Государственное образовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №167 Имени Маршала Л.А.Говорова

Государственное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №167
Имени Маршала Л.А.Говорова
Исследовательский проект на тему:
«Светящаяся вода»
Автор проекта:
Ученик 1 «А» класса Иншаков Никита
Руководитель проекта:
Гришина Светлана Викторовна
Консультанты:
Иншакова Анастасия Вячеславовна
Иншаков Виталий Валерьевич
Москва 2014
1
Содержание
Введение………………………………………………..……….…2
Светящаяся вода. …………………………………………………..5
Создание люминофора……………………………………………..10
Опыт: «Светящаяся вода своими руками»……….……………….11
Вывод…………………………………………………………….......15
Приложение………………………………………………………….16
2
Введение.
Светящаяся вода во все времена завораживала людей. В прошлые века
мореплаватели очень часто наблюдали явление свечения воды. Выдвигались
различныеверсии этого явления: предполагалось, что свечение вызвано
отдаваемой ночью энергией Солнца, электрическим разрядом,
появляющимся при трении молекул воды и соли, содержанию в воде
фосфора.
В девятнадцатом веке нашлось объяснение этого явления. Назвали его
«Биолюминесценция», способность живых организмов светится в воде.
Светящуюся воду можно сделать в домашних условиях. В нашем проекте мы
постараемся выяснить причины свечения морской воды. Познакомимся с
термином «Биолюминесценция» и научимся делать светящуюся воду своими
руками.
«Если в этом мире есть волшебство, то оно – в воде».
Лорен Эйсли
3
Цели: Установить причину свечения воды и создать в домашних условиях.
Задачи:
- Изучить причины и особенности свечения воды.
- Ознакомиться со свечением воды в природе и термином «
Биолюминесценция».
- Изготовление химического порошка «Люминофора» в домашних условиях.
-Научиться создавать фотопрезентацию.
- С помощью опытов достичь свечения воды в домашних условиях.
Актуальность: Свечение воды неописуемый по красоте природный
процесс. Необходимо его изучение для возможности наблюдения и
дальнейших исследований.
Этапы работы:
-Выбор темы.
-Разработка плана.
-Определение целей и задач.
-Изучение литературы.
-Сбор и изучение информации.
-Подготовка и проведение опыта.
-Анализ.
-Создание фотопрезентации.
-Защита проекта.
Выводы:
-Природа воды удивительна.
-Моря и океаны светятся в темноте.
-Вода может светиться, как естественным, так и искусственным путем.
-Свечения воды можно достичь в домашних условиях.
-Свечение воды удивительно красивый и завораживающий процесс, который
мне невероятно интересен и я надеюсь, что моя проектная работа и мои
исследования помогут заинтересовать людей для создания новых открытий в
этой области.
Продукт проекта:
1. Фотопрезентация.
4
Светящаяся вода
Светящаяся вода имеет очень много причин и особенностей.
Проанализировать и четко определить, что именно вызывает свечение моря
очень сложно.
Издавна воображение людей поражало величественное зрелище
сверкающего, словно горящего моря. О нем писали древнегреческий ученый
Аристотель (382-322 годы до н. э.) и римский писатель и ученый Плиний (23
или 24-79 годы). На протяжении столетий мореплаватели разных стран
отмечали в судовых журналах моменты встреч с этим загадочным явлением.
В частности, известный английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин (18091882) в своем знаменитом «Путешествии на корабле "Бигль"» описывал его
так: «Как-то в очень темную ночь, когда мы проплывали несколько южнее
Ла-Платы, море представляло удивительное и прекрасное зрелище. Дул
свежий ветер, и вся поверхность моря, которая днем была сплошь покрыта
пеной, светилась теперь слабым светом. Корабль гнал перед собой волны
точно из жидкого фосфора, а в кильватере тянулся молочный свет. Насколько
хватало глаз, светился гребень каждой волны, а небосклон у горизонта,
отражавший сверкание этих синеватых огней, был не так темен, как небо над
головой».
Сохранились и изображения, запечатлевшие это явление в красках. Так, на
цветной гравюре знаменитого голландского художника МорицаЭсхера (18981972) можно увидеть прекрасное зрелище - стаю резвящихся в светящемся
море дельфинов. Глядя на нее, создается впечатление, что само море
вспыхивает и сверкает. Стая дельфинов афалин оставляет за собой длинные
извилистые следы - кильватерные струи.
Очень интересны случаи не одинарного фигурного свечения. В Малаккском
проливе, в 1973 году, моряки судна “Антон Макаренко” наблюдали
интересную картину. Светящаяся вода, которая до этого окружала судно,
вдруг вытянулась в полосы. Полосы через мгновение загнулись и образовали
огромные колеса со спицами, которые стали вращаться против часовой
стрелки с огромной скоростью.
Моряки, возвращающиеся из морских путешествий по Юго-Восточной Азии,
еще в древности сообщали о чудесах светящейся воды, которые они
наблюдали в этих широтах. Они с замиранием сердца рассказывали о
гигантских сверкающих колесах, которые вращались на воде. Колеса эти,
порой, достигали горизонта и были величиной в несколько миль. Европейцы
5
окрестили их “дьявольской каруселью”. Эти гигантские колеса вращаются со
скоростью 100 оборотов в минуту. В Азии они называются “колеса Будды”.
