Научный термин для обозначения сжигания — «горение». Известно множество видов горения, но в большинстве случаев все очень просто. Кислород воздуха должен вступить во взаимодействие с каким-либо материалом, который может гореть.
В результате выделяется тепло. Если процесс протекает быстро, мы наблюдаем пламя или тле­ние или просто чувствуем, что происходит такая реакция — например, при взрыве. Когда дерево или бумага вступают в реакцию с кислородом, мы наблюдаем огонь. Но подобное сжигание проис­ходит и в автомобильном двигателе. Бензин сго­рает при соприкосновении с кислородом из окру­жающего воздуха.
В автомобильном двигателе сгорание происхо­дит так быстро, что мы называем этот процесс взрывом. И наоборот, существует сгорание, кото­рое протекает так медленно, что мы годами его не замечаем. Например, при ржавлении металла мы имеем дело с процессом горения!
При медленном горении, если выделяемое теп­ло не попадает в воздух, температура может до­стичь такого уровня, когда начнется возгорание. Это называется «спонтанным загоранием». Спонтанное возгорание может начаться в куче промасленных тряпок, оставленных в закрытом помещении. Масло будет медленно окисляться, что приведет к выделению тепла. Если для него не будет выхода, оно будет аккумулироваться. Постепенно его станет достаточно, чтобы загоре­лись тряпки.
Кислород, необходимый для горения, широко распространен в природе. В окружающем нас воз­духе содержится примерно 21% кислорода. Кис­лород всегда готов начать процесс горения.
Тем не менее, для того, чтобы этот процесс начался, помимо кислорода, необходимо наличие «горючих» материалов. Горючие материалы, кото­рые специально используются для сжигания, на­зываются «топливо». Например, дерево, уголь, кокс, керосин, некоторые газы являются топли­вом, или горючим.
В процессе горения два атома кислорода из окружающего воздуха соединяются с одним ато­мом углерода топлива, в результате получается двуокись углерода. А тебе известно, что в резуль­тате процесса горения в нашем организме, необ­ходимого для производства тепла и энергии, так­же выделяется двуокись углерода, который мы выдыхаем?

Когда-то считали, что тепло — это своего рода жидкость, которая переходит из одного тела в другое. Эту воображаемую жидкость назвали «теплота».
Сегодня мы знаем, что тепло — это постоян­ное движение атомов и молекул в предмете; на­пример, в воздухе атомы и молекулы двигаются хаотично. При возрастании скорости перемеще­ния этих атомов и молекул мы говорим, что тем­пература воздуха высокая или что воздух горя­чий. Если их скорость низка, например в холод­ный день, мы ощущаем холодный воздух.
Атомы и молекулы в жидких и твердых телах не могут двигаться столь же свободно, как в воздухе, но тем не менее такое движение существует.
Даже при температуре таяния льда молекулы продолжают движение. Молекула водорода при данной температуре движется со скоростью 1950м/сек. В 16 кубических сантиметрах воздуха каж­дую секунду происходит тысяча миллион-миллио­нов столкновений между молекулами.
Тепло и температура не одно и то же. Темпе­ратура поверхности маленькой газовой горелки такая же, как и у большой горелки. Просто боль­шая горелка дает больше тепла, так как сжигает больше газа. Тепло — это форма энергии, и когда мы измеряем тепло, мы измеряем энергию. Тепло измеряется в калориях. Калория — это величина тепловой энергии, необходимой для увеличения температуры одного грамма воды на 1° С. Темпе­ратура тела отмечает уровень тепловой энергии, которую имеет данное тело. Температуру измеря­ют термометром, она выражается в градусах.
При соединении двух тел и при отсутствии пе­редачи тепла от одного к другому мы говорим, что тела имеют одинаковую температуру. Но если одно тело потеряло часть тепловой энергии (мо­лекулы замедлили свое движение), а второе тело получило дополнительно от него такую же часть тепла (его молекулы ускорили свое движение), мы говорим, что тепло перешло от более теплого тела к более холодному и что у первого тела тем­пература была выше, чем у второго.

