Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул

Уверена, человек, сказавший, что «ночь – это лучшее время», был химиком. Если честно, все самое интересное проходит в вечернее и ночное время. Свет, которым мы наслаждаемся на закате, удовольствие, которое мы испытываем после секса, и свеча, которую вы зажгли для создания атмосферы, – никто не будет отрицать, что ночь обладает особой энергией. И все это благодаря взаимодействию атомов и молекул.

Давайте начнем эту главу с одного из самых прекрасных чудес мира – с заката. Когда солнце уходит за горизонт, земля начинает остывать, поскольку накопившееся за день тепло постепенно рассеивается. Закат и правда поражает воображение: сначала немного темнеет. Если у вас получится выделить немного времени в середине лета, желательно, когда наступают самые длинные дни в году, вы можете увидеть одно из самых удивительных явлений природы: сумеречные лучи. Эти лучи возникают, когда свет отражается от парящих в воздухе частиц или молекул; создается впечатление, будто на Землю направлен огромный прожектор, свет которого пробивается через облака.

Помнится, впервые сумеречные лучи я увидела еще ребенком в коттедже моей семьи в Мичигане. У нас есть маленький домик у небольшого озера с песчаным пляжем; мой папа повесил старый гамак между величественными дубом и кленом. Лежа в гамаке, можно было почувствовать легкий прохладный ветерок, дующий с озера, и услышать шум прибоя. Это было настолько расслабляющее времяпровождение, что я всегда заставала кого-то из родственников отдыхающим на гамаке. Это походило на небольшой кусочек рая. И когда сквозь тучи пробивались сумеречные лучи, это тоже было похоже на рай.

Их также называют «лучи Будды» и «лестница Иакова». Темные и светлые потоки чередуются между собой, создавая причудливые узоры. И каждый уникален, поскольку его форма зависит от положения облаков, солнца и времени суток. Обычно сумеречные лучи можно увидеть вечером, во время наступления сумерек: солнце только-только зашло за горизонт, но часть лучей еще освещает Землю (то же самое случается на восходе, с первыми лучами). Свет падает на планету под определенным углом, благодаря чему можно наблюдать красивые закаты или восходы. Но как это работает?

Из прошлых глав мы знаем, что Солнце посылает на Землю электромагнитное излучение (ультрафиолетовые лучи, инфракрасные лучи и видимый свет). Если молекула взаимодействует с магнитными или электрическими волнами, атомы либо блокируют свет, либо искажают его. Но с приближением вечера тени, отбрасываемые облаками и горами, падают параллельно лучам света – вы могли замечать это на примере собственной тени: чем ближе вечер, тем длиннее тень. По правде говоря, если бы вы посмотрели на всю эту картину сверху (например, если бы были астронавтом), то сначала вы бы обратили внимание на черные тени. Однако здесь, на Земле, мы можем видеть только то, как солнечные лучи пробиваются сквозь облака.

Именно поэтому астронавты Международной космической станции (МКС) сделали несколько снимков, чтобы показать нам, людям на Земле, как лучи освещают облака, отбрасывая на землю параллельные тени. Снимки вышли четкими и аккуратными, и на них видно, что у облаков словно есть пылевой хвост, как и у комет.

Как я уже говорила ранее, такие лучи могут образоваться только в случае, если солнечный свет будет рассеиваться небольшими молекулами (например, молекулами азота, кислорода или углекислого газа) и загрязнителями (например, собачьей шерстью, пылью или выхлопными газами), которые обычно находятся в нашей атмосфере. Как и следовало ожидать, в городах с высокой плотностью населения загрязняющих частиц намного больше, чем в городах с низкой плотностью населения; именно поэтому городские жители (вроде меня) считают, что деревенский воздух намного чище. Дело в том, что в деревенском воздухе просто содержится меньше молекул пыли, от которых мои легкие должны очищать кислород.

Когда солнечные лучи проходят через облака под малым углом в тропосфере (самый низкий из слоев атмосферы), траектория света пролегает через вещество в воздухе, из-за чего появляется оптическое явление. На наше счастье, это очень похоже на химию, которую мы обсуждали в «пляжной» главе. Физики используют термин «оптическое явление» для описания всех химических взаимодействий, происходящих в атмосфере. Глупые физики.

Явления вроде радуги, миража или сумеречного луча были объединены в категорию взаимодействий света и материи, которые можно наблюдать невооруженным глазом. Отражение и преломление света также относится к этой категории, и благодаря им мы может видеть поражающие воображение восходы и закаты; давайте немного поговорим о них.