Του Λουκά Αθανασέκου
Φυσικός - MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
ΓΙΑΤΙ ΜΠΑΜΠΑ; ΑΠΛΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΕ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Τι είναι ο γαλβανισμός; Ποια είναι η διαφορά του γαλβανιζέ σύρματος από το κοινό σύρμα και γενικότερα τα μέταλλα;
Ο γαλβανισμός είναι η βιομηχανική επεξεργασία σιδήρου και χάλυβα, με την οποία γίνεται επικάλυψη από λεπτό στρώμα ψευδαργύρου, ώστε να προστατεύονται από τη σκουριά. Η ονομασία δόθηκε από τον Alessandro Volta προς τιμήν ενός σύγχρονού του, του Luigi Galvani, ο οποίος έκανε έρευνα σχετικά με την επίδραση του ηλεκτρισμού πάνω σε ζωντανούς ιστούς, ιδιαίτερα στους μύες, από το 1780 ως το 1790. Ο γαλβανισμός επιτυγχάνεται με εμβάπτιση ή με ηλεκτρόλυση. Στην πρώτη περίπτωση, το μέταλλο βυθίζεται σε οξύ για να καθαριστεί και έπειτα σε λειωμένο ψευδάργυρο. Στην δεύτερη περίπτωση, χρησιμοποιούνται δύο ηλεκτρόδια βυθισμένα σε διάλυμα ή ηλεκτρολύτη που περιέχει ψευδάργυρο. Το μέταλλο συνδέεται στην κάθοδο. Όταν αρχίζει η ροή ηλεκτρικού ρεύματος, ιόντα ψευδαργύρου από το διάλυμα επικαλύπτουν την κάθοδο και το μέταλλο. Όσο περισσότερο παραμείνει το μέταλλο μέσα στον ηλεκτρολύτη, τόσο παχύτερο είναι το στρώμα του ψευδαργύρου που σχηματίζεται.
Πώς κατασκευάζεται το γυαλί; Ποιοι τύποι γυαλιών υπάρχουν;
Το γνωστό σε όλους γυαλί είναι ένα διάφανο υλικό που παράγεται από το πυρίτιο ή την άμμο, με προσθήκη ασβεστόλιθου ή ανθρακικού νατρίου ( σόδας). Οι πρώτες ύλες μπαίνουν σε κλίβανο σε υψηλή θερμοκρασία και ρευστοποιούνται. Από την ψύξη του υγρού αυτού προκύπτει το γυαλί. Όσο το μείγμα είναι ακόμα ρευστό, υφίσταται κατεργασία με διάφορες μεθόδους ( εμφύσηση, πίεση, εφελκυσμό, χύτευση, επίπλευση) ώστε να αποκτήσει το τελικό του σχήμα. Το κρύσταλλο παράγεται με την προσθήκη οξειδίου του μολύβδου στις πρώτες ύλες, δίνοντας στον τελικό προϊόν μεγαλύτερη διαύγεια και λάμψη από το συνηθισμένο γυαλί. Τα διαφόρων χρωμάτων γυαλιά που βλέπουμε στην καθημερινή μας ζωή προκύπτουν με την προσθήκη στις πρώτες ύλες κάποιων οξειδίων μετάλλων που έχουν χαρακτηριστικά χρώματα. Άλλοι τύποι γυαλιού είναι το πυρίμαχο γυαλί ( που χρησιμοποιείται ευρύτατα ακόμη και στις … κουζίνες των μαμάδων μας για την παρασκευή φαγητών και γλυκών), το γυαλί ασφαλείας ( το γνωστό μας γυαλί που χρησιμοποιείται στα αυτοκίνητα και όταν σπάει θρυμματίζεται σε πολλά μη αιχμηρά κομμάτια) και το φιμέ γυαλί με τα οποία θα ασχοληθούμε σε κάποιο από τα επόμενα άρθρα μας.