Ты читал, наверное, в газетах, что самой глав­ной задачей ученых является получение атомной энергии, которая служила бы человеку в мирных целях. То, что этого уже достигли, является величайшим достижением человеческого разума. Альберт Эйнштейн выдвинул теорию о взаи­мосвязи материи и энергии. Другими словами, он доказал, что материя может превращаться в энер­гию. Это изменило наше восприятие окружающе­го мира. Материя оказалась вторичной: самым важным фактором в мире оказалась энергия.
Что же такое энергия? Энергия — это способ­ность выполнять работу. Это то, что стоит за по­нятием силы, что дает возможность существовать силам. Для того чтобы понять это, возьмем авто­мобиль.
Для того чтобы привести в движение двига­тель, необходимо применить силу. Ее надо отку­да-то получить. Из энергии. А откуда берется энергия? Ее получают из бензина, во время его сгорания в цилиндрах. Эта энергия приводит в действие определенные силы, которые сообщают движение механизмам автомобиля. В результа­те — двигатель работает, и это стало возможным благодаря энергии.
Существует два вида энергии — потенциальная и кинетическая. Вначале рассмотрим потенциаль­ную. В бензине электрические силы притягивают молекулы друг к другу. Энергия хранится в этих молекулах — это потенциальная энергия. При сжигании бензина эта потенциальная энергия вы­свобождается.
Другим примером потенциальной энергии мо­жет служить подвешенный груз. Энергия хранится в данном грузе, мы можем ее высвободить, когда груз начнет падать вниз. Вода на краю водопада или у гребня плотины также обладает потенци­альной энергией.
Теперь отпустим груз или проследим за водой, падающей в водопаде. Они падают с определенной скоростью, совершая работу, эта энергия на­зывается «кинетической энергией». Эта энергия, получаемая движущимся с определенной скоро­стью телом. Падающее тело теряет потенциаль­ную энергию и приобретает кинетическую энер­гию. Величина двух видов энергии равнозначна. В действительности общий объем энергии во Все­ленной всегда остается неизменным. Мы не мо­жем уничтожить или создать заново энергию. При выработке энергии мы используем энергию падающей воды, угля, атома, превращая один вид энергии в другой.

В настоящее время, когда нас все интересует в природе, мы хотим получить правильный, науч­ный ответ. В древности люди создавали легенды, чтобы объяснять всевозможные события. Древние греки придумали очень красивую легенду для объяснения эхо. Вот она.
Давным-давно жила прекрасная нимфа по имени Эхо. У нее был лишь один недостаток — она слишком много говорила. В наказание богиня Гера запретила ей говорить, если с ней не загово­рят. Нимфа могла лишь повторять то, что ей го­ворили. Однажды Эхо увидала красивого молодого Нарцисса и сразу влюбилась в него. Однако Нарцисс не замечал ее. Нимфу охватила такая печаль, что Эхо растворилась в воздухе, оставив лишь свой голос. И мы слышим ее голос, кото­рый повторяет все, что мы говорим.
Конечно, эта печальная легенда не сможет нам объяснить природу эхо. Для того, чтобы получить ответ, нужно кое-что вспомнить о звуке. Звук движется в воздухе со скоростью 335 м/сек. Он переносится волнами наподобие того, как появля­ются волны в воде от брошенного туда камешка. Звуковые волны распространяются во все сторо­ны, как и свет от электрической лампочки.
При встрече с препятствием звуковая волна отражается наподобие света. При этом мы слы­шим эхо. Итак, эхо — это отраженный звук.
Но не все препятствия создают эхо. Некото­рые предметы поглощают, а не отражают звук. То есть звук не возвращается, эхо не слышно. Но обычно гладкие ровные поверхности, например стены, скалы, перекрытия, создают эхо.
А ты знаешь, что облака отражают звук и со­здают эхо? И действительно, когда мы слышим раскаты грома, это свидетельствует о том, что звук грома многократно отражается от облаков

