94

"Cолнечное вещество" (аудиокнига) М.П. Бронштейн

«Книга «Солнечное вещество», принадлежащая перу безвременно погибшего талантливого физика Матвея Петровича Бронштейна, представляет собой незаурядное явление в области мировой популярной литературы. Она написана настолько просто и увлекательно, что чтение ее, пожалуй, ра́вно интересно любому читателю от школьника до физика-профессионала. Раз начав ее, трудно удержаться и не дочитать до конца». Лев Ландау, 1956 г.


В данной аудиокниге изложена краткая история открытия гелия. Это одна из трёх историй в одноимённом сборнике.

Помимо "Солнечного вещества" в нём ещё есть "Лучи икс" (про открытие рентгеновского излучения) и "Изобретатели радиотелеграфа" (понятно про что), но они не входят в этот файл.

Очень интересный научпоп по истории науки прямиком из 1936г. Ландау рекомендует.

Дубликаты не найдены

+2

тайминги для удобства прописаны в описании под видео и в закреплённом комменте на ютубе.

0

Люблю слушать такое по дороге, посоветуйте еще что-нибудь.

раскрыть ветку 1
0

вторая история из того же сборника про открытие рентгеновского излучения: Лучи икс (аудиокнига) М.П. Бронштейн

0

Не "безвременно погибшего", а убитого.

0

вот только-только её дочитал. Узнал о ней из интервью Зимина - основателя Билайна и фонда “Эволюция”


Поиски гелия напоминают мне поиски очков, которые старый профессор ищет на ковре, на столе, под газетами - и находит наконец у себя на носу. Гелий очень долго искали. А он был в воздухе!

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
0

А в аудио форме нет? Чет на рутрекере не нашел (

раскрыть ветку 3
+1

Аудио можно сделать из ссылки на ютуб минут за 15-20.

0

аудио пока только в вк или телеграме есть. другие платформы в планах. кстати, какие посоветуете? на рутрекере пока нет, но есть вариант, что может появиться позже.

0

> и "Изобретатели радиотелеграфа" (понятно про что)


Спасибо, давно хотел почитать об открытии радиотелеграфия

раскрыть ветку 1
+1

Как прочитаете, расскажите всем о чём она, а то ТС скрывает.

Похожие посты
158

Подобно ящерицам аллигаторы могут отращивать новые хвосты!

Это уникальное умение для таких больших животных.


Саламандры и другие амфибии обладают уникальной способностью к полной регенерации конечностей со всеми нервными окончаниями и элементами скелета. При этом многие ящерицы умеют заново отращивать хвост, но костную ткань у них заменяет хрящ, а спинной мозг не восстанавливается. Подобная ящерицам способность к регенерации хвоста была впервые продемонстрирована у аллигаторов.


Alligator mississippiensis

Подобно ящерицам аллигаторы могут отращивать новые хвосты! Аллигатор, Хвост, Регенерация, Познавательно, Наука, Исследования, США, The National Geographic, Длиннопост

Команда из Университета штата Аризона и Департамента дикой природы и рыболовства Луизианы утверждает, что ранее в дикой природе видели аллигаторов с хвостами, которые, как кажется, были отращены заново, но эта способность не была подтверждена прямыми исследованиями.


Ученые выловили трех молодых американских аллигаторов (Alligator mississippiensis) с вновь выросшими хвостами и сравнила их с хвостами с нормальной анатомией. Исследователи показали, что аллигаторы сумели вырастить до 23 сантиметров нового хвоста, что составляло до 18% их общей длины тела.


«Что делает аллигатора интересным, помимо его размера, так это то, что отросший хвост демонстрирует признаки регенерации и заживления ран внутри одной и той же структуры. Восстановление хрящей, кровеносных сосудов, нервов и чешуек соответствовало предыдущим исследованиям регенерации хвоста ящерицы, проведенным в нашей и других лабораториях», — сообщил Синди Сюй, ведущий автор исследования.


Диаграмма, показывающая, чем отросшие хвосты отличаются от оригинальных:
Подобно ящерицам аллигаторы могут отращивать новые хвосты! Аллигатор, Хвост, Регенерация, Познавательно, Наука, Исследования, США, The National Geographic, Длиннопост

(цвета обозначают: серый - кости, желтый - хрящи, бордовый -скелетные мышцы, розовый - соединительная ткань)


Новые хвосты аллигаторов не стали точными копиями оригиналов. Исследования показали, что регенерированные хвосты лишены скелетных мышц и состоят из волокнистой соединительной ткани, похожей на рубцовую. Вместо костей, разделенных на позвонки, новые хвосты поддерживались несегментированной хрящевой трубкой. А внешние чешуйки были плотнее, чем обычно, и не имели щитков сверху.


Тем не менее, это очень впечатляющая способность для животного такого размера, которая поднимает новые вопросы об эволюции регенерации конечностей, говорят исследователи.


«Предки аллигаторов, динозавров и птиц отделились около 250 миллионов лет назад. Наше открытие о том, что аллигаторы сохранили клеточный механизм для отрастания сложных хвостов, в то время как птицы утратили эту способность, поднимает вопрос о том, когда в процессе эволюции эта способность была потеряна», — отмечает соавтор исследования Кенро Кусуми.


Ученые уже много десятилетий изучают и саламандр, и ящериц в надежде найти гены, отвечающие за регенерацию конечностей.


Это помогло бы понять, как заново отращивать поврежденные руки и ноги, и научиться полностью управлять поведением стволовых клеток.

Источник

Показать полностью 1
171

Городища раннего средневековья на территории Башкирии

В I тысячелетии н.э. на территории современных районов северо-западной Башкирии возникает множество укрепленных поселений - городищ - и еще больше неукрепленных - селищ. Причем в отличие от предшествующей эпохи железа, здесь появляются свои особенности и новые традиции устройства и строительства фортификационных сооружений. Рассмотрим, что вообще представляли из себя данные укрепленные поселения.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Вариант реконструкции городища Уфа-II. Фото: Российская газета


Укрепленные поселения в междуречье Белой и Уфы функционируют в широком хронологическом диапазоне, начиная с эпохи раннего железного века (ананьинская археологическая культура), вплоть до примеров использования укрепленных площадок городищ предшествующих эпох населением ранних этапов чияликской культуры (вплоть до золотоордынского времени). Наиболее широкое распространение подобного типа поселений приходится на период существования памятников бахмутинской культуры эпохи раннего средневековья (III-VIII вв.) (есть мнения, что носители этой культуры сыграли роль в  формировании удмуртов и частично башкир). В это время количество городищ аналогичного типа значительно превышает их число, как в предыдущие, так и в последующие эпохи. Кратко рассмотрим и охарактеризуем специфику этих раннесредневековых городищ.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Карта-схема исследуемых городищ. РЖВ - ранний железный век; РСВ - раннее средневековье

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Вал Кудашевского городища эпохи раннего средневековья. Слева - напольная сторона, справа - площадка самого городища. Оно заросло лесом, что уберегло вал от сильного разрушения, но по его краю местные все же проложили тропу. Однако даже сегодня оно выглядит внушительно


Анализ топографии и конфигурации бахмутинских фортификационных сооружений городищ позволяет увидеть интересные особенности и закономерности, характерные для данной культуры. Для этого, помимо собственно городищ бахмутинской культуры, стоит привлечь данные объектов предшествующей и последующей эпох, расположенных в границах Уфимско-Бельского региона и непосредственной к нему близости.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Разрез вала Бустанаеевского городища эпохи железа - раннего средневековья. Раскопки 2019 года


Для начала начнем анализ с количества линий укреплений на городищах. Даже при поверхностном ознакомлении становится видно, что и в железном веке, и в раннем средневековье преобладает тип городищ всего с одной линией укреплений. Для населения бахмутинской культуры в Уфимско-Бельском междуречье такое устройство наиболее традиционно (более 70% всех городищ данной культуры). Для однослойных бахмутинских городищ (т.е. содержащих только бахмутинские материалы) нам не известны примеры устройства более, чем трех основных линий фортификации. Поселения с более, чем тремя линиями обороны, как правило, заселялись и обустраивались по несколько раз, как в эпоху раннего железного века, так и в средневековье.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Ров Кудашевского городища эпохи раннего средневековья. Он, конечно, оплыл, но все же сохранился весьма хорошо


Примерами многослойных поселений (т.е. тех, где имеются материалы разного времени и разных культур) с мощной системой фортификации (4-6 линий валов и рвов) могут служить Барьязинское, Бирское (Чертово), Камышинское I городища. Однако точных сведений о времени сооружения на них линий фортификации нам не известны. Уникальным в плане количества линий укреплений является Юмакаевское городище, открытое Н.А. Мажитовым и Г.В. Юсуповым в 1956 г. На его площадке было зафиксировано девять валов. При этом шесть из них находятся на южном окончании мыса и не имеют рвов, что на наш взгляд говорит о них как о дополнительных, но не основных укреплениях. Отметим, что наиболее характерной для бахмутинских укреплений является прямая или несколько изогнутая форма вала, которая довольно часто встречена и на городищах кара-абызской культуры эпохи железа.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

План Юмакаевского городища (Н.А. Мажитов, 1959 г.)


К дополнительным фортификационным сооружениям можно отнести примеры подрезания склонов городищ. Устройство так называемых эскарпов. Для эпохи раннего железа они известны лишь на двух кара-абызских городищах. Совсем иначе в этом плане обстоят дела с раннесредневековыми городищами. На сегодняшний день известно о 22 памятниках бахмутинской культуры, имеющих следы эскарпирования склонов. Данный тип укреплений довольно редко встречается в Уфимско-Бельском междуречье в эпоху раннего железного века, в частности, для укрепленных поселений ананьинской и пьяноборской культуры он и вовсе неизвестен.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Нередко при строительстве фортификационных сооружений населением бахмутинской культуры устраивались непосредственно с использованием естественного положительного рельефа укрепляемых площадок. Для этого естественная возвышенность подрезалась (эскарпировалась), на месте ее основания выкапывался ров, а грунт, изъятый из него, укладывался поверх эскарпа. О подобном устройстве свидетельствует высота дошедших до нас подобных «валов-эскарпов». С напольной стороны она порой в несколько раз превышает высоту насыпи от укрепленной площадки расположенной за валом с мысовой части городища. Подобная конструкция укреплений известна и для средневековых древнерусских и булгарских поселений, для городищ позднего этапа железного века баитовской археологической культуры и памятников, оставленных саргатским и гороховским населением.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Эскарп Имяновского городища. В древности он был более отвесный, но со временем оплыл

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Для наглядности можно привести пример с противотанковым эскарпом. Не утверждаем, что на городищах эскарпы выглядели именно так, но суть, полагаем, ясна. Эскарп служил для усиления фортификационной мощности, затруднения проникновения неприятеля на городище


Не менее интересным является еще один вид фортификации – гласис (насыпь перед внешним рвом). Наиболее отчетливо следы подобного сооружения визуально фиксируются на Кудашевском, Краснохолмском, Исхаковском и Янтузовском городищах бахмутинской культуры.


Реже всего на бахмутинских поселениях встречается кольцевая линия обороны. Данная форма фортификации наибольшее распространение (7 однослойных объектов) получила на памятниках пьяноборской археологической культуры эпохи железа. Два объекта оставлены бахмутинским населением, еще два объекта функционировали как в пьяноборскую, так и в бахмутинскую эпоху.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Раскоп на Баразинском городище. Мыс, на котором расположено городище, был опоясан впечатляющим по размерам эскарпом. На фото видна часть расчищенного рва и остатки какой-то каменной конструкции. Раскопки 2020 года


Анализ топографических данных показывает, что большинство пьяноборских городищ эпохи железа расположено на краю коренных речных террас, большинство кара-абызских (эпохи железа) – на мысовидных выступах коренных террас, а раннесредневековые бахмутинские городища представлены более широкой топографией, формами укрепленных площадок и конфигурацией линий обороны, что объясняется их преобладающем количеством, а также тем, что население бахмутинской культуры более плотно осваивала территорию не только крупнейших водоемов региона, но и их притоков или как утверждалось ранее «спустилось» с высоких террас крупных рек.

Городища раннего средневековья на территории Башкирии Археология, Наука, История, Средневековье, Урал, Башкортостан, Раскопки, Видео, Длиннопост

Остатки деревянной конструкции на Бустанаевском городище. Раскопки 2019 года


Характерным для бахмутинской культуры также является тип городищ, расположенных на отдельно стоящих возвышенностях, горах и холмах. Довольно часто подобные элементы ландшафта на современных топографических картах обозначены как горы (Калатау, Уаратау, Кызтау, Ялантау, Такмантау, Кармигурезь и т.д.), кроме того, данные возвышенности в рельефе имеют схожие названия и у местного населения (Калатау, Красный Холм, Калай-Туба, Кылыс- Тау и т.д.). Подобный вид памятников в Уфимско-Бельском междуречье практически не известен ни в предшествующую, ни в последующую эпохи.


Ну и приложим видео с раскопок этого года. Целью исследований был эскарп Баразинского городища. Заложили траншею по склону, чтобы выяснить как и из чего он создавался.

P.S. Сильно не ругайте за качество ролика. Я только учусь их делать)

Продолжение следует.


По материалам работ А.Г. Колонских.

Источник: АРХЕОСТАН.

Показать полностью 10 1
4612

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная?

Вообще этот пост родился совсем спонтанно. Делали мы в нашей мастерской фабристо реквизит для научного шоу - предполагалось наглядно показать различные шкалы термометров в сравнении. Но в процессе всплыло так много интересного, что я не могу не поделиться этим с пикабу.

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная? Фаренгейт, Термометр, Шкала, История, Галилео Галилей, Познавательно, Длиннопост

Как обычно, чрезвычайно дотошно проверяя материал выясняется, что в интернете написано много ерунды (Кто бы мог подумать!). Погрузимся в историю создания термометров?


Как только умные люди задались вопросом как количественно измерить жару и холод - стали искать решение, вести метеонаблюдения без точной шкалы как то не очень удобно, даже в быту у нас понимание жары и холода разное. И таким первым прибором, позволявшим измерить температуру хоть как то, стал термоскоп. Отсутствие в названии -метр как бы намекает нам, что это прибор без шкалы, позволявший лишь сказать: стало теплее/холоднее, без каких либо единиц.


Этот прибор использовал расширение газов. Воздух в колбе вверху, нагреваясь расширялся и выдавливал столбик жидкости. Если температура падала - газ сжимался и столбик жидкости поднимался. При должной аккуратности изготовления, большой колбе и тонком капилляре прибор мог показывать разницу температур между комнатами. [1] Это был конец 16 века, и руку к его изобретению приложил Галилео Галилей (но это не точно)

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная? Фаренгейт, Термометр, Шкала, История, Галилео Галилей, Познавательно, Длиннопост

Добавление шкалы превратило термоскоп в термометр, позволяя не только определять изменение температуры, но и выражать его количественно. Вот первый известный рисунок термометра 1611 год:

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная? Фаренгейт, Термометр, Шкала, История, Галилео Галилей, Познавательно, Длиннопост

Но это была тупиковая ветвь развития, высота столбика менялась не только от температуры, но и от атмосферного давления. Когда с этим разобрались - конструкцию изменили. Вместо газа использовали жидкость (что было сложно, так как жидкость с изменением температуры расширяется значительно меньше). А чтобы жидкость не испарялась - просто герметично запаяли конец капилляра. Встречайте - термометры из Флоренции

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная? Фаренгейт, Термометр, Шкала, История, Галилео Галилей, Познавательно, Длиннопост

Точная дата изобретения неизвестна, но в 1641 они уже были [2]. Черные и белые бусинки приваренные к трубке - это риски шкалы. Использование жидкости вместо газа давало проблемы. Во-первых тепловое расширение жидкостей значительно меньше такового у газов, поэтому для хорошей чувствительности нужно было делать большую колбу и тонкий капилляр. Во вторых нужна была жидкость, которая бы максимально меняла свой объем с изменением температуры, и оставалась жидкой в широком диапазоне температур. Выбор был невелик - вода не подходит, так как  при замерзании разрывает стекло, ртуть тяжелая и расширяется слабо, а вот спирт оказался в самый раз [2].


Эти термометры калибровались по образцовому (который носил в деревянном чехольчике в кармане Фердинандо II Медичи. Но из википедии вы не узнаете о том, что он любил науки и внес в них весомый вклад) [2]. Тоесть они были вполне точны меж собой (шкала в градусах G в честь Галилея), но совершенно невоспроизводимы в лаборатории. Кстати подкрашивать спирт, для лучшей видимости уже тогда пробовали, но не смогли подобрать правильный краситель, со временем столбик оказывался изнутри грязным.[1] Ртуть тоже пробовали, но забросили, спиртовой столбик был гораздо чувствительнее, спирт расширяется при нагреве в примерно 4 раза сильнее ртути.


Следующей важной вехой в развитии термометров стало понимание, что термометры нужно калибровать, а для этого нужно как минимум две опорные температуры. Нужна была стандартизация. При этом нужен был воспроизводимый  стандарт температуры - чтобы можно было написать письмом точные инструкции своему корешу за океаном, и он в лаборатории что-то с чем то смешал, соединил и получил образцовую температуру.


Как выглядел процесс калибровки термометра тогда (да и сейчас). Стеклодув выдувал емкость и приваривал к ней тонкую трубочку - капилляр. При изготовлении неминуемо есть разброс размеров, нет двух совершенно одинаковых термометров. Пузырек заполнялся жидкостью, которая будет рабочим телом. После заполнения термометр выдерживали при температуре первой опорной точки и делали засечку по уровню жидкости. Затем нагревали до второй опорной температуры и также делали засечку. Расстояние между двух засечек размечали шкалой с заданным количеством делений.


Обратите внимание, длину между первой и второй засечек будущего термометра нужно разделить на некоторое число делений. И если взять первую температуру за 0, а вторую за 10 условных градусов, то будет довольно неудобно, шкалу нужно будет поделить на 2, а потом на 5 равных частей. А вот если присвоить  второй температуре условную величину 16,  то тогда шкалу просто нужно будет делить пополам, потом каждую часть еще пополам и так далее, это легко и точно делается циркулем.


Есть еще один способ калибровки, позволяющий использовать только одну температуру. В качестве второй точки использовали изменение объема. Например, второй точкой будет температура, при которой жидкость расширится на 5/1000 от своего объема. Это менее удобный способ, к тому же весьма требовательный к чистоте жидкости (но об этом позднее).

В 1664 Гюйгенс в письме Роберту Морэю уже предлагал использовать в качестве опорных температур для определения степени холода и тепла температуру когда вода замерзает и температуру, когда вода кипит. [1]


В 1701 Году Ньютон сделал свои предложения. Он использовал льняное масло в качестве рабочей жидкости, в качестве первой точки 0° "температуру воздуха зимой, при которой вода начинает замерзать", а в качестве второй точки, которой он присвоил значение 12° "максимальную температуру, которой достигает термометр от тепла тела". [1] Тут стоит пояснить два момента. Во-первых выбор числа 12 - в то время десятичная система не была столь популярной. В циферблате 12 часов, в часе 60 минут, в футе 12 дюймов и т.д. Выбор же в качестве второй образцовой температуры - температуры тела тоже удобна с точки зрения мастера. Вечером вышел на улицу, засунул все термометры в банку с водой и ждешь, когда начнет замерзать вода - отмечаешь первую точку шкалы. Потом засовываешь все это во внутренний карман к телу, ждешь пока прогреется - делаешь вторую отметку (это все при скудном освещении). А потом тащишь в мастерскую, что бы при ярком дневном свете уже разметить шкалу как следует.


После 1700 года все больше  мест стали проводить регулярные метрологические наблюдения, и потребность в одинаковости термометров становилась все острее. Нужно было всем или закупаться у одного мастера по изготовления термометров, которые он сам как-то калибрует, чтобы они показывали одинаково, или договариваться о единой шкале. Вот как раз в период 1700-1800 творился хаос, чуть ли не у каждого мастера по изготовлению термометров был свой вариант. Вот пример из [1]:

Почему шкала Фаренгейта такая упорот.... странная? Фаренгейт, Термометр, Шкала, История, Галилео Галилей, Познавательно, Длиннопост

Астроном Оле Рёмер тоже изготавливал термометры, и в его записной книжке есть указания по технологии изготовления, и что важно - по калибровке.:


IV. Когда термометр изготовлен, заполнен и запечатан, значение шкалы 7 1/2 соответствует снегу или молотому льду, а 60 - кипящей воде. [1]


Выбор 60 для кипящей воды еще можно понять, Рёмер астроном, работает с углами. Но вот выбор семи с половиной... Одна из догадок - Рёмер пожелал, чтобы при метеонаблюдениях все числа для удобства были положительными, поэтому сместил шкалу так, что 1/8 шкалы была ниже температуры замерзания воды, а 7/8 выше. [1] Причем даже вдову Рёмера спрашивали, почему он сместил шкалу, но она ничего не смогла ответить.