Вот несколько примеров встреч со «светящимися колесами» российских
моряков. 22-23 августа 1908 года в Охотском море экипаж русского парохода
«Охотск» наблюдал весьма непонятное «поведение» моря. Военно-морской
врач Ф. Д. Дербек вспоминает, что внезапно, в 11 часов ночи под кормой
вспыхнул на воде необыкновенно яркий зеленовато-белый свет, который
быстро охватил большую поверхность воды. Эта ярко освещенная
поверхность, принявшая в конце концов форму овала с кораблем в центре,
двигалась вместе с ним некоторое время вперед, а затем постепенно
отделилась от него и самостоятельно поплыла в сторону. Резко очерченное
светящееся пятно удалялось очень быстро от судна и за 2-3 минуты достигло
горизонта.
Экипаж советского научного судна «Владимир Воробьев» в 1977 году
выполнял океанографические исследования в Бенгальском заливе.
Неожиданно команда заметила, что вокруг судна в радиусе 150-200 метров
вращается против часовой стрелки яркое белое пятно. Потом оно распалось
на восемь загнутых лучей. Через полчаса диаметр «колеса» уменьшился до
100 метров и постепенно оно исчезло. Была замерена температура воды за
бортом, она составила +26С, следов скопления светящегося планктона не
было обнаружено. Интерес вызывает и тот факт, что как только на воде
появилось загадочное свечение, спящие моряки проснулись от
необъяснимого чувства тревоги.
Однажды теплоход “Николай Кремлянский”, проходил у восточного
побережья Африки. Вахтенный наблюдал поразившее его явление. Было два
часа ночи, Ночь была безлунной. И вдруг море вокруг судна засветилось
матово – белым светом. Впечатление было такое, что оно подсвечено
огромным фонарем из глубины. Круг светящейся воды увеличивался, доходя
почти до горизонта. Стало светло, как днем. Вахтенный заметил, что обороты
главного двигателя упали на три единицы. Температура воды за бортом
снизилась с 26 до 19 градусов. Через полчаса свечение воды стало
уменьшаться. За это время судно прошло восемь миль. Температура воды за
бортом стала прежней, обороты двигателя тоже. Светящийся круг остался
угасать далеко за кормой.
В Севастополе океанологи рассказывали физику-оптику А. Кузовкину об
уникальном случае. Работая в батискафе под водой, они увидели гигантский
объект в форме колеса диаметром в 10-этажный дом. Колесо, вращаясь,
6
приняло горизонтальное положение и стало удаляться. Скорость вращения
объекта достигала нескольких десятков оборотов в минуту.
Скорость перемещения «светящихся колес» и возможность их лучей
пронизывать толщу воды, а иногда и корпуса судов остается пока большой
загадкой для ученых. Но как показал опыт, свечение моря редко возникает
самостоятельно. Как правило, оно возбуждается какой-либо внешней
причиной. Это может быть приход цунами, волнение или шторм, удары
прибоя о берег. Часто наблюдается красивый световой шлейф оставляемый
проходящими судами. Как в примере и с дельфинами, это связывают со
способностью к свечению живых организмов. По мнению ученых, светятся
микроскопические люминесцирующие одноклеточные водоросли динофлагелляты.
Более двух тысяч сообщений о «фигурном» свечении моря за 60 лет
проанализировал профессор океанографии Гамбургского университета Курт
Калле. Он высказал гипотезу, что причиной является высвечивание у
поверхности моря мельчайших организмов, потревоженных ударными
волнами. Все это связано с сейсмической активностью на дне морей и
океанов.
Ученые не сомневаются, что причина свечения воды биологическая. Но
затрудняются объяснить огромную скорость передвижения пятен света и
явление образования световых вращающихся колес. Предполагают, что
свечение колес, зарождается на гребне внутренних волн, вызванных
движением судна.
Холодное свечение тел называется люминесценцией. Это явление широко
распространено в природе. Ученые изучили более 800 видов мелких морских
организмов, способных к свечению в той или иной мере. Это бактерии,
«ночесветки», перидинеи, крохотные жгутиковые существа, гребневики,
медузы, некоторые морские черви, ракообразные, моллюски, креветки и даже
кальмары.
Свечение моря наблюдается повсеместно - за исключением сильно
опресненных вод. Особенно часто такие картины возникают в тропических и
умеренных районах - Аденском и Бискайском заливах, в юдах у побережий
Индии и Северной Африки. Впечатление такое, что в тропиках ночное море
временами полыхает, переливается всеми цветами красок. Путешественников
поражают причудливые и яркие световые эффекты. Особенно красивы
картины фигурного свечения, когда на воде, быстро сменяя друг друга,
7
возникают различные геометрические фигуры - от прямых и изогнутых
линий до кругов и шаров, вращающихся в разные стороны.
К сожалению, свечение моря - явление для человеческой деятельности не
безобидное. Оно сильно мешает кораблевождению, ухудшает видимость в
море. Его ошибочно можно принять за свет маяка. Военно-морские
гидробиологи давно изучают феномен светящегося моря и пытаются его
нейтрализовать. Ведь в ночное время военные корабли и подводные лодки
демаскируются в светящихся водах, и противник может их легко
обнаружить.
Феномен свечения вод вызывает поэтический отклик в душе. Прекрасное
описание ему дал писатель Константин Паустовский: «Море горит! Я
оглянулся. Все, что произошло дальше, я до сих пор не могу представить
себе как действительность. Люди в таких случаях говорят, что
действительность похожа на сон, но это неверно. Она была лучше самого
необыкновенного сна. Море горело. Казалось, его дно состояло из хрусталя,
освещенного снизу лунным светом. Свет разливался до горизонта, и там, где
всегда сгущалась тьма, небо сверкало, как будто затянутое туманом.