Термин «звуковой барьер» неверно описывает условия, которые возникают при движении само­лета с определенной скоростью. Можно полагать, что при достижении самолетом скорости звука появляется что-то вроде «барьера» — но ничего подобного не происходит!
Чтобы понять все это, рассмотрим самолет, ле­тящий с небольшой, обычной скоростью. При движении самолета вперед впереди самолета об­разуется волна сжатия. Она образуется движу­щимся вперед самолетом, который спрессовывает частички воздуха.
Эта волна движется впереди самолета со ско­ростью звука. И ее скорость выше скорости само­лета, который, как мы уже сказали, летит с не­большой скоростью. Двигаясь впереди самолета, эта волна заставляет воздушные потоки обтекать плоскости самолета.
Теперь представим, что самолет летит со скоростью звука. Впереди самолета не образуется волны сжатия, так как и самолет, и волны имеют одну скорость. Поэтому волна образуется впереди крыльев.
В результате появляется ударная волна, кото­рая создает большие нагрузки на крылья самоле­та. До того, как самолеты достигли звукового барьера и превысили его, считали, что такие ударные волны и перегрузки создадут для самоле­та что-то вроде барьера — «звуковой барьер». Од­нако звукового барьера не было, так как авиаци­онные инженеры разработали специальную конст­рукцию самолета для этого.
Кстати, сильный «удар», который мы слышим при прохождении самолетом «звукового барьера», и есть ударная волна, о которой мы уже говори­ли — при равной скорости самолета и волны сжа­тия.

Если мы слышим какой-либо звук, значит, по­близости должен находиться вибрирующий пред­мет, который колеблется. Звуки исходят от виб­рирующих предметов.
Но звук должен где-то распространяться. Что-то должно его переносить от источника к прием­нику. Это что-то называется «среда». Средой мо­жет служить что угодно — воздух, вода, предме­ты, даже земля. Индейцы прикладывали ухо к земле, чтобы услышать отдаленные звуки.
Нет среды — нет и звука. Если в каком-то объеме создать вакуум, звук в нем не сможет рас­пространяться. Это связано с тем, что звук рас­пространяется волнами. Вибрирующий предмет передает свою вибрацию соседним молекулам или частичкам. Происходит передача движения от од­ной частички к другой, что приводит к появле­нию звуковой волны.
Средой распространения звуковых волн могут быть различные материалы — дерево, воздух, во­да; следовательно, скорость распространения зву­ковых волн должна быть различной. Если мы го­ворим о скорости звука, мы должны спросить: а в какой среде?
Скорость звука в воздухе составляет около 335 м/сек. Но это при температуре 0° С. С повы­шением температуры скорость распространения звука также увеличивается.
В воде звук распространяется быстрее, чем в воздухе. При температуре 8° С скорость его рас­пространения составляет около 1435 м/сек, или около 6 тыс. км/час. В металле эта скорость до­стигает порядка 5000 м/сек, или 20 000 км/час.
Ты, наверное, думаешь, что сильный звук имеет более высокую скорость, чем слабый, но это не так. Его скорость не зависит и от его вы­соты (высокий или низкий). Скорость звука зави­сит от среды его распространения.
Ты можешь сам провести опыт по сравнению скорости звука в разных средах. Зайди в воду и ударь друг о друга двумя камнями. Теперь опу­стись под воду и снова постучи этими камнями. Ты удивишься тому, что звук распространяется в воде лучше, чем в воздухе.