Πώς μπορούμε να μάθουμε την ηλικία των δένδρων; Πώς σχηματίζονται οι κύκλοι στους κορμούς;
Όταν παρατηρήσουμε έναν κορμό δέντρου, βλέπουμε κάποιους ομόκεντρους κύκλους. Μάλιστα, λέγεται ότι μετρώντας τους, μπορούμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια την ηλικία του. Γιατί, όμως, συμβαίνει αυτό;
Κατά τη διάρκεια της άνοιξης, τα δέντρα αναπτύσσονται με γρηγορότερο ρυθμό, λόγω των ευνοϊκών συνθηκών που επικρατούν. Απαιτούνται έτσι μεγαλύτερες ποσότητες θρεπτικών συστατικών τις οποίες λαμβάνουν φυσικά από το χώμα. Τα κύτταρα που δημιουργούνται την εποχή αυτή είναι ανοιχτόχρωμα και σχετικά πλατιά. Το φθινόπωρο, όμως, όπου η ανάπτυξη του δέντρου επιβραδύνεται, τα κύτταρα που δημιουργούνται είναι σκουρόχρωμα και στενότερα. Έτσι, κατά τη διάρκεια ενός έτους, σχηματίζεται ένας ευδιάκριτος κύκλος! Εκτός από την ηλικία του δέντρου, μπορούμε να εξάγουμε και άλλα συμπεράσματα εξετάζοντας τον κορμό, όπως τις καιρικές συνθήκες που επικρατούσαν κάθε χρόνο ( αν, δηλαδή, υπήρχαν συχνές βροχοπτώσεις ή αν επικρατούσε ξηρασία).
Γιατί υπάρχουν διαφορετικές μονάδες μέτρησης των ίδιων μεγεθών σε άλλα κράτη;
Όλοι έχουμε παρατηρήσει στις ξένες ταινίες, π.χ. αμερικάνικες ή αγγλικές, τις διαφορετικές μονάδες που ακούγονται για τη μέτρηση κάποιων μεγεθών, όπως τα πόδια για μέτρηση μήκους και τα γαλόνια για μέτρηση όγκου και όχι τα μέτρα και τα λίτρα, όπως ίσως θα περιμέναμε. Οι μονάδες αυτές, όπως και πολλές άλλες, έχουν μείνει για ιστορικούς λόγους. Πολλά χρόνια πριν, όταν η διάδοση των πληροφοριών δεν ήταν τόσο εύκολη, όπως σήμερα, η κάθε κλειστή κοινωνία είχε τις δικές της μονάδες. Με την πάροδο των χρόνων, και με την ανάπτυξη τόσο του εμπορίου όσο και της επιστήμης, έγινε αναγκαία η δημιουργία ενός ενιαίου συστήματος μονάδων, ώστε να μπορούν τα διάφορα κράτη να συνεννοούνται ( φανταστείτε να μην υπήρχε μια ευρύτατα διαδεδομένη γλώσσα, όπως η αγγλική. Πώς θα μπορούσαν να συνεννοούνται οι ερχόμενοι από διαφορετικά κράτη;) Μετά από διάφορες ζυμώσεις επικράτησε το Διεθνές Σύστημα Μονάδων ( Systeme Internationale, στα γαλλικά) με τα γνωστά μας μέτρα, δευτερόλεπτα κλπ. Σε αρκετές χώρες, όμως εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται άλλες μονάδες, οπότε και απαιτείται η μετατροπή τους σε μονάδες του διεθνούς συστήματος ( π.χ. η ίντσα ισοδυναμεί με 2,54 εκατοστά).
Τι είναι και πώς δημιουργείται ο ανεμοστρόβιλος;
Ανεμοστρόβιλος ονομάζεται ο έντονος περιδινούμενος άνεμος κοντά στην επιφάνεια της γης που προκαλεί σοβαρότατες καταστροφές κατά το πέρασμά του. Συνήθως δημιουργείται όταν συναντιούνται αντίθετα ρεύματα αέρα ή όταν θερμές μάζες αέρα κινούνται ανοδικά με μεγάλες ταχύτητες ( ως γνωστόν οι θερμές μάζες αέρα κινούνται προς τα πάνω , ενώ οι ψυχρές μάζες προς την αντίθετη κατεύθυνση). Άλλες φορές δημιουργούνται λόγω κάποιου εμποδίου που συναντούν κατά την κίνησή τους , όπως την κορυφή ενός βουνού. Φυσικά μπορεί να δημιουργηθεί ανεμοστρόβιλος με κάποιον συνδυασμό από τα παραπάνω. Οι ταχύτητες του ανέμου στην περίπτωση αυτή μπορεί να φτάσει ακόμη και τα 500 χλμ την ώρα και σε συνδυασμό με την περιδίνηση σηκώνει σχεδόν τα πάντα στο πέρασμά του ( σπίτια, δέντρα, αυτοκίνητα κλπ). Όταν περνούν πάνω από τη θάλασσα δημιουργούνται ανοδικά ρεύματα νερού, ενώ πάνω από τις ερήμους δημιουργούνται στήλες άμμου, γνωστές και ως διάβολοι της άμμου.
