Миллионы лет назад частички мелкозернистой глины оседали на дно озер и внутренних морей, образуя мягкий ил. Потом он затвердевал, пре­вращаясь в глинистые сланцы.

В то время в земной коре происходили посто­янные перемещения, в результате которых на пластах глинистых сланцев, покрытых другими горными породами, появлялись складки. Давление верхних слоев на те пласты было столь значи­тельным, что оно спрессовывало их в материал, известный нам под названием шифер.

Частички глины оседали на дно озер и морей равномерными слоями, которые продолжали со­храняться даже после того, как сланцы преврати­лись в шифер. Благодаря этому, сегодня мы мо­жем разделять его на тонкие широкие пластины.

Как правило, шифер имеет темно-серую и черную окраску, хотя он может быть и красным, зеленым или светло-серым. Преимущественно черный цвет объясняется тем, что живые организ­мы, существовавшие в первоначальном иле, отми­рая, разлагались, образуя вкрапления в пласты глины в виде мелкой крошки угольной пыли.

Шифер можно обнаружить только в тех райо­нах земного шара, где породообразующее давле­ние и сдвиги в земной коре оказали активное влияние на древние пласты глинистых сланцев.

Шифер используется человеком довольно ши­роко. Главная область его применения — строи­тельство, где он служит в качестве кровельного материала для крыш домов и зданий всех видов.

Использование гипса людьми растет такими темпами, что за последние годы его производство в мире удвоилось.

Благодаря тому, что гипс прекрасно противо­стоит огню и воде, к тому же плохо пропускает холод и тепло, его в больших количествах ис­пользуют при строительстве для облицовки стен. Кстати, гипсовые блоки и кирпичи можно распи­лить и прибивать, как деревянные доски.

Смесь гипса с небольшим количеством цемен­та и некоторых других компонентов образует лег­кий строительный материал, называемый штука­туркой. Он широко используется при возведении современных зданий.

Что же такое гипс? Гипс — это минерал, пред­ставляющий из себя сульфат кальция, смешанный с водой. Существует полупрозрачная разновид­ность гипса, называемая селенит, и другая, отли­чающаяся особым блеском, известная как але­бастр.

Гипс добывается из толстых пластов, залегаю­щих под землей на различной глубине: одни воз­ле самой поверхности, другие гораздо глубже. В американском штате Техас были найдены пласты гипса толщиной более 100 метров, занимающие площадь в сотни квадратных километров.

Гипс применяется в качестве строительного материала и для оштукатуривания стен и потолков со времен древнего Египта. Употребляемый сам по себе или в смеси с песком или известью гипс превращается в лепные украшения, облицо­вочные плитки или отделочную штукатурку. Из него можно делать кирпичи или даже целые бло­ки для стен.

Из гипса создаются декорации для фильмов и спектаклей, его используют в своей работе скуль­пторы, хирурги и дантисты.

Гипс является дешевым сырьем, и его запасы найдены практически повсюду в мире.

Пыль, поднимающаяся в воздух в результате ядерного взрыва -- испытания ядерного оружия или аварии на атомной электростанции — и затем оседающая на землю, называется радиоактивными осадками.

Эта пыль заражает все вокруг именно потому, что она является радиоактивной. Это означает, что она содержит в себе определенные виды ато­мов, подвергающихся самопроизвольному распаду. При распаде каждого из этих атомов выделя­ется маленькое количество энергии и материи — это явление называется радиацией.

При ядерном взрыве возникает сильная взрыв­ная волна, выделяется большое количество тепла и образуется множество радиоактивных атомов. Эти атомы смешиваются с частичками почвы, ко­торые, будучи поднятыми в воздух силой взрыва, образуют многотонное радиоактивное пылевое облако. Через некоторое время эта пыль оседает на землю в виде радиоактивных осадков.

Самые тяжелые частички из этого облака па­дают на землю в первые минуты или часы после взрыва. Однако легкие задерживаются в атмосфе­ре на более длительное время. Ветер может но­сить их вокруг земного шара в течение месяцев и даже лет. В конце концов они все равно неизбеж­но возвращаются на поверхность земли вместе со снегом, дождем или туманом.

Радиоактивные осадки, попавшие на кожу че­ловека, можно смыть водой. Однако если частич­ки радиоактивной пыли попадают внутрь организ­ма, то они могут находится там долгие годы. Они проникают в тело вместе с воздухом, водой и пи­щей. Причем последний путь является наиболее распространенным. Радиоактивная пыль оседает на листьях и плодах, заражает почву, из которой радиоактивные атомы через корни поступают внутрь растений.

Если даже эти растения не употребляются в пищу человеком, они могут поедаться животны­ми, чье мясо, в свою очередь, едят люди или дру­гие звери.

Попав внутрь организма, радиоактивные ато­мы излучают радиацию, разрушающую живые клетки или, по крайней мере, ослабляющую их защиту против всевозможных болезней.

Во многих местах на земном шаре люди века­ми жили в страхе перед зыбучими песками. Им приписывалась таинственная способность засасы­вать жертву, пока от нее не останется и следа на поверхности земли.

В действительности, зыбучий песок не облада­ет подобной силой. Если знать, что это такое и как себя на нем надо вести, то он не причинит никакого вреда.

Что же такое зыбучий песок, или, как его еще называют, плывун? Это светлый, рыхлый песок с большим содержанием воды. На вид он не отли­чается ничем от обычного песка, находящегося рядом с ним. Однако между ними все же сущест­вует разница: плывун не является опорой для тя­желых вещей.

Обычно плывуны появляются возле устья больших рек и на пологих берегах. Под ними на­ходится слой вязкой, плотной глины, не пропу­скающей влагу внутрь земли. Поэтому вода до­ждевая и в основном речная накапливается в нем.

В отличие от обычных песчинок, имеющих не­правильную или заостренную форму, песчинки плывунов являются маленькими кругленькими шариками. Скапливающаяся под ними вода раз­жижает песок, и песчинки как бы всплывают в ней. Именно поэтому они и не способны удер­жать на поверхности тяжелые объекты.

Плывун не обязательно должен быть песча­ным. Для него годится любая рыхлая почва, смесь песка и ила или того же ила с мелкой галь­кой.

Люди, попадающие на плывун, вовсе не тонут в нем. Так как в нем содержится много влаги, то они могут плыть в нем, точно так же, как в воде. К тому же зыбучий песок плотнее воды и поэто­му в нем легче держаться на поверхности.

Надо помнить, однако, что, попав на плывун, следует двигаться достаточно медленно. Это дает возможность песку обтекать ваше тело, как быва­ет, когда вы плывете в воде. В этом случае у вас не будет основания опасаться за свою жизнь.

Не так-то легко дать точный ответ на вопрос: «Что такое металл?» С точки зрения физических свойств, металл — это вещество, обладающее яр­ким блеском и хорошей проводимостью тепла и электричества. Однако эти свойства могут иметь и вещества, отнюдь не являющиеся металлами.

Металлы сильно отличаются друг от друга по твердости, плотности, ковкости и тягучести. (Ков­кость означает способность обрабатывать металл кузнечными молотами или прессами, а тягу­честь — вытягивать его в проволоку.)

У каждого металла имеется определенная тем­пература плавления, а также способность образо­вывать сплавы с другими металлами. При обыч­ной комнатной температуре все металлы, кроме ртути, являются твердыми веществами.

Некоторые металлы (например, золото) удает­ся иногда найти в природе в чистом виде, однако большинство из них существует в естественных условиях только в виде соединений с другими элементами. Чаще всего они встречаются в виде сульфидов, оксидов, карбонатов и силикатов, обычно с примесями гранита и других горных по­род. Многие металлы находят в рудах в комбина­циях друг с другом. К ним относятся свинец, цинк, железо, медь, хром, никель и другие.

Некоторые из металлов настолько редки в природе, что для получения совсем небольшого количества, например, чистого радия рения, тре­буется переработать иногда десятки тонн руды. Отрасль промышленности, занятая получением чистых металлов и их сплавов из природного сырья, называется металлургией.