И вот тут и появляется в нашем рассказе Даниэль Габриэль Фаренгейт. Хоть, его и называют ученым, он все-таки больше был бизнесменом - производителем измерительных приборов. Будучи молодым мастером-изготовителем приборов из Гданьска (тогда он назывался Данциг) в 1708 он посещает Рёмера, и конечно расспрашивает почтенного астронома в том числе и о термометрах, обмен опытом так сказать.


Шкала на термометрах Фаренгейта выбрана столь неочевидным образом, что стала почвой для огромного количества мифов в попытках разобраться. Была исписана куча бумаги. Вот например:

- Фаренгейт взял за 0°F температуру смеси льда и соли, а за 600°F температуру кипения ртути [Egen, Ann. der Pys., Vol. II (1827) p.293]

- Фаренгейт взял за 0°F температуру смеси льда и соли, а за величину 1°F  расширение ртути на 1/1000 объема (Действительно, коэффициент линейного расширения ртути 0,001 по шкале Фаренгейта)[5]

- Фаренгейт взял за 0°F температуру смеси льда и соли, а за величину 100°F температуру тела жены, которая в этот момент болела простудой [какой то сайт в интернете]


Мы бы так и мучались в догадках, если бы внезапно в ЛЕНИНГРАДЕ (!) не нашлись письма Фаренгейта к Герману Бургаве в период 1718-1729 [6] Он пишет:

... Я застал его [Рёмера] ранним утром, он поместил термометры в воду со льдом. Позднее он помещал их в воду с температурой тела. После того, как он отметил эти две точки на всех термометрах, он добавил половину расстояния меж точек ниже точки со льдом, и поделил получившийся отрезок на 22 1/2 равные части, начиная от нуля,  7 1/2 на точке со льдом и 22 1/2 на температуре тела. Я использовал эту градуировку вплоть до 1717 с тем лишь отличием, что разделил каждый градус еще на 4 части. <...>

Эта градуировка очень неудобна из-за дробей, поэтому я решил поменять шкалу, и использовать 96 вместо 22 1/2 или 90, с тех пор я использую ее.<...> [1]


Это вносит немного понимания но не отвечает на все вопросы, например откуда взялась вторая калибровочная температура с температурой тела в 22 1/2 (96°F), если у Рёмера вторая точка калибровки - температура кипения воды в 60°?  Точного ответа нет, пока внезапно не найдутся еще документы. Но правдоподобная гипотеза [1] говорит о том, что пользоваться термометром, калиброванным по второй температуре кипящей воды, для метеонаблюдений неудобно - большая часть шкалы никогда не используется. Возможно Рёмер, по калиброванному кипящей водой термометру смекнул, что температура тела стабильна и удобна для калибровки самой востребованной метеорологами части термометра, а Фаренгейт позднее перенял этот "лайфхак".


В публикации для журнала Philosophical Transactions of the Royal Society Фаренгейт пишет, что в его шкале используется три калибровочные точки: температура смеси льда, воды и нашатыря, или даже морской соли (0°F), температура таяния льда (32°F) и температура тела (96°F)


Это базовое описание шкалы от самого Фаренгейта выглядит как попытка мастера рассказать о шкале, но скрыть свои секреты - мы же помним, что он был производителем термометров. Для точки с 0°F он мало того, что не дает пропорций, так температура смеси с хлоридом аммония будет -15°С (+5°F), а в смеси с морской солью -22°С (-8°F)! [6][7]


Позже, после смерти Фаренгейта, шкала Фаренгейта снова поменялась. Присмотревшись, обнаружили , что температура кипения воды примерно 212°F. Таким образом, если температура таяния льда 32°F, а температура кипения воды 212°F, то у нас шкала будет 180 делений - красиво, как раз половина от круга (360/2). Из-за любви к красивым числам и желания избавиться от такой странной, плоховоспроизводимой величины, как температура тела, выбрали эти две калибровочные точки - замерзание и кипение воды. Правда из-за этого нормальная температура тела стала 97,88°F но всем так нравилась шкала в 180 градусов, что на это забили.


Большая заслуга Фаренгейта, помимо шкалы его имени то, что он стал выпускать термометры с ртутью, которыми, в отличии от спиртовых, можно было измерять гораздо более широкий диапазон температур.


Ну а рассказа про шкалу Реамюра, Цельсия, Кельвина, Делиля, Ранкина в этом посту не будет :)


Источники: (особенно рекомендую первый)


1. W.E.Knowles Middleton. A history of the thermometer and its use in meteorology-Johns Hopkins Press (1966)

2. The earliest temperature observations in the world: the Medici Network (1654–1670) Dario Camuffo & Chiara Bertolin. Climatic Change · July 2012 DOI: 10.1007/s10584-011-0142-5

3. A note on the history of thermometer scales. H.E.Landsberg 1964

4. R J Soulen Jr. A brief history of the development of temperature scales: the contributions of Fahrenheit and Kelvin. 1991 Supercond. Sci. Technol.

5. Журнал Nature №1687 vol 65 от 27 февраля 1902, стр 391

6. Журнал Nature от 6 марта 1937, стр 395

7. https://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/measurement/fa...


Хочу сказать огромное спасибо тем, без кого бы этого поста никогда бы не было написано, а именно Sci-hub и Libruary genesis - пиратским ресурсам, благодаря которым я смог получить доступ ко всем необходимым статьям и книгам.

---------------

Для вас работает инженер Павел Серков

Мой сайт: http://serkov.me

Мой инстаграм: https://www.instagram.com/pavel.serkov/

Показать полностью 4
5505

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века

Фосфорный некроз – это типичная профессиональная болезнь только работников спичечных фабрик. Ее узнаваемые признаки – это уродливая деформация нижней челюсти, нагноения, а также устрашающее бледно-зеленое свечение, порой вводившее в ступор окружающих.

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост

Видео-версия:

Первый случай фосфорной челюсти был диагностирован врачом Лоринзером из Вены в 1839 году. Пациентка была венской мастерицей спичек, которая в течение пяти лет подвергалась воздействию паров белого фосфора. Уже в 1844 году Лоринзер сообщил о уже 22 случаях фосфорной челюсти и установил токсическое действие белого фосфора.

Каждую смену рабочие дышали ядовитыми парами в душных цехах. Одни перемешивали нагретые химические растворы, другие макали туда деревянные заготовки спичек, третьи сушили и упаковывали ядовитый продукт. Производство спичек из белого фосфора обходилось дешевле, чем аналогичных, но безопасных из красного. Привлекательная экономика производства давала малые издержки и высокие прибыли, поэтому владельцы фабрик продолжали их использовать.


Работники спичечных фабрик:

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост
Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост

Работники спичечных фабрик в Российской Империи:

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост
Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост
Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост

Первыми проявлениями фосфонекроза были зубная боль и воспаленные десны. С каждым месяцем симптомы становились сильнее, воспаление превращалось в масштабный абсцесс, мог появиться и свищ, пробивающийся сквозь мягкие ткани нижней челюсти. Выпадали зубы. Боль описывали как «неотступную и нарастающую». Нетрудно догадаться, что разбухшая и гноящаяся челюсть издавала неприятный запах.

По разным оценкам, порядка 11% процентов контактировавших с парами получили некроз нижней челюсти. Для пятой части заболевших он был смертельным. К летальному исходу приводила не столько деформация кости, сколько сопутствующие ей менингит и сепсис. Удаление кости было радикальным, но часто неизбежным решением в безвыходной ситуации. В этом случае пациент мог потерять возможность полноценно принимать пищу и без ухода умереть от дистрофии.

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост

Пример последствий фосфорного некроза:

Фосфорный некроз или проклятие спичечных фабрик 19 века Спички, Познавательно, История, Медицина, История болезни, Болезнь, Факты, Видео, Длиннопост

Когда число обратившихся за медицинской помощью работников значительно выросло, началась борьба за запрет белого фосфора для изготовления спичек.

Большее число «фосфорных челюстей» зафиксировано в США и Великобритании. Рабочие спичечных фабрик Российский империи также нередко страдали от почти полного выпадения зубов. Точку в этой истории поставила Бернская конвенция 1906 года, которая юридически запретила использование белого фосфора в спичечном производстве, после чего в мире началась кампания по отказу от белого фосфора, длившийся до середины 1920-х.


Предыдущий пост:

Как появились спички. История создания

Показать полностью 7
759

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост

Намедни изволили быть в театре и наслаждались оперой Джузеппе Верди "Риголетто", засим хотелось бы описать кое что о прототипе главного героя.

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост

Кстати, да это оттуда "Сердце красавицы склонно к измене..." Дивная постановка про орду му... чудаков, которые творили всякие гадости, а в результате погибла единственная чистая и невинная душа, а главный злодей остался безнаказанным...


Итак, Риголетто это шут герцога Мантуанского. Но изначально в исходной драме Виктора Гюго "Король забавляется" его так и звали Трибуле, а прототипом герцога был король Франции Франциск I. После первой же премьеры драмы действующий король сделал то, что сделал бы любой правитель на его месте: запретил показ в первый же день, после первого показа и аж на 50 лет. Всё потому, что в драме не было ни единого достоверного факта, кроме существования самих главных героев и их имён. Верди обошёл запрет, переобозвав главных персонажей. Но не будем о театре, главное факты! Почему выбрали Трибуле, именно этого юмориста у трона?

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост

А было за что. Если верить источникам, он имел колоссальное влияние на королей (он зубоскалил при Франциске I и Людовике XII). И ему позволялось то, о чём не мог даже помыслить любой другой приближённый короля.

Сохранились некоторые интересные истории.

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост

Однажды Трибуле обратился к Франциску I с жалобой на дворянина, который угрожал ему смертью. Франциск I успокоил его:

-Не волнуйся, любой кто посмеет тебя убить, будет казнён спустя четверть часа!

-Но, Ваше Величество! А можно сделать так, чтобы он был казнён не спустя, а за четверть часа до моего убийства? Так понадёжнее будет.


В другой раз он обратился к своему "патрону" издалека.

-Государь! Я тут составил интересный "Альманах глупцов". И в нём есть король дурачков.

-И кто же это?

-Карл V, который имеет наглость проехать через всю Францию. И это при том что он держал узником короля этой смой Франции!

-Но если я пропущу его без всякого ущерба для него?

-Тогда мне придётся передать титул другому королю...

-Кому?

-Вам! Ведь в таком случае вы будете ещё глупее!

(кстати, Карл благополучно пересёк Францию...)


Но апофеозом его приколов был случай, когда он шлёпнул короля по заднице. Франциск был в бешенстве и велел казнить шута. Однако что взять с "дурачка", немного остыв, он решил позабавиться и сказал что простит его, если извинение будет оскорбительнее его поступка... А зряяя... Шут сказал:

-Ой, простите Ваше Величество! Я перепутал вас с королевой.


Тем самым он нарушил запрет короля не прикалываться и не шутить над особами женского пола при дворе. Деваться некуда, шута надо было казнить. Франциск великодушно предложил своему любимцу самому выбрать казнь. Но остроумный шут бы не промах, он сказал:

-Государь, ради святой Нитуш и святого Пансара, покровителей безумия, я предпочитаю умереть от старости!

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост

Король рассмеялся и просто изгнал приколиста из королевства.


Подписывайтесь, с нами Вы узнаете много разных интересных и познавательных фактов о мировой истории.

Выходки придворного шута королей Франции Трибуле История, Интересное, Познавательно, Юмор, Франция, Длиннопост
Показать полностью 4
50

Сказочница всея Руси

О Екатерине II любят посплетничать, особенно посчитать ее фаворитов, напрочь забывая, сколь много хорошего она сделала для просвещения, культуры и воспитания. В 1786 году Императрица проводит школьную реформу. Быть образованным становится трендом. За время ее царствования 190 тысяч детей закончили различные учебные заведения. Были открыты малые училища, Смольный институт для благородных девиц, Российская академия, народные школы, приюты …

Сказочница всея Руси Книги, Сказка, История, История России, Литература, Екатерина II, Образование, Длиннопост

Царица всея Руси не только покровительствует нововведениям, но и самолично участвует в редактировании ряда обучающих книг и наказов: «Гражданское Начальное Учение», «Продолжение Начального Учения», «Инструкция князю Н.И. Салтыкову при назначении его к воспитанию Великих Князей» и др. Вдохновленная страстью любимого внука Александра к чтению, пополняет его детскую библиотеку опусами собственного сочинения. В 1779 выходит «Бабушкина азбука», а тремя годами позже печатаются две чудесные авторские сказки «О царевиче Февее» и «О царевиче Хлоре» - ни дать ни взять «педагогические поэмы» Великой нравоучительницы (А.С. Макаренко позже последует ее примеру)))… Стараниями сладострастной государыни детская литература переживает подъем.

Сказочница всея Руси Книги, Сказка, История, История России, Литература, Екатерина II, Образование, Длиннопост

"Бабушкина азбука великому князю Александру Павловичу", Москва, 2004 год.

Главные герои придуманных волшебных историй – царевичи. Февей, сын сибирского царя Тао-Ау, поначалу своевольный и непослушный постепенно превращается в прекрасного добродетельного юношу «твёрдого в думе, терпеливого в несчастии».

В сказке о Хлоре, сыне легендарного царя Кия, аллегорически повествуется о поиске добродетели – розе без шипов. Благодаря трём советчикам Рассудку, Правде и Честности добру молодцу удаётся преодолеть все трудности и соблазны на своём пути.

Сказочница всея Руси Книги, Сказка, История, История России, Литература, Екатерина II, Образование, Длиннопост

Екатерина II "Сказка о царевиче Хлоре", 1871 год, страницы оригинала.

Целых две небылицы! Много это или мало? Статистика 1747 - 1799 годов утверждает, что 50%. Не верите – посмотрите сами. В общей сложности за пятьдесят лет было издано 4 оригинальные русские сказки, по 20 нравоучительных рассуждений и научно-популярных сборников .

Сказочница всея Руси Книги, Сказка, История, История России, Литература, Екатерина II, Образование, Длиннопост

"Материалы по истории детской русской литературы", Москва, 1927 год.

Сохранилось всего три экземпляра первого издания! Раритеты оцифрованы и в открытом доступе лежат на сайте Rusneb.ru.

Показать полностью 3
89

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные

Через Уральский регион проходили многочисленные миграционные маршруты, которые, помимо прочего, повлияли и на историю Европы. Археологические свидетельства этих событий можно наблюдать на раннесредневековых кладбищах Южного Урала. Для этой территории типичны компактные кладбища с несколькими сотнями гробниц, которые впервые за последние 10–15 лет стали источником богатых археологических находок. Согласно археологическим, лингвистическим и историческим данным, корни современных венгров можно проследить до Уральского региона. Судя по лингвистическим свидетельствам венгерский язык, принадлежащий к финно-угорской ветви уральской языковой семьи, возник к востоку от Урала, где-то между 1000 и 500 годами до н. э. Вероятно, после VI века н. э. часть предков венгров переселилась со своей древней родины в Предуралье, т.е. на территории, прилегающие к западному склону Урала. А примерно, в первой трети IX века н. э., часть этого населения Предуралья, под давлением Хазарского каганата пересекла Волгу и заняла Северное Причерноморье, вступив в союз с хазарами.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

При этом, конец IX века характеризуется началом упадка хазарского мира, в котором особую, но не единственную, роль сыграли печенеги. Также немаловажным было и формирование Древнерусского государства с выходом из-под контроля хазар части восточнославянских племён. Ранние венгры жили в Восточной Европе (формируя так называемый "субботцевский горизонт" ещё до того, как они вторглись в Паннонию, уже в более разнообразном составе. В X веке, материальные черты Карпатского бассейна быстро менялись после завоевания, с многочисленными археологическими свидетельствами связей с восточноевропейскими регионами, которые прослеживаются до Урала. Однако генетических данных от доисторического периода до средневековых популяций Уральского региона не так много в отличии от средневековых популяций Карпатского бассейна. В более ранних работах авторы предположили, что смешанные популяции степных кочевников (среднеазиатских скифов - саков) и потомков восточноевропейской срубной культуры, помимо других неописанных популяций, могло быть основой генетического состава венгерских завоевателей. Кроме того, предыдущие результаты предполагают генетические связи венгерских завоевателей с гуннами, а также с их предшественниками хунну. В последних статьях, которые касались изменчивости отцовских линий элиты венгров, они описывались как генетически неоднородные, со значительной долей европейского, финно-угорского, кавказского и сибирского или восточноевразийского вклада по отцовской линии.

Из чего следует, что мужские предковые линии венгерских завоевателей были из трёх отдалённых источников, а именно из Внутренней Азии (Байкал — Алтайские горы), Западной Сибири — Южного Урала (финно-угорские народы) и Причерноморья — Северного Кавказа (северокавказские тюрки, Аланы и восточноевропейские популяции того времени).

Оба вышеупомянутых исследования указали на присутствие Y-гаплогруппы N1a1a1a1a2-Z1936, ранее известной как N3a4-Z1936 в составе N-Tat / M46), которая часто встречается среди народов, говорящих на финно-угорских языках.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Эта линия также встречается среди современных венгров с частотой до 4%. В последующих работах исследователи реконструировали детальную филогению Y-гаплогруппы N-Z1936, показав, что определённые её субклады являются общими для некоторых этнических групп, как к примеру, N-Y24365 / B545 встречается у татар, башкир и венгров и связывает современных венгров с людьми, живущими в Волго-Уральском регионе.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Более ранние исследования митохондриальной ДНК современных популяций, говорящих на уральских языках, предполагают, что распространение линий мтДНК Восточной и Западной Евразии определяется географическими расстояниями, а не языковыми барьерами. Например, финно-угорские популяции из Волго-Уральского региона, по мтДНК, кажутся более похожими на своих тюркоязычных соседей, чем на родственные по языку прибалтийско-финские этнические группы. Более свежее исследование (от 2018 года) 15 уралоязычных популяций, также описывает их сходство с соседними популяциями, но помимо этого указывает ещё и на дополнительный компонент, возможно, сибирского происхождения.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Однако несмотря на то, что некоторые митохондриальные линии современных венгров имеют возможное сибирское происхождение, их генофонд отличается от других уралоязычных народов.


ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ


При сборе 36 образцов древней ДНК из Уральского региона, наиболее важным намерением было подобрать профессионально раскопанные и задокументированные захоронения Южного Урала, которые культурно или по времени связаны с предками венгров. При этом наибольшее сходство с археологическими памятниками Карпатской котловины X века продемонстрировал археологический памятник Уелги Южного Зауралья, Кунашакского района Челябинской области. Это кладбище использовалось с позднего периода кушнаренковской культуры в VIII веке и по XI век.

Учитывая различные взгляды на события того времени в регионе, авторы работы стремились охватить широкий спектр раннесредневековых археологических культур, расположенных в среднем течении Камы к западу от Урала.

Учёные связывают прекращение существования неволинской культуры в VIII – IX веках н. э. с миграцией на запад предков венгров, поэтому отбор образцов проводился во всех трёх группах этой культуры: бродовской (III – IV вв.), бартымской (V – VI вв.) и сухоложской (VII – VIII вв. н. э.). Помимо этого, был исследован Бояновский могильник (IX – X вв. н.э.) в Добрянском районе Пермского края. Этот археологический участок представляет собой южный вариант ломоватовской культуры, которая в свою очередь, демонстрирует тесную культурную связь с неволинской культурой из более южных регионов. Также, помимо новых образцов, было повторно проанализировано девять образцов древних венгров из Карпатского бассейна X – XII веков на предмет обнаружения целых митогеномов. Эти образцы были отобраны из предыдущего исследования на основе идентичных гаплотипов мтДНК с некоторыми из исследованных представителей Урала.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

А основная цель новой научной работы заключалась в том, чтобы охарактеризовать материнский и отцовский генетический состав популяций Южного Урала с III по XI в и сравнить результаты с доступными древними и современными наборами генетических данных Евразии. Авторы работы также стремились описать возможные генетические связи между изученными уральскими популяциями и популяциями периода завоевания Карпатского бассейна.