Широкий свет медленно мерк. Но после недолгой темноты море опять
превращалось в незнакомое звездное небо, брошенное к вашим ногам.
Мириады звезд, сотни Млечных путей плавали под водой. Они то
погружались, потухая, на самое дно, то разгорались, всплывая на
поверхность воды. Глаз различал два света: неподвижный, медленно
качавшийся в воде, и другой свет - весь в движении, рассекающий воду
быстрыми фиолетовыми вспышками. Это метались под водой разбуженные
рыбы... Белый огонь набегал на пляж, и было видно все дно. Камни и
жестянки, валявшиеся под водой, покрылись тонкой огненной росой. Мы
присутствовали при одном из самых величественных явлений в мире».
8
Из-за чего светится Байкал. Ответ на этот вопрос пытаются найти иркутские
ученые.
Основная цель исследований ученых заключается в том, чтобы определить
природу свечения байкальской воды. А поскольку Ангара образуется из
Байкала, то очень удобный объект исследования — ангарская вода.
Открытие на Байкале было случайным. В 80-х годах ученые Иркутского
госуниверситета исследовали, до какой глубины солнечный свет проникает в
озеро. Оказалось, предел — 450-500 метров. Но поразило другое —
необъяснимое свечение байкальской воды. Почти 10 лет иркутский физик
Виктор Дробынин вел наблюдения, а потом они прекратились. Два года
назад он снова взялся за решение научной загадки.
Исследования показывают: практически любая вода является источником
света. Но, к примеру, дистиллированная светится слабо. Та, что из-под крана,
быстро затухает. А самое интенсивное свечение — в Байкале. Здесь оно
может продолжаться и месяц.
Чтобы поймать невидимые глазу световые потоки, используются
высокочувствительные приборы, которые создали специально. В
лаборатории они находятся в термостате. Туда же помещают и пробы воды.
Байкал учёные исследовали в разных точках. Выяснилось — Священное
озеро светится везде. Причем чем глубже, а там самая прозрачная вода, тем
менее интенсивно. Почему так происходит? Одна из гипотез — свечение
возникает в процессе химических реакций. Так взаимодействует
растворенный кислород с органическими примесями в воде.
9
В целом такие исследования проходят в океанах. Там, по утверждению
ученых, механизм свечения совсем другой. Там - это бактерии, какие-то
мелкие живые организмы, дают достаточно большой фон свечения. На
Байкале такого механизма нет. Поэтому здесь механизм несколько другой. И
ученые вплотную занимаются его изучением.
Создание люминофора.
Мы с папой решили провести опыт по созданию люминофора.Для этого нам
понадобится хвойный концентрат, он послужит нам красителем. Так же нам
понадобиться борная кислота и Н2О. В хвойном концентрате содержится
тартразин, который при соединение с борной кислотой даст эффект
люминесцирования. Итак, когда все составляющие у нас есть, можно перейти к
самому процессу. В стаканчик отсыпаем немного хвойного концентрата,
добавляем воды, чтобы получить водный раствор.
Затем насыпаем в ложку борной кислоты, и аккуратно добавляем наш раствор,
перемешивая, так чтобы покрыть раствором всю кислоту. Затем, берем горелку или
свечку, и, поднеся ложку над огнем, начинаем кипятить получившеюся смесь.
Когда начнут появляться пузыри, не забываем протыкать их.
После первого прогрева охлаждаем нашу смесь, затем добавляем ещё раствора, так
10
же тщательно перемешиваем, и снова кипятим. Наш люминофор готов, когда мы
получим однородную желтую массу. Теперь, для того чтобы проверить его
действие мы подействуем на него, например, фотовспышкой.
После «зарядки» светом, его можно добавить в воду и эффект свечения не заставит
себя ждать.
Опыт: «Светящаяся вода своими руками».
Для проведения нашеговторого опыта мы решили использовать люминофор.
Нам понадобилось:
-Люминофор 1ст.л.
-Вода 15мл.
-Стеклянный стакан
-Настольная лампа (солнечный свет)
11
1.
В стеклянный стакан насыпаем 1 ст.л. люминофора.
2.
Заливаем 150 мл.воды.
12
3. Размешиваем.
4. Ставим под настольную лампу на несколько минут.
13
5.
После этого выключаем свет и наблюдаем в темноте свечение воды.
14
Вывод
Вода не перестает удивлять нас своими невероятными свойствами, одним из
которых является свечение. Светящаяся вода завораживает, поражает своим
великолепием. Свечение морей, свечение живых организмов в воде –
«Биолюминесценция» - великолепный по красоте процесс.
В нашем проекте мы подробно познакомились с природой свечения воды. Узнали
основы, способствующие изготовлению светящейся воды в домашних условиях, и
благодаря проведению опытов научились изготавливать ее самостоятельно.
Светящаяся вода в домашних условиях, не менее прекрасна и удивительна.
Фокусы с водой, которая светится в темноте, приводят в восторг всех детей и даже
взрослых. Светящаяся вода может оказаться полезной в проведении любых
праздников, детских «шоу» и не только. Она может служить реквизитом в
постановке спектаклей в театрах и возможно еще во многих случаях.
Я надеюсь, что наши опыты со светящейся водой заинтересуют многих и помогут в
поисках новых открытий в области этого необыкновенного процесса – свечения
воды.
