OMSLAG.NAT 09 01 08 07.49 Sida 1
Nyfiken på Naturkunskap
Samme författare som skrivit experimentböckerna Försök med fysik och Försök med kemi berättar roliga episoder och dramatiska händelser ur uppfinningarnas och upptäckternas historia ända fram till i dag.
Nyfiken på
NATURVETENSKAP
Nyfiken på Naturvetenskap
Vad upptäckte Galvani när han höll på med grodlår? Varför försov sig den tyske borgmästaren när han la sin väckarklocka i ett lufttomt klot? Hur kom man på idén att göra nylonstrumpor av ett ämne som kol? Hur gör man ljudeffekter i radio? Finns det verkligen djur med inbyggda lampor?
Hans Persson
Hans Persson
6 2 1 -1 7 5 3 1 B E S T N R 2 1-17 53 1- 6 -04 T RYC K N
316 1 175 78912
Almqvist & Wiksell
9
R
Hans Persson
Almqvist&Wiksell
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 2
ISBN 978-91-21-17531-6 © 1999 Hans Persson och Liber AB, Stockholm Redaktion: Inga Henriksson, Lennart Holmgren Formgivare: Lotta Rennéus Bildredaktör: Staffan Johansson Produktion: Conny Dahl Omslag: Lotta Glave (bild), Lotta Rennéus (form) Ett särskilt tack till lärarutbildare Bodil Nilsson, Stockholm, som faktagranskat manuskriptet och till alla andra som kommit med synpunkter. Första upplagan 4 Repro: Repro 8 AB, Nacka
Tryck: Sahara Printing, Egypten 2009
Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner/universitet. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.
Liber AB, 113 98 Stockholm tfn 08-690 92 00 www.liber.se Kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se
2
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 3
Till dig som håller den här boken i din hand I alla tider har människor haft tankar om saker i sin omgivning. Man har försökt förklara vad åska är eller varför det finns stjärnor på himlen. När man första gången hittade magneter hade man andra tankar om dem än vad vi har i dag. Det är lätt att tro att det är otroligt intelligenta genier som plötsligt kommer på de mest enastående uppfinningar och upptäckter. Men det är inte hela sanningen. Många upptäckter har gjorts av en slump. Och naturvetenskapens historia är inte bara en rad med gubbar och årtal. Den är också en del av alla människors liv och vardag. Nyfiken på naturvetskap handlar om hur olika människor i olika tider haft teorier och tankar om saker och ting. Du får möta både kända och okända ansikten. En hel del helt vanliga människor som du och jag. Vetenskapsmännens idéer förändras hela tiden. De bygger vidare på många människors tankar. Det är som ett pussel där det ständigt hittas nya bitar som på olika sätt passar med de gamla. Du har säkert också idéer om hur saker och ting fungerar. Kanske blir en gång någon av dina tankar en viktig del i detta pussel.
3
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 4
Innehåll KAPITEL 1
KAPITEL 3
KAPITEL 4
Hur allting började 6
Elektricitet 35
Luft och tryck 67
Så trodde man förr 7 Hur fick himlen sina stjärnor? 8 Jorden är inte platt! 10 Allt är eld, luft, vatten och jord! 10 Experimentens tid 12 Så tänker forskarna om universum i dag 14 Big Bang – den stora smällen 16
Gnistmaskinen 36 Om gnistmaskiner och gnidningselektricitet 40 Den laddade flaskan 42 Åskan – naturens urladdning 44 Fotbollsmatchen 46 Frågor och svar om åskan 48 Drakflygning i dåligt väder 51 Batteriets historia 53 De elektriska strumporna 57 Den första glödlampan 59 När elektriciteten kom till Sverige 61 Kan elektricitet bota sjukdomar? 63 Pacemakern hjälper hjärtat att slå 64 Elektriska djur 65
Så trodde man förr om luft 68 Galilei kommer på andra tankar 69 Experiment på bergets topp 71 Trycket som var starkare än hästar 74 Högre kan man inte klättra 76 Lock för öronen och sprutande flaskor 79 Drömmen om att kunna flyga 80 Uppe i rymden 83 Nere i havsdjupet 85 Bärgningen av Vasaskeppet 85 Kul att veta om dykardräkter 88 Med batyskaf till havets djupaste håla 90 Hur klarar djur att leva på stora djup? 92
KAPITEL 2