ВЫВОДЫ


Уральский регион играл важную роль в этногенезе древних венгров, основываясь на археологических, лингвистических и исторических источниках, хотя результаты этих исследований демонстрируют различия в хронологическом и культурном аспектах. Представленные новые данные о мтДНК, Y-хромосоме и аутосомной последовательности ДНК образцов Южного Урала также подтверждают актуальность региона с точки зрения популяционной генетики. Общий материнский состав исследованных образцов из Уральского региона с филогенетической и филогеографической точек зрения предполагает смешанное западное и восточное происхождение компонентов, хотя отцовские линии более однородны, с Y-гаплогруппами характерными для Волго-Уральского региона. Гаплогруппа Y-хромосомы N-M46 с субкладами составляет 83,3% остальные представлены гаплогруппами G2a (G-L1266), J2 и R1b.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Также стоит отметить, что точно отнести каждый митохондриальный гаплотип Уелги к западному или восточному не представляется возможным, но представители обоих направлений присутствуют. Митохондриальные гаплогруппы европейского происхождения N1a1a1a1a и H40b предполагают, что существовала базовая популяция с характеристиками ближе к западным. С другой стороны, схожие (С4а1а6) или единичные (A, A12a, C4a2a1) восточные гаплотипы, отчётливо заметные в третьем (сухоложском) горизонте, предполагают относительно недавнюю примесь к основной популяции.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Однако очевидному сосуществованию генетического и археологического сдвига, противоречат однородность предковых компонентов и отцовского состава, а также анализ главных компонент и наличие восточного вклада С4а1а6 во всех горизонтах.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Хотя сам факт однородности по отцовским линиям можно объяснить патрилокальностью. Несмотря на то, что генетический вклад популяции, относящейся к сросткинской культуре Северного Алтая и южных районов Западной Сибири исключать нельзя, более вероятно, что большинство восточных компонентов смешалось ещё до начала использования уелгинского могильника. Материнские и отцовские линии древнего населения Уелги сигнализирует о том, что они хронологически и/или географически связаны с возможным генетическим источником венгерских завоевателей. Т.е. не с самими древними венграми, а с их предками. Помимо этого, захороненные на кладбище Уелги, по предварительным аутосомным данным, разделяют свой частотный состав аллелей с современными уральскими и западносибирскими популяциями, которые лингвистически или исторически связаны с венграми, что обеспечивает хорошую почву для будущих исследований.

Что касается материнских линий, то связи древних жителей Уелги с венгерскими завоевателями можно разделить на прямые и косвенные. Косвенные могут исходить от базовой популяции Южного Урала с более европейским генетическим профилем, в то время как прямые связи характерны преимущественно для смешанного восточного компонента. Одним из возможных объяснений этого феномена является то, что древние венгры и жители Уелги в прошлом имели общих предков и у этих предков уже была восточная примесь, которая впоследствии попала к обеим группам. Точное происхождение восточного компонента ещё предстоит описать, однако некоторые косвенные связи указывают на Центральную Азию. На графике анализа главных компонент, древние жители Уелги расположились в районе представителей окуневской культуры бронзового века, а также между уралоязычными группами и тюркоязычными популяциями Центральной степи.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка
Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Также филогенетический состав популяций Предуралья ставит под сомнение их генетическую однородность и последовательность. Но чтобы это проверить, нужно больше данных.

В новой работе родственные связи с древними венграми носят единичный характер, однако при этом наблюдается региональная близость, которая более выражена на графиках анализа главных компонент и многомерного шкалирования.

Происхождение венгров и Уральский регион. История мадьяр, новые генетические данные Наука, История, Популяционная генетика, Длиннопост, Венгры, Южный Урал, ДНК, Видео, Гифка

Т.е. люди из этих популяций не являются прямыми родственниками, однако близки к ним. В целом исследование демонстрирует генетическую связь между Зауральем, Предуральем и Карпатским бассейном на разных уровнях. Анализ этого нового набора данных заполняет пробелы в популяционной генетике Евразии, а также дополняет и корректирует выводы, сделанные ранее.

В более ранних работах, основанных на генетическом составе венгерских завоевателей и хунну, о которых также упоминалось в роликах канала, сообщалось о связи древних венгров с различными восточными регионами. Однако в этих исследованиях не участвовали регионы Урала, где присутствие редких восточноевразийских гаплотипов в популяциях позднего железного века и раннего средневековья к западу от Урала (Предуралье), может изменить представление о контактах востока и запада в будущем.

В последующих исследованиях авторы планируют расширить набор генетических данных с высоким охватом и включить образцы из других восточноевропейских кладбищ древних венгров и соседних с ними общин.

Источник:

Csáky, V., Gerber, D., Szeifert, B. et al. Early medieval genetic data from Ural region evaluated in the light of archaeological evidence of ancient Hungarians. Sci Rep 10, 19137 (2020). doi.org/10.1038/s41598-020-75910-z
Показать полностью 10
167

Как работает атомный энергоблок. Часть 2

В прошлый раз я говорил про то, откуда берётся тепловая энергия для генерации электричества. А как эта тепловая энергия преобразуется? Почему коэффициент полезного действия у атомной станции около 33%? Зачем вообще нужен конденсатор? Для ответов на эти вопросы мы должны переместиться в прошлое, и постепенно, слой за слоем, нарастить это знание.


С первой частью можно ознакомиться здесь: Как работает атомный энергоблок. Часть 1.


Все слышали про первый закон термодинамики. По сути, он является конкретизацией закона сохранения энергии для тепловых двигателей. Этот закон гласит, что невозможно создание двигателя, который работал бы без получения энергии от внешнего источника. Также невозможно создание двигателя, который совершал бы больше работы, чем к нему подводилось бы энергии. Для нас это сейчас логично и понятно, и совершенно очевидно, что КПД не может превышать 100%.


Коэффициент полезного действия - это отношение энергии затраченной на совершение работы ко всей использованной энергии.


В случае с тепловыми машинами используется так называемый термический КПД. Его значение -- теоретический предел для конкретного термодинамического цикла, не считая потерь от теплопередачи, трения и т.д.


Когда мы подводим тепло (тепловую энергию), не вся она переходит в работу. Для того, чтобы вернуть рабочее тело -- вещество которое мы нагреваем чтобы раскрутить турбину -- в начальное состояние, надо часть энергии у него забрать, охладить его. Соответственно, часть энергии нагрева уходит на повышение температуры внешней среды.


В виде формулы это будет записано следующим образом:

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Термический КПД для теплового цикла



Где Q1 это подведённая теплота, Q2 отведённая, соответственно Q1-Q2 это работа, которую совершило рабочее тело.


Но какой максимум мы можем выжать из тепла для совершения работы? Этим вопросом задался не кто иной как Сади Карно.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Какой сладкий пирожочек



Вопрос звучал примерно так: «А почему паровоз жрёт так много и производит так мало, может у нас плохой двигатель? Или конструкция не очень?». Резонно, и многие хотели бы иметь такую систему, которую можно греть, а всё затраченное тепло тратить на работу и ехать, рассекая пространство. КПД такого двигателя мог бы достигать 100%! Но, как оказалось, такое в природе невозможно.


Давайте задумаемся вот над чем. Представим, что у нас на столе стоит чашка горячего чая. Постепенно она остывает, и это происходит неизбежно. В чем причина? Дело в том, что тепло произвольно переходит только от более горячего тела к более холодному, и никак иначе. При отсутствии разницы температур тепло рабочего тела не может быть преобразовано в работу, отсутствует поток теплоты. Это было установлено эмпирически на основе опыта. Поскольку в реальной жизни недостижима температура равная абсолютному нулю, то и КПД теплового цикла не может составлять 100%.


Чтобы показать, как это выглядит в жизни, посмотрим на следующую иллюстрацию:

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Тепловой двигатель и вечный двигатель второго рода



Вечный двигатель второго рода не нарушает первого закона термодинамики, энергия не берется из ниоткуда. Но такой двигатель невозможен, ведь нет стока для теплоты. Невозможность такого цикличного процесса объясняет требование наличия конденсатора в любой тепловой системе. Получается, что для работающего цикла нам нужны минимум 4 составляющие:


1) Источник теплоты

2) Сток, или холодильник

3) Устройство для совершения работы

4) Какой-либо возвратный механизм


С этим разобрались, а теперь давайте вернёмся к КПД. Какова максимальная эффективность цикла? И чем она обусловлена?


На оба этих вопроса и ответил Карно. Максимальная эффективность обусловлена только температурами горячего и холодного источников, не зависит от рабочего тела, не зависит от конструкции двигателя. В итоге, второй закон термодинамики приводит нас к следующему определению максимального КПД цикла (или КПД цикла Карно):

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

КПД цикла Карно. На этом простая математика, увы, заканчивается.



Где T1 – температура источника тепла, T2 – температура холодильника (стока).


Этот КПД является предельным для заданной разницы температур. То есть, можно увеличить его подняв температуру горячего источника, либо снизив температуру холодного. Естественно, что температура не может быть бесконечно большой или бесконечно маленькой. Так что в существующих реалиях мы вынуждены прибегать к температуре окружающей среды в качестве стока, и к допустимым температурам для оборудования в качестве источника. Для каждого циклического процесса наибольшая температура подбирается так, чтобы можно было выжать максимум из топлива, и при этом система справилась бы с отводом теплоты.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Закачиваем, нагреваем, в турбине работу совершаем, остужаем, и по-новой



Цикл Карно представляет из себя замкнутую систему из двух адиабатных (1-2, 3-4) и двух изотермических (2-3, 4-1) процессов.


Краткий экскурс в процессы происходящие с рабочим телом


1) Изотермический процесс – при подводе или отводе теплоты меняется давление и объем, причём произведение этих величин остаётся постоянным, температура остаётся неизменной.


2) Изобарный процесс – энергия расходуется на изменение температуры и объема, при этом отношение объёма к температуре остаётся постоянным, то есть оба параметра одновременно либо растут, либо уменьшаются.


3) Изохорный процесс – энергия расходуется на изменение давления и температуры при этом отношение давления к температуре остаётся постоянным, то есть оба параметра одновременно либо растут, либо уменьшаются.


4) Адиабатный процесс – газ совершает работу при изменении своей внутренней энергии, то есть тепло к рабочему телу не подводится и не отводится, изменяются все параметры в зависимости от показателя адиабаты.


Все процессы являются частными случаями политропного процесса. Я нашёл отличную табличку в интернете для пояснения (Физика в таблицах и формулах, Трофимова Т. И., 2002 г., стр. 94)

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Цикл Карно является идеальным, это модель, в которой отсутствуют такие понятия как трение, потери при расширении рабочего тела, потери давления при движении рабочего тела, и так далее. Рабочих циклов существует великое множество. Это и циклы для двигателей внутреннего сгорания (цикл Дизеля, цикл Отто, например), циклы для двигателей внешнего сгорания (см. двигатель Стирлинга - кстати, такой можно заказать за приемлемую цену на АлиЭкспресс, он даже от чашки чая работать будет).


Первый закон термодинамики говорит о количественной составляющей теплового цикла. Второй говорит о качественной. А вот увидеть на диаграмме давления и объема потери в реальном цикле не так просто. Но этот вопрос решаем.


Внимание! Дальше частичка неизбежного матана!

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Если мы проанализируем соотношение изменения теплоты при изотермическом расширении, рассмотрев цикл Карно как сумму бесконечно малых циклов, то получим новую величину, которая известна как термодинамическая энтропия.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно
Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Этот замкнутый интеграл ещё называют интегралом Клазиуса

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Вот так можно очень просто аналитически записать Второй закон термодинамики.


Что это такое? Энтропия (S) — это мера беспорядочности движения частиц вещества. Иными словами, очень приближённо можно назвать энтропию мерой качества процессов. При подводе теплоты энтропия всегда растёт в равной или в большей степени, чем отношение подведённого тепла к температуре. Это означает, что часть тепла всегда рассеивается без совершения работы. Логично, что при идеальном адиабатном процессе энтропия не изменяется. Для цикла, как очевидно, изменение энтропии всегда нулевое, потому что рабочее тело каждый раз перед началом следующего цикла возвращается в исходное состояние, со своим исходным значением энтропии.


Заметка.


Чем выше энтропия – тем ближе система к термодинамическому равновесию. На рисунках циклов выше точки являются координатами различных состояний рабочего тела. Чем больше тепла в системе – тем больше значение энтропии. Чем больше тепла мы отвели - тем меньше энтропия. Вне цикла энтропия достигла бы своего максимального значения и система пришла бы в равновесие.


Каждому состоянию вещества (каждой точке на диаграммах) соответствуют определённые значения термодинамических параметров. По двум из них можно определить все остальные. Энтропия является как раз таким параметром, в дополнение к давлению, температуре и объему. Это то, что нам нужно! Вперёд, строить новые диаграммы!

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Вот так будет теперь выглядеть цикл Карно на диаграмме T-S, то есть такой, где каждое состояние вещества можно наглядно показать с помощью значений температуры и энтропии:

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Цикл Карно, в данном представлении - это обычный прямоугольник


Площадь фигуры 1-2-3-4 равна работе, которую совершило рабочее тело, площадь прямоугольника под процессами 2-3 это тепло отданное в конденсаторе. Значит КПД — это отношение площадей этих фигур. В реальном процессе часть энергии уйдет на увеличение энтропии (трение, расширение, процессы быстрые, много причин), и с помощью T-S диаграммы можно наглядно это показать. Затраченная теплота увеличится, работа останется почти на том же уровне, а КПД уменьшится - смотрите на площади фигур. Обратите внимание на точки с индексом r - это реальные точки, с ними мы имеем дело в реальной жизни.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Цикл Карно с учетом потерь и рассеяния тепла



Установки в тепловой энергетике бывают паротурбинными (в качестве рабочего тела выступает испаряющаяся жидкость, например - вода) и газотурбинными (в качестве рабочего тела некий газ; см. Цикл Брайтона). Разница будет в наличии фазового перехода. Опуская многие подробности, скажу лишь, что рассматриваются два агрегатных состояния вещества, в них включена также и переходная область между перегретым паром и жидкостью. Вот так это выглядит:

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Диаграмма состояний реального вещества для двух фаз



Внутренняя часть «купола», изображённого на картинке, это область фазового перехода между жидким и газообразным состоянием. Зелёная линия – это линия кипящей жидкости, фиолетовая – линия сухого насыщенного пара (в паре не остаётся влаги если эту линию переступить). Как можно заметить, при определённом давлении p3 вода не имеет фазового перехода, то есть нет стадии перехода жидкости в газ. При параметрах, превышающих критические давление и температуру, уже отсутствует понятие пара, это закритическая жидкость. Для воды критическое давление и температура это 22.064 МПа и 373.95 °C (в абсолютных единицах 647.1 Кельвин). При фазовом переходе из жидкости в газ температура не изменяется при подведении тепла. Это связано с тем, что энергия, передаваемая рабочему телу, расходуется не на повышение температуры, а на разрыв связей в жидкости.


А давайте теперь посмотрим, как будет выглядеть цикл Карно в случае двухфазной среды:

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Цикл Карно для реального газа



Замечательно, но точка 3 находится в области влажного пара, а значит, чтобы перекачать весь этот объём на участке 3-4r нам потребуется большой мощный компрессор, потери в котором будут существенными. Для того, чтобы этого избежать, сконденсируем пар до состояния жидкой воды, то есть получим состояние вещества на зелёной линии. Тогда вместо компрессора мы сможем использовать относительно миниатюрный конденсатный насос.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Таким образом мы получили классический цикл Ренкина



Вот с этим уже можно работать, правда есть один существенный нюанс:точка 2r находится в области влажного пара, а это не очень хорошо для турбины. Дело в том, что скорость пара в турбине составляет несколько сотен метров в секунду. Во влажном паре содержатся капельки жидкости, которые на большой скорости повреждаютлопатки турбины. Такая турбина долго не проработает, поэтому нам нужно снизить влажность пара, чтобы он не разбомбил вращающиеся лопатки. Один из способов – это перегрев пара, и разделение турбины на часть с высоким давлением и часть с низким. Максимальное содержание влажной фазы обычно не превышает 15%.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

Цикл Ренкина с перегревом после турбины на высоком давлении



Уже лучше. Таким образом мы и среднюю температуру подняли, что положительно скажется на КПД, и тепло лучше использовали. Но из этого цикла можно выжать ещё больше, если часть тепла возвращать в его более низкотемпературные части. Этот приём называется регенерацией теплоты. То есть, из тех участков, где мы уже выжали из рабочего тела максимум, мы можем частично возвращать тепло в цикл. Это позволит меньше греть воду в парогенераторе и повысить эффективность преобразования тепла в работу.


Помимо этого, между частями высокого и низкого давления можно использовать сепаратор, отделяющий влагу от влажного пара, а также сепарировать пар в ступенях турбины между лопатками. Всё это повышает эффективность работы паротурбинной установки, но эффективность ещё очень далека до КПД цикла Карно. Из-за естественных потерь в турбине и насосах КПД на атомных станциях редко превышает 34%.

Как работает атомный энергоблок. Часть 2 АЭС, Энергия, Физика, Тепло, Наука, Атом, Длиннопост, Познавательно

На десерт. Тут внесены все упомянутые изменения. Сможете разобраться что к чему?



Внимательный читатель спросит,- А почему бы сразу не перегреть пар до входа в турбину? Дело в том, что на водо-водяных реакторах этот приём не будет эффективным. Нужно будет либо снизить давление на входе в турбину, либо ещё повысить параметры воды в первом контуре (исследования на эту тему ведутся, но по последним новостям зашли в тупик). Параметры на современных АЭС выбраны оптимальными с точки зрения безопасности, тепловой экономичности и конструкционных пределов. В реальности с перегретым паром работают только энергоблоки с жидкометаллическим теплоносителем, которые могут позволить себе перегрев пара до входа в турбину.


Заметка 2.


Зачем нужны эти ухищрения и высокая эффективность? Почему ради каких-то десятых долей процента создаются целые проектные институты и собираются огромные команды специалистов? Всё дело в том, что каждая малая доля прироста КПД – это прирост в выработке при тех же затратах тепла. Эти цифры кажутся ничтожными, поэтому давайте пересчитаем это в деньги.


Допустим, есть две реакторные установки, у одной КПД 33%, а у другой 33.1%. То есть имея 3200 МВт тепла первая установка даст 1056 МВт электрической мощности, а вторая 1059.2 МВт. Разница составляет 3.2 МВт. Сколько это в рублях?


Цена отпускаемого кВт-ч для АЭС примерно 2 рубля. Считаем сколько это принесёт станции за год. 3200*365*24*2= 56064000 р. То есть с выигрышем всего на 0.1% КПД вторая станция за год заработает больше на 56 миллионов при том же тепловыделении в реакторе!


Тут я вынужден остановиться и предоставить пытливым читателям возможность самостоятельно ознакомиться со способами дальнейшего увеличения эффективности циклов и глубже погрузиться в мир технической термодинамики. В будущем мы обсудим вопросы передачи теплоты и выясним, почему очень высокая температура - это плохо, даже если материалы могут её выдерживать.


Предыдущие посты по атомной тематике:

Пост для выпускников школ и не только

Полезные и интересные ссылки. Атомная энергетика

Пятничное познавательное. Канада и CANDU

Безопасность на АЭС. Начало


Жду ваших комментариев, вопросов и критики. Если кому-то хочется получить векторные оригиналы картинок в формате .svg для использования в учебных целях и студенческих работ, ищите меня в телеграме под юзернеймом wwnuc. Все векторные изображения выполнены в inkscape. Это же касается и предыдущего поста этой серии.

Показать полностью 17
103

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали

Продолжаю  серию постов о старой фототехнике из моей коллекции. Сегодня у нас в гостях "Фотокор-1" - самый старый за все семь частей аппарат, выпуск которого начался на Выборгской стороне города Ленинграда аж в 1930 году...

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Конкретно этот аппарат будет чуть помладше, выпущен он был примерно в 1934-1935 годах. Да и жизнь потрепала его больше - судя по внешнему виду, прошёл фотик сквозь огонь и воду. Потрёпанный, с отклеивающимся кожзамом на боках, заедающей механикой затвора и мутненьким объективом он был найден в комиссионке за полторы тысячи рублей и куплен, в итоге, за тысячу.

История "Фотокора" началась практически сразу после Гражданской войны. Страна Советов потихоньку отстраивалась, оправлялась, и начинала свой путь в светлое коммунистическое будущее. И это самое будущее было недостижимым без влияния на широкие массы людей.


Благо, набиравший обороты 20-й век предоставил аж три способа нести линию партии в массы - кино, радио, и фотографию. Кино было дорогим (пусть и самым эффектным) и требовало специального оборудования. А на радио ДнепроГЭС или парад не покажешь. Оставалось фото.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Рекламно-агитационный плакат с героем нашего поста. Аппарат, что характерно, ранних годов выпуска - самая первая версия.