Πώς λειτουργούν οι ανιχνευτές μετάλλων;
Ακούγοντας τη φράση «ανιχνευτής μετάλλων» το μυαλό μας πηγαίνει σε φαινομενικά διαφορετικά αντικείμενα για εντελώς διαφορετικές χρήσεις. Για παράδειγμα, πολλοί θα σκεφτούν τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν κάποιοι για να βρουν θαμμένα αντικείμενα στην παραλία, όπως ρολόγια κλπ. Άλλοι θα σκεφτούν τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται ευρύτατα στα αεροδρόμια, στις φυλακές και σε πολλά δημόσια κτήρια και ανιχνεύουν όπλα ή άλλα επικίνδυνα μεταλλικά αντικείμενα. Η αλήθεια είναι ότι όλοι έχουν δίκιο! Η λειτουργία τους βασίζεται στην εκπομπή και την ανάκλαση ραδιοκυμάτων. Τα μέταλλα έχουν την ιδιότητα να ανακλούν ένα μέρος της ακτινοβολίας που δέχονται , ενώ ένα μεγάλο μέρος απορροφάται από το υλικό. Έτσι, όταν ο ανιχνευτής μετάλλων εκπέμψει ένα σήμα , μέρος αυτού θα ανακλαστεί από το μέταλλο και θα επιστρέψει στον δέκτη του ανιχνευτή. Το σήμα ενισχύεται και μέσω κατάλληλης διάταξης μετατρέπεται σε ήχο. Όταν , όμως, το σήμα «χτυπήσει» στο μέταλλο, αλλάζει η συχνότητά του, με αποτέλεσμα ο ήχος που ακούμε μέσω των ακουστικών του ανιχνευτή να μεταβληθεί ως προς τη χροιά του. Έτσι δίνεται η ένδειξη ότι υπάρχει κάτι θαμμένο! Πρέπει να αναφερθεί στο σημείο αυτό ότι η κατοχή και χρήση ανιχνευτή απαγορεύεται χωρίς τη σχετική άδεια από τις αρμόδιες αρχές ( αυτές τουλάχιστον είναι οι πληροφορίες του γράφοντος). Εμπρός, λοιπόν, επίδοξοι εξερευνητές, ιδού πεδίον δόξης λαμπρό για νέες ανακαλύψεις!
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
Φυσικός - MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
ΓΙΑΤΙ ΜΠΑΜΠΑ; ΑΠΛΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΕ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Τι είναι ο γαλβανισμός; Ποια είναι η διαφορά του γαλβανιζέ σύρματος από το κοινό σύρμα και γενικότερα τα μέταλλα;
Ο γαλβανισμός είναι η βιομηχανική επεξεργασία σιδήρου και χάλυβα, με την οποία γίνεται επικάλυψη από λεπτό στρώμα ψευδαργύρου, ώστε να προστατεύονται από τη σκουριά. Η ονομασία δόθηκε από τον Alessandro Volta προς τιμήν ενός σύγχρονού του, του Luigi Galvani, ο οποίος έκανε έρευνα σχετικά με την επίδραση του ηλεκτρισμού πάνω σε ζωντανούς ιστούς, ιδιαίτερα στους μύες, από το 1780 ως το 1790. Ο γαλβανισμός επιτυγχάνεται με εμβάπτιση ή με ηλεκτρόλυση. Στην πρώτη περίπτωση, το μέταλλο βυθίζεται σε οξύ για να καθαριστεί και έπειτα σε λειωμένο ψευδάργυρο. Στην δεύτερη περίπτωση, χρησιμοποιούνται δύο ηλεκτρόδια βυθισμένα σε διάλυμα ή ηλεκτρολύτη που περιέχει ψευδάργυρο. Το μέταλλο συνδέεται στην κάθοδο. Όταν αρχίζει η ροή ηλεκτρικού ρεύματος, ιόντα ψευδαργύρου από το διάλυμα επικαλύπτουν την κάθοδο και το μέταλλο. Όσο περισσότερο παραμείνει το μέταλλο μέσα στον ηλεκτρολύτη, τόσο παχύτερο είναι το στρώμα του ψευδαργύρου που σχηματίζεται.