Пропуская луч света через стеклянную приз­му, Исаак Ньютон доказал, что солнечный свет состоит из различных цветов. Преломляясь в призме, он образует спектр.
Для большинства из нас спектр состоит из 6 или 7 цветов, но приборы выделяют более 100 оттенков. Белый цвет составляют три основных цвета, называемых «первичными цветами». Это — оранжево-красный, зеленый и фиолетово-синий.
В спектре представлены еще три смешанных цвета, которые видны невооруженным глазом. Они называются «второстепенные цвета». Это зе­леновато-голубой, желтый и пурпурно-красный.
Второстепенные цвета можно получить при сме­шении других оттенков.
Цвета соответствуют длине волн, которые вос­принимает человеческий глаз. Насекомые и живо­тные воспринимают другие длины волн и видят другие цвета.
Световые или цветовые волны имеют очень короткую длину.
Для придания цвета в краску добавляют кра­сители, которые не соответствуют цветам света. Второстепенные цвета света соответствуют пер­вичным цветам в краске. То есть в краске пер­вичными являются желтый, зеленовато-синий и красный, второстепенные — оранжево-красный, зеленый и фиолетово-синий.
Оттенок — это цвет без добавления черной или белой краски, например желтый, красный, синий, зеленый. При соединении с белым цветом и другими оттенками получается полутон, напри­мер розовый и слоновая кость. При соединении чистого оттенка, черного и белого получается тон. Это — желтовато-коричневый, бежевый, серый.
Красная краска в банке выглядит черной. Там, где нет световых лучей, нет цвета. В темной ком­нате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Цвет предмета зависит от материала, из которого создан данный предмет, и его осве­щения. Оранжево-красный свитер выглядит так потому, что краситель, который использовали для окраски шерсти, отражает оранжево-красную часть световых лучей и поглощает фиолетово-си­нюю и зеленую часть спектра.

Без света мы не смогли бы видеть окружающий нас мир, и тем не менее нам не известно точно, что же такое свет!
Мы знаем, что свет — это одна из форм энер­гии. Можно измерить его скорость и мы знаем его характеристики. Нам также известно, что бе­лый цвет — это не отдельный цвет, это соедине­ние всех цветов. Это называется «спектр».
Мы знаем, что цвет — это не сам объект, а лу­чи света, которые от него исходят. Зеленая бума­га выглядит зеленой, потому что она поглощает все другие цвета, кроме зеленого, который и вос­принимает наш глаз. Синее стекло пропускает только синий цвет, все остальные поглощаются им.
Солнечный свет — это энергия. Тепло солнеч­ных лучей, сфокусированных линзой, превраща­ется в огонь. Свет и тепло отражаются белыми поверхностями и поглощаются черными. Вот почему белая одежда холоднее черной.
Какова же природа света? Первым, кто попытался серьезно заняться изучением света, был Исаак Ньютон. Он считал, что свет состоит из корпускул, которые наподобие пуль выстреливаются источником света. Но некоторые характери­стики света не могли быть объяснимы этой теорией.
Другой ученый, Гюйгенс, предложил другое объяснение природы света. Он разработал «волно­вую» теорию света. Он считал, что свет образует импульсы, или волны, наподобие того, как ка­мень, брошенный в пруд, создает волны.
Почти 150 лет ученые спорили, является ли свет волнами или корпускулами. Большинство ученых приняло волновую теорию. Но затем по­следовал новые открытия, которые поставили под сомнение эту теорию.
Каких взглядов сегодня придерживаются уче­ные на происхождение света? В настоящее время считается, что световые волны имеют характер­ные особенности и частиц и волн одновременно. Проводятся опыты, подтверждающие обе теории. Пока нет ответа на вопрос, что же такое свет.