Фотокор-1 не был первым советским фотоаппаратом. В эпоху, когда фототехника была штучной, до него было изготовлено как минимум ещё несколько единично-мелкосерийных экземпляров. Но он стал первым массовым фотоаппаратом. Фотоаппаратом, которым можно было вооружить фотокорреспондента (название фотика как бы намекает) даже относительно захудалой газетёнки, не говоря уж о всяких "знамёнах" да "правдах". Сделано их было не меньше миллиона, но не всё так гладко было в датском королевстве. Затворы - самую важную и дорогую деталь - для первых версий "Фотокора" приходилось покупать за рубежом, за золото и валюту. Только с 1932 года камеры стали комплектоваться отечественны затвором ГОМЗ, разработанным на базе немецкого затвора Vario. Именно на такую, полностью отечественного производства камеру мы и будем фотографировать сейчас.

Но для начала кратенькая (и уже традиционная) историческая справка о состоянии фотографии как таковой на тот момент. Удивительно, но за первые 20 лет XX века фотография не сильно продвинулась по сравнению с веком XIX. Может быть потому, что фотоаппаратом не очень сподручно убивать людей в окопе напротив. Может быть потому, что всё и так устраивало тогдашних фотографов. В среде профессиональной (хотя так такого деления тогда ещё не было) фототехники заправляли фотоаппараты прямого визирования. Они были простыми. Большими. И пластиночными.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Фотокор-1 рядом с моим основным цифровым фотоаппаратом для масштаба. Да, я не ставил батарейную ручку, но и сам по себе Canon 7d не очень чтобы маленький.

Фотоаппарат, как я уже сказал выше - пластиночный. Светочувствительным материалом здесь является не фотоплёнка на много кадров, а фотопластинка. Покрытый светочувствительной эмульсией кусочек стекла в светонеприницаемом пенальчике. На фото слева собственно сам пенальчик, на фото справа - он открыт и видна пластинка.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Эту самую пластинку следовало заряжать в пенальчик в полной темноте, иначе она засветится (как например та что на фото) и вместо кадра получится Чёрный Квадрат Малевича. Правда пластинки уже полвека как не выпускают, но это не беда. Я воспользуюсь светочувствительной фотобумагой производства Славича (просто приклею её к картонке и получившееся засуну в пенал) - а кто побогаче может воспользоваться зарубежной листовой фотоплёнкой.

Размеры фотопластинки по современным меркам огромны - 9 на 12 сантиметров. Матрицы цифровых фотокамер редко бывают больше чем 3.5х2.5 сантиметра, плёночный средний формат - 6х6 или 6х9. Впрочем, за всё приходится расплачиваться. Но об этом чуть позже, а пока давайте посмотрим на сам фотоаппарат поподробней.

А он прост до неприличия. Спереди на нём пластина с объективом и затвором. Выдержек (скоростей затвора) всего три - 1/25 секунды, 1/50 и 1/100. Этого откровенно мало, и не в большую сторону, а в меньшую. Чувствительность фотоматериалов XIX-начала XX века редко превышала 10 iso - для сравнения, чувствительность сенсора современного смартфона - от 100 до 6400 iso. Выдержки по полсекунды, секунде, двум были для ранней фотографии нормой - именно поэтому вы не увидите динамики на старых снимках. Шелохнётся человек - и кадр смажется. Передняя пластина вместе с объективом может перемещаться вверх-вниз и вправо-влево при помощи двух винтов. Ответ на вопрос "зачем это надо" будет через пару абзацев, а пока - предлагаю подумать об этом самим.


Переходим назад:

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

А сзади у нас... пусто. Только сбоку видны пазы - в эти пазы мы и вставим фотопластинку. Откроется затвор, объектив спроецирует картинку на светочувствительный слой - осталось только проявить. Правда, до открытия затвора надо ещё приготовиться к съёмке. И процесс этот от современного нажимания на кнопку спуска отличается примерно так же, как стрельба из мушкета и АК.

Первым делом - поставим аппарат на штатив. Основная ориентация "Фотокора" - портретная, будем снимать вертикально. Потом - переведём стрелку на диске выбора режимов работы в положение "Д" и нажмём на рычажок открытия затвора (на фото он слева). Щёлк - и затвор открылся.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Объектив полностью открыт. Теперь берём идущее в комплекте с фотоаппаратом матовое стекло:

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

И ставим его в пазы сзади.Теперь, если посмотреть на это самое стекло, можно увидеть проецируемое объективом изображение. Оно будет перевёрнутым и отзеркаленным.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Правда видно будет ну очень уж плохо, тем более на ярком свету (по той же причине что и в кино при включённом освещении зала). Поэтому берём чёрную ткань и накрываемся ею. Да, прямо как фотограф из картинки в учебнике истории.

Покрутив штатив и направив аппарат куда нам надо, наводим фотоаппарат на резкость. Для этого просто двигаем закреплённый на салазках объектив взад-вперёд до появления на матовом стекле резкой картинки. Для точной настройки есть колёсико сбоку нижней пластины.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Собственно, чёрные салазки двигаются по алюминиевым рельсам, стоит только отжать две головки на них. Слева на фото - примерная шкала с указанием в какой позиции должен быть объектив для фокусировки на бесконечность, 10 метров, 2 метра...

Добившись резкого изображения, можно поднять объектив (а вместе с ним и кадр) вверх или в сторону теми самыми винтами. Аппарат-то на штативе закреплён, а подвижных головок штативов в 30-х годах то и не было. Окончательно удовлетворённые результатом, снимаем матовое стекло, закрываем затвор. С этого момента аппарат и объект съёмки не должны никуда перемещаться даже на сантиметр! Иначе кадр выйдет далеко не лучшим. Ставим в пазы кассету с фотопластинкой:

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

И вытягиваем крышку кассеты вверх. Можно вытянуть её полностью, но я так делать не люблю - через щель сверху можно засветить пластинку.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Аппарат готов к съёмке. Определяем пару "выдержка-диафрагма" на глазок или по таблице и выставляем их двумя стрелочками ползунками. Диафрагму - снизу, а выдержку - той самой стрелочкой сверху. Выставили? Затвор самовзводный, приводится в действие тем самым рычажком слева. Опционально к нему можно прикрепить тросик. Готовы? Снимаем!

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

Такой вот кадр конечно из аппарата сразу не вылезет. Надо закрыть кассету, достать её из аппарата и в тёмной комнате проявить. А для следующего кадра - снова повторить все действия начиная с первого пункта.

Если на улице слишком темно  (например типичный ноябрьский Питер) - снимать придётся с выдержкой в несколько секунд, выставив стрелку в положение "К" и удерживая рычажок нужное время. Нажал-тысячаодна-тысячадве-тысячатри-отпустил.


Все эти несколько секунд портретируемый должен стоять не шелохнувшись. По счастью, у мистера Коня возражений на этот счёт нет.

Истории моей фотоколлекции. Часть седьмая - снимаем на Фотокор-1, или как в СССР массово фотоаппараты выпускать начинали Фототехника, Фотоаппарат, Фотопленка, СССР, История, Фотокор-1, Интересное, Познавательно, Советская фототехника, Длиннопост

А вот люди на заднем плане вышли весьма размытыми за те пару секунд, что был открыт затвор.

Можно ли снимать на "Фотокор" без штатива? Конструкцией предусмотрена такая возможность - для этого есть простейшие глазок и рамка - в них будет видно примерно то, что хочешь снять. Однако крошечная глубина резкости объектива и точность видоискателя "пальцем в небо" намекают, что ничего особо стоящего их этой затеи не выйдет, если конечно не закрывать диафрагму до максимального значения в f/32. Так что Фотокор оставался в основном статичным фотоаппаратом, таким же, как его предки из XIX века. Вскоре, на смену пластиночным камерам придут совершенно новые - о них я писал вот здесь.


Ну а на этом я делаю небольшой перерыв. Погода в Санкт-Петербурге становится такой, что снимать становится особо нечего, солнца нет уже какую неделю. Так что увидимся как распогодится, и да - этот аппарат обязательно поедет на историческую реконструкцию как ситуация лучше станет.


Список всех частей. Читать можно в любом порядке:

Про Зениты

Про Смены

Про Агат-18

Про Ломо-компакт

Про довоенную немецкую карманную "гармошку".

Про ФЭДы и Зоркие

Показать полностью 12
234

Как появились спички. История создания

Спички — относительно недавнее изобретение человечества, они пришли на смену огниву около двух веков назад.
История спичек, как средство добывания огня, началась с открытия фосфора в 1669 году химиком Брандтом.

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

Видео-версия:

А уже в 1680 году ирландский физик Роберт Бойль (тот самый, чьим именем назван закон Бойля-Мариотта) покрыл фосфором полоску бумаги и, чиркая по ней деревянной спичкой с серной головкой, получил огонь… но не придал этому никакого значения.

Роберт Бойль собственной персоной:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

В результате изобретение спичек запоздало более чем на век — до 1805 года, когда французский химик Жан Шансель предложил свою версию спички с головкой из смеси серы, хлорида калия и сахара. В комплекте прилагалась бутылочка с серной кислотой, куда надо было окунать спички, чтобы зажечь их. Неудобство такого вида спичек очевидно: под рукой всегда должна быть серная кислота - небезопасный химикат.

Химические спички Шанселя:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

Сам Жан Шансель:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

В 1826 году британский аптекарь Джон Уокер изобрел первые спички, зажигаемые с помощью трения. Спичечную головку он изготавливал из смеси серы, хлората калия, сахара и сульфида сурьмы, а зажигание производил чирканьем по наждачной бумаге. Правда, горели спички Уокера неустойчиво, оставляли по себе скверную память в виде противного сернистого газа, рассыпали вокруг себя при возгорании тучи искр, что часто приводило к пожарам, и поэтому во Франции и Германии их продажу вскоре запретили.

Джон Уокер и его спички:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост
Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

А в 1830-м французский химик Шарль Заурия( или Сориа) заменил сульфид сурьмы на белый фосфор.

Горели такие спички отлично, зажигались одним движением головки по любой шершавой поверхности, но… запах горящего и разбрызгивающегося вокруг белого фосфора был ужасен. К тому же белый фосфор оказался очень токсичным — «фосфорный некроз» быстро стал профессиональной болезнью работников спичечных фабрик. В одной упаковке спичек в то время содержалась смертельная доза белого фосфора, и суициды с помощью проглоченных спичечных головок быстро стали распространенным явлением.

Последствия фосфорного некроза у работников спичечных фабрик:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост
Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

Замену токсичному и огнеопасному белому фосфору было найти нелегко. Однако это смог сделать только шведский химик Густав Эрик Паш, который в 1844 году понял одну простую вещь: если спичка загорается при механическом контакте серы и фосфора, вовсе не обязательно помещать фосфор в спичечную головку — достаточно нанести его на шершавую поверхность, о которую чиркают! Это решение вместе с подоспевшим как раз вовремя открытием красного фосфора (который, в отличие от белого, не воспламеняется на воздухе и гораздо менее токсичен) и легло в основу первых по настоящему безопасных спичек.

Но уже в 1853 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность. Йохан Лундстрем запатентовал первую «шведскую спичку», дошедшую до наших дней почти без изменений. Спички Лундстрёма имели большой успех на Всемирной выставке в Париже в 1855 году, получив серебряную медаль за то, что способ их изготовления не угрожал здоровью рабочих.

Так появились наконец "безопасные", или "шведские", спички, которыми мы пользуемся и сейчас.

Йохан Лундстрем:

Как появились спички. История создания Спички, Познавательно, Удивительное, История создания, Как это сделано, Изобретения, История, Видео, Длиннопост

По материалу спичечной палочки спички можно подразделить:
—на деревянные (изготовленные из мягких пород дерева — осины, липы, тополя и т. д.);

—картонные; 

—восковые (парафиновые — изготовленные из хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином).

По методу зажигания:

— на тёрочные (зажигающиеся при трении о специальную поверхность — тёрку); 

— бестёрочные (зажигающиеся при трении о любую поверхность).

Тёрочные спички различного типа являются основным массовым видом спичек во всём мире.

Бестёрочные спички выпускаются в основном в Англии и США, в ограниченном количестве.

Показать полностью 8
115

Физики представили квантовые системы в виде сферы

17 ноября 2020

Ученые предложили количественный способ оценки степени нахождения системы в квантовом состоянии. Результаты исследования опубликованы в журнале AVS Quantum Science.

Известно, что более или менее крупные материальные объекты подчиняются классическим законам механики, сформулированным Ньютоном. Маленькие, такие как атомы и субатомные частицы, регулируются квантовой механикой, где объект может вести себя и как волна и как частица.

Для описания классических и квантовых состояний используется различный математический аппарат. При этом описание квантовой системы с помощью волновой функции возможно не всегда, а только для так называемых чистых состояний, когда состояние системы можно представить в виде линейной суперпозиции некоторых базисных состояний.

Помимо чистых состояний квантовомеханических систем существуют смешанные, которые описывают с помощью матрицы плотности. Кроме того, физики понимают, что должны быть и переходные состояния между классической и квантовой моделями, когда система частично "классическая", а частично "квантовая".

Исследователи во главе с Луисом Санчесом-Сото (Luis Sanchez Soto) из Мадридского университета Комплутенсе изучили экстремальные квантовые состояния, когда система проявляет наибольшую или наименьшую "квантовость", и разработали метод количественной оценки этого параметра.

Вместо численной шкалы квантовости авторы предложили для визуального представления экстремальных квантовых состояний так называемые созвездия Майораны, с помощью которых квантовая система может быть представлена математически точками на сфере.

Физики представили квантовые системы в виде сферы Наука, Научпоп, Математика, Физика, Технологии, Квантовая механика, Квантовые вычисления, Риа Новости

созвездия Майораны

Известно, что наименее квантовые - когерентные - состояния можно описать как квазиклассические. Поэтому их созвездия представляет собой просто одну точку на сфере. Когерентные состояния возникают, например, в лазере, где свет от источников множества фотонов находится в одной фазе, что делает их состояниями с наименьшим квантом.

Для наиболее квантовых состояний созвездия покрывают большую часть сферы.
Исследователи рассмотрели в своей работе несколько способов, которыми другие ученые оценивали степень квантовости и построили созвездия Майораны для каждого из них. Сравнив результаты, авторы сделали вывод, что их метод не только удобен, но и "невероятно красив".

Оценка степени квантовости систем имеет не только чисто теоретическое значение. Она важна в таких перспективных областях, как квантовые вычисления и квантовое зондирование.

https://ria.ru/amp/20201117/kvanty-1585064788.html

Показать полностью
351

Вода. Казалось бы, чего уж проще?

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

Вода - окисел водорода, содержащий 88.6% кислорода и 11,4% водорода, что отвечает простейшей формуле H²O.
Эта формула знакома всем - даже людям, знающим о химии только понаслышке. Чего уж проще - эта простота уже вошла в поговорку!)
Но так ли проста, вездесущая и всем знакомая вода?
Нет, это далеко не так.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ.
Многие физические константы жидкой воды (например, плотность, теплоёмкость) приняты как эталон, образец.
Её температуры плавления и
кипения долгое время служили точками отсчёта cтoградусной шкалы температур по Цельсию(0 °С и100 °С).
Значит ли это, что свойства воды обычны,«образцовы»?
Нет, совсем наоборот!
Трудно найти в природе другое вещество, физические свойства которого были бы так необычны, своеобразны и аномальны.
Давайте забудем всё, что нам известно о воде, и попробуем «открыть» её для себя заново.
Поставим перед собой вопрос: каковы должны быть температуры плавления и кипения воды?
Можно ли ставить такой вопрос?
А почему бы и нет, ведь периодическая
система Менделеева даёт возможность представить себе свойства какого-либо соединения, зная свойства аналогичных соединений элементов той же группы.
Аналоги кислорода - это сера, селен и теллур.
Аналоги Н²0 - это H²S, H²Se и H²Те.
Если построить графики их свойств, идя в периодической системе снизу вверх, то
получится картина, отражающая закономерное изменение температур кипения и плавления гидридов H²Te, H²Se и H²S.
Если продолжить получившиеся линии, то окажется, что при сохранении той же
закономерности - вода должна быть газом, кипеть при —80 °C, вместо +100°С, и замерзать при -100°С вместо 0°С!.
Попробуйте представить себе, что получилось бы, если бы вода вела себя "нормально".

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

Обратимся к другим аномалиям воды (а их немало).
Так, жидкая вода имеет самую высокую теплоёмкость среди всех жидкостей (1 кал/ (г. град), или по Международной системе единиц СИ 4,19 кДж/(кг - град)].
Аномально и изменение плотности воды.
Плотность других жидкостей, как правило, при понижении температуры постепенно возрастает и становится максимальной при замерзании.
А плотность воды при охлаждении «нормально» возрастает лишь до +4 °С,
достигая 1 г/см³. От +4 °C до 0°C она немного уменьшается.
Плотность же льда
резко, скачком уменьшается до 0,91 г/см3. Теплота плавления льда 332,7 кДж/кг (79,4 кал/г) также аномально высока, она в 13,5 раза выше, чем, например, у свинца.
Как же объяснить необычные свойства воды??
Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к ее молекулярному строению..
Молекула Н²0 нелинейна, угол между связями O-H равен 104,27°. Связи эти ковалентные, но они полярны
(атомы Н несут на себе некоторый положительный заряд,
атомы O - отрицательный).
Поэтому полярна и молекула в целом; она представляет собой диполь.
Дипольные молекулы взаимодействуют сильнее, чем молекулы неполярные.
Но молекулы воды связаны между собой гораздо прочнее, чем можно было бы ожидать, учитывая лишь физическое взаимодействие диполей.
Это объясняется существованием водородных связей.
В водородной связи участвуют атом O одной молекулы и
атом H - другой:

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

Такие связи гораздо менее прочны, чем ковалентные связи 0-Н внутри молекул, и всё же именно благодаря им взаимодействие молекул в воде гораздо сильнее, чем во многих других жидкостях (например, в жидких H²S, H²Se, H²Te).
В процессе теплового движения молекул водородные связи рвутся, но взамен тут же возникают новые.
Таким образом, в жидкой воде существует
динамическая система межмолекулярных водородных связей.
Иначе говоря, молекулы воды ассоциированы.
Именно повышенная прочность связей между молекулами H²О служит причиной аномально высокой температуры кипения воды.
Сильное межмолекулярное взаимодействие затрудняет переход молекул из жидкости в пар.
В кристаллах льда тоже существуют водородные связи, но здесь система таких связей статична, а следовательно, ещё более прочна, чем в жидкой воде.
Именно в этом причина аномально высокой температуры и теплоты плавления льда.
Рассмотрим теперь структуру льда более
внимательно.
Вероятно, каждого поражали красота и разнообразие форм снежинок.
Но при всём разнообразии снежинок их внутреннее строение ВСЕГДА ОДИНАКОВО.
В кристаллах льда каждая молекула Н²0 соединена водородными связями с четырьмя соседними.
Такая структура ажурна, в ней много «пустот».
Вот почему плотность льда сравнительно низка.
При плавлении льда часть «пустот» заполняется «одиночными», и «сдвоенными» молекулами H²О, уже освободившимися из кристаллической решётки.
Поэтому плотность воды выше, чем у льда.
Такое увеличение плотности продолжается и при нагревании от 0 до
+4 °C.
Но при более высоких температурах начинает преобладать тепловое движение молекул, расстояния между отдельными молекулами H²0 увеличиваются, и изменение плотности становится «нормальным».
Поскольку тепловая энергия при нагревании воды расходуется не только на ускорение движения молекул Н²0, но и на разрыв водородных связей между ними, то и теплоёмкость воды оказывается столь большой.
Кстати, даже в парах воды, при
100 °C эти связи разорваны
ещё не полностью, так что из каждых 200 молекул Н²О примерно 7 попарно связаны между собой.

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

В виде H²O вода существует и при растворении её в органических растворителях.
Вот как сложна «простая» и обыкновенная вода.
С высокой полярностью молекул Н²О связано большое значение её диэлектрической проницаемости и почти не имеющая себе равных способность растворять другие полярные соединения и вызывать электролитическую диссоциацию кислот, оснований и солей.
И вода и лёд (при их достаточной чистоте) вполне прозрачны и бесцветны. В толстых слоях вода имеет голубоватую окраску, потому что задерживает красную часть спектра световых лучей сильнее, чем синюю (синюю отражает).
Ещё сильнее поглощает вода невидимые инфракрасные (тепловые) лучи это имеет важнейшее значение для температурного режима нашей планеты.
Так как водород имеет 2, а кислород
3 стабильных изотопа, существует 9 различных вариантов соединения их в молекулы воды. (а с учётом радиоактивных изотопов - 36 вариантов).
В природной воде молекулы, состоящие
только из «лёгких» изотопов 1H и 16 O, составляют 99.73 %.