Πώς κατασκευάζεται το γυαλί; Ποιοι τύποι γυαλιών υπάρχουν;
Το γνωστό σε όλους γυαλί είναι ένα διάφανο υλικό που παράγεται από το πυρίτιο ή την άμμο, με προσθήκη ασβεστόλιθου ή ανθρακικού νατρίου ( σόδας). Οι πρώτες ύλες μπαίνουν σε κλίβανο σε υψηλή θερμοκρασία και ρευστοποιούνται. Από την ψύξη του υγρού αυτού προκύπτει το γυαλί. Όσο το μείγμα είναι ακόμα ρευστό, υφίσταται κατεργασία με διάφορες μεθόδους ( εμφύσηση, πίεση, εφελκυσμό, χύτευση, επίπλευση) ώστε να αποκτήσει το τελικό του σχήμα. Το κρύσταλλο παράγεται με την προσθήκη οξειδίου του μολύβδου στις πρώτες ύλες, δίνοντας στον τελικό προϊόν μεγαλύτερη διαύγεια και λάμψη από το συνηθισμένο γυαλί. Τα διαφόρων χρωμάτων γυαλιά που βλέπουμε στην καθημερινή μας ζωή προκύπτουν με την προσθήκη στις πρώτες ύλες κάποιων οξειδίων μετάλλων που έχουν χαρακτηριστικά χρώματα. Άλλοι τύποι γυαλιού είναι το πυρίμαχο γυαλί ( που χρησιμοποιείται ευρύτατα ακόμη και στις … κουζίνες των μαμάδων μας για την παρασκευή φαγητών και γλυκών), το γυαλί ασφαλείας ( το γνωστό μας γυαλί που χρησιμοποιείται στα αυτοκίνητα και όταν σπάει θρυμματίζεται σε πολλά μη αιχμηρά κομμάτια) και το φιμέ γυαλί με τα οποία θα ασχοληθούμε σε κάποιο από τα επόμενα άρθρα μας.
Πώς μπορούμε να μάθουμε την ηλικία των δένδρων; Πώς σχηματίζονται οι κύκλοι στους κορμούς;
Όταν παρατηρήσουμε έναν κορμό δέντρου, βλέπουμε κάποιους ομόκεντρους κύκλους. Μάλιστα, λέγεται ότι μετρώντας τους, μπορούμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια την ηλικία του. Γιατί, όμως, συμβαίνει αυτό;
Κατά τη διάρκεια της άνοιξης, τα δέντρα αναπτύσσονται με γρηγορότερο ρυθμό, λόγω των ευνοϊκών συνθηκών που επικρατούν. Απαιτούνται έτσι μεγαλύτερες ποσότητες θρεπτικών συστατικών τις οποίες λαμβάνουν φυσικά από το χώμα. Τα κύτταρα που δημιουργούνται την εποχή αυτή είναι ανοιχτόχρωμα και σχετικά πλατιά. Το φθινόπωρο, όμως, όπου η ανάπτυξη του δέντρου επιβραδύνεται, τα κύτταρα που δημιουργούνται είναι σκουρόχρωμα και στενότερα. Έτσι, κατά τη διάρκεια ενός έτους, σχηματίζεται ένας ευδιάκριτος κύκλος! Εκτός από την ηλικία του δέντρου, μπορούμε να εξάγουμε και άλλα συμπεράσματα εξετάζοντας τον κορμό, όπως τις καιρικές συνθήκες που επικρατούσαν κάθε χρόνο ( αν, δηλαδή, υπήρχαν συχνές βροχοπτώσεις ή αν επικρατούσε ξηρασία).
Γιατί υπάρχουν διαφορετικές μονάδες μέτρησης των ίδιων μεγεθών σε άλλα κράτη;
Όλοι έχουμε παρατηρήσει στις ξένες ταινίες, π.χ. αμερικάνικες ή αγγλικές, τις διαφορετικές μονάδες που ακούγονται για τη μέτρηση κάποιων μεγεθών, όπως τα πόδια για μέτρηση μήκους και τα γαλόνια για μέτρηση όγκου και όχι τα μέτρα και τα λίτρα, όπως ίσως θα περιμέναμε. Οι μονάδες αυτές, όπως και πολλές άλλες, έχουν μείνει για ιστορικούς λόγους. Πολλά χρόνια πριν, όταν η διάδοση των πληροφοριών δεν ήταν τόσο εύκολη, όπως σήμερα, η κάθε κλειστή κοινωνία είχε τις δικές της μονάδες. Με την πάροδο των χρόνων, και με την ανάπτυξη τόσο του εμπορίου όσο και της επιστήμης, έγινε αναγκαία η δημιουργία ενός ενιαίου συστήματος μονάδων, ώστε να μπορούν τα διάφορα κράτη να συνεννοούνται ( φανταστείτε να μην υπήρχε μια ευρύτατα διαδεδομένη γλώσσα, όπως η αγγλική. Πώς θα μπορούσαν να συνεννοούνται οι ερχόμενοι από διαφορετικά κράτη;) Μετά από διάφορες ζυμώσεις επικράτησε το Διεθνές Σύστημα Μονάδων ( Systeme Internationale, στα γαλλικά) με τα γνωστά μας μέτρα, δευτερόλεπτα κλπ. Σε αρκετές χώρες, όμως εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται άλλες μονάδες, οπότε και απαιτείται η μετατροπή τους σε μονάδες του διεθνούς συστήματος ( π.χ. η ίντσα ισοδυναμεί με 2,54 εκατοστά).