15
Приложение
16
Биолюминесценция в озерах Джипсленд (Австралия)
Озера Джипсленд – это комплекс озер, болот и лагун на востоке штата Виктория,
площадью около 600 квадратных километров. Летом 2008 года в озерах
наблюдалась необычно высокая концентрация организмов Noctilucascintillans (еще
известно под названием Ночесветки), которые под воздействием некоторых
механических или химических факторов имеют свойство к люминесценции. В
благоприятных условиях Джипсленда (то есть под воздействием «некоторых
факторов») ночесветки «включали» внушительную по размерам красивую синеголубую подсветку.
Noctiluca, являясь простейшим динофлагеллятом, питается водорослями,
планктоном и некоторыми бактериями. В декабре 2008 необычно сильные дожди
вызвали наводнения, которые, в свою очередь, нанесли в озера целую тучу синезеленых водорослей, любимого лакомства ночесветок. Обожравшись водорослей,
Noctiluca принялась размножатся в удесятеренном темпе, поскольку наводнение
забыло принести в озера хоть какого-то пожирателя этих самых простейших. За
несколько месяцев этот вид буквально заполонил Джипсленд, так что каждое
движение воды сопровождалось недовольным мерцанием (напомню – ночесветка
реагирует свечением на раздражители). Фотограф Фил Харт зафиксировал явление
на пленку, дабы грядущие поколения, да и просто иногородние могли знать и
видеть, чем грозит человечеству нашествие грозных Noctilucascintillans. Для
активизации биолюминесценции Харт бросал в воду камни, погружался туда сам, и
вообще всячески дразнил простейших своим присутствием.
17
Биолюминесценция
Название «биолюминесценция» означает – очень слабое свечение. Это химическая
реакция, при которой выделяется не тепловая энергия, а световая. В ходе
химической реакции происходит взаимодействие люминесцирующих веществ с
растворенным в воде кислородом.
У свечения воды есть удивительная особенность: Коэффициент полезного
18
действия свечения равно – 90%, если сравнить с лампой дневного света, то это
составляет 15%, а основная часть энергии преобразуется в тепло.
Человек изучает это явление почти 300 лет, но от этого свечение воды не стало
более понятным и разгаданным. Во время размножения планктона, море
превращается в карнавал света, светится все: волны, днище кораблей, снасти, рука,
зачерпнувшая горсть воды.
Что такое биолюминесценция?
Это греко-латинское слово означает "живой свет". Биолюминесценция создается
животными и растительными организмами. В отличие от свечения раскаленных
тел для этого вида свечения высокая температура не требуется, однако кислород,
по-видимому, необходим. Иногда это явление называют "фосфоресценцией", так
как вначале его объясняли присутствием в воде фосфора. Свечение моря чаще
всего наблюдается в теплых поверхностных водах. Обычно оно проявляется в виде
голубовато-зеленого свечения воды, возмущенной поверхностными волнами или
движением судна. Свечение может иметь форму параллельных полос, колесных
спиц, пульсирующих вспышек света, охватывающих всю поверхность моря, от
горизонта до горизонта.
Биолюминесценция — способность живых организмов светиться, достигаемая
самостоятельно или с помощью симбионтов, морских организмов, состоящих в
тесном контакте друг с другом. Название происходит отгреческого слова «биос»,
что означает жизнь, и латинского «люмен» — свет.
Свечение живых организмов отмечалось ещё античными авторами — Плиний
Старший в своей «Естественной истории» упоминал свечение морских организмов,
многие авторы описывали свечение моря. Однако изучение природы
биолюминесценции берёт своё начало в 1668 г., когда Роберт Бойль, крупнейший
представитель пневмохимии, изучавший процессы горения, обнаружил сходство
между процессами горения угля и свечением гнилушек ( грибов). В ходе
исследования грибниц он обнаружил, что для их свечения необходимы воздух и
влага.Светящуюся грибницу он поместил в банку, из которой он выкачал насосом
воздух. После того как воздух был выкачан свечение прекратилось.
Пионером в исследовании механизмов биолюминесценции стал Рафаэль Дюбуа, в
1887 г. , поставивший эксперимент с экстрактами из светящихся жуков Pyrophorus
— он обнаружил, опытным путем, что экстракт светляков, приготовленный в
холодной воде, светится в течение нескольких минут, однако экстракт,
19
приготовленный в горячей воде, не светится.
Механизмы биолюминесценции
Не трудно догадаться, что само по себе живое существо светиться не может.
Должны происходить некие процессы, в результате которых появляется этот
загадочный, почти мистический свет.
Если не вдаваться в подробности физико-химических реакций, протекающих в
организмах светлячков, различных ракообразных, головоногих и рыб, то
получается следующая картина. Биолюминесценция возникает в результате ряда
сложных процессов, в числе которых - окисление люциферина. Выделяемая при
этом энергия не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в световое излучение.
Чтобы процессы, вызывающие свечение, активизировались, молекула люциферина
должна быть выведена из состояния покоя. На яркость и продолжительность
20
свечения влияет также окружающая молекулы среда. При отсутствии кислорода
свечение не возникнет.
Практическая работа: «Светящаяся вода своими руками!».
Существует несколько способов сделать светящуюся воду в домашних условиях.
Вот один из них:
Нам потребуется:
- Вода
-Перекись водорода 3%
-Соль
-Уксус
Перемешать все ингредиенты и сильно взболтать. Получится слабое свечение.