Magnetism 17 Herden och den magiska stenen 18 De första kompasserna 21 Varför pekar magneter åt ett bestämt håll? 23 Kan magneter bota sjukdomar? 26 Magnetism + elektricitet = sant! 27 Märkliga magneter 30 Magnetiska meddelanden 32 Djur som använder kompass 34
4
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 5
KAPITEL 5
KAPITEL 6
KAPITEL 7
Ljud 93
Ljus 123
Kemi förr och nu 157
Att göra ljud på teatern 94 Fantastiska ljudmaskiner 95 Ljudeffekter i radio och på film 97 Varför hörs det ingenting? 99 Klockan som aldrig ringde 100 Knacka vägg 102 Vi frågar professor Decibel om ljud 103 Starka och svaga ljud 106 Djur som låter 107 På jakt med en Bat-detektor 109 Ultraljud – ljudet som vi inte hör 114 Att lagra ljud 115 Telefonens historia 119 Radion – en trådlös uppfinning 122
Från brasans sken till laserljus 126 Djur med inbyggda lampor 129 Spegelbilder 131 Arkimedes strålande uppfinning 133 Solspisar och solugnar 135 Med kikaren kom allting nära 136 Tubkikaren som satte jorden på plats 138 Viktiga upptäckter i mikroskopet 140 Kamerans historia 142 Röntgen gav andra bilder 145 Spionens märkliga glasögon 146 Regnbågens alla färger 154
Smink och parfym 158 Tvål och tvättmedel 161 Kemin i maten 163 Konservburken – en vinnande uppfinning 163 Metallerna förändrade livet 166 Hur man upptäckte koppar 167 När sand blir glas 168 Kul att veta om glas 170 Plast - ett ämne för strumpor 171 Drömmen om att göra guld 174 Ryssen som löste ämnenas gåta 176 Enkla atomfakta 178 Två svenska atom-upptäckare 179 Marie Curie och det självlysande pulvret 180 Kemin i djurens och växternas värld 184 Boktips 189 Register 190
5
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 8
Hur fick himlen sina stjärnor? – Mamma, hur kom alla stjärnorna till? – Så här var det! En gång i tiden, för mycket länge sedan, var himlen alldeles mörk om natten. Det enda som svävade där ute var den stora månen. Annars fanns där inte ett ljus på hela himlen. I alla tider hade man försökt att kasta stenar för att se om man inte kunde nå himlavalvets vägg. Men alltid kom stenarna tillbaka, hur hårt man än kastade. En kung som härskade på den tiden ville en gång för alla få ett svar på gåtan och frågorna kring det stora mörkret. Han valde ut de soldater som var bäst på att skjuta pilbåge. En natt ställde han dem allra högst upp på det högsta berget. Han gav dem långa tunna pilar av silver och de bästa bågarna i landet. Sen bad han dem alla på en gång att spänna sina bågar det allra hårdaste de kunde. – Nu! Skjut! sa han sen och ett regn av pilar försvann ut i mörkret. Det blev alldeles tyst. Alla väntade med stor spänning på vad som skulle hända. De tänkte att snart hör vi nog hur pilarna landar någonstans. Hela natten stod folk kvar och väntade, men ännu när det började ljusna syntes inga pilar till. Detta var ett mirakel, sa man. Kungen höjde sin hand och sade till slut. – Äntligen har vi fått ett svar. Nu vet vi att himlens hav inte har någon botten. Pilarna kommer att färdas vidare genom detta mörker i alla tider. Vi kommer aldrig att se dem igen. Låt oss nu gå hem för att vila en stund. När dagen var slut och nästa natt kom fick alla se något som fick dem att gapa av förvåning. När de tittade upp mot det som förut varit som ett svart tak såg de nu hur där glittrade
8
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.09 Sida 9
och glänste av små ljusa punkter. Hela himlavalvet glimrade av små ljuspunkter. Det var som om hela den mörka väggen smyckats med de finaste pärlor och ädelstenar. Alla förstod att pilarna nu nått himlavalvet. De hade skjutit små hål så att det stora ljuset från gudarnas värld på andra sidan lyste igenom. Detta var det vackraste någon människa någonsin sett och man prisade länge den gamle kungen för hans visdom. Så blev stjärnorna till. Du kan se dem än i dag på samma sätt som man såg dem då. På den tiden för länge sedan. Sådana här sagor har föräldrar långt tillbaka i tiden, i alla delar av världen, berättat för att förklara frågorna kring världen, universum, stjärnor och planeter.