Τι είναι και πώς δημιουργείται ο ανεμοστρόβιλος;
Ανεμοστρόβιλος ονομάζεται ο έντονος περιδινούμενος άνεμος κοντά στην επιφάνεια της γης που προκαλεί σοβαρότατες καταστροφές κατά το πέρασμά του. Συνήθως δημιουργείται όταν συναντιούνται αντίθετα ρεύματα αέρα ή όταν θερμές μάζες αέρα κινούνται ανοδικά με μεγάλες ταχύτητες ( ως γνωστόν οι θερμές μάζες αέρα κινούνται προς τα πάνω , ενώ οι ψυχρές μάζες προς την αντίθετη κατεύθυνση). Άλλες φορές δημιουργούνται λόγω κάποιου εμποδίου που συναντούν κατά την κίνησή τους , όπως την κορυφή ενός βουνού. Φυσικά μπορεί να δημιουργηθεί ανεμοστρόβιλος με κάποιον συνδυασμό από τα παραπάνω. Οι ταχύτητες του ανέμου στην περίπτωση αυτή μπορεί να φτάσει ακόμη και τα 500 χλμ την ώρα και σε συνδυασμό με την περιδίνηση σηκώνει σχεδόν τα πάντα στο πέρασμά του ( σπίτια, δέντρα, αυτοκίνητα κλπ). Όταν περνούν πάνω από τη θάλασσα δημιουργούνται ανοδικά ρεύματα νερού, ενώ πάνω από τις ερήμους δημιουργούνται στήλες άμμου, γνωστές και ως διάβολοι της άμμου.
Πώς λειτουργούν οι ανιχνευτές μετάλλων;
Ακούγοντας τη φράση «ανιχνευτής μετάλλων» το μυαλό μας πηγαίνει σε φαινομενικά διαφορετικά αντικείμενα για εντελώς διαφορετικές χρήσεις. Για παράδειγμα, πολλοί θα σκεφτούν τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν κάποιοι για να βρουν θαμμένα αντικείμενα στην παραλία, όπως ρολόγια κλπ. Άλλοι θα σκεφτούν τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται ευρύτατα στα αεροδρόμια, στις φυλακές και σε πολλά δημόσια κτήρια και ανιχνεύουν όπλα ή άλλα επικίνδυνα μεταλλικά αντικείμενα. Η αλήθεια είναι ότι όλοι έχουν δίκιο! Η λειτουργία τους βασίζεται στην εκπομπή και την ανάκλαση ραδιοκυμάτων. Τα μέταλλα έχουν την ιδιότητα να ανακλούν ένα μέρος της ακτινοβολίας που δέχονται , ενώ ένα μεγάλο μέρος απορροφάται από το υλικό. Έτσι, όταν ο ανιχνευτής μετάλλων εκπέμψει ένα σήμα , μέρος αυτού θα ανακλαστεί από το μέταλλο και θα επιστρέψει στον δέκτη του ανιχνευτή. Το σήμα ενισχύεται και μέσω κατάλληλης διάταξης μετατρέπεται σε ήχο. Όταν , όμως, το σήμα «χτυπήσει» στο μέταλλο, αλλάζει η συχνότητά του, με αποτέλεσμα ο ήχος που ακούμε μέσω των ακουστικών του ανιχνευτή να μεταβληθεί ως προς τη χροιά του. Έτσι δίνεται η ένδειξη ότι υπάρχει κάτι θαμμένο! Πρέπει να αναφερθεί στο σημείο αυτό ότι η κατοχή και χρήση ανιχνευτή απαγορεύεται χωρίς τη σχετική άδεια από τις αρμόδιες αρχές ( αυτές τουλάχιστον είναι οι πληροφορίες του γράφοντος). Εμπρός, λοιπόν, επίδοξοι εξερευνητές, ιδού πεδίον δόξης λαμπρό για νέες ανακαλύψεις!
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου