Những câu hỏi vì sao? p.2

11 - Vì sao trong sa mạc có nấm đá ?

Nấm đá ở sa mạc Gioocdani, cao xấp xỉ 8 mét.

Trong sa mạc, thỉnh thoảng bạn sẽ bắt gặp từng hòn nham thạch cô độc nhô lên như cây nấm đá, có hòn cao đến 10 m. Ngắm cái “bụng” thon và cái “đầu” nặng nề của nó thật thú vị. Chúng là kiệt tác của nhà điêu khắc nào vậy? Của nhà điêu khắc vô danh - gió trong sa mạc.

Những khối nham thạch kỳ lạ này là do bị gió cát cọ sát, mài mòn ngày này qua ngày khác mà nên. Những hạt cát nhỏ bị gió cuốn lên rất cao, trong khi những hạt cát tương đối thô nặng thì chỉ bay là là gần mặt đất. Trong điều kiện tốc độ gió bình thường, hầu như toàn bộ sỏi đều tập trung ở tầm cao chưa tới 2 mét. Có người đã làm một thực nghiệm thú vị ở phần nam Đại sa mạc Takla Makan, thì thấy khi tốc độ gió là 5,7 m/giây thì có tới 39% sỏi chỉ bay tới độ cao dưới 10 cm, trong đó phần cực lớn hầu như bay sát mặt đất.

Vì vậy khi gió cuốn sỏi cát bay qua, phần dưới tảng nham thạch cô lập bị rất nhiều hạt sỏi cát không ngừng mài mòn, phá hủy tương đối nhanh. Còn phần trên, vì gió mang theo tương đối ít sỏi cát nên sự mài mòn diễn ra chậm hơn. Ngày qua tháng lại, dần hình thành “nấm đá” có phần trên thô lớn, phần dưới nhỏ.

Nếu phần dưới của nham thạch mềm, phần trên cứng chắc thì thậm chí ở chỗ không bị gió cát mài mòn, chỉ dưới tác dụng phá hoại của các lực tự nhiên khác, nham thạch cũng sẽ bị tạc thành nấm đá.

12 - Vì sao mực xanh đen được ưa chuộng?

Các loại mực thường dùng có màu đỏ, xanh và xanh đen. Với hai loại mực đỏ và xanh, chữ viết ra rất nét, nhưng nếu gặp nước, dễ bị nhoè đi. Trong khi đó, mực xanh đen gặp nước vẫn "vô tư", và rất bền với thời gian. Tại sao lại như vậy?

Mực đỏ và mực xanh được điều chế bằng cách hoà các phẩm mầu tương ứng vào nước mà thành. Các loại màu này rất dễ tan khi gặp nước, nên chữ viết hay bị nhoè đi. Mực xanh đen không bị nhược điểm này là do phương pháp chế tạo ra nó. Nguyên liệu chế tạo gồm: tanin, axit galic và sắt (2) sunfat. Ngoài ra, trong mực còn có một ít axit sunfuric, có tác dụng ngăn ngừa sắt (2) sunfat bị oxy hóa thành sắt (3) sulfat, một ít axit phenic để chống mực bị thối, một ít bột màu xanh để tạo màu cho mực và ít chất keo để làm cho mực có độ dính.

Sau khi chế tạo, lượng tanin trong mực xanh đen kết hợp với sắt (2) sulfat thành tanin sắt (2). Khi dùng mực viết chữ trên giấy, dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và oxy của không khí, tanin sắt (2) biến thành tanin sắt (3). Tanin sắt (3) sẽ tác dụng với axit galic tạo thành sắt galat. Hợp chất này bám chặt vào mặt giấy, không bị hơi ẩm làm nhòe chữ, cũng như không bị nhạt màu, giúp chữ viết bám lâu dài vào mặt giấy. Do đặc điểm này, ngày nay trong các văn kiện chính thức, người ta thường viết bằng mực xanh đen.

Đương nhiên, vì tanin sắt (2) dễ bị ôxy hóa biến thành tanin sắt (3), mà hợp chất này lại dễ tác dụng với axit galic tạo kết tủa, nên mực sau khi chế xong phải được chứa trong bình đậy kín. Nếu không trong đáy mực sẽ có kết tủa sau một thời gian.

13 - Thuỷ tinh có bị ăn mòn không?