Также для свечения воды можно использовать Люминол.
С помощью люминола можно ставить эффектные и несложные в исполнении
опыты по свечению жидкостей в темноте. Обычно люминол светится голубым
светом, хотя в разных условиях свечение может быть и зелёным. Свечение вызвано
окислением люминола различными окислителями, например перекись водорода,
кислород воздуха, хлор и др.
Свечение люминола с перекисью водорода
Одним из вариантов исполнения данного опыта, является реакция взаимодействия
щелочного раствора люминола с перекисью водорода в присутствии катализатора,
в качестве которого выступает красная кровяная соль. Для проведения
эксперимента, растворяют небольшое количество люминола в растворе щелочи NaOH или KOH, затем добавляют перекись водорода. Хорошо перемешивают. В
темноте можно наблюдать еле заметное голубое свечение. Затем добавляют
несколько кристалликов красной кровяной соли. Возникает яркое голубое свечение
в виде струек, описывающих траекторию падения кристаллов красной кровяной
соли. При этом так же происходит частичное разложение перекиси водорода с
выделением кислорода. Однако свечение не продолжительное, после растворения
кристаллов красной кровяной соли оно ослабевает, затем прекращается вовсе. При
добавлении новой порции красной кровяной соли, свечение возобновляется.
21
В зависимости от концентрации люминола яркость и длительность свечения может
быть разной. Более разбавленные растворы дают слабое свечение, но более
продолжительное. Однако, при использовании больших количеств раствора
получается довольно большая яркость всего раствора.
Так же меняется и цвет свечения, от голубого до зелёного. Зелёное свечение
образуется в более крепких растворах и при больших количествах красной
кровяной соли. Такой эффект связан с поглощением голубых полос спектра
излучения люминола красной кровяной солью и самим люминолом, с продуктами
его окисления, имеющими желтый цвет.
Свечение люминола с диметилсульфоксидом.
Более эффектным вариантом опыта по свечению люминола будет окисление
люминолакислородом воздуха в среде диметилсульфоксида. Такое свечение
возникает на границе раздела жидкости и воздуха, поэтому возникает оно при
встряхивании или перемешивании.
Для выполнения опыта нам понадобится: диметилсульфоксид (в аптеках более
известный как "димексид"), гидроокись калия и собственно люминол. Гидроксид
калия быстро растирают в мелкий порошок при помощи ступки, насыпают в стакан
и добавляют диметилсульфоксид. Хорошо перемешивают. Много добавлять
щелочи не желательно, т.к. она в диметилсульфоксиде растворяется очень плохо,
жидкость теряет подвижность и превращается в кашу. К полученной суспензии
добавляют немного люминола, и перемешивают. Возникает свечение на
поверхности раствора при перемешивании. Со временем, при интенсивном
перемешивании, свечение распределяется по всему объёму, но ослабевает при
прекращении перемешивании. Много люминола добавлять не стоит, так как
свечение при этом резко ослабевает.
Такая суспензия люминола, щелочи и диметилсульфоксида может сохранятся без
доступа воздуха довольно долго. Но если добавить окислитель, в частности ту же
перекись водорода, то свечение будет происходить равномерно, по всему объёму и
без перемешивания, а не только с поверхности. Так как влага в данной смеси
способствует полному гашению свечения, добавлять раствор перекиси водорода
нельзя. Поэтому, можно добавить безводный источник перекиси водорода,
например таблетки гидроперита (продаётся в аптеке), который представляет собой
соединения перекиси водорода с мочевиной. Гидроперит необходимо хорошо
истолочь в ступке, и добавить в свежеприготовленную смесь люминола,
диметилсульфоксида и щелочи. Хорошо перемешать. Реакция начинается не сразу,
а спустя некоторое время. Необходимо хорошо перемешивать для пуска реакции.
22
Длительность свечения может быть разной, всё зависит от количества люминола и
гидроперита, и может достигать 40 минут, а потом идёт резко на убыль. Но, как и в
прошлом опыте, переизбыток люминола вреден, так как свечение при этом
ослабевает.
Вот несколько способов приготовления светящейся жидкости с помощью
люминола.
№1
-Люминол 2-3гр.
-Вода 100мл.
-Перекись водорода (3%) 80мл.
-Раствор едкого натра 10мл.
-Медный купорос\ красная водяная соль\ хлорное железо 3гр
-Флуоресцентные красители (бриллиантовый зеленый)
-Стеклянные сосуды.
1.В колбу наливаем воду и добавляем люминол. Перемешиваем. Нужно добиться,
чтобы кристаллы люминола как можно больше растворились.
2. Добавляем к раствору перекись водорода.
3. Затем добавляем медный купорос или кровяную соль или хлорное железо. Если
у вас не нашлось ни одного из этих веществ, то можно добавить 1 столовую ложку
раствора крови (из куриного окрочка, выдавливаем немного крови в сосуд с
водой).
4. Последним добавляем к раствору едкий натр.
5. Выключаем в помещении освещение. Раствор должен ярко светиться голубым
цветом.
6. Цвет свечения можно изменить, добавив в раствор флуоресцентный краситель.
№2
Раствор люминола (3%) 5 мл;
Перекись водорода (3%) 10 мл;
23
Раствор стирального порошка 20 мл;
Марганцовка;
Высокий стеклянный сосуд.
1. В сосуд наливаем раствор стирального порошка, перекись водорода и раствор
люминола.
2. Растираем несколько кристаллов марганцовки. Полученный порошок добавляем
к раствору.
