10 Vạn câu hỏi vì sao?

, chỉ có điều là tướng mạo và tính cách của chúng khác nhau mà thôi. Than chì rất mềm, chỉ cần gạch nhẹ trên giấy da đã để lại vết màu đen xám trên đó rồi, ruột bút chì dùng than chì để chế tạo ra. Kim cương là “nhà vô địch” về độ cứng trong số các khoảng vật: nhân viên bán hàng trong cửa hàng kính dùng dao nạm kim cương để cắt kính, không có vật nào mà không “róc theo dao” cả. Trên mũi khoan của máy khoan thăm dò quặng có nạm kim cương, điều này có thể tăng nhanh tốc độ khoan xuống đất của nó; dao kim cương còn có thể dùng để gia công các kim loại cứng rắn khác nữa. Than chì và kim cương đều là thành viên của gia tộc cacbon, tại sao độ cứng của nó lại khác xa nhau như vậy? Thì ra, nguyên tử cacbon trong phân tử than chì xếp theo dạng tầng, độ liên kết giữa các tầng nguyên tử là rất nhỏ, cũng giống như một bộ tú lơ khơ xếp lại vậy, chúng rất dễ bị trượt và tung ra. Còn nguyên tử cacbon của kim cương lại là kết cấu hình khối được xếp gọn gàng, mỗi nguyên tử cacbon đều liên kết trực tiếp và chặt chẽ với nguyên tử cacbon khác, tạo thành một thể kết tinh chặt chẽ, do đó nó rất cứng. Sản lượng của kim cương thiên nhiên là rất nhỏ, thường ẩn cư ở những vùng sâu của Trái đất. Chỉ có ở nhiệt độ rất cao và áp lực lớn thì cacbon trong lò luyện dưới đất mới có khả năng thông qua quá trình kết tinh thiên nhiên để hình thành đá kim cương quý giá. Do sản lượng kim cương thiên nhiên ít, giá lại đắt cho nên, mọi người thường lợi dụng nhiệt độ cao và áp suất cao để chế tạo đá kim cương. Những tính toán đã chứng minh rằng: Thể ổn định ở áp lực bình thường của cacbon là than chì, còn đá kim cương thì phải ở nhiệt độ cao 2000 độ C và áp suất cao 5.065 x 106 Apmốtphe mới đạt được trạng thái ổn định. Trong mấy năm gần đây, con người đã biến than chì thành kim cương trong những điều kiện tương tự. Vì sao khi tàu đi về phía Tây, một ngày dài hơn 24 giờ? Ngày 20/09/1519, năm chiếc tàu của Tây Ban Nha do nhà thám hiểm Magellan dẫn đầu rời cảng Sanlucar đi về phía Tây, bắt đầu cuộc hành trình vòng quanh Trái đất. Sau gần 3 năm, chỉ còn lại một chiếc tàu về tới quần đảo Mũi Xanh, cực Tây Châu Phi. Nhật ký trên tàu ghi lại “Ngày 09/07/1522, tới quần đảo “Mũi Xanh”. Nhưng ở trên đảo, hôm đó lại là mùng 10. Các thuỷ thủ trên tàu ngày nào cũng ghi nhật ký nên họ không tin lời dân địa phương. Vậy rốt cục hôm đó là mùng 9 hay mùng 10? Trên thực tế, hôm đó là mùng 10. Các thuỷ thủ đâu biết rằng, họ đã đánh mất một ngày trên đường đi, vì họ đã bắt đầu đi về phía Tây để đi vòng quanh Trái đất. Trái đất quay từ Tây sang Đông. Đoàn tàu của Magellan đi về phía Tây, vô hình dung họ đã chơi trò “đuổi bắt Mặt trời”. Ban ngày, họ không ngừng đuổi theo Mặt trời đang lặn về phía Tây, ban đêm họ lại tránh xa Mặt trời mọc ở phía Đông, và như vậy ngày và đêm trên tàu được kéo dài ra. Theo tính toán của các nhà khoa học, mỗi ngày đêm trên tàu dài hơn 1,5 phút so với một ngày bình thường có 24 giờ. Vì một phút rưỡi quá ngắn và trên tàu không có đồng hồ chuẩn nên các thuỷ thủ không phát hiện ra. Đoàn tàu đi gần 3 năm, mỗi ngày dài thêm 1,5 phút, cộng lại trong 3 năm đúng bằng 1 ngày. Một ngày kỳ lạ đó đã lặng lẽ biến mất trong chuyến đi của đoàn tàu. Tất nhiên, nếu như đoàn tàu đi về phía Đông, sau 3 năm họ sẽ dôi ra 1 ngày. Tốc độ của tàu thuyền mấy trăm năm trước chậm hơn nhiều so với tàu viễn dương và máy bay phản lực ngày nay. Khi các tàu viễn dương và máy bay đi về phía Tây, mỗi ngày không dài ra 1,5 phút mà dài thêm mấy chục phút, thậm chí mấy giờ, bởi lẽ chúng “đuổi theo” Mặt trời với tốc độ rất nhanh. Vì vậy các nhà hàng hải và hàng không khi tính thời gian hành trình buộc phải trừ bớt hoặc cộng thêm khoảng thời gian tăng thêm hoặc mất đi đó. Tại sao thuyền buồm có thể chạy ngược gió? Với người không có kinh nghiệm đi biển hoặc không học vật lý thì việc thuyền buồm có thể bơi ngược gió thật khó tưởng tượng. Thực ra, thuyền không thể đi ngược hướng gió hoàn toàn, nhưng chệch một góc nhỏ thì có thể. Muốn hiểu vấn đề, chúng ta hãy tìm hiểu lực gió tác dụng lên buồm như thế nào? Nhiều người nghĩ rằng, cánh buồm được đẩy theo chiều gió thổi, nhưng thực tế không phải vậy: Dù gió có thổi theo hướng nào thì nó cũng chỉ đẩy buồm theo phương thẳng góc với mặt phẳng của buồm mà thôi! (hình 1) Trong hình 1, đường thẳng AB biểu diễn cánh buồm. R là lực đẩy của gió tác dụng vào cánh buồm. Ta phân tích lực R thành hai phần, gồm lực Q vuông góc với cánh buồm và lực P hướng dọc theo nó. Vì sự ma sát của gió với cánh buồm là không đáng kể, nên lực P chỉ trượt qua chứ không tác dụng gì tới buồm. Chỉ có lực Q đẩy cánh buồm theo hướng vuông góc với mặt buồm. Nếu hiểu được vấn đề trên, bạn cũng có thể hiểu tại sao thuyền có buồm có thể đi ngược một góc nhọn với chiều gió. (hình 2) Giả sử đoạn thẳng KK biểu diễn chiều dài của thuyền. Đường thẳng AB biểu diễn cánh buồm. Người ta hướng cánh buồm sao cho mặt phẳng của nó chia đôi góc giữa phương của lòng thuyền và phương của gió. Bây giờ bạn hãy theo dõi biểu đồ phân tích lực ở hình 2, trong đó Q là áp lực của gió tác dụng lên cánh buồm. Như đã phân tích ở hình 1, lực Q phải vuông góc với cánh buồm. Lực Q lại có thể được chia thành hai lực: lực S dọc theo mũi thuyền và lực R vuông góc với chiều dài thuyền. Vì chuyển động của thuyền theo hướng R bị nước cản lại rất mạnh (thuyền buồm thường có lòng rất sâu), nên lực R hoàn toàn bị lực cản của nước cân bằng. Do đó, chỉ có S là lực hướng tới phía trước, giúp thuyền có thể chuyển động ngược một góc nhỏ với chiều gió. (hình 3) Thực tế (hình 3), để đưa thuyền từ điểm A đến điểm B, ngược chiều gió, người ta phải hướng thuyền buồm đi theo đường zic zac. Vì sao ray trên đường sắt phải làm thành hình chữ “i”? Tầu hoả phải chạy trên hai thanh ray sắt đặt song song với nhau, dưới những thanh ray này, cách một khoảng nhất định đều đặt một tấm gỗ dầy to vuông vức. Nó sẽ làm cho nền đường có thể chịu được áp lực nặng của tầu. Không biết bạn có chú ý không, thanh ray trên đường sắt không phải là hình “vuông góc” đơn giản mà là hình chữ I với kiểu thiết kế trên hẹp dưới rộng. Điều này là tại sao? Mọi người đều biết trọng tải của xe lửa rất lớn. Để có thể chịu được áp lực của xe có trọng tải lớn, mặt trên của đường ray cần có độ rộng và độ dày nhất định; Cũng như vậy, để nâng cao tính ổn định của