Thuỷ tinh được xem là một vật liệu kỳ diệu vì khả năng chống ăn mòn cao. Không nói đến nước, chứ các loại axit rất mạnh như axit sunfuric, nitric, clohydric, và cả nước cường toan dùng để hoà tan vàng, thuỷ tinh cũng "chấp" hết. Có điều, người ta đã lầm khi nghĩ rằng thuỷ tinh không có đối thủ.

Các nhà khoa học từng cho rằng thủy tinh là bình đựng vạn năng, và đã bỏ vào đó axit flohydric. Không lâu sau, các bình này trở nên mờ đi. Tại sao vậy? Thì ra, axit flohydic có thể tác dụng với silicat, thành phần chủ yếu của vật liệu làm bình. Chính nhờ phản ứng này mà người ta tạo được các dấu chia độ, hoa văn,… trên các bình thuỷ tinh. Axit flohydric tác dụng với silicat theo phản ứng sau:

CaSiO₃ + 6 HF = CaF₂ + SiF₄ + 3 H₂O

Do đó, thuỷ tinh bị ăn mòn. Phương pháp khắc, đánh dấu trang trí theo kiểu này được gọi là phương pháp khắc ăn mòn.

Vì bình thuỷ tinh không đựng được axit flohydric, nên người ta phải tìm một vật liệu khác, đó là chì. Nguyên tố này trơ đối với axit flohydric. Ngày nay, chất dẻo được thay thế cho chì để làm bình đựng vì nó khắc phục được tất cả các nhược điểm trên.

14 - Tại sao phòng quan trắc thiên văn thường có mái tròn?

Đài thiên văn khi đóng cửa sổ.

Thông thường mái nhà nếu không bằng thì cũng nghiêng, chỉ riêng mái các phòng quan trắc của đài thiên văn thì hình tròn, trông xa giống như một bánh bao lớn. Phải chăng họ làm dáng cho nó hay chỉ để trông cho lạ mắt?

Không phải vậy, bởi mái tròn có tác dụng riêng của nó. Nhìn từ xa, nóc đài thiên văn là một nửa hình cầu, nhưng đến gần sẽ thấy trên nóc mái có một rãnh hở chạy dài từ đỉnh xuống đến mép mái. Bước vào bên trong phòng, rãnh hở đó là một cửa sổ lớn nhìn lên trời, ống kính thiên văn khổng lồ chĩa lên trời qua cửa sổ lớn này.

Mái hình tròn của đài thiên văn được thiết kế để chuyên dụng cho kính thiên văn viễn vọng. Mục tiêu quan trắc của loại kính này nằm rải rác khắp bầu trời. Vì thế, nếu thiết kế như những mái nhà bình thường thì rất khó điều chỉnh ống kính về các mục tiêu. Trên trần nhà và xung quanh tường, người ta lắp một số bánh xe và đường ray chạy bằng điện để điều khiển nóc nhà di chuyển mọi góc độ, rất thuận tiện cho người sử dụng. Bố trí như vậy, dù ống kính thiên văn hướng về phía nào, chỉ cần điều khiển nóc nhà chuyển động đưa cửa sổ đến trước ống kính, ánh sáng sẽ chiếu tới và người quan sát có thể nhìn thấy bất cứ mục tiêu nào trên bầu trời.

Khi không sử dụng, người ta đóng cửa sổ trên nóc nhà để bảo vệ kính thiên văn không bị mưa gió. Đương nhiên, không phải tất cả các phòng quan trắc của đài thiên văn đều thiết kế mái tròn. Một số phòng quan trắc chỉ quan sát bầu trời hướng Bắc - Nam nên chỉ cần thiết kế mái nhà hình chữ nhật hoặc hình vuông

15 - Vì sao ruồi bay có tiếng, nhưng bướm lại không?

Bướm đập cánh rất chậm, vì thế không phát ra tiếng kêu.

Khi ruồi muỗi lượn quanh, từ xa, bạn đã nghe thấy tiếng “động cơ” vo vo của chúng. Nhưng bướm thì dù có ghé sát tai vào bạn cũng không thể nghe được gì cả. Phải chăng ruồi muỗi có cơ quan "phát thanh" đặc biệt?