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Молекула Н²О настолько прочна, что разрушить её можно лишь очень энергичным внешним воздействием.
Разложение воды по обратимой реакции:
2H²О=2Н²+О²
становится заметным лишь при нагревании до 2000 °С (термическая диссоциация).
Оно происходит и под действием ультрафиолетовых лучей (фотохимическая диссоциация).
Радиоактивное излучение разлагает воду с образованием водорода, кислорода, перекиси водорода и очень активных свободных радикалов.
Вода — слабый электролит.
При комнатной температуре лишь одна из 10 млрд. молекул диссоциирует.
Так что при 25 °С в чистой воде концентрации Н+ и OH- составляют всего 10-7 г-ионов/л.
Это соответствует водородному
показателю рН=7.
При повышении температуры электролитическая диссоциация воды усиливается.
При 700 °С и давлении 130000 атм концентрация Н+ становится такой же, как при обычных условиях у 10%-ной соляной кислоты.
Ион водорода Н+ в растворах не существует в свободном состоянии, а присоединяется к молекуле Н²О и образует ион гидроксония Н³О+.
Қак и все другие ионы, гидроксоний в водной среде, в свою очередь, гидратирован, то есть окружён несколькими молекулами H²0.

ПОЛУЧЕНИЕ.
Қазалось бы, разговор об этом
не заслуживает особого внимания: ведь вода - самое распространённое вещество на поверхности Земли.
Но всё дело в том, что нас окружает не чистая вода, а растворы различных веществ в воде.
Даже в самой чистой, по житейским понятиям, воде, «что-нибудь да растворено...».
Абсолютно же чистую воду получить очень и очень трудно.
Дистиллированная вода, полученная конденсацией водяного пара и достаточно чистая для большинства целей, не годится для точных химических исследований. Критерием чистоты воды служит постоянство её свойств, в частности, электропроводности.
Лишь после 35—40 повторных дистилляций воды в вакууме, перестают
изменяться её свойства.
Посуда для перегонки должна быть сделана из кварца.
Самую же чистую воду получают взаимодействием тщательно очищенных водорода и кислорода в присутствии платинового катализатора.
Области применения воды — даже
если говорить только о промышленности -
настолько обширны, что практически невозможно назвать какой-либо производственный процесс, в котором не используется вода.

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ.
Жесткость воды это совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней ионов Са2+ и Mg2+.
Если концентрация этих ионов велика, то
воду называют жёсткой, если мала мягкой.
Вы хотите в жёсткой воде помыть голову с мылом? - но пена не образуется.
То же и при стирке белья — жёсткость не только ухудшает качество тканей, но и повышает затраты мыла и стирального порошка.
В обоих случаях мыло (калиевая или натриевая соль
стеариновой кислоты C17H35COOK) расходуется на связывание ионов Са2+ и Mg2+ и осаждается в виде нерастворимых солей.
Пена образуется лишь после полного осаждения этих ионов.
В очень жёсткой воде с трудом развариваются пищевые продукты, а сваренные в ней овощи невкусны;
плохо заваривается чай, теряется его аромат.
При большом содержании ионов
Mg2+ (как в море или океане) вода горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие, на кишечник.
Никто из нас не станет пить
такую воду, хотя в санитарно-гигиеническом отношении ионы Са2+ и Mg2+ не вредны.
Непригодна жёсткая вода для использования в паровых котлах.
Растворённые в ней соли при нагревании и испарении воды образуют на стенках котлов слой накипи, который плохо проводит теплоту.
Это ведёт к перерасходу топлива, к преждевременному износу котлов, а иногда из-за перегрева стенок котлов и к аварии.
При кипячении жёсткой воды образуется и накипь в чайниках.
Не годится жёсткая вода и для обогащения полезных ископаемых методом флотации, где применяются олеиновая кислота и другие флотореагенты, образующие малорастворимые соли с Ca и Mg.
Наконец, жёсткая вода вредна для металлических конструкций, трубопроводов, кожухов охлаждаемых машин.
Ионы Са2+ обусловливают кальциевую
жёсткость, а ионы Mg2+ соответственно, магниевую жёсткость.
Общая жесткость воды складывается из
кальциевой и магниевой, то есть из суммарной концентрации ионов Са2+ и Mg2+.
По отношению к процессам умягчения воды различают жёсткость карбонатную и некарбонатную.
Карбонатная жёсткость вызвана присутствием растворённых гидрокарбонатов кальция Са (HCO3), и магния Mg (HCO).
При кипячении гидрокарбонаты разрушаются, образующиеся при этом малорастворимые карбонаты
выпадают в осадок, и общая жёсткость воды уменьшается.
Поэтому карбонатную жёсткость называют также временной.

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия

Водная оболочка Земли гидросфера — составляет около 71% земной поверхности.
В связанном состоянии вода находится и в земно коре — литосфере, причем подсчитано, что запасы такой воды (на секундочку!!) примерно равны массе свободной воды в гидросфере.
Найдено, что 1 км³ гранита при плавлении может выделить 26 млн. тонн воды.
Ещё больше «резервы» В., заключённые в
более глубоких недрах Земли — в мантии.
Считают, что здесь до 13 млрд. км³ воды, то есть, вдесятеро больше, чем в гидросфере.
Но на поверхность вулканы выносят лишь 1 км³ такой воды ежегодно.
Вода играла и играет определяющую роль
в геологической истории Земли, в формировании её теплового режима, климата и погоды.
Сегодня далеко не всё известно об этом интереснейшем, давно знакомом, но во многом загадочном, таком обильном и таком дефицитном веществе, О ПРОСТОЙ ВОДЕ.

Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Вода. Казалось бы, чего уж проще? Вода, Познавательно, Наука, Длиннопост, Химия, Большая Советская Энциклопедия
Показать полностью 15
61

МКС-64 — шестьдесят четвёртая долговременная экспедиция на Международную космическую станцию

Экипаж МКС-64 — шестьдесят четвёртой долговременной экспедиции на Международную космическую станцию.

1. Командир МКС Сергей Рыжиков (космонавт Роскосмоса) "Союз МС-17"

2. Бортинженер МКС Сергей Кудь-Сверчков (космонавт Роскосмоса) "Союз МС-17"

3. Бортинженер МКС Кэтлин Рубинс (астронавт НАСА) "Союз МС-17"

4. Бортинженер МКС Майкл Хопкинс (астронавт НАСА) SpaceX Crew-1

5. Бортинженер МКС Виктор Гловер (астронавт НАСА) SpaceX Crew-1

6. Бортинженер МКС Шеннон Уокер (астронавт НАСА) SpaceX Crew-1

7. Бортинженер МКС Соити Ногучи (астронавт JAXA) SpaceX Crew-1

698

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы

Полевой археологический сезон подошел к концу (по крайней мере, у нас в Башкирии). Наступает время камеральной обработки полученных материалов, подготовки отчетов, статей и т.д. Сейчас же можно кратко рассказать об итогах наших работ в этом полевом сезоне. Речь пойдет о раскопках на Самарском II курганном могильнике в степях Башкирского Зауралья.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Вступление. Открытие и первые исследования Самарского II курганного могильника


Для начала поясним что это за могильник. Данный некрополь был открыт еще в 1989 г. возле с. Самарское на территории Хайбуллинского района Башкирии. Это степная зона. Курганы расположены на высокой террасе правого берега р. Таналык. На тот момент археологами было зафиксировано пять земляных насыпей диаметром от 20 до 33 м, высотой от 0,3 до 1 м. В ходе первичного археологического обследования памятника отмечалась интенсивная распашка всех курганных насыпей некрополя. В последующем при повторном обследовании памятника в 2010-2011 гг. были обнаружены еще четыре сильно распаханные насыпи. Тогда же отмечалось, что сохранность памятника с 1989 г. ухудшилась. Из-за ежегодной распашки курганы все больше разрушались.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Вид на долину р. Таналык и край террасы, где расположен могильник


В 2011 г. было принято решение провести раскопки и вскрыть один из курганов. Объектом исследования был выбран наиболее подверженный распашке курган №5, расположенный в центре могильника. Надо сказать, что практически с момента открытия предполагалось, что могильник оставлен кочевниками-сарматами, многочисленные курганы которых известны на степных просторах Башкирии. Подтвердить данное предположение могли лишь раскопки.


И оно не подтвердилось. В кургане оказалось два сильно разрушенных погребения (в основном из-за многочисленных нор сурков). По сохранившимся останкам было установлено, что оба костяка принадлежали женщинам в возрасте от 25 до 40 лет. Предметов материальной культуры обнаружено не было, однако по совокупности признаков устройства могильной ямы и кургана вообще было установлено, что курган оставлен носителями ямной археологической культуры эпохи ранней бронзы в 3-м тысячелетии до н.э., то есть значительно раньше раньше сарматов, появившихся в этих степях в середине 1 тысячелетия до н.э.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Центральное погребение кургана № 5. Раскопки 2011 г.


Это было достаточно неожиданно. В Башкирии памятники этой культуры очень малочисленны. Известно всего 3 могильника, включая Самарский. А вот в соседней Оренбургской области их известно куда больше. Ямники расселялись на огромной территории от Урала до Днестра и, по всей видимости, пришли в эти места в поисках медной руды. Чуть подробнее о раскопках 2011 г. можно почитать здесь.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Остатки погребения в могильной яме с глиняным "постаментом". Раскопки 2011 г.


Исследования 2017-2018 гг. Дистанционные методы изучения


В 2017-2018 гг. на памятнике специалистами Научно-производственного центра была проведена аэрофотосъемка при помощи дрона. На основе отснятого материала была построена цифровая модель поверхности (ЦМП), представляющая собой микрорельеф высокой детальности.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Подготовка к аэрофотосъемке


Анализ построенной цифровой модели поверхности выявил ряд устойчивых аномалий в количестве 16 штук. Морфологически аномалии округлые в плане, различные по диаметру и дугообразные в продольном сечении. На общем плане они расходятся от центрального кургана в разных направлениях. Обособленно выделяется восточная группа. Сопоставление их расположения с архивным планом памятника, анализ морфологии неровностей рельефа, позволяет идентифицировать эти аномалии как распаханные насыпи курганов. Комбинированная система координат и высокая точность поверхности в плане, позволяет определить расположение каждой аномалии на местности и зафиксировать объективные границы некрополя.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Цифровая модель поверхности Самарского II курганный могильника. Автор Рамиль Насретдинов


Говоря проще, визуально на памятнике в 2011 г. фиксировалось девять курганов, один из которых был раскопан. В 2017-2018 гг. при помощи дрона были выявлены еще 16 объектов, которые визуально на площадке памятника практически не фиксировались. Получить сведения о них удалось только после построения цифровой модели поверхности. Эти 16 объектов по своей форме и характеру расположения были похожи на курганные насыпи, распаханные за много лет практически полностью. Проверить так ли это на самом деле можно было лишь в ходе раскопок.


Исследования 2020 г.


Итак, в полевом сезоне 2020 года археологами Института этнологических исследований им. Р.Г. Кузеева УФИЦ РАН было решено продолжить раскопки некрополя. Наша экспедиция преследовала несколько целей.


Во-первых, мы рассчитывали, что выбранные нами курганы окажутся связанными с ямной культурой эпохи ранней бронзы, как и курган, раскопанный в 2011 г. Это позволило бы пополнить сведения о немногочисленных памятниках ямников, обитавших на этой территории.


Во-вторых, еще одной целью экспедиции была проверка данных, полученных дистанционными методами нашими друзьями из лаборатории "Цифровой археологии" Научно-производственного центра". То есть мы хотели проверить действительно ли выявленные в 2017-2018 гг. "аномалии" являются курганами и тем самым подтвердить работоспособность этого метода.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Разметка кургана


Для этого мы выбрали "аномалии" № 4 и № 18 диаметром 20 и 14 м. Причем, последняя никак не была выражена в рельефе (даже по результатам нивелировки). По полученным благодаря аэрофотосъемке данным (координаты, размеры насыпи) мы разметили два раскопа.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Начало раскопок. Снятие первого горизонта


Наши ожидания подтвердились частично. "Аномалии" действительно оказались курганами. В обоих оказались погребения. Два (детское и взрослое) в кургане № 18 и одно взрослое в кургане № 4. К сожалению, все три сильно разрушены деятельностью землеройных животных и многолетней распашкой. Тем не менее, нам удалось зафиксировать и проследить элементы погребального обряда, конструкцию мощного деревянного перекрытия в кургане № 4, собрать фрагменты керамики, органики, почвы и т.д.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Могильная яма в центре кургана №4. Кости разбросаны, слева видны норы животных. На дне ямы рухнувшее деревянное перекрытие

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Дно могильной ямы кургана № 4. Видна часть деревянного перекрытия. Оно достаточно хорошо сохранилось. Несколько ящиков дерева были отобраны для дальнейшего изучения

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Могильная яма с разрушенным костяком взрослого человека в кургане № 18. Часть могилы уходила за пределы раскопа, поэтому пришлось делать прирезку

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Расчистка детского погребения кургана № 18

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Расчищенное детское погребение кургана № 18


Культурная принадлежность хорошо определяет по находкам керамики. По найденным фрагментам сосудов мы определенно можем сказать, что это именно алакульцы, а не ямники. Кроме того, на это указывает и конструкция могильных ям.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Керамический сосуд из погребения взрослого человека кургана № 18

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Фрагмент керамики из погребения кургана № 4


К числу индивидуальных находок можно отнести камень из погребения кургана № 4. На нем нет следов обработки. Зафиксированы лишь небольшие пятна охры. Назначение его нам пока непонятно. Однако можно сказать, что попал он в погребение не случайно.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

В конечном итоге выводы специалистов лаборатории "Цифровой археологии" подтвердились. Их метод продемонстрировал свою работоспособность, что, конечно, не может не радовать. Без преувеличения можно сказать, что это значительный шаг вперед в изучении историко-культурного наследия региона. Это значит, что давно известные памятники археологии могут предстать перед нами в ином виде. Кроме того, благодаря дистанционным методам открываются новые возможности по поиску ранее неизвестных объектов. Это, к слову, уже также нашло свое подтверждение в этом полевом сезоне, но подробнее об этом в других постах.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Расчистка погребения кургана № 4

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Погребение кургана № 4 после извлечения всех находок


Несмотря на то, что наши ожидания относительно культурной принадлежности курганов не оправдались, полученные данные не становятся от этого менее ценными. Теперь мы знаем, что некрополь разновременный. Он функционировал на протяжении эпохи ранней и поздней бронзы. В то же время в ходе экспедиции нами собрана коллекция керамики на территории могильника. Судя по по ней, он мог функционировать и в эпоху раннего железного века (в 1 тысячелетии до н.э.) и, соответственно, быть связанным и с сарматами. То есть захоронения здесь могли совершаться с 3-го по 1-е тысячелетие до н.э. Но это предположение опять же требует подтверждения раскопками.

Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост
Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост
Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост
Изучение курганов эпохи бронзы в Зауралье. Раскопки и дистанционные методы Археология, Археологи, Археологические находки, Раскопки, Экспедиция, Наука, История, Древний мир, Урал, Длиннопост

Дальнейший этап работ - это обработка камеральная обработка полученных материалов и подготовка отчета.


Раскопки на Самарском могильнике не единственные в этом полевом сезоне, проведенные нами. После него проходили исследования в лесной части Башкирии на городище, где изучались фортификационные сооружения, и на могильнике эпохи раннего средневековья. Об этом в последующих постах. Спасибо, что дочитали!


Источник: АРХЕОСТАН.

Показать полностью 21
422

Инопланетный лес: грибы

Человечество давно уже в большей своей массе стало городскими жителями. Лишь некоторые из нас всё ещё посещают лес для сбора его естественных даров. Но и те, кто этим иногда промышляют, как правило, обращают внимание только на то, что имеет для них ценность. Преимущественно гастрономическую. А весь остальной мир грибов - вселенную грибов, черт подери, целое измерение этой формы жизни, насчитывающее 1,5 млрд. лет истории - игнорирует. Лишь небольшие опусы популярных блогеров да хайповые фотографии гуляют по сети, зачастую без описаний и объяснений. Ну что же, у вселенной грибов есть и свои герои. Добро пожаловать к SV на огонёк в подборку самых жутких fungi в лесах нашей планеты.


Зубы дьявола, или кровоточащие зубы, или Гиднеллум Пека, или Ежовик - жутковатый симбиот хвойных деревьев родом из Северной Америки. Помогает, по больше части, соснам, переваривая органику и отдавая их корням минеральные вещества. Алые "капли крови" - уникальное вещество, атроментин, природный пигмент ярко-красного цвета. Уникально оно своими свойствами - сегодня его активно изучают, и, помимо возможностей по антикоагуляции, уже открыли антибактериальный эффект и стимуляцию гладких мышц.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Выделение сока через поры шляпки является следствием процесса гуттации, то есть выведения лишней воды. Этому способствует слабая освещенность и чрезмерное обилие влаги в почве. Вообще, потеть таким образом могут не только грибы, но и многие растения тропиков и всякие молодые ростки.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Без этих капель вы, даже встретив этот гриб, скорее всего прошли бы мимо. И назывался бы он как-то вроде "серый невзрачник", а не зубы дьявола. Найти его можно не только в США. В последнее время его активно встречают на территории Европы от Италии до Шотландии.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Съедобен ли? Если вас посетил этот вопрос, вы явно оптимист. Хотя, конечно, встречаются и другие названия, помимо дьявольских, например "Датское печенье с клубничным вареньем". Прямо токсичным гриб не считается, но, возможно, это связано с отсутствием добровольцев для испытаний. Вкус самые любопытные ученые описывают подробно и в красках, говоря, что он чрезвычайно горький и устойчивый даже после высушивания. Тем не менее, употреблять в пищу его никто не советует. Я в том числе. Как и всю эту подборку, кстати.


Антурус Арчера, Пальцы Дьявола, Решёточник - похожий на освежеванного осьминога, источающий запах гнили гриб, растущий повсеместно. Вырастая, он проходит стадии от невзрачного формы обычного гриба до чёрной иссохшей вонючей пятерни, торчащей посереди леса из мха и ассоциирующейся с восставшими мертвецами у самых впечатлительных.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Предположительно этот красавец родом из Австралии и Новой Зеландии, но сейчас его можно найти вообще везде, где есть древесная щепа, старые пни и опавшие листья. Местами его даже охраняют, так, например, в Болгарии - там он находится под защитой государства и считается исчезающим видом.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Как и все прочие существа он не столь живописен в рабочие будни. Обычно Пальцы дьявола это скорее яйца дьявола. Такие желатиновые, высотой 6 см и шириной 4 см яички. Поверхность белая, внутренний эндоперидиум зеленовато-коричневый и состоит по большей части из желатина. Глеба, то есть поверхность со спорами, оливково-черная с липковатой слизью. По мере роста клеток яичко начинает распирать, а тело гриба раскрывается на лепестки. Некоторые виды сразу растут с решетчатым плодовым телом. Образуя космические зергоподобные конструкции из алых решеток. Выглядит эффектно, но только в макрорежиме.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Разновидностей адских яичек/пальцев полным полно. Род решеточников входит в семейство веселок. Собрат пальцев дьявола, Phallus impudicus, также известный как "сморчок вонючий" (веселка обыкновенная), или в народе "ведьмино яйцо", "срамотник", а на западе "вонючий рог" - считается съедобным и в фазе тестикулы, и в фазе, так сказать, Phallus проросший. Когда-то из него варили целебные отвары, пытались лечить всё подряд от тяжелых гнойных ран, от боли в животе и подагры. И это был ещё не плохой выбор, так как, в отличие от более-менее съедобной веселки, вид Ruber вызывает экзему, судороги, конвульсии и тяжелые отравления.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Дрожалка буковая - гриб вид рода Ascotremella, и, чтобы вы понимали его официальное описание, включает прилагательное "мозговидный". Розовато-сиреневая мякоть резиново-желеобразной формы и консистенции свежевываленных мозгов.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Растёт и в Европе и в Северной Америке, найти сложно, но можно. Особенно любит гниющие стволы деревьев и, как очевидно из названия, самое любимое - бук. Гриб считается несъедобным, хотя желающих его пробовать на вкус и тестировать на токсины не нашлось (или нашлось, но вкус они не описали).