9
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.10 Sida 46
Fotbollsmatchen Allt hände så fort! Plötsligt var det som om en otroligt kraftig storm var över oss. Det var mitt i en match i fotbollsturneringen förra helgen. Vi spelade mot ett lag från Undrom och matchen var mycket jämn. Efter att ha legat under med 1–0 lyckades vi utjämna och nu var det alltså oavgjort 1–1. Alla kämpade till max så det var väl ingen som lade märke till när ovädret närmade sig. Vi jagade bollen och försökte på alla sätt få in ett ledningsmål. Vi visste vad som gällde. De som vann gick direkt vidare till semifinal. Det var väl ungefär när domaren blåste av för frispark i ett för oss mycket bra läge som vi märkte hur kraftig vinden var. Bollen blåste iväg hela tiden. Den ville inte alls ligga still. Hela himlen hade förmörkats och med ett brak var åska och regn över oss. Vild panik utbröt. Det andra lagets ledare ville förstås snarast möjligt avbryta matchen och uppsöka ett regnskydd, men vi krävde att åtminstone få slå in vår frispark. Men det blev ingen frispark slagen den dagen. Hela himlen öppnade sig och regnet fullständigt vräkte ner. Vattnet piskade oss av planen. Blixtarna dundrade och alla kände att åskan var alldeles i närheten. Marken skakade som om någon slagit emot den med en jättelik slägga. – Sök skydd, hörde jag någon ropa. – Inte under träden, skrek vår hese tränare. – Kom hit, skynda er på, grabbar. Det var Lasses pappa som föste in oss under ett litet plåttak. Bägge lagen trängde ihop sig, totalt genomblöta, tätt intill varandra. Det var mörkt och regnet smattrade hårt mot taket. Vilket oväsen! Åskan mullrade och så ljudet från plåten. Plötsligt flammade ett starkt sken upp från taket! Det gick sedan rakt igenom våra huvuden och ned mot marken. Vi blev
46
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.10 Sida 47
helt insvepta i ett blått sprakande sken. Samtidigt som det var oerhört läskigt var det ändå mycket spännande. Det kändes som om man stod mitt i en jättestor mikrovågsugn. Och vilken smäll! Efteråt trodde jag att alla var döda. Vi låg, nervräkta till marken av den oerhörda kraft som strömmat igenom oss. Alla låg alldeles stilla. Det var hemskt och spöklikt, men efter en stund började en efter en att röra på sig. Alla hade överlevt. På flera av oss hade skorna slitits av. Som om de sprängts bort av kraften i blixten. Alla kände sig alldeles varma inuti och vi var enormt törstiga. Två av grabbarna i det andra laget visade sig vara ganska svårt skadade. Deras kläder var helt sönderbrända. Ambulansen kom och hämtade killarna och de fick stanna på sjukhuset i flera veckor. Vi hade ändå haft tur kan man nog lugnt säga. Nu vet jag att det är många som dör av åskan varje år i världen. Det var tur att vi inte stod kvar ute på planen och försökte slå den där frisparken. Där hade vi varit ett ännu lättare byte för blixten. Står man ute på ett fält är man ju som en enda stor åskledare.
47
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.10 Sida 59
Den första glödlampan Det var amerikanen Thomas Alva Edison som uppfann glödlampan. Han var en mycket nyfiken och driftig uppfinnare som sökte patent, som det heter, på tusentals uppfinningar. Man brukar kalla honom den störste av uppfinnarna, ett geni. Låt oss titta in i hans uppfinnarverkstad och följa det svåra arbetet! 1878 november Edison arbetar hårt med att försöka få en lampa att lysa med hjälp av elektricitet. Han gör det ena experimentet efter det andra, där han leder ström genom en tunn tråd som han stängt in i en glaskula. Det lyser starkt, men alldeles för kort tid. Han ber alla sina medhjälpare att leta efter en tråd som kan brinna länge, länge. Alla tänkbara material testas, bomull, fisklina, kork, hästhår, gräs ... Men ingenting blir riktigt bra. Tråden brinner upp hela tiden.
1879 januari Testerna fortsätter. Allt konstigare trådar provas. Sönderbrända växtdelar och aphår. Det luktar mycket illa ibland.
maj Experimenten med att finna lamptråden fortsätter. Edison sover knappt. Han lägger sig då och då på skrivbordet och slumrar till. Sover kanske en timme per dygn. Hur orkar han? Han ser mycket sliten ut. Hur långt kan han pressa sina medhjälpare? Hur länge ska han få dem att göra nya försök? Han manar på dem och säger: – Inser ni inte att denna uppfinning kommer att få stor betydelse för hela mänskligheten? I varje hem och på varje arbetsplats kommer det elektriska ljuset att skingra mörkret. Jag kan se hela städer bada i ljus.
59
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.10 Sida 60
juli Jakten på den perfekta lamptråden verkar aldrig ta slut! Våren övergår i sommar och Edison och hans medarbetare står fortfarande böjda över sina experiment. En vecka prövas olika hårstrån. Det slutar med att de slår vad om vilket hårstrå som var bäst av skäggstråna från två av männen som jobbar på verkstan. Den ene har ett stort och yvigt, svart skägg. Den andre har röda polisonger med stela, borstiga strån. Många satsar på skäggstrået, men polisongstrået vinner.
oktober Äntligen! Efter fjorton månader har Edison fått fram en lampa som fungerar! Det var två saker som löste problemet. Först visade det sig att tråden inte brann av lika lätt om luften pumpades bort ur glaskupan. Och så måste glödtråden först hettas upp i en ugn och förkolna, innan han ledde ström genom den. Då brann den inte av lika lätt. Det spelade alltså inte så stor roll vad han använde som glödtråd. Det gick bra med både papper och bomullstråd, bara den fick förkolna först.
Psst!
Sedan gick utvecklingen fort! Redan 1892, bara tre år efter det att Edison fått den första glödlampan att lysa, hade både London och New York börjat bygga upp nät för elektrisk belysning. Sammanlagt tusen lampor var igång redan första året!
60
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.12 Sida 170
Kul att veta om glas Du tänker dig glas som ett fast ämne, eller hur? Det har ju en bestämd form och det känns hårt! Men det är faktiskt lite flytande ändå. Långsamt, långsamt rör sig molekylerna i glaset. Tittar man på riktigt gamla glasrutor så ser man att de är tjockare nedtill. Det är glaset som runnit. Starkt glas till framrutan i en bil får man genom att limma ihop flera lager glas. Man lägger ett lager plast emellan. Plasten håller ihop glaset så att det inte smulas i småbitar. Kommer en sten farande blir det bara ett litet märke. Glas kan smältas om hur många gånger som helst. Fiffigt nog finns det glasigloos där vi kan slänga använda glasföremål, så att de används igen. 90 procent av en grön ölflaska består av återvunnet glas.
+
+
Till ett glas går det åt ungefär 3 hg sand, 30 g soda och 30 g av ett ämne som heter pottaska.
170
=
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.12 Sida 171
Plast – ett ämne för strumpor Den amerikanske kemisten Wallace Carothers fick år 1928 anställning på en firma som hette Du Pont Chemicals. En av cheferna sa: – Du ska uppfinna konstgjort silke. FAKTA OM SILKE: Silke är egentligen tunna, starka trådar spunna av silkesmasken. Oerhört krångligt och besvärligt att syssla med men går att väva vackert sidentyg av.
– Okej, sa Carothers, jag får väl undersöka de där långa molekylerna som finns i äkta silkestrådar. Kanske kan man tillverka sådana på konstgjord väg. I fem år arbetade Carothers och hans medhjälpare i röran bland flaskor och kemikalier tills de mixat ihop ett alldeles nytt ämne, nylon. Nylonet hade många bra egenskaper. Det smälte inte så lätt och det verkade starkt. Tyvärr låg det bara som en klump i botten av provrören.
När några av Carothers medhjälpare undersökte en annan sorts ämnen, som kallas polyestrar, märkte de att dessa gick att dra ut till långa trådar. Som den smälta osten på en pizza ungefär. De slet och drog i trådarna ute i en lång korridor och fick på så sätt flera meter långa trådar.
När de upptäckte att det gick att göra på samma sätt med nylongeggan var deras lycka fullständig. Det gick att göra otrolig tunna trådar som kunde användas till att väva nylontyg av.