3. Выключаем свет. Жидкость будет излучать свечение.
4. Если раствор начать перемешивать, появится пена, которая будет красиво
искриться.
№3
Люминол 0.15 гр;
Димексид (диметилсульфоксид) 30 мл;
Щелочь (сухая) 35 гр;
Флуоресцентный краситель;
Стеклянная колба.
1. В колбе делаем раствор люминола, димексида и щелочи.
2. Накрываем колбу плотной крышкой.
3. Выключаем свет.
4. Встряхиваем колбу. Должно появиться голубое свечение. Цвет можно изменить
добавив к раствору флуоресцентный краситель.
5. Если свечение стало слабым, нужно открыть колбу. С поступлением воздуха в
колбу, раствор вновь начнет ярко светиться.
Чтобы достичь наиболее заметного результата, можно использовать вещество под
названием – Люминофор.
Что это такое?
Люминофор – это светонакапливающий порошок, который после отключения
источников света начинает светиться в темноте. Такими источниками могут быть
24
солнечный свет, искусственное освещение или ультрафиолет. Этот светящийся
порошок изготавливается и на основе цинка, а также алюминия. Благодаря этому
люминофор обладает более ярким и продолжительным свечением. Для его зарядки
достаточно нескольких минут, а продолжительность свечения составляет не менее
8 часов, на протяжении которых происходит постепенное затухание.
Какие животные светятся в темноте
Светляки. Это семейство наземных жуков, ведущих ночной образ жизни. Днём
они прячутся в траве и на деревьях.
В семействе насчитывается примерно 2 тысячи видов, обитающих практически на
всех континентах (кроме Антарктиды, естественно). Из животных, обитающих на
суше, только светляки и имеют органы свечения, расположенные в хвостовой
части их тела. Все прочие светящиеся организмы обитают в морях и океанах.
25
Светящийся планктон.
Основную массу планктона составляют
маленькие рачки, но светятся не они или не
только они. Воду морскую превращают в
звёздную россыпь простейшие, которые
называются динофлагелляты. Свечение
вызывают импульсы от движения водных
масс, выводящие этих одноклеточных из
состояния покоя. Беспозвоночные. В
качестве примера приведём такой
любопытный вид как Гребневики. Тело
этих существ похоже на мешочек, на одном
конце которого располагается рот, а на другом органы равновесия. У них нет
стрекательных клеток, поэтому пищу гребневики захватывают ртом или ловчими
щупальцами. Питаются планктоном или более мелкими гребневиками.
Кальмары. В южных морях обитает несколько видов кальмаров, среди которых
есть и небольшие по размеру и даже огромные. В частности, гигантский кальмар.
Этот вид оставался плохо изученным вплоть до начала 2000-ых годов. Первые
снимки живого гигантского кальмара в естественной среде были получены 30
сентября 2004 японскими учеными ЦунемиКубодера и КиочиМори.
Морское перо. Эти живые организмы относятся к группе перистых известковых
полипов. Распространены в тропических и субтропических водах Атлантического
океана и Средиземного моря. Селятся колониями на песчаном или илистом
морском дне. Насчитывается примерно 300 видов перьев. Свечение возникает как
26
реакция на внешние раздражители.
Биолюминесценция выполняет у различных
видов следующие функции:
•привлечение добычи или партнёров
•коммуникация
•предупреждение или угроза
•отпугивание или отвлечение
•маскировка на фоне естественных источников
НЕОБЫЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИРОДЫ: ЦВЕТЕНИЕ ВОДЫ,
БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, ОГНЕННАЯ РАДУГА, ПЕРЛАМУТРОВЫЕ
ОБЛАКА И ДР.
Эти явления природы большинство из нас видели только в фильмах или на
канале Дискавери. Я представляю подробное описание с фотографиями
самых невероятных явлений природы.
1. Цветение воды
Когда океан, воздух и температурные условия позволяют, фитопланктон
океана воспроизводится довольно быстро, создавая толстый видимый слой
на его поверхности. Это явление, называемое цветение воды, днем выглядит
довольно неприглядно,
27
но в некоторых частях Калифорнии и других местах, где есть
биолюминесцентные ночесветки, цветение воды является действительно
захватывающим зрелищем. Эта разновидность фитопланктона при волнении
светится синим цветом, что превращает темный океан в гигантский
светильник лавы. Вы можете наблюдать, как волны начинают светиться при
ударах, разбегаясь по песку, и земля начинает сиять у вас подногами, а если
вынырнете под воду, то увидите удивительное сияние во всейкрасе.
2. Биолюминесценция
Биолюминесценция происходит не только в воде. В конце лета,
сверхъестественное свечение можно увидеть во многих лесах в мире, где
биолюминесцентные грибы произрастают на влажной, гниющей коре.
28
Биолюминесценцию можно наблюдать в разных уголках света, но
наибольшее разнообразие встречается в тропиках, где влажность в лесах
способствует росту грибков. Новая разновидность светящихся в темноте
грибов была обнаружена в Сан Пауло в Бразилии. Если вы хотите
полюбоваться этим явлением, то наметьте себе поход в лес во время самого
влажного периода и направляйтесь подальше от источников света, которые
могут приглушить слабое свечение.