đường ray, mặt đáy của đường ray cũng cần có độ rộng nhất định; Hơn nữa, để ăn khớp với bánh xe, đường ray lại phải có độ cao nhất định. Đường ray hình chữ “I” vừa đủ đáp ứng đầy đủ ba yêu cầu trên, mà xét từ quan điểm của vật liệu cơ học thì đường ray kiểu này có cường độ cao nhất, có thể tận dụng nguyên liệu một cách hợp lý. Do vậy mặt cắt chữ “I” được chọn là mặt cắt đường ray tốt nhất. Đường ray hình chữ “I” đã được sử dụng trên đường sắt trên đường sắt trên một trăm năm. Ngoài việc để thích ứng với sự tăng trọng tải của đầu máy và nâng cao tốc độ của tàu thì ngoài việc thiết kế tăng mặt cắt của đường ray và cải tiến các chi tiết nhỏ của các bộ phận, hình dạng của đường ray hầu như không có gì thay đổi. Nhưng đây cũng không phải là nói hình dáng của đường ray vĩnh viễn sẽ không thay đổi. Các kỹ sư đường sắt vẫn đang nghiên cứu vấn đề này, hy vọng có thể tìm ra hình dáng của đường ray hợp lý hơn và kinh tế hơn. Độ rộng của đường sắt đều giống nhau phải không? Chúng ta biết rằng xe lửa luôn chạy theo hai đường ray đặt song song. Do hai bên trái và phải của tầu hoả tương đối cố định với khoảng cách giữa bánh xe, do vậy khoảng cách thẳng giữa hai thanh ray – khoảng cách ray cũng phải cố định không đổi, nó và khoảng cách của hai bánh tầu hoả phải vừa vặn, ăn khớp với nhau, chỉ ở chỗ ngoặt của đường sắt thì khoảng cách ray mới hơi rộng và để tránh làm trật bánh. Khoảng cách ray tiêu chuẩn của đường sắt là 1435 mm. Nguồn gốc của nó còn là một câu chuyện! Hơn 2500 năm trước, vương quốc La Mã cổ phái một đại quân sang xâm lược nước Anh. Vô số chiến xa đã tràn qua một vùng đất rộng lớn của Anh Quốc, để lại những vết bánh xe rất sâu trên đường. Lúc đó, loại bánh xe hai bánh này đã để lại vệt bánh xe có khoảng cách giữa hai bánh khoảng 1435 mm làm cho xe ngựa bốn bánh của Anh rất dễ bị sa lầy xuống. Để những xe của mình có thể di chuyển thuận lợi lên phía trước theo các vết bánh xe trũng xuống rất sâu này, người Anh đã quyết định cải tạo khoảng cách của tất cả các bánh xe ngựa thành cùng một độ rộng – 1435 mm. Kết quả, truyền thống này lại được làm tiếp như cũ. Đến năm 1825, tuyến đường sắt đầu tiên trên thế giới được khánh thành tại nước Anh. Khoảng cách ray của đường sắt cũng được định rõ ràng là 1435 mm. Sau đó, cùng với sự phát triển của cách mạng công nghiệp, rất nhiều quốc gia cũng tiếp tục xây dựng đường sắt, mà lại tới tấp mang khoảng cách đường ray của đường sắt Anh về nước. Năm 1937, Hiệp hội đường sắt Quốc tế qui định: Khoảng cách đường ray tiêu chuẩn của đường sắt là 1435 mm. Vậy thì có phải tất cả các đường sắt trên thế giới đều dùng khoảng cách ray tiêu chuẩn này phải không? Thực ra, do tính đặc thù của tình hình phát triển đường ray từng thời kỳ của từng nước, không ít nước sử dụng đường ray hẹp hoặc đường ray rộng nhỏ hơn hoặc vượt quá 1435 mm. Ví dụ, khoảng cách ray đường sắt của Liên Xô cũ biến thành 1524 mm, đường ray rộng của Tây Ban Nha đạt đến 1667 mm; Còn trước đây, khoảng cách ray đường sắt Nhật Bản lại tương đối hẹp, chỉ có 1067 mm. Hầu hết đường sắt trong mạng lưới đường sắt của Trung Quốc đều sử dụng khoảng cách ray tiêu chuẩn quốc tế là 1435 mm. Nhưng ở