Наш следующий кандидат из списка вызывает бурные дискуссии уже половину тысячелетия. И это, как минимум, задокументированный период. Как давно гнездковое семейство грибов будоражит воображение человечества, маскируясь под корзинки с яйцами лесных пташек/фей/духов, микродраконов и прочей лабуды, достоверно неизвестно. Но с 1601 года - научного открытия фламандским ботаником - дискуссии перешли в новое русло.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Куда девается содержимое корзинок со временем? Первые теории предполагали выстреливание по мере созревания, но... нет. У большинства видов перидиолы или постепенно отслаиваются, или сразу растут в желеобразной слизи на поверхности чаши. При сильном дожде их просто вымывает из чаши, и они отправляются колонизировать соседний пень, или, если есть связующее соплевидное соединение, по мере его растворения действительно отстреливает из чаши на соседние ветки-травинки-былинки. Но не так, чтобы вам за шиворот и потом прорасти, как по мнению средневековых суеверных обывателей.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Гнезда чрезвычайно разнообразны по форме, размеру, цвету и количество видов удивит любого сумасшедшего грибника. Целых пять родов разнообразных поганок украшают гниющую древесину своими кладками. Будучи молодым, плодовое тельце, как и у большинства фунги, стремится к шарообразной форме, но по мере роста шляпка трескается, разваливается, и открывается чаша. Как и другие грибы, разрушающие древесину, жизненный цикл гнездообразных можно рассматривать как две функционально разные фазы: вегетативную стадию распространения и роста мицелия, и репродуктивную стадию. Собственно яйца-перидиолы - это заключительная часть процесса отрастания спорообразующих структур - плодовых тел, а их отстрел - последняя нота в этом удивительном действе.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Рост мицелия в гниющей древесине становится возможным благодаря выделению ферментов, которые расщепляют сложные полисахариды (такие как целлюлоза и лингин) на простые сахара, которые затем гриб может использовать в качестве питательных веществ. Гнездообразные вообще специализируются на развале древесины, задавая пример всем остальным. Эти грибы являются категорически несъедобными.


Пальцы, яйца и стреляющие гнезда - что ещё растет в лесу, если приглядеться? Например, Cookeina - это род чашечных грибов в семействе Sarcoscyphaceae, представителей которого можно встретить в тропических и субтропических регионах нашей планеты. Самые разные виды ртообразных чашечек, любопытно взирающие на вас снизу вверх, можно найти на опавших ветвях, стволах, иногда на фруктовых плодах десятков видов покрытосеменных (цветковых) растений.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Местные жители ряда регионов активно используют их в пищу. В частности, такие сообщения есть про племена Темуанцев из Малайзии, которые не только сами их употребляют, но и скармливают рыбам в качестве наживки. В отличие от гнездообразных, Cookenia действительно умеют стрелять.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Когда зрелые чашки-апотеции наполняются дождевой водой, аски (микроскопические плодовые сумки со спорами) поглощают часть этой воды и развивают тургорное давление. Этот процесс лежит в основе практически всех чудесных движений грибов и растений - от пробивания асфальта при росте, до схлопываний, выстреливаний и некоторых распусканий бутонов. Если коротко, то его суть в том, что клетка с цитоплазмой и вакуолью заключена в жесткую мембрану, и в результате осмоса проникающая внутрь вода может создавать положительное, а в результате испарения - отрицательное, давление. Что, в свою очередь, может влиять на всю структуру из таких клеток, создавая напряжение к изгибу или колоссальную мощь направленного давления.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Такое гидростатическое давление в аске со спорами сначала расправляет его, а затем по мере испарения скукоживает обратно, создавая напряжение. Рано или поздно оболочка аски иссохнет настолько, что лопнет сама, и споры высвободятся. Ну или любопытный турист или туземец ткнет симпатичную чашечку во время полуденного зноя пальцем и запустит цепную реакцию механического отстрела тысяч спор в свою стремящуюся к познанию окружающего мира физиономию.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

И у деревьев есть уши. Когда-нибудь слышали эту фразу? Возможно ваша бабуля и не работала на СМЕРШ, но уши у них правда есть. У деревьев. В настоящем случае я имею ввиду не что иное как Auricularia auricula-judae (в переводе с латыни «ухо Иуды»), более известное как ухо еврея, или желейный уши. Странное антисемитское прозвище родом из темного средневековья, когда очередной натуралист накосячил с переводом, и judae перевелось как "еврей". На самом деле к иудеям ни название, ни гриб отношения не имеет, а в разные моменты времени уровень образованности и развития медицины у этого народа далеко опережал европейский. Оригинальная легенда была связана с финальным этапом жизни Иуды Искариота, закончившему свою жизнь в петле, перекинутой через ветви дерева.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Невзирая на прозвище, желейные древесные ушки это разновидность съедобного гриба Auriculariales, встречающегося повсеместно. Плодовое тело красавца действительно иногда имеет точную форму человеческого уха, хотя в большинстве случаев это, всё же, не такое опрятное нечто желейное и совсем не розовокожее. А вполне уныло коричневое. Произрастают уши как на живых, так и на мертвых деревьях.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

На Западе A. auricula-judae используются в народной медицине многие столетия. В темные псевдонаучные времена им безуспешно лечили болезни ЛОР и офтальмологии, пытались применять при желтухе и в качестве вяжущего средства, не уделяя особенного внимания его гастрономическому потенциалу. Чего нельзя сказать про Поднебесную.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Сегодня древесные ухи являются популярным ингредиентом во многих китайских блюдах, особенно любим местными кислый супчик, и конечно же народная медицина также не обходит грибное ухо стороной. Не то что бы гриб на самом деле помогал от того, от чего им лечат, но современные исследования показали, что он обладает рядом гипогликемических и антикоагулянтных свойств.


Следующий наш участник - Heimioporus betula.

Этот красивый грибок примечателен, в первую очередь, своей ножкой. Начиная свою жизнь небольшой красноватой пуговкой, спрятанной во мхах Аппалачинских лесов, он по мере созревания внезапно резко ускоряется в росте и достигает полуметровых размеров за считанные дни. Часто ножка становится настолько непропорционально уродливой, что вспомнить о наличии шляпки достаточно сложно.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Цвет варьируется от красноватого до желтого или оранжевого, а пористая поверхность от синевато-желтой, с возрастом переходит в загадошно зеленоватую. Второй интересной особенностью Heimioporus betula является союз с дубами. Грибной мицелий обвивает корневую систему могучих деревьев и растет вместе с ней, глубоко уходя в почву. Там он, как и многие другие грибы, участвует в процессах распада и переработки органики и возвращении ее в экосистему в виде простых и необходимых веществ.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Такой союз, кстати, называется микориз. Сам гриб безвреден не только для дубов и сосен, приютивших его в своих корнях, но и для человека. В пищу его, впрочем, не особо употребляют. Сильный запах болотной жижи и прелой травы вкупе с нейтральным и не выраженным вкусом делает приготовление блюд из цветастой губки бесполезным занятием.


Мой последний фаворит - навозник пушистый, или навозник мохноногий (Coprinopsis lagopus), товарищ из рода Coprinopsis. Он практически олицетворяет собой все грибное царство. Тонкий и недолговечный, похожий на искаженную копию одуванчика с его невесомой вуалью-шляпкой, он вырастает, созревает, разбрасывает споры, и словно обгорает, превращаясь в едва заметные среди листвы черные капли слизи всего за несколько часов.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

Его короткий жизненный путь напоминает нам о том, что грибы, любимые и видимые нами - чаще всего лишь плодовое тело подземного мицелия, которое, как древний цветок, вырастает на поверхности, чтобы продолжить свои циклы размножения. И грибы живут на нашей планете так давно, что они старше большинства известных нам видов животных, птиц, рыб, деревьев и растений.

Инопланетный лес: грибы Научпоп, Природа, Грибы, Наука, Лес, Длиннопост, Scientaevulgaris

П.С. пожалуйста, не ешьте ничего в съедобности чего вы не уверенны, и перечисленные в статье грибы тоже, если точно не знаете как их употребляют в пищу (китайцы например).

Ваш SV.

Показать полностью 21
198

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника

В статье представлены результаты археологических раскопок, геофизических и дистанционных исследований на поселении бронзового века Улак-1 в Башкирском Зауралье, которые проводили мы и наши коллеги. Системное использование неразрушающих методов и раскопки памятника позволили конкретизировать структуру поселения, точно локализовать отдельные элементы, а также уверенно отнести его к синташтинско-аркаимскому кругу памятников и тем самым отодвинуть западную границу ареала традиции сооружения круглоплановых поселений на правобережье р. Урала к предгорьям и межгорным долинам хребта Ирендык в Башкирском Зауралье.


В конце 70-х-90-е годы XX в. на Южном Урале были открыты укрепленные поселения с замкнутой системой обороны, сосредоточенные на достаточно компактной территории. Самым известным из них, пожалуй, является Аркаим. К настоящему времени по результатам дешифрирования аэрофотоснимков открыто более 20 таких поселений, датируемых ранним этапом позднебронзового века Южного Урала.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Археологический комплекс эпохи бронзы Улак. Космоснимок


Такие укрепленные поселения, являющиеся одним из маркеров носителей синташтинско-аркаимской культурной традиции, в восточных предгорьях хребта Урал-тау до определенного момента известны не были. В 1996 г. в Баймакском районе Башкортостана было открыто укрепленное поселение Улак-1. По своим планировочным особенностям Улак-1 аналогичен памятникам синташтинско-аркаимского круга на территории Челябинской и Оренбургской областей и является первым памятником подобного рода в Зауральской Башкирии. Его расположение в предгорной зоне свидетельствует об освоении синташтинским населением правобережья р. Урал до межгорных долин Ирендыка.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Укрепленное поселение Улак-1


В 2002 г. на памятнике проведены электрометрические исследования на площади 2450 кв.м, в ходе которых выявлено около 19 локальных аномалий, предположительно вызванных археологическими объектами, отчетливо фиксирующихся при глубине зондирования 1 м. В 2003 г. в восточной части памятника, за пределами обвалованной площадки, между валом и «канавой» заложена траншея 2×10 м, выявившая части сооружений. В 2015 г. на площадке памятника был заложен раскоп в 108 кв.м.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Археологический комплекс эпохи бронзы Улак. Аэрофотоснимок


Магнитная карта и реконструкция планировки


Для уточнения планировки памятника, локализации фортификационных сооружений и построек в 2015 г. специалистами Института геофизики УрО РАН (рук. В.В. Носкевич) была проведена детальная магнитная съемка на всей территории памятника, окруженной валом.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Геофизические методы исследований. Процесс магнитной съемки памятника


В результате были получена карта аномального магнитного поля модуля полного вектора магнитной индукции поселения. На ней положительными аномалиями хорошо выделяются элементы жилищ внутри поселения, наблюдается линейная аномалия от оплывшей канавы, а также аномалия, вызванная техногенным железом. По магнитной карте уверенно определяется конфигурация внутренних структур (сооружений) южной части поселения, расположенных вдоль вала и вплотную примыкающих к нему короткой стороной.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Геофизические методы исследований. Процесс магнитной съемки памятника


Улак – круглоплановое поселение диаметром 100-110 м. Магнитные аномалии хорошо очерчивают линию фортификации практически на всем ее протяжении, за исключением северной части, размытой разливами ручья в весенне-осенний период, а также болота в западной части поселения. Ширина фортификационной линии достигает 4-5 м. Внешний ров за стеной просматривается плохо, хотя в некоторых местах наблюдается как отрицательная аномалия. Размеры жилищ в южной части поселения колеблются от 10×10 м до 10×20 м.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Поселение Улак-1. а – карта аномального магнитного поля модуля полного вектора магнитной индукции с нанесенными границами раскопа 2015 г.; б – вариант реконструкции внутренней планировки поселения по результатам магнитной съемки


Вероятно, памятник разновременный, на что указывают линейно расположенные овальные структуры в центральной части, выбивающиеся из общей радиальной схемы. Полученная геофизическими методами информация позволила не только восстановить структуру поселения в целом, но и сделать осознанный выбор участка раскопок, которые с одной стороны, подтвердили основные параметры реконструкции, а с другой – обнаружили некоторые несоответствия с визуально фиксируемыми на поверхности жилищными впадинами.


Дистанционные исследования (БПЛА) и геодезические работы


Отсутствие подробного и актуального инструментального плана памятника, необходимость четкой привязки результатов магнитной съемки, раскопа и всех выявленных объектов к серии опорных точек на площади поселения, стало основанием для проведения комплекса топографо-геодезических работ.


С помощью беспилотного летательного аппарата «Supercam s250» на памятнике была проведена съемка с высоты 150 и 200 м. БПЛА выполнял перемещение по зигзагообразному маршруту с перекрытием до 70% предыдущего облета.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Аэрофотосъемка на памятнике весной 2019 г. (На фото, если что, не «Supercam s250», а дрон DJI Phantom 4)


Так было сделано 1676 снимков с разрешением 3,6 см, что позволяет определять на мониторе объекты размерами 3-5 см. Тем самым решена задача по точной фиксации отдельных камней и скоплений, фиксируемых на поверхности памятника, а также других выраженных элементов (раскоп, «канава», вал и пр.). В результате получен ортофотоплан территории памятника высокого разрешения в системе координат WGS-84.


Также была получена цифровая модель рельефа (ЦМР), на основе которой построен топографический план. На основе цифровой модели и фотографий была получена 3D-модель местности с текстурой на основе растрового ортофотоплана.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Ортофотоплан

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Цифровая модель рельефа и топографический план памятника

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

3D-модель площадки памятника


Анализ микрорельефа территории поселения позволил проследить 17 жилищных котлованов, в том числе 6 впадин, практически не выраженных в рельефе. Также хорошо фиксируются вал и «канава».


Далее, для детального выделения жилищных впадин проведена геодезическая съемка памятника, перед началом которой осмотрены и определены на местности очертания визуально фиксируемых жилищных впадин (№ 1-5, № 20-25), а также зафиксированы впадины №№ 26 и 27, не обнаруженные предыдущими исследователями. Для выделения слабо выраженных в рельефе впадин №№ 16, 17, 18 и 19 проведена сплошная съемка.


Совмещение данных аэрофотосъемки, магнитной и геодезической съемок


Результаты совмещения данных магнитной и тахеометрической съемки представили следующую картину. Определенно на магнитной съемке выделяются впадины №№ 1, 5, 6, 9, 14, 15. Менее выражены котлованы №№ 2, 18, 22-25. По данным аэрофотосъемки (АФС) отчетливо «читались» впадины №№ 1, 3, 5-10, 14-15.


Визуально и по данным тахеометрической съемки четко прослеживается конфигурация вала, проявляющаяся полузамкнутой изолинией, шириной от 4 до 12 м. В целом выраженные в рельефе контуры вала подтверждаются данными магнитной съемки, т.е. вал – незамкнутый, прерывается Г-образным выступом у впадин №№ 4-5.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Поселение Улак-1. Совмещенный план памятника (исходные параметры для анализа). A – контуры вала, рва, «канавы» по данным тахеометрической съемки; B – контуры жилищных впадин и вала по данным магнитной съемки; C – контуры жилищных впадин по данным тахеометрической съемки; D – контуры жилищных впадин по данным аэрофотосъемки


В то же время слабо выраженное продолжение вала к северу (в направлении реки), не фиксируемое визуально и на карте магнитных аномалий, прослеживается по данным тахеометрической съемки и АФС. Вероятно, нивелировка насыпи вала с окружающим ландшафтом произошла вследствие подтопления и размыва почвы талыми водами, либо антропогенными факторами.


Сопоставление полученных данных АФС, магнитной и геодезической съемок позволило установить точный состав и структуру поселения, физические размеры и местоположение объектов на общем плане памятника.


Результаты раскопок 2015 г.


Раскоп (108 кв.м) был разбит с таким расчетом, чтобы максимально полно охватить впадину 14, перемычку – «стену», – отделяющую ее от впадины № 15, и площадку внутреннего основания вала, разрез которого произведен по линии З-В. Кроме того, планировалось проверить фиксируемый на магнитной съемке участок смыкания двух выраженных подпрямоугольных структур сопоставимых с выраженными на поверхности жилищными впадинами 14-15.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Процесс раскопок в 2015 г.


Артефактный набор традиционно состоит из фрагментов керамики, остеологического материала, каменных орудий. Основной керамический комплекс достаточно однородный – сосуды синташтинского облика. Кроме того, хорошо вычленяется коллекция керамики раннего и развитого этапов срубной культуры. Алакульский и раннеалакульский компоненты представлены в материалах раскопок единичными фрагментами, хотя алакульский керамический комплекс в целом достаточно выражен на поселениях региона.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост
Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост
Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

На уровне материка, зафиксировано 220 столбовых ям, расположение которых и их основные параметры свидетельствуют о нахождении в пределах исследуемой территории остатков четырех наземных сооружений каркасно-столбового типа.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Поселение Улак-1. План раскопа (2015 г.). Выявленные объекты на уровне материкового грунта


Обращает внимание отсутствие протяженных участков погребенной почвы, указывающее на активную хозяйственную деятельность в пределах исследованной территории поселения. Зафиксированные следы объекта 4 позволяют лишь предполагать возможную вторую радиальную линию хозяйственно-жилищных комплексов. В глаза бросается свободное пространство, разделяющее линию объектов 1-2, 4 и объект 3. Все сооружения небольшие (размером 2,8-3×4,8-6 м).


На уровне материкового грунта расчищено основание южной стенки объекта 1, представленное забутовкой плотным однородным сероземом траншеи протяженностью 4,2-4,5 м, шириной 0,4-0,5 (1,5) м и глубиной 0,1-0,15 м. Кроме того, забутовка возвышается над уровнем материка на 0,12-0,16 м. Таким образом, мощность «фундамента» стены составляет ок. 0,2-0,3 м. Археологический материал в слое уплотненного серозема отсутствует. Судя по его монолитной структуре, рассматриваемый архитектурный элемент сформирован одномоментно. Надежно диагностируемых следов последующих перестроений/разрушений не выявлено.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Соотношение выявленной по результатам магнитной съемки структуры (14) и археологических объектов в раскопе 2015 г.


Зафиксированная архитектурно-строительная традиция не характерна для поселений эпохи бронзы Зауральской Башкирии. Еще одна очевидная особенность выявленного комплекса – полное соответствие расчищенного основания стены с зафиксированной на магнитной карте стенкой-перемычкой между двумя структурами (условными впадинами 14 и 15).

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Исследованный участок вала показал, что его ширина в основании – 5,5-6 м, а сохранившаяся высота – 0,4-0,5 м. Литогенная структура – монолитная, плотная, практически стерильная, что позволяет предполагать его сооружение, как, впрочем, и забутовку основания стены объекта 1, в относительно короткий срок. Расположение камней крупных и средних размеров в основании вала свидетельствует о попытках укрепления сооружения для предотвращения расползания. Зафиксированные в раскопе параметры и локализация линии фортификации полностью совпадают с данными магнитной съемки.

Улак-1 - поселение аркаимского типа в Башкирии. Результаты исследований памятника Археология, Археологи, Археологические раскопки, Экспедиция, История, Наука, Длиннопост

Процесс раскопок в 2015 г.


Заключение


Синтез данных, полученных при съемках, позволил уточнить конструктивные особенности памятника, определить физические характеристики каждого элемента. Полученная геофизическими методами информация сделала возможным восстановить структуру поселения в целом и отказаться от «слепого» выбора участка раскопок, которые подтвердили основные параметры реконструкции, а также позволили обнаружить несоответствия в облике магнитных карт и археологических элементов на исследованном участке (объекты 1-4).


Выявленные в раскопе объекты, по вероятно, представляют собой легкие сооружения каркасно-столбового типа, более напоминающие некие детали интерьера, либо отдельные элементы хозяйственно-жилищных комплексов.


В целом, результаты геофизических и археологических исследований показали высокую степень близости. Опробованный на поселении Улак-1 комплекс неразрушающих методов указывает на относительную его универсальность при изучении поселенческих систем на открытых пространствах.

Показать полностью 18
42

Максим Воробьёв, Ярослав Борисов - Электронная микроскопия в научном парке СПБГУ

Как устроен микроскоп? Чем отличаются электронные приборы от своих световых аналогов? Каков процесс и порядок работы с этими аппаратами? Как в работе с такими микроскопами используются тяжёлые металлы? Какие существуют правила пользования данными устройствами?