Thật ra, tiếng kêu đó chỉ là do dao động do cánh gây ra mà thôi. Để chứng minh vấn đề này, chúng ta hãy làm thí nghiệm sau: lấy một mảnh tre mỏng rồi khua lên khua xuống trong không khí. Nếu khua nhẹ, bạn sẽ không nghe thấy gì, nhưng nếu khua mạnh, sẽ có tiếng vù vù rất rõ.

Âm thanh truyền đến tai ta là do tai cảm nhận được các dao động trong không khí. Tuy nhiên, ta chỉ có thể nghe được những rung động có tần số từ 20 đến 20.000 lần mỗi giây. Nếu thấp hoặc cao hơn khoảng này chúng ta đều không nghe thấy. Điều đó giải thích vì sao mảnh tre khua chậm thì im hơi lặng tiếng, nhưng khi khua nhanh sẽ tạo ra tiếng xé gió vù vù.

Côn trùng khi bay phát ra âm thanh cũng giống như nguyên lý kể trên. Các nhà khoa học cho biết, mỗi giây, ruồi nhặng vỗ cánh từ 147-220 lần, muỗi là 594 lần, thậm chí có loài còn vỗ 1000 lần, ong mật vỗ 260 lần. Nhưng bướm trắng thì chỉ lập lờ có... 6 lần, bướm gai 5 lần. Chính vì thế mà chúng bay hoàn toàn yên lặng.

16 - Vì sao chạch lại nhả bọt?

Cá chạch sẽ dùng ruột làm cơ quan hô hấp khi nước thiếu ôxy.

Ở những ao đầm, mương, ngòi có nhiều cá chạch sinh sống, trên mặt nước thường có nhiều bóng khí. Nếu thả vài chục con chạch trong thùng nước, thì chỉ một lúc sau bọt đã phủ đầy chẳng còn chừa khoảng trống nào cả. Lũ cá làm sao thế nhỉ?

Thì ra, đó chỉ là do loài chạch trung tiện hơi nhiều mà thôi.

Chạch có thân dài, hơi dẹt, cũng thở bằng mang như các loại cá khác. Nhưng khi trong nước thiếu dưỡng khí, nếu chỉ thở bằng mang thôi sẽ không cung cấp đủ ôxy cho cơ thể. Lúc đó, chạch sẽ thò đầu lên khỏi mặt nước, trực tiếp hít thở khí trời và dùng ruột làm cơ quan hô hấp thay thế mang. Mấu chốt chính là ở đây: Ruột chạch có cấu tạo khác hẳn so với các loài cá khác.

Nếu như ruột cá bình thường phải cuộn từ 8-10 vòng trong bụng cá, thì ruột chạch lại nối thẳng từ cổ họng đến hậu môn thành một đường thẳng không gấp khúc và có thể nhìn thấu qua. Trên thành ruột có nhiều mạch máu nhỏ. Đoạn ruột vừa thẳng vừa ngắn này có tác dụng tiêu hóa thức ăn, đồng thời còn hô hấp thay thế mang khi cần thiết.

Khi chạch cảm thấy trong nước hoặc bùn không đủ ôxy, nó sẽ ngoi đầu lên khỏi mặt nước (mặt bùn), đớp một ngụm khí rồi lại lặn xuống. Không khí được nuốt xuống ruột, các mạch máu trên thành ruột hấp thụ luôn lượng khí ôxy trong khoang ruột, chất khí thừa còn lại và lượng khí CO2 do máu thải ra sẽ qua hậu môn theo hình thức trung tiện, đó chính là những bọt khí xuất hiện trên mặt nước. Ôxy trong nước càng ít, chạch càng đớp nhiều lần hơn. Khi trong nước hết ôxy, chạch ngoi lên khoảng 70 lần mỗi giờ để duy trì sự sống.

17 - Xoáy nước xuất hiện như thế nào?

Nước sông đang chảy xiết, khi tới trụ cầu thì bị cản, nên phải lùi lại sau. Nhưng phía sau lại là dòng nước đang cuồn cuộn chảy tới, kéo nó chảy theo. Như thế, số nước này tiến không được, lùi cũng không xong, đành chạy vòng tròn ở vùng gần trụ cầu. Vậy là ở đó xuất hiện xoáy nước.