một số vùng như biên giới Trung Miến, Trung Việt trước đây đã từng trải đường sắt khoảng cách ray hẹp, dùng cho tầu hoả nhỏ của địa phương vận hành, đây là tình hình cục bộ trong thời kỳ lịch sử đặc thù. Ngoài ra, vùng Đông Bắc của Trung Quốc đã xây dựng một vài tuyến đường sắt trong rừng sâu, do chuyên dùng để vận chuyển gỗ, lực kéo dẫn tương đối nhỏ, tầu được thiết kế độ rộng tương đối hẹp, do đó phổ biến sử dụng đường sắt ray hẹp 762 mm. Tại sao xe lửa cần chạy trên đường ray? Một ô tô tải nếu đỗ trên mặt đường đá vụn, 15 người mới đẩy nó đi được. Nhưng nếu một toa xe lửa có cùng trọng lượng đỗ trên đường ray thép, chỉ 2 người là đủ đẩy nó tiến lên. Vấn đề mấu chốt ở đây là sức cản lăn. Đại lượng này chênh nhau tới 7,5 lần ở hai loại xe. Khi đi xe đạp trên đường rải nhựa phẳng lì bạn sẽ cảm thấy rất dễ chịu, còn khi đi xe trên đường đá vụn gồ ghề khấp khểnh bạn sẽ cảm thấy tốn sức. Tương tự, khi lốp xe đạp bơm căng, ngồi lên xe cảm thấy dễ chịu. Khi lốp non hơi, đạp xe sẽ tốn sức. Vấn đề cũng vẫn là sức cản lăn. Đường nhựa phẳng lì và lốp xe đạp bơm căng thì sức cản lăn nhỏ, người ngồi trên xe đạp cảm thấy dễ chịu. Vì vậy giảm sức cản lăn là một khâu chủ yếu trong việc nâng cao hiệu quả vận chuyển. Những xe lửa đầu tiên là những xe bánh gỗ chạy trên đường ray gỗ do ngựa kéo, sức cản lăn rất lớn. Sau đó, từng bước cải tiến, cho đến cách đây hơn 100 năm, khi phát minh ra máy hơi nước thì bánh xe và đường ray mới được chế tạo bằng thép, do vậy sức cản lăn giảm đi rất nhiều. Mặt khác, do bản thân xe lửa rất nặng, nếu xe lửa trực tiếp chạy trên đường đá hoặc đường xi măng thì mặt đường sẽ xảy ra hiện tượng lõm xuống dưới. Dùng ray thép và tà vẹt, trọng lực của xe lửa được dàn đều nên có thể tránh được tình trạng đó. Ngoài ra, giữa hai thanh ray của đường sắt có khoảng cách nhất định, gọi là chiều rộng đường ray, nó phù hợp với khu vực của hai bánh xe cùng trục hai bên có gờ. Như vậy, thông qua quan hệ giữa bánh xe và đường ray, xe lửa có thể chạy theo hướng của hai đường ray. Tại sao đá hoa lại có nhiều màu? Bạn đã từng đến Bắc Kinh chưa? Khi bạn đi dạo quanh Đại lễ đường nhân dân trên quảng trường Thiên An Môn, đập vào mắt trước tiên là một dãy cột màu trắng xám to lớn và tròn. Bạn có biết chúng được làm bằng gì không? Khi bạn đi gần đến bia tưởng niệm các anh hùng nhân dân, bạn thấy cột bia trắng như ngọc, xung quanh khắc phù điêu kia thật hùng vĩ và trang nghiêm biết bao. Thế bạn có biết chúng được làm bằng gì không? Thì ra, những thứ đá đẹp kia đều là đá hoa. Chủng loại đá hoa rất nhiều, những cột đá hành lang màu trắng xám kia gọi là “ngải diệp thanh”; đá bia màu trắng tinh khiết không tạp chất kia gọi là “hán bạch ngọc” . Những bức biểu ngữ, cầu đá trắng trước cổng Thiên An Môn cũng được khắc bằng hán bạch ngọc. Đá hoa là một loại vật liệu xây dựng rất quý và nổi tiếng. Thành phố Đại Lý của tỉnh Vân Nam sản xuất nhiều loại đá này nên có tên là đá Đại Lý (đá hoa). Có điều, đá hoa không nhất thiết phải được chuyển từ Đại Lý đến, những nơi khác cũng có đá hoa. Thành phần hoá học của đá hoa là Canxi cacbonat. Canxi cacbonat nguyên chất có màu trắng, “hán bạch ngọc” chính