Обнаженные ядра
Ионизация… О ней думают радисты.
Над Землей от полюса до полюса плещется невидимый океан: радиоволны — вестники радости и печали, — незримо связывающие страны, города, людей. Рожденные в генераторах радиостанций, они стремятся вырваться из объятий антенн, чтобы умчаться в бесконечность. Но они нужны людям. Их ждут. И они возвращаются, отброшенные нашим верным стражем — ионосферой.
На больших высотах, в нескольких сотнях километров от Земли, атомы веществ, из которых состоит воздух, не выдерживают потока солнечного излучения. Они теряют свои электронные покровы: атом, электрически нейтральный, ионизируется, и получаются две заряженные частицы — электрон и ион. Атмосфера окутывается ионной броней. Радиоволны отбрасываются и возвращаются, чтобы, отразившись от Земли, снова помчаться к ионосфере и снова быть отброшенными. Так, подобно мячику, отскакивая от двух стенок, они путешествуют вокруг Земли. Ищут свой адресат — приемник. Они найдут его и погибнут, сделав свое дело — передав нужную информацию.
Когда наше светило увеличивает активность, на Земле нарушается радиосвязь. И тогда ионизация — порука дальней радиосвязи.
…О ней думают физики.
Плазма, четвертое состояние вещества, — надежда энергетики. Управляемый термоядерный синтез, слияние двух легких ядер, не может идти, когда ядра окружены электронами. Электроны мешают. Их надо сорвать с орбит — обнажить ядра. В мощных электрических разрядах при огромных температурах происходит рождение плазмы, трепетной, неустойчивой. Над новорожденной бьются ученые, продлевая ее жизнь. И тогда они думают об ионизации. Потому что ионизация — это создание плазмы.
…О ней думают ракетчики.
Чтобы ракета взмыла вверх, нужна сила. Нужно с большой скоростью выбросить из ракеты рабочее тело. Рабочее тело — это газ. Требуется много калорийного топлива. Другими способами рабочее тело не разгонишь: оно электрически нейтральное, его не за что «зацепить». Но если с атомов сорвать электроны, получаются заряженные частицы — ионы. Их уже можно разогнать — магнитным полем. Как пращой, выбросить из сопла и погнать во вселенную ионную ракету.
Пастух Магнус и его поля
Рассказывают, что некогда жил пастух Магнус. Пас овец на склонах горы. И однажды железный наконечник его палки и гвозди в подошвах сапог вдруг «прилипли» к земле…
Свойство магнитной руды притягивать железо известно очень давно. Более трех тысячелетий назад китайцы называли такую руду «цы ши» — «камень материнской любви». В наше время, пожалуй, не одна тысяча репродукторов пострадала от неистовой страсти мальчишек добывать магниты. Часами они могут смотреть, как железные опилки, брошенные вокруг магнита на стекло или бумажку, начинают выстраиваться в причудливые линии. Встряхнешь, и видно, как железинки вытягиваются от одного полюса к другому, собираясь комками у полюсов. Потом уже, на уроках физики, узнают, что эти линии называют магнитными силовыми линиями, что в пространстве вокруг магнита действуют особые магнитные силы, или, как говорят, магнитное поле.
С удивлением глядят, как те же опилки кругами опоясывают провод, по которому идет электрический ток. Оказывается, ток тоже создает магнитное поле. С его помощью можно даже делать магниты. Засунул брусок железа в катушку из проволоки, пустил ток, и брусок намагничивается, сам начинает притягивать опилки. Важно только, чтобы ток был постоянным.
Все это узнают сейчас в школе. В старину египтяне были уверены, что магнит дает бессмертие. Видный теоретик античной медицины Гален считал, что это просто хорошее слабительное средство. А мудрый Авиценна лечил магнитом ипохондриков. Словом, как сказал Марк Твен, «сведения, которыми не обладали древние, были обширны». Возможно, то же самое скажут и о нас. Ведь пока мы только строим догадки о природе магнитного поля Земли.
Благодаря трудам немецкого математика Гаусса мы умеем определять величину магнитного поля, зная лишь широту и долготу места, но не знаем точно источников земного магнетизма. Одни утверждают: внутри Земли есть магнитные массы. Другие говорят: чушь. Там температура больше 1000 градусов, а магнитная железная руда при такой температуре теряет свои свойства. По их мнению, магнитное поле возникает из-за вращения Земли, точнее — оно связано с вращением электрических зарядов, распределенных по всей земной поверхности или же по всему объему Земли. Но это все гипотезы и предположения.
Все пользуются компасом, но никто не может объяснить, почему магнитные полюса «гуляют» по Земле. С 1948 по 1954 год Северный магнитный полюс сдвинулся почти на полтораста километров. А на протяжении истории Земли он объехал чуть ли не всю планету.
Разобраться в природе магнетизма просто необходимо. Совершенно неясно, какие сюрпризы могут поднести космонавтам магнитные поля Космоса. Ведь только после полетов спутников и запусков ракет обнаружили, что вокруг Земли — радиационные пояса. И виновник опасной радиации — магнитное поле Земли. Теперь ясно, что у любой планеты, обладающей магнитным полем, есть такие же радиационные стражи. Будущим экипажам космических кораблей придется «обманывать» стражей: стартовать и приземляться через полярные окна, где излучение слабое.
В эпоху ракет изучение магнитных полей вселенной стало насущной задачей. И хотя здесь много неисследованного, ясно одно: скоро мы будем знать гораздо больше, чем сейчас. Например, высказывается интересное мнение, что спиралеобразная форма нашей Галактики и других звездных систем вызвана действием магнитных сил.
Сияющие бури
Известный астроном Гершель верил в непогрешимость Солнца и считал, что на нем нет «пятен». Увы, Солнце все же оказалось «запятнанным». Известно даже, что каждые 11 лет число «пятен» достигает максимума, и тогда на Земле возникают странные явления. С такой же периодичностью меняется интенсивность возмущений магнитного поля, меняется его обычная величина. Эти отклонения от нормы бывают настолько сильными, что их называют магнитными бурями.
Эти бури опасны и для кораблей, плывущих в открытом море, и для лайнера воздушного океана: нарушается радиосвязь на коротких волнах, корабли «слепнут». Магнитная буря обрушивается на ионосферу и разрушает ее нормальную структуру. В наушниках радистов вместо четких сигналов — сплошной треск и шум. Магнитная буря сопровождается не только помехами радиосигналов, ее разрушительная сила бушует и в Земле. Магнитная буря всегда сопровождается электрической. В земной коре во время такого «шторма» текут настолько сильные токи, что перестают работать некоторые телеграфные линии. Сигналы, созданные человеком, заглушаются своевольными токами природы.