Trên dòng sông, xung quanh các cọc gỗ hay mỏm đá nhô lên khỏi mặt nước cũng có thể xuất hiện xoáy. Đó là vì dòng nước sau khi bị các vật cản ngăn lại, nó chỉ có thể đi vòng ra hai bên. Khi đến mặt sau vật cản, do ở nơi đó nước sông chảy chậm, ảnh hưởng đến sự chảy qua của dòng nước, thế là nó lao vào số nước đã ngăn cản sức chảy của nó và khiến chúng chạy vòng.

Ở những chỗ dòng sông lượn vòng, gấp khúc cũng dễ xuất hiện xoáy nước. Do nước sông có xu hướng chảy theo đường thẳng, vì vậy ở gần mặt trong đoạn vòng, luồng nước đã “thoát ly” bờ sông để chảy thẳng. Thế nhưng, luồng nước ở phía ngoài lại ép luồng nước phía trong phải đi vòng qua. Khi luồng nước mặt trong chịu áp lực của mặt ngoài bị chen bật trở lại thì một phần của nó sẽ chảy bổ sung vào nơi mất nước, và như vậy đã hình thành xoáy nước.

Nếu chú ý bạn có thể thấy, xoáy nước trên dòng sông đều xuất hiện ở những nơi tốc độ và phương hướng dòng chảy đột ngột thay đổi.

18 - Vì sao ong bắp cày không đốt người trong mùa thu?

Trong một bầy ong, phần lớn là những con ong thợ (ong cái), có khả năng đốt người.

Ong bắp cày đốt rất đau. Nhưng không phải con nào cũng biết làm việc ấy, mà chỉ có ong cái thôi. Mùa xuân và mùa hè, lũ ong cái bay ra khỏi tổ, và bạn rất dễ trở thành mục tiêu của chúng. Nhưng mùa thu, đa phần chúng ở nhà, nhường quyền hoạt động cho các con đực.

Khi đốt người, ong sử dụng đến một chiếc ngòi nhọn ở phần dưới bụng của chúng. Phần gốc ngòi gắn liền với tuyến nọc độc. Hễ chiếc ngòi nhọn đó cắm vào đâu là có nọc độc tràn vào. Bởi vậy khi bị ong đốt, ta có cảm đau buốt.

Ngòi ong chính là vòi đẻ trứng của chúng biến thành. Do đó, chỉ có ong cái mới có cơ quan này, còn ong đực thì không. Tất cả những con ong thợ đều là ong cái (tuy chúng không sinh nở được). Trong xã hội loài ong, con cái nhiều hơn con đực, và các chàng ong rất ít khi bay ra khỏi tổ, nên chúng ta thường chạm trán loại ong đốt người.

Riêng với ong bắp cày, trong mùa xuân và mùa hè, ong thợ xuất hiện nhiều ở ngoài tổ. Đến mùa thu, trời lạnh dần, con cái ở tổ chuẩn bị chống rét cho mùa đông. Cũng vào thời điểm này, ong đực bay đi tìm ong cái để giao phối duy trì nòi giống. Nên nếu có gặp chúng, bạn sẽ chẳng hề hấn gì cả.

Như vậy, nói ong bắp cày không đốt người vào mùa thu chẳng qua là chỉ những con ong đực không có khả năng đốt người. Cách đơn giản để phân biệt hai giống là nhìn màu sắc phần đầu của chúng: ong cái có màu vàng, ong đực là màu trắng.

19 - Loài thằn lằn dùng máu để tự vệ

Thằn lằn phrynosoma.

Đối diện với kẻ thù, khi đã ở vào thế tuyệt vọng, loài thằn lằn có sừng phrynosoma sẽ tự làm tăng áp suất máu lên đầu. Áp suất tăng nhanh khiến các mạch máu nhỏ xíu tại vùng giác mạc bị đứt: Dòng máu phụt theo các ống dẫn nước mắt, phun thẳng vào mặt kẻ thù.

Cũng giống như những loài thằn lằn bình thường khác, loài thằn lằn có sừng phrynosoma, thuộc họ lguanidae, sống ở miền tây nước Mỹ, Mexico và các vùng có khí hậu khô nóng, có khả năng ngụy trang rất tài tình. Khi bị đe dọa, cách phòng thủ mà chúng ưa thích nhất là đổi màu da để ẩn vào môi trường xung quanh.