là Canxi cacbonat nguyên chất. Canxi cacbonat khó tan trong nước cho nên những biểu ngữ trước Thiên An Môn bị nước mưa hắt trong nhiều năm vẫn đứng sừng sững mà không sao. Có điều, canxi cacbonat một khi gặp muối axit là sẽ lập tức sùi bọt khí và thải ra cácbonic, chỉ lát sau là bị tan ra ngay. Mọi người thường dùng cách này để phân biệt với đá hoa. Đá hoa thiên nhiên thường không phải là Canxi axit cacbon nguyên chất, bên trong có nhiều tạp chất. Do tạp chất trong đó khác nhau nên màu sắc của đá hoa cương cũng khác nhau. Chính vì như vậy nên chủng loại của đá hoa rất nhiều, màu sắc đa dạng, phong phú, ví dụ như “Đông Bắc hồng” màu đỏ, “Tử đậu biện” màu tím, “Hải đào” (sóng biển) màu đen xám Nói chung, màu đỏ là do bên trong chứa Coban, màu xanh là do có chứa đồng, còn màu đen và màu xám là do chứa sắt. Đá hoa mịn, đều, màu sắc tươi tắn, hoa văn đẹp, là vật liệu xây dựng rất tốt. Bây giờ, rất nhiều người còn thích dùng đá hoa để trang trí nội thất, ví dụ như lát nền, làm mặt bàn, điêu khắc nghệ thuật và dùng làm đồ trang sức. Cho dù là dùng như thế nào thì đá hoa đều tỏ ra vô cùng sang trọng và đẹp đẽ. Điều gì làm thuỷ tinh trong suốt? Chúng ta có thể nhìn qua hầu hết các chất thể khí và thể lỏng như không khí, nước, rượu, xăng dầu nhưng khó nhìn thấu qua những chất rắn như sắt, đồng, gỗ Ấy vậy mà thuỷ tinh tuy cũng là chất rắn, nhưng lại trong suốt, có thể nhìn qua được. Sở dĩ chúng ta nhìn được qua chất khí và chất lỏng vì các phân tử của chúng sắp xếp rất lỏng lẻo, sóng ánh sáng có thể dễ dàng lọt qua. Ngược lại, phân tử chất rắn liên kết với nhau theo trật tự dày đặc, như các viên gạch xếp xít lại với nhau thành các bức tường chắn ánh sáng. Ở nhiệt độ cao, thuỷ tinh tan chảy thành chất lỏng. Khi đó, các phân tử sắp xếp rất ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào. Nhưng vì thuỷ tinh Đông đặc rất nhanh, các phân tử vẫn giữ nguyên ở trạng thái hỗn loạn, nên khi đã ở thể rắn, ánh sáng vẫn dễ dàng lọt qua. Tại sao nam châm mất dần từ tính? Các nam châm thế hệ mới được làm từ những vật liệu hầu như không làm mất từ tính theo thời gian như các loại nam châm hình chữ U trước kia. Nam châm gồm rất nhiều vùng từ tính nhỏ gọi là miền. Từ trường của nam châm đi theo hướng ngược chiều với các miền tạo ra từ trường đó. Điều này có xu hướng làm các miền quay ngược chiều từ trường của chúng lại. Với nam châm hiện đại, các miền ở mức độ nào đó bị tê liệt về mặt năng lượng, làm chúng không dễ bị tác động bởi hiệu ứng trên. Cục nam châm chỉ mất từ tính khi bị đun nóng ở nhiệt độ cao hoặc bị rung động mạnh. Các nam châm kiểu mới sử dụng những chất liệu như alnico (hợp chất gồm nhôm – nickel - cobalt) và cobalt samarium có cấu trúc nội tại ngăn chặn sự thoái hoá của các mạch từ. Chúng được chia thành nhiều mảnh vụn nhỏ, mỗi mảnh là một miền. Ngược lại, nam châm hình chữ U kiểu cũ có miền lớn hơn rất nhiều, là những mẩu sắt cứng với miền được bao bọc bởi các tạp chất carbua sắt. Một điều tưởng như nghịch lý ở đây là những mảnh vụn nhỏ với kích thước tối ưu lại có tính năng ổn định hơn những mảnh lớn trong các chất từ tính. Do vậy, loại nam châm chữ U kém bền vững hơn nhiều