Многие металлы в чистом виде обладают свой­ствами, мешающими использовать их для той или иной цели. Вот почему большинство из них при­меняется в виде сплавов или химических соедине­ний. Например, чистое железо обладает недоста­точной твердостью. Поэтому, как правило, оно используется в виде стали, являющейся его сое­динением с углеродом, часто с добавками других металлов: хрома, вольфрама, ванадия и т.д.

Некоторые металлы необходимы для сущест­вования живых существ. К ним относятся железо, кальций, натрий, магний и калий. Даже медь, алюминий и марганец, правда, совсем в крошеч­ных количествах, требуются для нормального развития организма.

Вся материя состоит из элементов. Элемен­ты — это вещества, состоящие из атомов только одного вида.

Многие элементы имеют сходство друг с дру­гом, иногда даже весьма значительное, однако среди них нет двух абсолютно одинаковых. На­пример, водород и гелий оба являются газами без цвета, запаха и вкуса. Однако водород легче, чем гелий. Он горит в присутствии кислорода, а ге­лий — нет.

Элементы отличаются друг от друга атомным весом. Одни из них в обычных условиях являют­ся твердыми веществами, другие — жидкостями, третьи — газами. При нагревании или охлаждении многие из них (почти все) могут переходить из одного состояния в другое. Некоторые элементы растворяются в воде, другие — нет. Эти и многие другие характеристики элементов называются их физическими свойствами.

Элементы могут взаимодействовать друг с дру­гом (за единичными исключениями), образуя раз­личные вещества. Подобные взаимодействия на­зываются химическими реакциями. Способность элемента вступать в ту или иную реакцию опре­деляется его химическими свойствами.

В соответствии со своими физическими и химическими свойствами все элементы разделены на несколько групп. В них входят элементы с похо­жими свойствами.

Эти группы все вместе составляют периодиче­скую таблицу элементов Д. И. Менделеева. Она названа так в честь русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева, которому принадлежит идея создания этой таблицы. Порядок расположе­ния элементов в таблице Д. И. Менделеева опре­деляется их порядковым атомным номером. По­рядковый номер элемента зависит от числа протонов — положительно заряженных час­тиц — в ядре атома данного элемента. Атом водо­рода содержит всего один протон и поэтому зани­мает в периодической таблице первое место.

Некоторые элементы были названы в честь ве­ликих ученых, например, эйнштейний (Эйнш­тейн). Другие — в честь стран или определенных областей на земном шаре: германий (Германия), рутений (Россия), калифорний (Калифорния), скандий (Скандинавия). Третьи получили назва­ние благодаря своим особым свойствам: индий (из-за его ярко-синего цвета — цвета индиго). Множество элементов хорошо знакомы каждому: медь, железо, свинец, серебро, золото, алюминий, сера, ртуть, йод и многие другие.

Воздух окружает нас со всех сторон. Каждая щель, дырка, вообще любое пространство, не за­нятое ничем другим, заполнено воздухом. Каж­дый раз, делая вдох, вы заполняете воздухом свои легкие.

Несмотря на то, что вы не видите воздуха, не можете попробовать его на вкус или осязать (во всяком случае в безветренную погоду), воздух отнюдь не является пустотой. Воздух представля­ет собой часть окружающей нас материи. Мате­рия может быть твердой, жидкой или газообраз­ной. Воздух почти всегда находится в газообраз­ном состоянии.

Однако воздух нельзя назвать газом, потому что в действительности он состоит из смеси опре­деленных газов. Причем на два из них приходит­ся 99 процентов от всего объема воздуха. В лю­бом месте на Земле воздух состоит на 78 процен­тов из азота, а на 21 процент — из кислорода. Кроме того, в нем всегда присутствует небольшое количество углекислого газа, выделяемого при дыхании живыми существами, в том числе и че­ловеком. Остаток — менее одного процента — за­нимают редкие газы: аргон, гелий, криптон, ксе­нон и другие.

Огромный воздушный океан простирается на много километров вверх над поверхностью Зем­ли. Поскольку воздух является материей, сила земного притяжения удерживает его возле повер­хности, не давая раствориться в космическом про­странстве. Таким образом, хотя мы и не ощущаем этого, у воздуха есть вес. Он проявляется в дав­лении, которое воздух оказывает на наше тело со всех сторон. То же самое произошло бы с вами, если бы вы очутились на морском дне, с той лишь разницей, что на вас давил бы не воздух, а вода.

