Старые моряки, выливающие за борт масло в шторм, — не суеверие, а работающая физика, из которой заодно вылезло, кажется, первое в истории измерение размера молекулы.
В 1757-м Бенджамин Франклин заметил в море, что за парой судов вода странно гладкая, — оказалось, коки только что вылили жирную воду от посуды. Он вцепился в эту деталь и в 1773-м устроил опыт на пруду в Клэпхэме под Лондоном: чайная ложка масла с наветренного берега — и рябь исчезла с площади размером чуть ли не в пол-акра, вода стала как стекло. Отчёт он опубликовал в Philosophical Transactions в 1774 под названием про "усмирение волн маслом".
Механика вот такая. Ветер раскачивает крупные волны не напрямую, а сначала цепляется за мелкую рябь — капиллярные волны сантиметрового масштаба; они же делают гребни крутыми и заставляют их обрушиваться. Масло растекается по поверхности плёнкой толщиной в одну молекулу, и такая плёнка сопротивляется растяжению и сжатию поверхности (эффект Марангони), гася именно эту мелочь. Крупную зыбь она не отменяет, но гребни перестают ломаться — а корабль в штормовом море убивает не длинная волна, а обрушивающийся гребень. Отсюда "штормовое масло" и мешки с ним, которые вешали за борт: во многих руководствах по морской практике это была официальная рекомендация вплоть до XX века. В прибое на мели, к слову, бесполезно.
Дальше — красота. Франклин не знал, зачем ему это, но он поделил объём масла на площадь пятна — и получил толщину плёнки. Спустя век на этой же арифметике Рэлей и Агнес Пёккельс (она начинала с корытом на собственной кухне) получили величину порядка двух нанометров, то есть буквально размер молекулы.
А сегодня это работает наоборот: радарные спутники ищут разливы нефти как раз по темным пятнам — плёнка гасит ту самую сантиметровую рябь, от которой отражается радар, и гладкая вода на снимке выглядит чёрной
Размещено: Вчера