so với nam châm kiểu mới. Cực quang là hiện tượng như thế nào? Vào những đêm trời quang mây tạnh, trên vùng trời ở hai cực Trái đất thường liên tiếp xuất hiện những dải ánh sáng màu hồng, lam, vàng, tím rực rỡ và biến ảo khôn lường. Tia này vừa tắt đi, tia khác lại xuất hiện, nhảy múa, lung tinh đủ màu sắc Có lúc chúng chỉ là một tia sáng mong manh, có khi mang hình dẻ quạt, hình ngọn lửa, rồi lại hoá thành những vòng cung màu lá cây vắt trên nền trời. Đó chính là cực quang. Cực quang là một hiện tượng hiếm thấy ở nhiều nơi trên Trái đất. Nhưng ở Alaska (Mỹ), phần lớn lãnh thổ Canada, hay vùng nằm từ vĩ độ 60 trở lên, đây lại là một chuyện bình thường. Cực quang thường xuất hiện vào buổi đêm. Có người yếu bóng vía, nhìn thấy hiện tượng này liền cho là ngày tận thế sắp đến. Vào những năm 80 của thế kỷ XIX, người ta khám phá ra rằng từ trường của Trái đất có liên quan đến hiện tượng kỳ ảo này. Khi electron va vào một vật thể nào đó, nó có thể tạo ra ánh sáng (điều này cũng tương tự như nguyên lý hoạt động của màn hình tivi và máy tính). Như vậy, các nhà khoa học cho rằng cực quang có thể sinh ra khi các dòng hạt mang điện tích trong vũ trụ va chạm với bầu khí quyển. Kết quả nghiên cứu khoa học vào các năm 1957 – 1958 cho rằng khi trên Mặt trời xuất hiện các vết đen, gió Mặt trời tạt vào Trái đất, mang theo một dòng hạt năng lượng cao gây ra hiện tượng cực quang. Các electron và proton trong dòng hạt này đi vào bầu khí quyển. Dưới ảnh hưởng của địa từ, chúng bị hút về hai cực Trái đất. Tại đây, chúng va chạm và kích thích các phần tử khí, làm các phân tử này phát ra bức xạ điện từ dưới dạng ánh sáng nhìn thấy. Bầu khí quyển có rất nhiều chất như oxy, nito, heli, hydro, neon Dưới tác động của dòng hạt mang điện, ánh sáng do các chất khí khác nhau tạo ra cũng khác nhau, vì thế cực quang có muôn màu ngàn sắc. Cực quang khi sẽ xuất hiện mạnh thường đi kèm với những thay đổi trong địa từ và kéo theo sự giao thoa với sóng vô tuyến, sóng điện thoại Thời kỳ mạnh, yếu của cực quang có mối liên quan chặt chẽ tới chu kỳ hoạt động của Mặt trời. Khi Mặt trời ở đỉnh chu kỳ, (hoạt động mạnh nhất), nó sẽ bức xạ nhiều hơn mức bình thường. Lúc này dòng hạt mang điện va chạm nhiều hơn với khí quyển, do đó, cực quang sẽ xuất hiện rất nhiều và kỳ vĩ. Kim loại có thể tự bốc cháy? Nếu rải loại bột chì đen mịn lên một tờ giấy đặt trong bóng tối, bạn sẽ thấy những chấm lửa lốm đốm. Nếu gặp thời tiết khô hanh, đám bột chì đó sẽ có thể bùng cháy Kim loại mà cũng cháy ư, sao lại thế nhỉ? Như chúng ta đã biết, kim loại phản ứng với oxy ở không khí. Thông thường, phản ứng oxy hoá xảy ra tương đối chậm. Đây là phản ứng sinh nhiệt. Nhiệt lượng sinh ra tích tụ dần dần ở bề mặt kim loại khiến nhiệt độ tăng lên. Khi ta gom các hạt kim loại cực mịn lại thành một đống, diện tích tiếp xúc của các hạt với oxy trong không khí sẽ rất lớn, và tốc độ oxy hoá rất cao. Khi đó, nhiệt lượng thoát ra đủ lớn để các hạt bột mịn đạt đến điểm bắt lửa, và kim loại sẽ tự bốc cháy. Những kim loại nào có khả năng tự bốc cháy? Phổ biến nhất là sắt và chì, hai kim loại mà người ta vẫn nghĩ là rất ổn định. Trước đây có người đã