Created with Sketch.

Як олія «втихомирює» морські хвилі

19:05

Моряцька хитрість, яка випередила науку.

Старі моряки, які виливали за борт олію під час шторму, — це не забобон, а дієва фізика, завдяки якій, схоже, вперше в історії вдалося виміряти розмір молекули.

У 1757 році Бенджамін Франклін помітив у морі, що за двома суднами вода була дивно гладкою. З’ясувалося, що коки щойно вилили за борт жирну воду після миття посуду. Франклін вхопився за цю деталь і в 1773 році провів дослід на ставку в Клепемі поблизу Лондона: чайна ложка олії, вилита з навітряного берега, — і брижі зникли на площі майже в пів акра, а вода стала гладкою, як скло. Звіт він опублікував у 1774 році у Philosophical Transactions під назвою про «втихомирення хвиль олією».

Механіка така. Вітер розгойдує великі хвилі не безпосередньо, а спочатку чіпляється за дрібні брижі — капілярні хвилі сантиметрового масштабу. Саме вони роблять гребені крутими та змушують їх обвалюватися. Олія розтікається поверхнею плівкою завтовшки в одну молекулу, і така плівка чинить опір розтягуванню та стисканню поверхні — це ефект Марангоні, — гасячи саме ці дрібні хвилі. Велику бриж вона не усуває, але гребені перестають ламатися. А корабель у штормовому морі вбиває не довга хвиля, а гребінь, що обвалюється. Звідси й «штормова олія» та мішки з нею, які вивішували за борт: у багатьох посібниках із морської практики це було офіційною рекомендацією аж до XX століття. У прибійній зоні на мілководді це, до речі, марно.

А далі — краса. Франклін не знав, навіщо йому це, але він поділив об’єм олії на площу плями — й отримав товщину плівки. Через століття, використовуючи ті самі обчислення, Релей та Агнес Покельс, яка починала з корита на власній кухні, отримали величину близько двох нанометрів — тобто буквально розмір молекули.

Сьогодні це працює навпаки: радарні супутники виявляють розливи нафти саме за темними плямами. Плівка гасить ті самі сантиметрові брижі, від яких відбивається радіолокаційний сигнал, тому гладка вода на знімку здається чорною.

Читайте також
Чому держави інвестують у музеї?
Історія
Місце проживання впливає на швидкість старіння: учені виявили нову залежність
Життя
Формується новий океан
Життя
Живі нейрони з електронікою
Життя
Чим насправді є історія України?
Історія
У дітей ліквідаторів аварії на Чорнобильської АЕС виявили мутації в ДНК
Світ