Представим себе путешественника в пустыне, который умирает от жажды. Он смотрит вдаль и видит озеро с чистой водой в окружении густой растительности. Он бросается вперед, но видение пропадает, а вокруг ничего, кроме горячего песка.
Озеро, которое он видел на расстоянии, не что иное, как мираж. Откуда он взялся? Мираж — это шутка природы, явление, появляющееся при оп­ределенных атмосферных условиях. Во-первых, следует понять, что мы видим объекты, так как свет отражается от них и попадает нам в глаза.
Обычно эти лучи попадают нам в глаза по пря­мой. Поэтому, когда мы смотрим вдаль, мы ви­дим только те предметы, которые находятся над линией горизонта.
А сейчас мы подошли к тем трюкам, которые проделывает атмосфера с лучами света. В пустыне существует слой плотного воздуха над поверхно­стью земли, который может играть роль зеркала. Объект может находиться за пределами нашей ви­димости или за горизонтом. Но когда лучи света от него попадают на такой слой плотного возду­ха, они отражаются нам в глаза. Мы «видим» этот объект, как если бы он находился над горизонтом или в зоне нашей видимости. Мы «видим» пред­мет, который в действительности нам невидим! Отражение неба в таком «воздушном зеркале» можно принять за озеро. Так появляется мираж.
В жаркий день, приближаясь к вершине холма, нам кажется, что дорога впереди мокрая. Это то­же мираж! Ты видишь световые лучи, падающие с неба и преломленные горячим воздухом над зем­ной поверхностью. А кажется, что ты видишь са­му дорогу.
Миражи можно увидеть и в море, когда в небе появляется изображение кораблей! В этом случае все объясняется наличием холодного воздуха над поверхностью воды и слоя теплого воздуха над ним. Корабли, находящиеся за горизонтом, стано­вятся «видимыми», так как лучи света, идущие от них, отражаются от слоя теплого воздуха, и мы видим корабли в воздухе!
Одним из самых известных мест, где можно увидеть красивые миражи, является Сицилия. Го­род Мессина отражается в небе, и призрачные замки как бы плывут в воздухе. Итальянцы называют это Фата Моргана в честь Морганы Ле Фей — злой колдуньи, вызывавшей эти миражи.

Ты, конечно, читал, что запускаемый спутник оснащен различной исследовательской и научной аппаратурой. А ты заметил, что почти всегда на них устанавливаются приборы, исследующие и обнаруживающие космические лучи? Эти лучи все еще представляют для нас загадку!
Около 60 лет назад ученые обнаружили стран­ное явление. Оказалось, что образцы воздуха в закрытом контейнере обладают незначительной электропроводностью. Даже если контейнер по­крывался толстым защитным слоем, происходило то же самое. Это означало, что в контейнер попа­дала неведомая радиация, имеющая огромную проникающую силу!
Что это за загадочная радиация? Было прове­дено множество опытов, чтобы получить ответ. Вначале убедились, что она не земного происхож­дения, так как она существует и над морем. Эта радиация существует днем и ночью, поэтому она не исходит от Солнца. При подъеме на воздуш­ном шаре эту радиацию регистрировали повсюду и в космосе — отсюда и название «космическая», что означает повсеместная.
Что же собой представляют космические лучи? Это частицы атомов. Они путешествуют вне земной атмосферы со скоростью, близкой к световой. Не­которые из них проникают в земную атмосферу.
Эти частички атомов называют «первичные космические лучи». Они сталкиваются с атомами воздуха. В результате создаются новые частицы, которые движутся в том же направлении с огром­ными скоростями, как и первичные частицы. Эти новые частицы называют «вторичными космиче­скими лучами». Они в свою очередь сталкиваются с другими атомами и создают новые частицы. Та­ким образом, настоящий ливень радиации бом­бардирует Землю. Один протон, пришедший из космоса, создает такое излучение, которого доста­точно для того, чтобы покрыть 90 кв. метров.
Насколько нам известно, космические лучи, бомбардирующие поверхность Земли, безвредны, так как их воздействие в течение миллиардов лет не оказало отрицательного влияния на жизнь на Земле.
Науке до сих пор неизвестно, откуда исходят космические лучи, но мы надеемся, что, исследуя космос, мы постепенно решим эту проблему.