3. Огненная радуга
Другое природное явление, которое встречается летом, называется огненная
радуга, и случается, когда солнечный свет попадает на замороженные
ледяные кристаллы в перистых облаках на большой высоте
Так как при огненной радуге нет дождя, то ученые предпочитают называть ее
более точным названием окологоризонтальная дуга. Так как при этом
явлении нужно присутствие перистых облаков, а солнце должно находиться
очень высоко в небе, то ее чаще можно наблюдать на широтах ближе к
экватору. В Лос-Анджелесе условия позволяют наблюдать огненную радугу
шесть месяцев в году, а в Лондоне около двух месяцев.
29
4. Перламутровые облака
Для тех из нас, кто находится далеко от экватора, есть еще множество
поводов для наблюдения за небом. Перламутровые облака являются
довольно редким явлением, но чаще всего они появляются, когда на улице
еще темно перед рассветом или после захода солнца.
Из-за чрезвычайно большой высоты они отражают солнечный свет из-под
горизонта, ярко светясь для тех, кто наблюдет за ними снизу. В нижней
стратосфере, где находятся перламутровые облака, настолько сухо, что часто
это препятствует формированию облаков, но суровые холода полярных
ночей позволяют увидеть это красивейшее явление. Вы можете увидеть
перламутровые облака зимой в высоких широтах, как, например, в Исландии,
на Аляске, в Северной Канаде и очень редко в Великобритании.
30
5. Снежные валики
Снежные валики формируются, когда толстый слой снега падает на верхний
слой льда. При определенной температуре и скорости ветра, куски снега
могут вырваться и начать закручиваться. Когда они катятся по земле как
зимние перекати-поле, то по пути собирают дополнительное количество
снега. Внутренние слои, как правило, более хрупкие, что позволяет ветру
легко их сдувать, оставляя большие естественные снежные пончики. Так как
для создания этого эффекта нужна определенная температура и скорость
ветра, снежные валики являются редким явлением, но их можно увидеть в
северной Америке и в Великобритании.
31
6. Базальтовые колонны
Природное вулканическое образование – базальтовые колонны выглядят так,
будто были сделаны человеком.
Шестиугольные колонны формируются естественным образом, когда
толстый слой лавы быстро охлаждается, сжимаясь и создавая трещины на
поверхности новых горных пород. Необычные геологические формирования
можно увидеть во всех уголках мира. Наиболее яркими примерами
базальтовых колонн является Дорога Гигантов в Ирландии и Национальный
Памятник ДевилсПостпайл в Калифорнии.
32
7. Дождь из животных
Тогда как в маленьком городке Йоро в Гондурасе каждый год проводится
Фестиваль рыбного дождя, фактических очевидцев данного явления все еще
довольно мало. Однако в целом, о таком явлении сообщали в разных частях
света на протяжении многих веков. Большинство случаев падения животных
с неба включали в себя рыб, лягушек или мелких водных животных, хотя
были свидетельства и падения птиц, мышей и даже кусков мяса. Несмотря на
то, что такой феномен является чрезвычайно редким, большинство случаев
легко объясняются. Самым очевидным объяснением являются смерчи, во
время которых вихрь поднимает мелких животных с воды, перенося их на
большие расстояния, пока они не упадут вам на голову. Если же вы хотите
стать свидетелем дождя из животных, то вам стоит поехать к местам,
близким к воде, во время больших штормов.
33
8. Волнистые облака
Недавно обнаруженные образования облаков, так называемые волнистые
облака (Asperatusсlouds) являются настолько редкими, что их не включали в
классификацию до 2009 года. Зловещие и бурные, эти облака распадаются
довольно быстро, не успев вызвать бурю. Как и в большинстве случаев с
волнистым типом облаков, эти облака формируются, когда вихри или
встречные воздушные массы безжалостно взбивают нижние слои облаков,
приводя к причудливым формам и образованиям. Такие облака чаще
встречаются на равнинах в США и за ними можно наблюдать утром или в
середине дня во время грозы.
34
9. Зеленый луч
Знаменитый и неуловимый Зеленый луч является редким метеорологическим
явлением, которое происходит во время восхода и заката солнца. В эти
периоды, свет солнца проходит через большие слои атмосферы, создавая
эффект призмы. Конечно, это объяснение является не таким увлекательным,
как морские легенды, которые окружают это явление. Но вы можете считать
себя счастливчиком, если вам удалось наблюдать за этим явлением. Чтобы
увидеть зеленый луч, попробуйте понаблюдать за восходом или закатом
солнца на горизонте в ясный день. Горизонт океана или прерий подойдет для
этой цели лучше всего. Зеленый луч длится всего доли секунды, так что не
проморгайте. На мой взгляд это очень сильно похоже на возвращение души
из потустороннего мира в к/ф «Пираты Корибского моря: на краю света»
10. Ложное солнце
Когда солнце находится возле горизонта и в воздухе присутствуют ледяные
кристаллы, то вы можете увидеть несколько светлых радужных пятен с обеих
сторон солнца. Всегда справа и слева от солнца по линии горизонта, эти гало
предано следуют за солнцем по небу. Тогда как это атмосферное явление
может случиться когда угодно и где угодно, эффект обычно является
довольно смутным. Когда солнечный свет проходит через перистые облака
под нужным углом, эти пятна становятся такими же яркими, как и солнце.
Ярче всего ложное солнце можно наблюдать, когда солнце находится низко в
небе в более холодных районах, где в небе находится много ледяных
кристаллов.