Không những thế, chúng còn cố gắng hết sức nằm dán xuống mặt đất, để giảm tối đa nguy cơ bị kẻ thù phát hiện. Tuy nhiên, khi ngụy trang không còn hiệu quả đối với những kẻ săn mồi láu cá và lỳ lợm, thằn lằn sẽ chuyển sang phương án tiếp theo là phát ra những tiếng xì xì đầy đe dọa, đồng thời cố hết sức gồng cơ thể lên, giương những chiếc gai nhọn về phía kẻ thù.

Chiến thuật này khiến nó trở nên to hơn và khó nuốt hơn. Thế nhưng, trong trường hợp cả hai phương án trên đều vô hiệu, nó sẽ viện đến phương án cuối cùng là phun máu. Khi cảm thấy sự nguy hiểm tăng lên tột độ, nó sẽ tự làm tăng áp suất máu lên khu vực đầu để có thể phun ra theo các ống dẫn nước mắt. Phương án của kẻ cùng đường này đôi khi rất hiệu quả, vì nó làm kẻ thù phát hoảng mà bỏ chạy.

20 - Âm thanh trong phích nước từ đâu ra?

Ghé sát tai vào phích nước rỗng, bạn sẽ thấy âm thanh o o như tiếng gió lùa. Phích kín như vậy thì gió ở đâu ra nhỉ. Thực tế, đây chỉ là hiện tượng cộng hưởng âm thanh bình thường, xảy ra với tất cả các dụng cụ chứa mà thôi.

Trước hết, ta hãy tìm hiểu về hiện tượng cộng hưởng âm:
Sóng âm là sự thay đổi mật độ lúc loãng lúc đặc của không khí, được truyền đi từ nguồn âm tới mọi hướng với tốc độ nhất định. Số lần biến đổi loãng - đặc trong một giây gọi là tần số. Khoảng cách giữa hai phần đặc hoặc hai phần loãng kề nhau gọi là bước sóng. Tần số của âm thanh càng cao, hoặc là bước sóng càng ngắn thì âm điệu nghe được càng cao.

Nói chung, âm thanh là do vật dao dộng gây ra. Ví như khi đánh trống, do mặt trống dao động lên xuống nên phát ra âm thanh trong không khí. Những vật thể khác nhau khi dao động sẽ phát ra những âm thanh không cùng tần số.

Nếu có hai vật thể phát ra âm thanh có tần số giống nhau và nằm ở gần nhau, thì khi để cho một vật phát âm, vật kia cũng có thể phát âm theo. Hiện tượng này gọi là cộng hưởng.

Điều thú vị là hầu như không khí (hay cột không khí) trong bất kỳ dụng cụ chứa nào cũng đều có thể cộng hưởng với các vật phát âm. Đưa một vật phát âm tới gần miệng một dụng cụ chứa, nếu tần số hoặc bước sóng của nguồn âm phù hợp với tần số hoặc bước sóng riêng của cột không khí, thì cột không khí sẽ cộng hưởng liền (tức là nó dao động) và làm âm thanh lớn lên rất nhiều.

Theo các nhà nghiên cứu, chỉ cần bước sóng bằng 4 lần, hoặc 3/4, 4/5… độ dài cột không khí, thì sau khi truyền vào dụng cụ chứa, nó sẽ gây ra cộng hưởng. Chiều cao bên trong của phích thường khoảng 30 cm. Từ đó có thể tính được rằng, khi những âm thanh có bước sóng là 120 cm, hoặc 40 cm, 24 cm… truyền vào phích thì đều có thể gây ra cộng hưởng.

Xung quanh chúng ta có đủ mọi loại âm thanh to nhỏ. Chúng có thể đồng thời cộng hưởng với cột không khí trong phích, tạo thành tiếng o o mà khi ghé tai vào ta sẽ nghe thấy. Do cột không khí ngắn, nên bước sóng của những âm thanh được cộng hưởng cũng ngắn. Vì vậy, những âm o o phát ra từ một chai nhỏ sẽ nhọn sắc hơn từ chiếc phích phát ra.

Nếu bình chứa có chỗ hư hỏng khiến cho cột không khí không hoàn chỉnh thì âm thanh cộng hưởng cũng bị thay đổi. Chính vì thế mà người ta thường thông qua việc nghe các tiếng o o để kiểm tra xem phích đựng nước có bị hỏng hay không.

theo vietsciences