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 году в Германии Вильгельмом Рентгеном, в честь ко­торого и названы.
Это лучи, наподобие световых, обладают про­никающей способностью. Они отличаются от све­товых лучей длиной волн и энергией. Самая ко­роткая длина волны из рентгеновской трубки со­ставляет от одной пятнадцатитысячной до одной миллионной от длины волны зеленого цвета. Из-за очень маленькой длины волн рентгеновские лучи проникают сквозь материалы, непреодоли­мые для света. Чем короче длина волны, тем вы­ше проникающая способность этих волн.
Рентгеновская трубка испускает рентгеновские лучи. Из трубки выкачивают воздух до одной сто миллионной первоначального объема. В стеклян­ной трубке находятся два электрода. Один назы­вается «катод», он заряжен отрицательно. В нем расположена вольфрамовая катушка провода, ко­торая при нагревании электрическим током испу­скает электроны. Другой электрод — это «ми­шень», или «анод».
Электроны с огромной скоростью движутся от катода к мишени. Они бомбардируют мишень со скоростью от 100 000 до 325 000 мм/сек.
Мишень состоит из вольфрама и позволяет практически мгновенно остановить электроны. Почти вся энергия электронов превращается в тепло, но некоторые превращаются в рентгено­вское излучение, которое выходит через окно в основании трубки в виде рентгеновских лучей.
Ты видел, как делают рентгеновский снимок костей человеческого тела? Рентгеновский сни­мок — это изображение тени. Рентгеновские лучи проходят сквозь исследуемый участок тела и пе­реносят на пленку тени исследуемого предмета. На обе стороны пленки наносится светочувстви­тельная эмульсия. После съемки ее проявляют как обычную фотопленку. Кости и другие пред­меты, не пропускающие лучи, выглядят на пленке темнее.
В настоящее время рентгеновские лучи широ­ко используются в медицине, науке и промыш­ленности, оказывая большую помощь человеку.

Радий — это радиоактивный элемент. Давай рассмотрим, что такое «радиоактивный».
Все химические элементы состоят из атомов. Большинство атомов стабильно, что означает, что они неизменны. Но некоторые из самых тяжелых атомов распадаются и превращаются в другие. Такой распад называется «радиоактивностью».
Каждый радиоактивный элемент при распаде испускает определенные лучи с какой-то часто­той. Эту частоту невозможно ни ускорить, ни за­медлить никаким способом. Некоторые элементы распадаются быстро, другие медленно, но в лю­бом случае это явление не подвластно человеку.
Радий при распаде образует в конечном итоге свинец. Например, полграмма радия превратится в атомы другого вещества с меньшим атомным весом за 1590 лет. Еще через 1590 лет произой­дет превращение оставшегося радия, и так до тех пор, пока весь радий не станет свинцом.
Радий был открыт супругами Кюри. Они про­изводили очистку тонны уранита — руды, содер­жащей уран. Было известно, что уран испускает невидимые лучи, но они считали, что должен су­ществовать еще один более мощный элемент. Вначале удалось получить полоний, еще один ра­диоактивный элемент, и наконец они выделили радий.
Радий выделяет три вида излучений — альфа-, бета— и гамма-лучи. Альфа-излучение — это час­тицы гелия, имеющие большую скорость. Бета-излучение — это быстрые электроны. Гамма-из­лучение похоже на рентгеновские лучи, но обла­дает большей проникающей силой. При испуска­нии одного из этих излучений атом, который яв­ляется его источником, превращается в другой элемент. Такое изменение называется «атомным превращением».
Почему радиоактивность опасна для человека? Представь себе эти летящие частички разрушен­ных атомов. Когда эти частички ударяют по дру­гим атомам, они заставляют их разрушаться, из­меняя их химические характеристики. А когда эти частички попадают в живые клетки организма, они приводят к их изменениям! Они могут про­жечь и уничтожить кожный покров, уничтожить красные кровяные тела, а также вызвать измене­ния в других клетках.
Следовательно, радиоактивность может быть как полезной, так и опасной для человека.