Если подняться над поверхностью Земли, на­пример, взобраться на высокую гору или взлететь на самолете, то можно обнаружить, что по мере удаления от нее давление воздуха уменьшается. На высоте примерно в 13 км оно в 8 раз меньше, чем над уровнем моря. Ну а на высоте более 30 км оно практически отсутствует.

Вес молекулы определяется учеными по отно­сительной шкале. Он зависит от веса атомов, из которых она состоит. Вес атомов, в свою очередь, определяется количеством элементарных час­тиц — протонов и нейтронов, находящихся в яд­ре атома. Вес каждой из этих частиц по относи­тельной атомной шкале равен единице.

Возьмем молекулу воды, состоящую из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Водо­род является самым простым элементом, в ядре которого имеется лишь один протон, и поэтому его атомный вес равен единице. Атом кислорода содержит в своем ядре 8 протонов и 8 нейтронов. Следовательно, его вес равен 16 единицам по от­носительной шкале. Чтобы определить вес моле­кулы воды, надо сложить вес всех трех атомов. Проделав эту операцию, мы получим в ответе 18 единиц по относительной атомной шкале весов.

Молекула — это мельчайшая частичка вещест­ва, которая может существовать отдельно и при этом сохранять его свойства. Например, если вы каким-либо образом разрушите молекулу сахара и она распадется на составляющие ее элементы, то они не будут обладать свойствами сахара, в том числе цветом и вкусом.

Простые молекулы, например молекулы боль­шинства газов, состоят из двух-трех атомов. А у некоторых газов, таких как гелий и неон,— вооб­ще из одного. Однако существуют и такие, кото­рые имеют в своем составе тысячи атомов, соеди­ненных друг с другом в сложной последователь­ности. Часто бывает, что молекулы содержат не­сколько одинаковых атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода.

Молекула чистого природного каучука, из ко­торого получают резину, состоит примерно из 75 000 атомов углерода и 100 000 атомов водоро­да. Так что, как видите, молекулы различных ве­ществ сильно отличаются по своей величине.

Так, размер молекулы воды измеряется мил­лиардными долями сантиметра. Молекула резины в тысячи раз больше. Форма молекул может быть так же самой разной: одни из них свернуты в клубочек, напоминающий футбольный мяч, а другие представляют собой длинные нити.

Практически невозможно наглядно предста­вить себе истинные размеры молекул. Всего лишь в 10 куб. см льда содержится более 300 миллио­нов миллиардов молекул (если записать это чис­ло цифрами, то получится тройка, после которой 20 нулей). Вдобавок не следует забывать, что большую часть этого куска льда занимает пустое пространство.

Все, что занимает хоть какое-нибудь простран­ство в любом месте Вселенной, называется мате­рией. Существует три состояния материи: твердое, жидкое и газообразное.

Материя также делится на органическую и не­органическую. Растения, животные, люди являют­ся образцами живой материи. Дрова, одежда из хлопка и шерсти, гречневая крупа также относят­ся к ней, ибо когда-то они являлись частью како­го-то живого существа. Все остальное: железо, медь, стекло, вода, воздух и т.д. — представляет собой неорганическую материю.

Любая материя, вне зависимости от ее формы или состояния, состоит из атомов. Сами же ато­мы в своем составе имеют центральное ядро и вращающиеся вокруг него электроны. Электроны — это маленькие, находящиеся в постоянном движении частички электричества.

Хотя атомы настолько малы, что человеку да­же не под силу представить себе их размеры, тем не менее между ядром и электронами имеется значительное пустое пространство. По объему оно намного превышает суммарный объем частиц, из которых построен атом. Таким образом получает­ся, что материя на самом деле представляет собой в основном пустоту! Неважно, будь то человек или кирпичная стена. Если бы из вас удалить все пустое пространство, оставив лишь саму твердую основу, то вы бы уменьшились до размеров кро­шечной таблетки.

