Как изобрести все - Райан Норт

Рис. 20. Схематическое изображение телескопа и микроскопа

Чтобы изобрести зеркала – полезные как в области продвинутой науки, так и в области продвинутого ухода за собой, – поместите слой отражающего металла вроде меди, алюминия или олова на заднюю поверхность стеклянной пластинки[95].

С широким распространением зеркал возникает и мода на селфи – до появления доступных всем зеркал в Европе в XV веке н. э. не существовало традиции автопортретов. Но они же ведут за собой перископы, продвинутые телескопы, плиты для готовки пищи на солнечных батареях и миллиард разных штучек для украшения тела, которые становятся доступными только при наличии постоянной возможности тщательно изучать собственную внешность.

Сделайте пирамидку из стекла, и вы получите призму, способную раскладывать свет на составляющие (то есть создавать искусственные радуги). Поместите ее в темный ящик, чтобы на призму через крохотную дырочку попадал только один луч света, и вы изобретете спектроскоп.

Каждый элемент во вселенной при нагревании испускает набор световых волн разной частоты: нечто вроде неполной радуги, которая может служить «отпечатком пальца». Вы можете использовать свой спектроскоп, чтобы узнать, что именно горит прямо перед вами, или в комбинации с телескопом, чтобы разобраться в элементном составе звезд, расположенных за тысячи световых лет от нас.

Не так плохо для расплавленного песка.

Это не шутка: стекло не более чем просто расплавленный песок или, более точно, расплавленный диоксид кремния, также именуемый кремнеземом. Кремнезем составляет около 10 % от массы земной коры и является главным компонентом песка во многих частях мира, так что найти его легко. Он плавится при температуре в 1700 °C – слишком жарко для простого костра, но вполне в пределах температур, которые обеспечивают печи, которые вы только что изобрели в разделе 10.4.2.

Первое стекло, изготовленное людьми, появилось случайно около 3500 до н. э. как раз в печи для обжига: в нее попало немного песка, расплавилось, и в результате получилось интересное вещество[96].

Вы можете снизить температуру плавления кремнезема и тем самым сделать производство стекла проще и доступнее – добавив к песку поташ или соду (см. приложения С5 и С6 соответственно). Жар заставит поташ или соду раствориться в песке, снижая его температуру плавления. Можно добавить немного негашеной извести, чтобы увеличить химическую стойкость и долговечность вашего стекла, и вы получите субстанцию, которая плавится при куда более приемлемых 580 °C.

Вам нужна смесь: от 60 до 75 % кремнезема[97], от 5 до 12 % извести и от 12 до 18 % соды. Когда эта смесь плавится, она производит пузырящуюся, пенистую жидкость – пузыри создает покидающий ее диоксид углерода, – которой вы должны позволить «покипеть» достаточно долго, чтобы пузыри перестали появляться, и тогда вы можете лить, дуть, тянуть или отливать полученное стекло.

Прозрачное стекло получается из белого песка, коричневый песок обычно содержит оксид железа, и стекло выходит зеленоватым[98]. Чтобы сделать его более прозрачным, добавьте диоксид марганца, который можно получить, сжигая в пепел определенные водоросли. Поэкспериментируйте, пока не найдете то, что вам нужно, а потом добавьте в смесь во время плавки[99].

Чем выше температура стекла, тем оно более текуче ее, и чем ниже, тем оно плотнее. Вы можете использовать это свойство, охлаждая разные части расплава до разной температуры, и он будет вести себя как жидкий сироп, мягкая жевательная резинка или тягучая ириска. На стадии «жевательной резинки» вы можете поместить шар стекла на конец железной трубы и подуть в нее, и этот момент ознаменует появление стеклодувного искусства, которое очень полезно для производства стеклянной посуды разных видов.

Вероятно, вы захотите изготовить стеклянные окна, поскольку они, во-первых, делают дом комфортабельным и мало похожим на пещеру, во-вторых, изолируют от внешней среды и, в-третьих, помогают освещать комнаты. Но изготовить большие панели из стекла – дело непростое, и для этого существует несколько разных техник.

И вот они все, начиная от самых ранних и простейших и заканчивая современными и сложными, так что вы можете выбрать, что вам по душе:

• если у вас много времени и энергии, вылейте стекло на поверхность железной пластины (которая не расплавится), позвольте материалу остыть, а потом отполируйте с двух сторон до прозрачности. Полировку начните грубой наждачной бумагой[100] и постепенно заменяйте ее на все более и более мелкозернистую.