
Doar două fabrici de electrolimp din Lvov au produs aproximativ 19 milioane de becuri în 1964 și fiecare are propriul "spațiu exterior". Să adăugăm: acest spațiu artificial a fost creat de om!
Luați în mână unul dintre becurile noi. Cât de mult aer este lăsat în el după pompare la fabrica? Calculul va arăta că în balon există încă 270 de miliarde de molecule: aproape o sută de ori mai mari decât oamenii de pe glob!
Sticla, în ciuda vidului adânc, este extrem de dens populată. Se pare că trăiesc în ea următorii "chiriași":
molecule de azot - 200 miliarde de euro,
molecule de dioxid de carbon - 450 milioane,
molecule de oxigen și alte gaze - aproximativ 70 miliarde.
Nimic de spus, goliciune.
Când vine vorba de un vid profund, contele se află pe molecule. Cu cât mai puțin este lăsat în vas, cu atât este mai adânc în rărire. Aceasta înseamnă că moleculele vor trebui să meargă mult înainte de a se întâlni unul cu celălalt. Această cale a căii libere a moleculelor de gaz este de obicei considerată o măsură de vid.
Pentru un vacuum scăzut, o stare de gaz este caracteristică, în care calea medie liberă a moleculei este mult mai mică decât dimensiunile liniare ale vasului; În consecință, moleculele care se deplasează adesea se ciocnesc unul cu altul decât cu pereții vasului.
Desigur, cu un vid de mare (profund), imaginea din vas este diferită: calea medie liberă a moleculei depășește considerabil dimensiunile liniare ale vasului; prin urmare, moleculele adesea se ciocnesc cu pereții, mai degrabă decât unul cu celălalt. De exemplu, sub un vacuum de o milionime de milimetru de mercur, molecula va rula fără interferențe de 50 de metri. Dar ce spuneți despre vid, în care particulele sunt capabile să treacă, fără a se ciocni unul cu celălalt, o distanță aproximativ egală cu calea de la Pământ la Lună. Metodele de obținere a unui astfel de vid profund au fost dezvoltate de oamenii de știință sovietici.
Să adăugăm la ceea ce sa spus despre gama de molecule într-un vid, că la temperatura camerei această "alergare" este destul de rapid-kilometru pe secundă!
Desigur, nu ne putem imagina un vid (chiar și cel mai adânc!) Ca un spațiu complet "gol". Vacuumul este o stare specială a materiei. Da, într-un vid, relațiile spațiale dintre moleculele de gaz se schimbă. Dar vidul este umplut cu electroni, protoni și alte particule de nuclee. Acest lucru este dovedit nu numai teoretic, cu ajutorul unui sistem foarte complex de formule, dar și experimental.
Deci, cu cât este mai puțin "stradă de vid", cu atât vor fi mai puține interferențe cu electronii care zboară în lampă, cu atât va fi mai lungă și mai sigură lampa. Amintiți-vă că diametrul mediu al unei particule de aer este de o treime dintr-un milimetru de milimetru și distanța dintre ele
de 9 ori mai mult. Dar, în ciuda unor dimensiuni mici, microscopice, particulele de aer sunt adevărați giganți în comparație cu atomii și electronii. De exemplu, să presupunem că un electron are dimensiunea unei particule de praf de câteva minute. Apoi, molecula va trebui să fie descrisă sub forma unei bile de 8 metri în diametru. Când atingi multe astfel de obstacole, electronul își va pierde energia, iar lampa va acționa prost sau chiar va refuza complet munca.
Aceasta înseamnă că mai puține molecule de aer rămân în cilindru și cu cât este mai mare calea drumului liber, cu atât mai puțin probabil va fi coliziunea electronilor cu molecule, cu atât mai fiabilă va fi lucrarea dispozitivului electrovacuum.
Oamenii de știință - "vânătorii din spatele vidului" - nu opresc încercările de a reduce populația sticlei "goale".
Un vid deosebit de profund a fost atins în construcția de instalații pentru studiul nucleului atomic.
Cel mai mare sincrotron (titlul uneia dintre aceste plante) - până la 10 miliarde de electron-volți - a fost construit în URSS în orașul Dubna, regiunea Moscova (și acum în Uniunea Sovietică a construit un gigant de 70 de miliarde de electron-volți!). Aici, oamenii de știință dispersează protonii - particule ale nucleului atomic - la viteze enorme. În camera inelară a sincrofazotronului, un proton zboară cu un sfert de milion de kilometri pe secundă. Nimic nu ar trebui să-l împiedice într-un zbor precipitat. Protonul are nevoie de spațiu. Prin urmare, "strada de vid" a sincrofazotronului ar trebui să fie cât mai pustiu posibil.
În interiorul tunelului inelului, de-a lungul căruia se află cursa protonilor, rărirea predomină într-o miliardime de milimetru de mercur. Un astfel de vid în interiorul tunelului (nu mai este o sticlă mică!) Este menținut constant de 56 de pompe de vid care pompează continuu aerul din tunel.
Oamenii de știință sovietici de la Institutul Fizico-Tehnic al Academiei de Științe din SSR ucrainean, condus de ES Borovik și B, G. Lazarev, au creat pompe de condensare pentru obținerea ultra-vidului. Cu ajutorul acestor pompe se poate dilua o sută miliardime de milimetru de mercur!
Astfel de pompe reprezintă un accesoriu indispensabil al celor mai noi acceleratoare ale particulelor încărcate. În ultra-vidul creat de pompele de condens, particulele se pot deplasa chiar mai repede, aproape fără a se confrunta cu rezistență.
Cosmonautul sovietic Alexei Leonov, puteți spune, sa întâlnit "față în față" cu vidul spațiului cosmic. El a părăsit partea Voskhod-2 și a ieșit prin camera de blocare. Șase sute de secunde, acest experiment fără precedent a continuat.
Șase sute de secunde o persoană era în vid! Sifonul special a protejat în mod fiabil calea spre univers. În interiorul costumului au existat condiții normale sau, cum se zic, condiții confortabile: temperatura normală, presiunea normală, alimentarea constantă cu oxigen pentru respirație. Și afară?
Chiar dacă presupunem că nava "Voskhod-2" era la momentul ieșirii lui Leonov la o altitudine de 200 de kilometri deasupra Pământului, densitatea aerului era de 5.906 · 10-13 pe cealaltă parte a costumului. sau altfel 1: 1 700 000 000 000 parts normal!
Un om înarmat cu cunoștințe, ca rezultat al muncii forțate, deși nu a fost încă golit complet, dar deja "a făcut" un vid cosmic și la condus în cea mai obișnuită sticlă.