từng dùng bột sắt khử mịn làm vật liệu dẫn hoá, vì nó có thể tự bốc cháy trong không khí. Chì cũng có thể tự bốc cháy. Nhưng tất nhiên, đó không phải là các mảnh chì và chí lá thường gặp, mà là loại chì mịn, điều chế từ bột chì tractrat khan. Kim loại có khả năng nhớ? Ghi nhớ là khả năng đặc biệt của đại não động vật. Nhưng có hợp kim biết “nhớ” không thua gì động vật. Điều này mới nghe có vẻ khó tin, nhưng đó lại là sự thật. Năm 1961, tại một viện nghiên cứu ở Mỹ, một nghiên cứu viên cần hợp kim niken – titan bé cong queo. Anh bèn tím cách kéo thẳng từng sợi rồi tiến hành làm thí nghiệm. Có một lần khi tăng nhiệt độ của sợi dây đã kéo căng lên 40 độ, nghiên cứu viên này thấy một hiện tượng lạ: Sợi dây đã khôi phục nguyên dạng cong queo lúc đầu. Thế là thế nào? Người ta bèn lấy nhiều sợi hợp kim đã kéo thẳng, đem gia nhiệt và thấy chúng đều khôi phục lại dạng cong ban đầu. Dường như các dây hợp kim có khả năng nhớ như não người vậy. Ở nhiệt độ cao, chúng vẫn nhớ được được dạng cong vốn có lúc ban đầu. Tại sao hợp kim này lại có khả năng nhớ? Điều đó liên quan đến cấu trúc tinh thể của hợp kim. Nói chung ở các điều kiện khác nhau, các tinh thể có cấu trúc và tính ổn định khác nhau. Ở nhiệt độ tương đối thấp, cấu trúc các tinh thể của hợp kim không ổn định. Khi nhiệt độ tăng quá một mức xác định. Khi nhiệt độ tăng quá một mức xác định nào đó, cấu trúc tinh thể sẽ biến thành dạng ổn định. Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ chuyển biến cấu trúc. Đó là lý do tại sao các sợi hợp kim nike – titan lại lấy lại dạng cong ban đầu khi tăng nhiệt độ. Ứng dụng phát hiện Loại hợp kim này đã được đem vào phục vụ cho mục đích thám không. Để thu thập các tư liệu về Mặt trăng, cần phải phản hồi các tư liệu từ Mặt trăng về Trái đất, muốn vậy, phải đặt trên bề mặt “Chị Hằng” một antenma có kích thước khổng lồ. Nhưng làm sao để đưa antenma lớn như thế lên Mặt trăng? Trước hết, các nhà khoa học sẽ chế tạo một “cái ô” – một antenma lớn làm bằng hợp kim niken – titan ở nhiệt độ trên 40 độ C. Sau đó, gập “cái ô” này lại thành một thể tích rất bé để có thể cho vào trong tàu vũ trụ. Khi antenma đã lên tới Mặt trăng, bao đựng antenma mở ra, các sợi hợp kim sẽ nhận được năng lượng Mặt trời. Do ở trên Mặt trăng, không khí rất loãng, nên ánh sáng Mặt trời không bị tán xạ và hầu như toàn bộ năng lượng ánh sáng sẽ chiếu vào antenma, làm nhiệt độ của antenma lên cao quá 40 độ C, đạt đến nhiệt độ có tác dụng làm hợp kim “phục hồi trí nhớ” và sẽ có cấu trúc ổn định. Nhờ đó, antenma được mở ra, lấy lại dạng cũ và có thể làm nhiệm vụ chuyển các thông tin về Trái đất, phục vụ yêu cầu nghiên cứu. Kim loại nào nhẹ nhất? Nếu có người nói, có thể dễ dàng dùng dao cắt kim loại ra thành lát mỏng, bạn có thể sẽ không tin. Nhưng, quả thực là có một số kim loại như vậy, Liti chính là một loại trong số đó. Liti là một loại nhẹ nhất trong số các kim loại, mật độ của nó chỉ có 0,534 g/cm3 (20 độ C), nên có thể nổi trên xăng. Liti có màu trắng bạc lấp lánh, nhưng một khi gặp không khí, bề mặt đẹp đẽ kia của nó sẽ đột ngột mất đi độ bóng, ở trong nước, nó phản ứng với nước giải phóng khí hydro, nó còn có