Рассказывают:

• Ярослав Борисов, сотрудник научного парка СПбГУ, специалист по просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии.

• Максим Воробьёв, сотрудник научного парка СПбГУ, специалист по просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии.

607

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода

В прошлую пятницу многие жилые дома подмосковного города Дубны остались без электричества, воды и отопления. Закрылись некоторые магазины, перестал работать сайт местного Объединенного института ядерных исследований. Дубненский «конец света» не стал сюрпризом для тех, кто обратил внимание на листовки, которые появились в городе накануне. Те предупреждали, что с 10 до 12 часов «будет осуществляться перемещение магнита MPD для проекта NICA от причала на реке Дубна до площадки Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Магнит для детектора MPD в путешествии по Дубне.

Дубненский коллайдер


Коллайдер — это один из типов ускорителей, в котором разогнанные заряженные частицы — электроны, протоны, ионы и так далее — сталкиваются с другими такими же частицами. Коллайдеров в мире много: прямо сейчас работает семь, а самый известный из них — Большой адронный коллайдер — использует в качестве снарядов протоны (на нем проводятся и эксперименты с ионами свинца, но это не основная часть его рабочего времени), и предназначен для поиска новых частиц и «новой физики».


Коллайдер NICA, который уже давно строится в Дубне, будет сталкивать тяжелые ионы и изучать экстремальное состояние вещества — кварк-глюонную плазму. Ее температура и плотность настолько высока, что осколки элементарных частиц, кварки, не «склеиваются» в адроны, частицы привычной для нас материи (глюоны, соответственно, это тот самый «клей», калибровочный бозон, который отвечает за сильное взаимодействие кварков друг с другом).


У кварк-глюонной плазмы, как у любого другого вещества, есть фазовая диаграмма. В случае воды эта диаграмма показывает, как на координатной плоскости «температура — давление» проходят границы между тремя агрегатными состояниями — жидкостью, газом (паром) и твердым состоянием (льдом). На этой плоскости есть критические точки, например, тройная точка воды, где все три ее состояния могут существовать одновременно. Ученые рассчитывают с помощью «Ники» выяснить, как выглядит фазовая диаграмма кварк-глюнной плазмы, и где на ней находятся критические точки.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Фазовая диаграмма адронного вещества. По оси x отложена плотность вещества, по оси y — температура. Источник: nica.jinr.ru


Для того, чтобы получить кварк-глюонную плазму и разобраться в том, что в ней происходит, недостаточно просто столкнуть ионы в коллайдере. Нужно еще собрать данные о результатах этого столкновения. Для этого, помимо ускорителя и источника частиц нужны детекторы в точках столкновения пучков ионов.

Зачем нужен магнит?


В сентябре 120-тонный саркофаг ярко желтого цвета погрузили в порту Генуи на корабль, который отправился в Петербург. 28-го октября его пересадили уже на речной транспорт, и неделю спустя баржа встала на рейд строго на границе между Тверской и Московской областью — на реке Дубна. На следующий день к ней подогнали плавучий кран, тот перегрузил итальянскую посылку с баржи на автомобильный тягач, и тот отправился с берега Дубны в Лабораторию физики высоких энергий. Под эту трехкилометровую поездку пришлось обесточить несколько районов города: саркофагу высотой семь метров надо было проехать под линиями электропередач, которые висели слишком низко — поэтому линию отключили а провода приподняли краном, чтобы пропустить под ними грузовик. Поскольку водоснабжение и вышки сотовой связи тоже нуждаются в электричестве, часть жителей города осталась без воды и связи.


Внутри «коробки», проделавшей этот путь — главный элемент детектора MPD (Multi-Purpose Detector). В центре этого детектора, похожего по форме на гигантскую металлическую бочку, и будут сталкиваться пучки тяжелых ионов. Детектор будет определять массу и скорость всех получившихся при столкновении осколков и новых частиц. А физики, анализируя эти данные, будут реконструировать физические процессы, возникающие при столкновениях. Точно так же данные о столкновениях собирают детекторы Большого адронного коллайдера CMS и ATLAS, которые почти десять лет назад засекли следы рождения бозона Хиггса, существование которого было предсказано за полвека до того.


«Если речь идет о столкновениях ядер [атомов] золота с прицельным параметром (максимальным отклонением от центра), скажем, пять фемтометров, то при каждом столкновении будет рождаться около двух тысяч заряженных частиц. Частота таких столкновений при проектной светимости коллайдера будет около 7 тысяч в секунду, то есть 7 килогерц. Детектор должен каждую из таких частиц зафиксировать, то есть определить, что это за частица, измерить ее траекторию», — объясняет Кекелидзе.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Сборка детектора MPD


Роль главного «чувствительного элемента» в MPD играет камера TPC (Time Projection Chamber — «времяпроекционная камера»). Это тоже бочка — диаметром 2,6 метра и длиной 3,4 метра, которую посередине пересекает «перепонка»-катод, подключенная к источнику высокого напряжения. «Дно» и «крышка» бочки — это аноды. Пространство в бочке заполнено инертным газом (90 процентов аргона и 10 процентов метана). Когда заряженная частица пролетает сквозь него, она ионизирует его и получившиеся электроны начинают дрейфовать к анодам, где их встречают позиционные детекторы, которые определяют не только точку прихода этих электронов, но и время их прихода.




Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Схема TPC-камеры


«Точка определяет позицию X-Y, а время — если знать скорость дрейфа электронов с учетом напряжения — определяется расстоянием вдоль оси этого цилиндра», — говорит Кекелидзе.


Помимо TPC в детекторе есть еще несколько чувствительных элементов: времяпролетная камера (TOF), которая восстанавливает траекторию полета, калориметры, осевые детекторы — все они призваны собрать достаточно данных, чтобы восстановить трехмерную картину разлета «осколков» с помощью дубненского суперкомпьютера «Говорун».


Однако вся эта машинерия будет бесполезной, если не будет выполнено главное условие: в камере детектора должно было постоянное магнитное поле определенной конфигурации. Магнитное поле играет роль той «руководящей и направляющей силы», благодаря которой заряженные частицы летят не в случайных направлениях, а по траекториям, которые определяются их скоростью и массой.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

TPC-камера в процессе сборки


В однородном магнитном поле заряженные частицы летят по криволинейной траектории, поворачивая поперек силовых линий. На этом эффекте построен принцип действия масс-спектрометров: чем круче поворачивает частица в магнитном поле, тем меньше ее масса.


«По радиусу траектории и величине магнитного поля можно однозначно определить импульс частицы. Если вы знаете импульс, вы можете измерить ее массу. Если у вас будет время пролета, оно даст вам скорость. Зная скорость и импульс, вы можете посчитать массу и восстановить всю кинематику миллионов рожденных при столкновении частиц», — говорит Кекелидзе.


Чтобы эта восстановленная картина была достаточно точной, нужно, чтобы магнитное поле было очень, очень однородным. «Перед разработчиками магнита была поставлена задача, чтобы во всем объеме TPC-камеры — 2,6 метра на 3,4 метра — поле было идеально, чтобы силовые линии были точно параллельны оси. Мы потребовали такой однородности, которой еще ни в одном эксперименте я не помню», — говорит ученый. Магнитное поле MPD не слишком велико — 0,5 теслы, максимум — 0,65 теслы. Похожий соленоид детектора CMS рассчитан на поле 4 теслы. Однако здесь самое важное не «сила» магнита, а его «точность».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Конфигурация магнитного поля в детекторе MPD


Отношение поперечной составляющей поля к осевой должно быть не более, чем 3*10⁻⁴ Любое отклонение будет означать, что вся установка будет бесполезна для ученых. Если поле будет неоднородным, у вас будет ошибка измерений параметров, а значит научный результат вы получить не сможете.

Как строили магнит


Итальянская компания ASG Superconductors специализируется на производстве мощных сверхпроводящих магнитов, именно здесь делали значительную часть магнитов как для Большого адронного коллайдера и его детекторов CMS и ATLAS, так и для его предшественника — электрон-позитронного коллайдера LEP.


Магнит для детектора MPD устроен примерно так же, как магнит детектора CMS. Это два вложенных друг в друга цилиндра из нержавеющей стали диаметром 5,4 метра и 4,6 метра. Торцы закрыты фланцами. В пространстве между ними — катушка с намотанным на нее сверхпроводящим кабелем общей длиной 27 километров и массой 6,4 тонны, и трубки системы охлаждения. В пространстве между цилиндрами должен поддерживаться вакуум (10−5 торр — примерно одна десятитысячная доля миллиметра ртутного столба).

Несмотря на сходство с магнитами для Большого адронного коллайдера, магнит для MPD — штучное изделие. По словам Кекелидзе, только для того, чтобы создать инструменты и оснастку для постройки, понадобилось два года. Пришлось повозиться и со сверхпроводящим кабелем. Первоначально планировалось заказать его компании из Бразилии, но кабель был забракован, потом из Америки — тоже не пошел. В конце концов японский вариант подошел. Только работа с кабелем заняла полтора года.


Сверхпроводящий кабель сделан из собственно сверхпроводящего провода (сплав ниобия и титана), и матрицы из сверхчистого алюминия, в которую он внедрен. Для того, чтобы намотать получившийся кабель на катушку, потребовалась построить намоточную машину высотой с трехэтажный дом, — сложное инженерное сооружение, с электромоторами, точной подачей, с контролем намотки. После намотки катушку залили густой жидкостью на базе эпоксидной смолы и запекли в специально построенной печи. Нельзя было допустить, чтобы даже один пузырек воздуха остался в этой смоле. Пришлось бы все делать заново.

Соленоид с системой труб системы охлаждения поместили в вакуумный криостат и примерно год испытывали и проверяли. Затем магнит уложили в специально построенный семиметровый саркофаг, оснащенный датчиками ускорений, и 18 сентября отправили морем из Генуи в Петербург. Всего постройка магнита заняла почти пять лет — переговоры российских физиков с подрядчиками начались еще в 2014 году, а формальный контракт подписан в 2016 году.


Что дальше?


Пока саркофаг будет стоять на специальных опорах в экспериментальном зале детектора MPD. Вскроют его только после того, как в Дубну приедут итальянские специалисты. Те должны будут, в частности, проверить датчики ускорений: нужно убедиться, что в процессе перевозки магнит нигде не «приложили». «Надеюсь, что пандемия не задержит их приезд», — говорит Кекелидзе.


После того, как саркофаг будет вскрыт, криостат установят в железное «ярмо» детектора. Оно собрано пока что лишь наполовину и стоит в экспериментальном зале на рельсах, в стороне от линии, по которой в будущем будет лететь поток тяжелых ионов. Когда коллайдер начнет работать, детектор нужно будет просто подкатить к этой линии.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Сборка ярма детектора MPD

Сложность заключается в том, что точность размещения криостата, точность самого ярма должна быть очень высокой. Несмотря на большие размеры и вес, речь идет о «сотках», то есть точность позиционирования составляет 300-400 микрон. От этого зависит качество магнитного поля.

Потом начнется процедура подключения. «Туда надо вести криогенные линии с гелием, с азотом, коммуникации, и все это надо подключить к большой криогенно-компрессорной станции, которая сейчас еще строится. Это крупнейшая в России криогенно-компрессорная станция по сжижению жидкого гелия наработке жидкого азота. Туда подключаются все силовые линии, источники питания, коммуникации. Мы надеемся, что все это будет закончено где-то к весне», — говорит ученый.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Криостат с магнитом после установки в ярмо детектора MPD

Когда все линии будут подключены, специалисты начнут тестировать магнит, чтобы убедиться в устойчивости магнитного поля, что все сооружение в целом выдерживает нагрузки. Начнутся измерения магнитного поля. Для этого в ЦЕРНе специально по заказу ОИЯИ изготовили измеритель магнитного поля. Похожий измеритель на базе датчиков Холла использовался для измерения поля на детекторах Большого адронного коллайдера.

По словам Кекелидзе, специально для измерений в Дубну приедут специалисты ЦЕРНа. «Часть из этих ребят из ЦЕРНа уже вышла на пенсию в этом году, мы должны будем извлечь их из пенсионного отдыха во Франции и Швейцарии. Но они сами переживают за нас и готовы помочь, приехать. Месяц-два будем измерять магнитное поле. Когда магнитное поле будет измерено, только тогда закончится наш контракт с итальянцами, потому что они отвечают за параметры магнитного поля, которые там должны быть достигнуты».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Углепластиковая ферма для детектора MPD, желтым показаны гнезда для калориметров

Только после этого сборка детектора продолжится: внутрь криостата будет установлена углепластиковая ферма, которую создают в подмосковном ЦНИИ специального машиностроения. В эту раму будут помещены электронные калориметры, TPC-камера и другие «чувствительные элементы» детектора.

«Мы надеемся, что сборка закончится в середине 2022 года, — говорит Кекелидзе. — Тогда начнется калибровка и тесты, подключится весь компьютинг и онлайн-системы, все кабели, коммуникации. Начнем испытывать это все на космиках (частицах космических лучей) и проводить калибровки с тем, чтобы к концу 2022 года, когда появятся первые пучки, закатить на место и начать набор данных. Такой план».

Источник: https://nplus1.ru/material/2020/11/09/coldmass

Показать полностью 8
810

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце?

Как бы выглядело пришествие описанного христианами Вельзевула, демона мух и вместилища мора, на землю, если бы оно всё же состоялось?

Пробудилась бы древняя болезнь из неизвестных земель, затем, привезенная вместе с болью и страданием на побережье работорговцами, она охватила бы весь континент, увлекая за собой сотни тысяч жертв в водоворот жестоких смертей. А следом за эпидемиями следовали бы войны, нескончаемые войны... Первая мировая, войны колоний и метрополий, гражданские конфликты, голод, нищета и десятки новых заболеваний, одно хуже другого. К сожалению, я сейчас описываю реальную историю одной из Африканских болезней и одну из самых масштабных эпидемий, произошедшую на стыке столетий.

Сонная болезнь или трипаносомоз - паразитарное заболевание. Вызывает его паразит Trypanosoma brucei, а разносят кровососущие мухи Цеце. Эпидемия, о которой я сегодня расскажу, продлилась почти 20 лет, унеся по самым приблизительным подсчетам около полумиллиона жизней, разгоревшись, как лесной пожар, и сменившись эхом колониальных и гражданских войн Европы в Африке. Имеющиеся лекарства были немногим лучше симптомов, а доктора отправлялись в страну мёртвых с той же скоростью, что и больные. Ну, да давайте обо всём по порядку.


Крылатый Баал.

Причем тут вообще Вельзевул? Кто это и откуда? В христианском миропонимании этим именем обычно зовут подручного дьявола, демона или принца демонов. Само имя "Вельзевул" взято из старосемитских верований, но и они его заимствовали, если вовсе не придумали. "Баала" - а по сути это просто обозначение бога - скрестили с мухой "Зевув", создав образ Повелителя мух, отталкивающий и пугающий. И если мы откроем Вторую Книгу Царей канонической еврейской библии, то мы встретим там "Бааль Зубоба" в том контексте, что он бог Экрона, одного из филистимлянских городов, враждующих с иудеями. Но зачем кому-то поклоняться богу мух, так ли он действительно назывался?

Соломон встречается с царицей Саабе, барельеф, Батистерио Сан-Джованни, Флоренция, Италия.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

То, что у иудеев и христиан является богом мух во главе вражьего пантеона, в других местах, например, в Угарите (город-государство-аванпост Нового Египетского царства в Сирии) - просто могучий бог в быковатом обличье. А при Птолемее культы Баала сливались с почитаем Гелиоса, образуя Баалбека - бога солнца. Или, например, был ещё Баал-Гад - бог счастья, там же где-то в Сирии. Если мы копнем чуть глубже в древнеугаритские тексты и мифологию фелистимлян, то мы встретим более подробные описания происхождения слова "Вельзевул". К сожалению, мнения ученых здесь разделяются. Первая часть считает, что иудеи насмешливо исковеркали второе слово "Zbl", что на угаритском - принц, переделав его в муху. Вторая группа ученых проводит аналогию с греческими культами Мийагроса и действительно изучает культ бога мух.

Всё дело в том, что греки любили приносить животных в жертву. А кровопускания и трупы на свежем воздухе в жару вызывают появление роев насекомых, которые сменяются эпидемиями. Ну и придумали они приносить маленькую жертву в честь борьбы с мухами чуть-чуть раньше основной жертвы и чуть подальше. Вроде и мух на основной территории после этого меньше, а вроде бы и насекомым жертву приносить не солидно. Поэтому кто-то Зевсу приносил с просьбой от мух избавить, а кто-то придумал отдельного героя - Мийагроса. Выкручивались как могли, без репеллентов и мухобоек.

Так или иначе, иудеи, а затем и христиане, сначала развернули на 180 градусов древнюю мысль о борьбе с крылатыми насекомыми, а затем увековечили её в образе принца демонов, короля мух, властелина зловония и болезней, приписав мерзкие культы идеологическим противникам.


Муха цокотуха.


Цеце муха не простая, как минимум, одна из самых хорошо изученных. И да, всё дело в болезнях. Изучать её как раз начали из-за распространения трипоносомоза среди людей и животных.

Этой жужжащщей жопке до 34 млн. лет и она успешно создает природные резервуары методом "Жжж-жжж, ай бл.... больно" не только среди людей, но и минимум среди 30 видов диких животных, таких как эвкиды (непарнокопытные), львы, леопарды и дикие свиньи. Лабораторно подтвердили, что она кусает вообще всех млекопитающих, вплоть до крыс, кроликов и мышей. Цеце существует несколько десятков видов, и она покрывает своим крылатым ореолом почти всю тропическую Африку, делясь на территориях по видам: Glossina morsitans - открытый лес и саванна, Glossina palpalis - тенистые кусты вдоль рек и озёр, Glossina fusca - высокогорье и густой лес. Так что, если вы поедете в Африку, фразы типа "Тут поле (горы, лес, река) и цеце тут не водятся, не боись" - не прокатят. Они водятся везде, просто виды разные.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Во время кормления цеце выделяют слюну, содержащую мощный антикоагулянтный и антитромбиновый фермент. Количество выделяемой слюны увеличивается по мере того, как муха цеце становится более голодной. Поэтому, если на ближайших 10 га территорий, вы - единственная зебра, то готовьтесь встретить рой мух, брызжущих слюной при одном вашем появлении. Слюна-то как раз и может содержать трипаносомы у зараженных мух.

Эволюционная оснащенность мухи для изъятия крови поражает неподготовленных. В слюне у нее есть два ингибитора агрегации тромбоцитов, которые снимают воспаление в месте укуса и обладают иммунодепрессивными свойствами. Переваривание белков крови происходит в задней части средней кишки и включает шесть отдельных ферментов, которые превращают белки в пептиды и свободные аминокислоты. Высокая питательность пищи даёт ей множество других бонусов, вроде живорождения, увеличенной продолжительности жизни и более толстого, чем у обычных Musca domestica (комнатных мух), покрова. Цеце, в отличие от всяких синих навозных и дерьмищных жужжалок, обычная мухобойка не берёт. Только тяжелый угандийский тапок.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Более того, цеце - это настоящая команда, даже целый комплекс биохимической атаки на теплокровных. Так, например, у них есть три специфичных бактериальных симбионта: Wigglesworthia помогает в переваривании крови и синтезирует витамины группы В, которые кровососущая дрянь не может получить из-за однообразного питания. Sodalis glossinidius работает на благо в мушиной гемолимфе (кровь у насекомых). Wolbachia - отдельная уникальная бактерия, её действие связывают с вирусной устойчивостью насекомых ко многим видам вирусов, в том числе и РНК-вирусам, вроде Чикунгуньи и вируса Западного Нила, и даже некоторых типов инсектицидов.

Муха цеце действительно не откладывает яйца, а вполне себе живородящая. В результате мушиных родов появляется всего одна личинка, которая тут же закапывается в ямку в земле и через несколько часов окукливается. За месяц личинка превратиться во взрослую муху и стартует из шахты на поиск дичи и кровищи. Взрослая муха живет в среднем 2 месяца.

Насчёт закапывания есть, кстати, любопытная история из мифологии народов Банту. У них есть своя романтическая история о том, как первый человек, Кинту, в качестве своей дамы сердца выбрал прекрасную Намби - дочь небесного божества Мугулу, и захотел забрать её к себе. А мешал им Валумбе - бог смерти. Если кратко, то там хэппи-энд с украденной бабой и просом в качестве приданого. А Валумбе прячется в раскопанном грунте и так смерть поселилась в мире живых - методом закапывания в грунт.


Перейдем к паразитам.