Если бы все атомы были одинаковыми, то в мире существовал бы лишь один вид материи. Од­нако их существует более ста разновидностей, каждая из которых отдельно от других образует простейший вид материи, называемый элемен­том. Золото, железо, йод, кислород, медь в чис­том виде представляют собой отдельные элемен­ты.

Материя, построенная из комбинаций различ­ных атомов, соединяющихся друг с другом проч­ными связями, называется веществом. Малейшая частица вещества называется молекулой. Чем бли­же друг к другу располагаются атомы и молеку­лы, тем более «плотным» является данный вид материи. Чем плотнее материя, тем она тяжелей. Поэтому, например, золото тяжелей древесины.

Материя может переходить из одного состоя­ния (твердого, жидкого или газообразного) в дру­гое. Ее нельзя полностью уничтожить, однако можно превратить в энергию.

Большинство людей полагают, что вакуум — это пространство, в котором абсолютно ничего нет.

Однако, как утверждают ученые, подобное просто невозможно. Они считают, что не сущест­вует такого места, где не было б вообще никакой материи: ни единой молекулы газа или частички пыли. Таким образом, вакуум в действительности является пространством, где очень мало материи. Глубокий вакуум означает почти полное ее отсут­ствие. Однако главную роль в этой фразе играет слово «почти».

Одним из наиболее простых способов получе­ния вакуума является откачка воздуха из сосуда, в котором он и создается. В настоящее время су­ществуют достаточно мощные насосы, способные создавать очень глубокий вакуум, необходимый как для научных, так и для различных производ­ственных целей. Такие насосы, например, создают вакуум в электрических лампочках при их произ­водстве. Если б в лампочке оставался кислород, содержащийся в воздухе, то при ее включении нить накаливания сгорела бы за долю секунды.

В самых современных лампочках удается отка­чать при помощи вакуумных насосов почти весь воздух. То же самое можно сказать и об элект­ронных лампах в телевизорах или радиоприемни­ках, в которых перед запайкой отсасывают как можно больше воздуха.

Другим хорошо знакомым всем предметом, в котором используется вакуум, является обычный термос. Он имеет двойные стенки, в промежутке между ними создается вакуум. Поскольку количество молекул газа в этом пространстве невелико, они находятся на большом расстоянии друг от друга, и тем самым передача тепла между ними уменьшается. Поэтому, если в жаркий летний день налить в термос холодное молоко, оно оста­нется холодным. И наоборот, горячий чай не ос­тынет в термосе, даже в самую морозную погоду.

Сотни лет люди мечтали создать механизм, который, будучи однажды приведенным в движе­ние, продолжал бы его, выполняя полезную рабо­ту, при этом не черпал бы энергию из внешнего источника. Однако каждая из известных нам ма­шин требует наличия источника энергии. Напри­мер, крылья ветряных мельниц вращаются за счет энергии ветра, а двигатели автомобиля работают, используя энергию, высвобождаемую при сжига­нии топлива.

Идея вечного двигателя заключается в том, что в процессе своей работы он должен сам для себя производить энергию. Другими словами, вся­кий раз, совершая полный цикл, то есть возвра­щаясь в исходное состояние, он должен произве­сти больше энергии, чем употребил.

Большинство людей, пытавшихся придумать вечный двигатель, исходили из каких-либо прак­тических соображений. Они думали о том, как за­мечательно было бы, если б механизм качал воду или молол зерно, не требуя никаких затрат энер­гии.

Возможно ли создание такого двигателя? Лю­бой ученый ответит вам на этот вопрос отрица­тельно, ибо существование подобного механизма противоречило бы одному из самых главных за­конов природы: закону сохранения энергии. Со­гласно этому закону, энергия в природе не созда­ется и не уничтожается. Энергия может перехо­дить из одной формы в другую, высвобождаться, накапливаться или рассеиваться. Однако ее нельзя создать, и это означает, что всякий механизм должен иметь источник энергии.

За историю человечества были предприняты тысячи попыток решить задачу создания вечного двигателя. Они начались задолго до того, как был открыт закон сохранения энергии. Даже после то­го как это произошло, появлялось немало сооб­щений о том, что подобный аппарат наконец-то удалось сконструировать. Однако в каждом таком случае впоследствии обнаруживались ошибки изо­бретателя или простое жульничество.