thể cháy giống như thuốc nổ. Liti đã không chịu được tác dụng của không khí, lại không chịu được tác dụng của nước thì nó còn có tác dụng gì? Cho nên, người xưa luôn cho rằng nó chẳng có tác dụng gì cả, nhưng nhà phát minh nổi tiếng Edison lại không bỏ qua nó. Ông đã dùng hợp chất hoá học oxyt của Liti để dùng vào dung dịch điện giải của pin, acquy làm cho tính năng của pin được nâng cao lên rất nhiều. Loại pin này đã trở thành đồ dùng không thể thiếu được trong tàu ngầm trong chiến tranh thế giới thứ nhất. Ngày nay, pin Liti đã được ứng dụng rộng rãi vào trong các lĩnh vực như: Máy trợ tim, điện thoại di động Liti có vài nguyên tố đồng vị, tính chất hoá học của Liti 6 và Liti 7 gần giống nhau, nhưng công dụng lại hoàn toàn khác nhau. Liti 6 dùng trong ngành kỹ thuật công nghiệp mũi nhọn, còn Liti 7 lại dùng trong các ngành sản xuất công nông nghiệp thông thường. Ngòi nổ nguyên tử trong bom hydro hoặc bom nguyên tử phải bọc một lớp Liti 6 dầy để khống chế quá trình phản ứng. Máy móc khi vận hành phải thường xuyên cho thêm dầu bôi trơn, để một mặt có thể duy trì sự linh hoạt trong vận chuyển của máy móc, mặt khác có thể làm giảm sự mài mòn và hao tổn của các linh kiện máy. Nhưng các loại dầu bôi trơn thông thường ở nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp hoặc khi bị ngâm nước đều sẽ bị ảnh hưởng. Nếu sử dụng nguyên liệu bôi trơn do Liti 7 tạo nên thì có thể chịu được những ảnh hưởng bên ngoài mà các loại dầu bôi trơn thông thường không chịu được. Trong cuộc sống, lớp men sáng bóng trên bát, lớp men trên đồ gốm sứ sáng bóng như thuỷ tinh. Trong những nguyên liệu của chúng đều cho chứa Liti, vì Liti có thể làm giảm độ nóng chảy của men, rút ngắn thời gian nung, hơn nữa còn làm cho bề mặt vật được trơn bóng và đều. Ngoài ra trong màn hình của tivi cũng có Liti. Trong nông nghiệp, Liti nâng cao khả năng kháng bệnh của một số loài thực vật, ví dụ lúa mạch dễ bị mắc bệnh đốm lá nhất, cà chua dễ bị thối, nếu kịp thời dùng muối Liti làm phân bón thì có thể ngăn không cho thực vật mắc những bệnh này. Một mét dài bao nhiêu? Một mét bằng năm viên gạch lát sàn Một em nhỏ cũng có thể dễ dàng thực hiện phép tính “hiển nhiên” này. Còn bạn, có thể bạn sẽ ngạc nhiên mà trả lời rằng “1 mét thì bằng 1 mét chứ sao?”. Nhưng đó vẫn chưa phải là lời giải đáp chính xác! Khi nghiên cứu bản chất của ánh sáng, các nhà vật lý phát hiện được rằng ánh sáng là một dạng chuyển động sóng. Ánh sáng có màu sắc khác nhau thì bước sóng cũng khác nhau, hơn nữa bước sóng là cực kỳ ổn định. Dùng bước sóng làm chuẩn độ dài có những ưu việt không gì sánh nổi. Vì vậy tại Hội nghị Cân đo Quốc tế khoá 11 tháng 10 năm 1960, người ta chính thức quy định đồ dài tiêu chuẩn của một mét bằng 1.650.763,73 lần bước sóng của sóng màu da cam do Kripton 86 phát ra trong môi trường chân không. Đơn vị mét qua các thời kỳ Thời cổ đại các nước đều có đơn vị độ dài riêng của mình mà các triều đại thì lại thường thay đổi. Những cái thước thay đổi nhiều đã gây không ít khó khăn cho việc chế tạo máy móc chính xác. Sau cuộc cách mạng công nghệ thế kỷ XVIII, khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng đã buộ