35
11.Двойная радуга
Те же самые силы, которые приводят к образованию обычной радуги, могут
привести и к созданию двойной радуги. Иногда, солнечный свет отражается в
каплях дождя не один раз, а дважды, что приводит к созданию второй радуги,
которая находится за более яркой первой радугой. Лучше всего наблюдать за
этим явлением, когда небо еще темное и наполнено тучами, так как темный
фон позволяет увидеть более смутные цвета второй радуги.
36
12.Полосатые айсберги
Айсберги, как правило, не однотонны. Некоторые айсберги в полярных
регионах отличаются цветными полосами, выделяясь среди арктических
белых и голубых. Когда вода на айсберге тает и повторно замерзает, грязь и
другие частицы могут попасть между новыми слоями льда, что приводит к
образованию цветных полос на их поверхности. На айсбергах может
появиться несколько цветных полос. Голубые полосы появляются, когда вода
попадает между слоями льда и замерзает так быстро, что воздушные
пузырьки не успевают сформироваться. Когда айсберг раскалывается и
падает в океан, водоросли и другие материалы, присутствующие в воде,
могут привести к появлению зеленых и желтых полос.
37
13. Молнии Кататумбо
Довольно загадочное явление, молнии Кататумбо в Венесуэле известны
своими продолжительными разрядами. Это непрекращающиеся молнии
можно увидеть с расстояния и их часто отмечали за способность помогать
морякам при навигации. Так как молнии Кататумбо появляются около 140160 ночей в год, у вас есть большие шансы их увидеть. Они возникают в
основном в одном месте – над местом впадения реки Кататумбо вокруг озера
Маракайбо.
38
14. Гравитационная волна
Волны происходят не только в воде, но и в небе. Когда воздух выталкивается
вверх более устойчивым слоем атмосферы, то это может вызвать волновой
эффект, такой же, который происходит, когда вы бросаете камень в пруд.
Чтобы произошла гравитационная волна, в атмосфере должны произойти
помехи, такие как восходящий поток воздуха от грозы. По последним
исследованиям, гравитационный волны могут концентрировать и усиливать
торнадо, так что если вам посчастливиться их увидеть, вам, прежде всего,
следует позаботиться об убежище.
39
15. Валуны Моераки
Валуны Моераки – сферические камни были естественным образом
раскопаны из аргиллита, плотной глинистой породы на Новозеландском
побережье. Люди обнаружили этих гигантов благодаря эрозии, но приобрели
они свою сферическую форму по другой причине. Считается, что валуны
формировались миллионы лет назад на дне океана, также как в устрицах
формировались жемчужины – слои осадочных пород и материалы
кристаллизовались вокруг центрального ядра. На протяжении миллионов лет,
они приобрели огромные размеры, которые мы можем увидеть сегодня.
Валуны Моераки были найдены на южном побережье в Новой Зеландии, но
их также можно увидеть и в разных районах Южной Америки.
40
Лампа из бутылки и воды
Тысячи филлипинских домов освещаются с помощью самодельных ламп, для
изготовления которых понадобились лишь пластиковая бутылка и вода.
На Земле ещё есть места, где
люди живут в условиях, приближенных к Средневековью, без электричества.
Одно из таких мест — провинция Манила на Филиппинах. Дома там очень
маленькие и расположены слишком близко друг другу, до такой степени, что
в жилищах, порой, даже нет окон, и поэтому там всегда темно.
Решение проблемы нашли студенты Массачусетского технологического
университета — они сделали лампочку из пластиковой бутылки и воды. Свой
проект молодые изобретатели назвали OneLiterofLight («Один литр света»).
Идея проста: в прозрачную пластиковую
ёмкость из-под воды или сока нужно налить обычную воду, добавив в неё
немного отбеливателя, который необходим для придания белого цвета и
защиты жидкости от водорослей и микроорганизмов. Затем эту ёмкость
нужно вставить в специальное отверстие в крыше дома. Как только
солнечные лучи попадают на импровизированную лампу, вода преломляет их
и освещает тем самым комнату. Свет от такой лампочки сравним с
освещением от обычной лампы накаливания мощностью в 55 Ватт.
Несмотря на то, что такая лампа может работать только днём, уровень жизни
в бедных странах с появлением освещения повышается в несколько раз, как
41
говорят эксперты. Это даёт возможность вести собственный бизнес,
заниматься ремёслами, образованием и прочим.
OneLiterofLight был удостоен множества премий, но, пожалуй, самое главное
— это безмерная благодарность самих жителей Филлипинских островов.
42
Список литературы:
1. Широкова В.А., Фролова Н.Л. «Вода: моря и океаны, реки и озера»:
Энциклопедия ОЛМА – М; ОЛМА Медиа Групп, 2013г.
2. «Обо всем на свете», Большая детская энциклопедия, АСТ «Астрель», 2007г.
3. Большая энциклопедия знаний, Л.С. Белова, Е.В. Черныш. – М: Эксмо, 2012г.
4. Гуркова И.В., Энциклопедический словарь для детей от А до Я. – М.: ОЛМА
Медиа Групп, 2010г.
5. Л. Кашинская, Г. Шелаева, «Все обо всем», Популярная энциклопедия для
детей, М, 1999г.
6. Маргарет Хайнс, Детская энциклопедия Росмэн «Моря и океаны», 2006г.
7. Чернобров Вадим, Энциклопедия загадочных мест мира, издательство Вече,
2007г.
8. Чарльз Дарвин «Путешествие на корабле Бигль»
9. Свободная электронная энциклопедия «Википедия», раздел
«Биолюминесценция».
10.
Журнал «Наука и жизнь» №1, 2001г.
43