171
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.12 Sida 178
Enkla atomfakta Atomernas och molekylernas värld Visste du att allting omkring oss består av atomer? En guldklimp till exempel är uppbyggd av massor av pyttesmå guldatomer. Det är som lego. Om en legobit föreställer en guldatom, så är hela guldklimpen ett jättebygge av en enda sorts byggstenar. Guldatomerna.
Kol består av kolatomer. De är inte likadana som guldatomerna. Därför är också kol och guld helt olika ämnen.
När flera atomer sitter ihop kallas det för en molekyl. Många ämnen består av olika slags atomer som slagit sig ihop och bildat molekyler. Kanske har du hört att vatten ibland kallas H20 (”hå-två-o”). Det betyder att det finns två väteatomer och en syreatom i en vattenmolekyl. H betyder väte och O betyder syre. Har man bara en massa väteatomer får man en explosiv gas som heter vätgas. Syre för sig är en gas som man blir pigg av när man andas in den. Men när väte och syre förenas får man ett ämne som du ju känner igen, vanligt vatten.
178
L_SEBOK.INL 09 01 08 16.12 Sida 192
Bildförteckning Adlercreutz, Johan/Naturbild s 186 ö AKG/Lessing, Erich/IMS s 158 tv Arkiv s 13, 23, 51, 82, 90, 105, 116, 120, 144 Arosenius, Ivar/Nationalmuseum s 125 Bengtsson, Kenneth/Naturbild s 131 Deutsches museum s 81 Double, Alex/Planet Earth Pictures s 66 Du Pont s 172 Dugast, Jean-Leó/Phoenix s 159 Ekströmer, Jonas/Pressens Bild s 73 Ericsson s 121 Garnert, Jan s 62 Garsten, Johan/Huddinge sjukhus s 64 Gohier, Francois/Naturbild s 108 Haglöfs s 173 Hammarström, Niclas/Mittet Foto Megapix s 158 th Johnsson, Bo/Skansen Akvariet s 187 Kilbom, Oskar s 76, 77 Kull, Gustav S:r s 96 © Lantmäteriverket -99. Dnr 507-991827 Godkänd från sekretessynpunkt för spridning s 153 Larsson, Per/Orrefors s 170
Bokens tecknare:
Lotta Glave
Anders Nyberg
192
Lundmark, K, Ur Nya himlar s 7 Menzel, Peter/INA Agency Press s 44, 48 Müller-Elsner. H/INA Agency Press s 79 NASA/IBL s 15 NASA/Science Photo Library/IBL s 84 Okänd konstnär/IMS s 80 Packham, Chris/BBC/Naturbild s 129 Photo Disc object series 21 s 185 Pointing, Herbert/Popper foto s 117 Pressens Bild s 122, 182 Rennéus, Ulf s 154 Science Museum/Science & Society picture library s 163 Silva s 22 Sjöberg Bildbyrå s 114, 118 Sprauge, Sean/Phoenix s 135 Tekniska museet s 52 Trelleborg s 89 Ur Det hemliga vapnet/1956 Casterman/distrb. PIB Copenhagen s 106 Ur Uppfinningarnas bok s 145 Wagner, Gert/INA Agency Press s 30 Wigert, Lasse/Gävle Dagblad s 31 Zoologisk Museum Köpenhamn s 92
OMSLAG.NAT 09 01 08 07.49 Sida 1
Nyfiken på Naturkunskap
Samme författare som skrivit experimentböckerna Försök med fysik och Försök med kemi berättar roliga episoder och dramatiska händelser ur uppfinningarnas och upptäckternas historia ända fram till i dag.
Nyfiken på
NATURVETENSKAP
Nyfiken på Naturvetenskap
Vad upptäckte Galvani när han höll på med grodlår? Varför försov sig den tyske borgmästaren när han la sin väckarklocka i ett lufttomt klot? Hur kom man på idén att göra nylonstrumpor av ett ämne som kol? Hur gör man ljudeffekter i radio? Finns det verkligen djur med inbyggda lampor?
Hans Persson
Hans Persson
6 2 1 -1 7 5 3 1 B E S T N R 2 1-17 53 1- 6 -04 T RYC K N
316 1 175 78912
Almqvist & Wiksell
9
R
Hans Persson
Almqvist&Wiksell