На борту пары десятков видов мух цеце может быть внушительный арсенал одноклеточных трипаносомид, которые также разделились по своей специализации. Первая классификация это люди/животные. Так вот, выделяют трипаносомоз африканских животных, оно же заболевание нагана. Его вызывают Trypanosoma congolense , T. vivax и T. brucei. У диких животных эти паразиты вызывают относительно легкие инфекции, так как те контактируют с ним постоянно, и в случае тяжёлых симптомов, признаков слабости иммунитета или легкой сонливости любая зебра или антилопа, вместо супа и пледика на выходные, быстро перейдет в раздел "блюдо дня" для пары хищников.

В то время как у домашних животных, которых берегут до последнего, эти паразиты вызывают тяжелое, часто смертельное, заболевание, характеризующееся следующими симптомами: лихорадка, вялость, истощение, выпадение волос, выделения из глаз, отек, анемия и паралич. Вы когда-нибудь видели лысую и спящую на ходу антилопу гну? Нет. А молочную корову в Африке в таком виде ещё можно встретить. По мере того, как болезнь прогрессирует, животные всё больше и больше ослабевают, и в конце концов становятся непригодными для работы. Отсюда и одно из древних названий болезни «Н'гана», что в переводе с зулусского означает «бессильный / бесполезный». Со временем «Н'гана» изменилось в нагану. Между прочим, нагана или нгана оказала огромное влияние на животноводство в колыбели человечества, заложив основы селекции за тысячи лет до теорий Дарвина и Роберта Бэйквелла.

Африканский трипаносомоз, или сонная болезнь человека, вызван двумя подвидами T. brucei: T. brucei gambiense и T. brucei rhodesiense , в то время как третий подвид, T. brucei brucei , заразен только для животных. Т. b. gambiense ответственен за хроническую форму сонной болезни в Западной и Центральной Африки, а T. b. rhodesiense вызывает острую форму заболевания в Восточной и Южной.


Как болеть?


Трипаносомоз передается мухами млекопитающим, от больных - здоровым. При этом некоторые животные не болеют в полном смысле слова, а являются резервуаром болезни. В таком контексте для возникновения эпидемий необходимо наличие резервуаров, рост числа больных и большое количество мух вокруг. Что в последствии в 20м веке и приведет к страшной эпидемии. Но об этом чуть позже.

Так вот, во избежание эпидемий задолго до наших дней - в Древнем Египте - пытались одновременно избавиться от мух, сокращая кустарники, и от резервуаров - разводя иммуннизированный скот.

Сама болезнь делится на два этапа. Первая стадия заболевания, также известная как гемолимфатическая, определяется наличием трипаносом в крови и лимфатической системе. Симптомами этой стадии являются лихорадка, головные боли, боли в суставах и зуд под кожей.

Вторая, более поздняя стадия заболевания, также известная как неврологическая фаза, характеризуется наличием паразитов в спинномозговой жидкости. И это, собственно, то, почему болезнь назвали сонной. Именно на второй стадии проявляются такие унылые симптомы, как спутанность сознания, сонливость и заторможенность, сенсорные нарушения, крайняя летаргия (когда разбудить можно только значительными усилиями), кома и... смерть.

При отсутствии лечения больные сонной болезнью умирают в течение нескольких месяцев при заражении Т. b. rhodesiense, или в течение нескольких лет при заражении Т. b. gambiense. Что может быть хуже медленно нарастающей сонливости, переходящей в летаргию, кому и смерть?


Проклятие древних.


В былые времена на северном побережье африканского континента было куда больше пышной растительности, чем сегодня. Флора и фауна долины Нила во времена Старого царства (3000 г. до н.э. - 2000 г. до н.э.) сильно отличалась от сегодняшней картины - она была больше похожа на нынешний регион реки Эль-Газаль (один из основных притоков реки Нил) в Южном Судане. Обилие кустарников, одиночных тенистых деревьев и травы с мирно шастающими по ней копытными - чем не райское место для паразитов, мух и древних болезней, спящих в этих бескрайних просторах?

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Распространение мухи цеце доходило до регионов намного севернее сегодняшних тропиков, вплоть до дельты самого Нила, и пастухи и животноводы в этих регионах сталкивались с проблемой трипаносомоза лицом к лицу. Прямо вот глядели своими красными заспанными глазами в сонные глаза зевающих коров. Так, например, мы знаем, что египтяне Старого царства держали скот вместе с промысловыми и полудикими животными. Но делали они это не потому, что были неопытны в разведении и не могли успешно выращивать только трипанотолерантных животных, забив на давно одомашненные породы. Речь идёт про постоянный селективный подмес диких зверей. В частности, мы можем обратиться к ветеринарному папирусу Кахун от 2-го тысячелетия до н.э. , в котором есть множество описаний животных, их разведения и сопутствующих заболеваний крупного рогатого скота, в том числе и напоминающих нагану. Есть описание странных мазей против укусов насекомых из жира болотных птиц и каких-то местных трав.

Необходимость селекции и лечения назрела не внезапно. Кто-то, конечно, может провести аналогию с четвертой казнью египетской, когда в качестве проклятия на фараона нашлют не мошек (третья казнь), а прямо пёсьих мух, цитирую:

"...Я пошлю на тебя и на рабов твоих, и на народ твой, и в домы твои пёсьих мух, и наполнятся домы Египтян пёсьими мухами, и самая земля, на которой они живут; и отделю в тот день землю Гесем, на которой пребывает народ Мой, и там не будет пёсьих мух, дабы ты знал, что Я Господь среди земли..."

Но под пёсьими мухами можно представить всё, что угодно, чем в разные периоды времени фантазёры и толкователи и занимались. Но, скорее всего, подразумевались или оводы, или, чем Вельзевул не шутит, цеце.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Более земное объяснение резких проблем - селекция и русло Нила. Во времена Среднего царства (2000 г. до н.э. - 1300 г. до н.э.) русло начало меняться не без помощи людей. Традиционные места размножения мух цеце были разрушены, популяция сократилась, трипонасом на всех не хватало, болезни отступили. И египтяне перешли от разведения диковатых и буйных трипанотолерантных зубров (Bos primigenius) на более эффективных и удобных зебу (Bos indicus). Постепенное уничтожение мухи цеце, благодаря прогрессирующему регулированию русла, в конечном итоге позволило древним египтянам разводить чистые породы скота зебу, но у чистых пород не было иммунитета. И если популяции цеце вместе с трипонасомами всё же проникали, то могли начаться большие проблемы. Этим и обусловлены сохранившиеся рецепты мазей от укусов и советы по периодическому "подмесу" диких видов.

Родственник Примагениса - слева, зебу - справа.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Ближе к нашему времени история африканского трипаносомоза гармонично легла не на расширение пастбищ и изменение русла рек, не на сезонные миграции, а на работорговлю. Захват несчастных местных жителей с территорий центральной Африки и их транспортировка в прибрежные районы быстро принесли свои ядовитые плоды, которые медленно начинали складываться в единую картину грядущего ужаса.


Демоны работорговли.


И вот в эпоху работорговли мы забыли уроки древних египтян и вернулись к трем факторам, благоприятствовавшим новым эпидемиям сонной болезни: бешеный людской трафик, активная ирригация, возврат резервуаров для мух. Первые сообщения о сонной болезни поступили от корабельных врачей и медицинских работников, которые были в работорговых компаниях. Поскольку сонная болезнь приводила к экономическим потерям, судовладельцы и работорговцы вынуждены были нанимать медиков для расследования случаев болезни. В 1734 году английский военно-морской хирург Джон Актинс (1685–1757) опубликовал первый точный медицинский отчет об африканской сонной болезни, правда описал он только вторую фазу заболевания. В то время как другой английский врач, Томас Винтерботтом (1766–1859), опубликовал в 1803 г. отчет, описывающий характерные признаки опухших лимфатических желез вдоль задней части шеи и прочие симптомы начальной стадия заболевания. Он также упомянул, что эти симптомы был давно известны арабским работорговцам, которые воздерживались от покупки таких рабов, считая их опасными для транспортировки.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Хотя в течение 19-го века количество случаев сонной болезни возросло, а африканский трипаносомоз стал общепризнанным заболеванием, никто не имел реального представления о природе болезни. Но наука не стояла на месте. Колониальное присутствие европейских держав нарастало, и теперь от болезней страдали понаехавшие белые солдаты, торговцы, администраторы, натуралисты и прочие мастера по насильственному обогащению. Расследования продолжались.

Шотландский миссионер и исследователь Дэвид Ливингстон (1813–1875) первым предположил, что нагана вызвана укусом мухи цеце. В 1852 году он сообщил о возникновении заболевания в долинах рек Лимпопо и Замбези, а также на берегах озер Ньяса и Танганьика, возле которых было обилие этих мух, а весь приведенный туда на пастбища скот в конечном счете вымер. Не ходите дети в Лимпопо...


Коварные "черви".


Пройдет ещё 40–50 лет прежде, чем не мухи, а именно трипаносомы будут идентифицированы как возбудители наганы и сонной болезни. В 1895 году шотландский патолог и микробиолог Дэвид Брюс (1855-1931) обнаружит Т. brucei у скота, больного наганой, хотя и не свяжет это с мухами. Впервые трипаносомы в крови человека будут обнаружены британским колониальным хирургом Робертом Майклом Фордом в 1901 году при обследовании им больного капитана на пароходе в Гамбии. Роберт увидел трипаносом в микроскоп, и когда он их разглядел, то ужаснулся. Маленькие микроорганизмы напоминали червей, копошащихся в крови капитана.

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Чуть позже, в 1902 году, другой английский врач, Джозеф Эверетт Даттон (1874–1905), определит их как одноклеточных паразитов - простейшие, протозоа трипаносомы, отвергнув гипотезу Форда о том, что это кровяные черви. И предложит видовое название Trypanosoma gambiense (потом переименовали в T. b. Gambiense). В том же году итальянский врач и патолог Альдо Кастеллани обнаружит трипаносомы в спинномозговой жидкости больных сонной болезнью и предположит, что это они её и вызывают. Вроде бы ничего сильно гениального не происходит, но в этом и весь фокус. За столетие присутствия медиков из метрополий, отправленных вместе с военными, доктора наконец связали все симптомы и установили патоген. Казалось бы, осталось только связать болезнь с мухами и вооружить всех армейскими мухобойками.

Год спустя Брюс (шотландский врач) предоставил убедительные доказательства того, что сонная болезнь вместе с трипаносомами передается от мухи цеце. Однако в то время он считал, что трипаносомы передаются мухой механически: садится типа она в какую-то гадость, а потом разносит везде. Но на счастье Брюса нашелся немецкий военный врач - Фридрих Карл Кляйн (1869–1951), решивший проверить и самих мух. В итоге в 1909 году он поправит Брюса и расскажет про циклическую передачу T. brucei. Да-да, немцы и англичане соперничали везде - не только в дележе Африки, но и в научных открытиях, в их точности и достоверности, постоянно споря с другом. Но что самое интересное, ни Карл, ни Брюс понятия не имели, насколько сложный жизненный цикл у трипаносом на самом деле.


Микробиология.


От больного животного муха получает самую простую короткую и кругленькую форму трипаносом, а в средней кишке они отращивают жгутики, делятся, приобретают активно подвижный вид и мигрируют в слюнные железы, где прикрепляются к внутреннему эпителию. Постепенно, скукоживаясь обратно в круглую фазу, они ждут, когда муха передаст их дальше.

Попав в новую среду - ваш организм - из слюнявой мушиной морды, круглая капсула снова быстро развивается в метациклическую трипомастиготу с коротким спортивным жгутиком. Попав с лимфой в кровоток, они ещё раз подрастают, жгутик жиреет и смещается в боковую форму. С ним трипаносома может проникать дальше через эндотелий кровеносных сосудов, вплоть до центральной нервной системы. Часть паразитов возвращается к круглой фазе и ждёт новых мух, остальные делятся, соревнуясь в том, за какой период времени они вас угробят.

Помимо трансформаций для лучшего и более глубокого проникновения в организм у этих паразитов есть "план Б". Мало того, что слюна мухи с противовоспалительным специально маскирует от иммунной системы точку входа, так ещё и в случае, если иммунка среагирует, трипаносомы обладают специальным геном, который при атаке на них меняет состав гликопротеинов на мембране. Только ваша система защиты произвела опознание, как эти паршивцы меняют маскировку.

На протяжении всего жизненного цикла паразиты сталкиваются и приспосабливаются к самым разным условиям. В хозяине-млекопитающем такие адаптации включают избегание иммунной системы (путем использования антигенной вариации) и метаболические адаптации для использования доступных питательных веществ. Например, уровень глюкозы в мозге обычно составляет 10-20% от уровня её крови, в то время как жировая ткань может быть лучшим источником липидов.

Кровоток млекопитающего хозяина представляет собой очень богатую среду, содержащую 5 мм глюкозы, от 95% до 99% уровней насыщения кислородом и от 0,6 до 0,8 г/мл белков, включая липопротеины (липопротеины низкой плотности и липопротеины высокой плотности). В отличие от этого, когда паразиты проглатываются цеце во время еды крови, они попадают в среду, бедную глюкозой, но богатую аминокислотами, которая очень отличается от кровотока млекопитающих.

Распространение возбудителя инфекции в мозг в целом рассматривается как редкое, но серьезное осложнение заболевания. Тем не менее, некоторые паразиты имеют склонность преодолевать гематоэнцефалический барьер (штука которая отделяет кровь, лимфу, ликвор, патогены от важнейшей части организма - мозга), проникать в центральную нервную систему (ЦНС), что обеспечивает эволюционный блэк-джек в плане выживания внутри хозяина.

Мини игра в посте. Определите форму трипомастигот по схеме:

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

В конечном счёте Брюс внесет исправления в исследования, но что самое неприятное, виды открытых паразитов будут пополняться каждый год. T. congolense и T. vivax были открыты в 1904 и 1905 годах бельгийским врачом Альфонсом Броденом (1875–1929) и немецким военно-морским доктором Гансом Циманном (1865–1905) соответственно. Второй человеческий патогенный вид трипаносом, T. rhodesiense (в настоящее время T. b. Rhodesiense ), обнаружат паразитологи Джон Уильям Уотсон Стивенсон (1865–1946) и Гарольд Бенджамин Фантхэм (1876–1937).


Развязка близка.


Рост числа контактов, населения и завершение дележки территории перед Первой Мировой сильно стерло границы африканских экосистем. Прогресс шагал сквозь континент, от железных дорог до Суэцкого канала. И никто не задавался вопросом - а что с болезнями и где здесь мухи?

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

В 20-м веке в Африке было три серьезных эпидемии сонной болезни, которые по эпидемиологическим параметрам можно объединить в одну большую, просто с несколькими очагами. Первая из них началась в 1896 году и продолжался до 1906 года, затронув главным образом Уганду и Конго. Это была разрушительная по своим масштабам пандемия, в которой, по разным оценкам, погибло от 300 000 до 500 000 человек - и все в бассейне реки Конго и в районе Бусоги в Уганде и Кении. Катастрофические последствия эпидемии волновали колониальные администрации до такой степени, что они отправили научные миссии для изучения болезни и срочной разработки лекарства.

Французский врач Чарльз Луи Альфонс Лаверан и французский биолог Феликс Меснил впервые сообщили в 1902 году, что арсенат натрия (соль щелочного металла натрия и мышьяковой кислоты) показывает свою эффективность при лечении, по крайней мере, у зараженных лабораторных животных. Идею с химиотерапией мышьяком подхватили. В 1904 г. канадский доктор Гарольд Вулферстан Томас и австрийский врач и зоолог Антон Брейнлом опубликовали статью, в которой сообщалось, что мышьяковый препарат этоксил (аминофенил-мышьяковая кислота) оказывает положительный эффект на зараженных лабораторно животных. Считалось даже, что он лучше, чем любое другое мышьяковое соединение, протестированное ранее, и относительно нетоксичен.

Однако немецкий врач Роберт Кох (1843–1910), который исследовал трипаноцидную активность этоксила у больных сонной болезнью на островах Сесе, расположенных на северо-западе озера Виктория, обнаружил, что препарат всё же имеет определенные побочные эффекты - из 1622 пациентов, получавших лечение, выделилось 22 случая атрофии зрительного нерва с полной слепотой.

Роберт, собственной персоной:

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Наблюдения Коха вернули ученых к попыткам улучшить этоксил. В конце концов Эрлих Вильгельм Роль в 1916 году с помощью небольшой группы химиков и немецкой химической и фармацевтической компании Bayer разработал первый эффективный препарат для лечения сонной болезни. Соединение Bayer 205 (позднее названное "сурамином") все еще используется в терапии ранних стадий.

Годом ранее американский химик Уолтер А. Джекобс и американский же иммунолог Майкл Хайдельбергер открыли органо-мышьяковый трипарсамид. Это был первый препарат для лечения сонной болезни поздней стадии отдельно или в сочетании с сурамином, который также использовался для лечения трипаносомоза у животных. Возникающие при этом тошноту и рвоту списывали на неправильное применение. А такие моменты как отказ печени относили к осложнения болезни. В целом, препараты того времени имели очень сильные побочные эффекты и походили, скорее, на химиотерапию. чем на эффективные и безопасные пилюли.

Другой важной мерой по борьбе с эпидемиями сонной болезни 1920-х годов было введение мобильных бригад. Этот метод систематического выявления и устранения паразитических резервуаров был предложен французским военным хирургом Эженом Жамо (1879–1937). В 1926 году, после долгого противостояния со стороны своего начальства в Париже, Жамоту было разрешено создать специальную службу в Камеруне, которая показала эффективность его подхода: в течение 11 лет распространённость сонной болезни снизилась с 60% в 1919 г. до 0,2–4,1% в 1930 г. Впоследствии другие колониальные державы последовали его примеру, дополнив эти меры борьбой с переносчиками, отстрелом диких животных, расчисткой кустов и установкой мушиных ловушек. К 1960-ым годам сонная болезнь отступила.

Ловушки на мух:

Трипаносомоз - паразиты в крови или почему боятся мух Цеце? История медицины, Научпоп, Наука, Муха, Длиннопост, Scientaevulgaris

Сегодня сонная болезнь эндемична в 36 странах Африки к югу от Сахары, где есть мухи цеце, которые всё ещё её передают. Люди, наиболее подверженные укусам мухи цеце, и, следовательно, болезни, живут в сельской местности и зависят от сельского хозяйства, рыболовства, животноводства или охоты. Сонная болезнь угрожает миллионам людей. Многие пострадавшие проживают в отдаленных сельских районах с ограниченным доступом к медицинским услугам, что затрудняет эпиднадзор и, следовательно, диагностику и лечение случаев заболевания. Кроме того, миграции населения, война и нищета являются важными факторами, способствующими передаче инфекции. Постоянные усилия по контролю привели к сокращению числа новых случаев заболевания. В 2009 году впервые за 50 лет их число упало ниже 10 000, а в 2017 году было зарегистрировано всего 1446 случаев.

И это очень положительная динамика для болезни, возникновение эпидемий которой сильно зависит от безалаберности человека в отношении того, как он меняет природу под свои нужды.

Ваш, старина SV.

П.с.: это блог одного человека, среди политики, котиков и эротики, увлеченного познанием. Я не продаю свои статьи, а пишу их и публикую бесплатно и без рекламы.

Показать полностью 12
532

Как Ландау случайно к метеорологам попал

Как Ландау случайно к метеорологам попал Ландау, История, Наука, История науки

Как-то Л.Д. Ландау был приглашён в МГУ на заседание своей кафедры физиков. Однако он перепутал аудитории и зашёл на заседание к физикам-метеорологам. У доски докладчик глубокомысленно делал свои выводы. Метеорологи собрались заслушать научное открытие своего коллеги, пригласив даже журналистов. Но едва докладчик кончил, к доске подлетел Ландау. Он обратился к докладчику: «Вы меня, пожалуйста, извините. Я попал к вам случайно, перепутав аудитории, но мимо такой математической ошибки я пройти не могу. Если эту задачу решить правильно, — белый мелок молниеносно мелькал по доске, подчёркивая ошибки докладчика, — то, вы сами видите, весь эффект работы сводится к нулю, работы нет, есть только математические ошибки». Стояла гробовая тишина. У докладчика отвисла челюсть. Ландау, ещё раз извинившись, ушёл. Когда все опомнились, раздался вой: «Кто, кто его сюда пустил?!».



Библиографический список:


1. Кора Ландау-Дробанцева "Академик Ландау. Как мы жили". — М.: ЗАХАРОВ , 1999. Глава 33

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: