День відкриття гелію

День відкриття гелію

Що це за подія?

Гелієм наповнені повітряні кульки, які можуть літати, а також він дивним чином впливає на людський голос. Цими фактами обмежуються знання про гелій переважної більшості людей, а між тим, це дуже цікавий хімічний елемент, який має набагато важливіше значення. Він займає друге місце після водню за розповсюдженням у Всесвіті — 24% космічної маси складається саме з гелію. Відкриття гелію сталося в середині XIX століття, і відтоді він знайшов застосування в промисловості, авіації, електроніці,  медицині та інших сферах людської діяльності. Щоб підкреслити важливість цього хімічного елементу в нашому житті, існує щорічне свято — День відкриття гелію, який відзначається 18 серпня.

Схожа подія:
🌌 Міжнародний день Космосу

Почитайте історію виникнення та дізнайтеся більше про безмежний простір, що невпинно розширюється, наповнений зірками, планетами й неймовірними таємницями.

Підпишіться на наші канали у Viber чи Telegram і ми нагадаємо вам про всі актуальні свята та події на кожен день.

Як виникла ідея відзначати День відкриття гелію?

XIX століття стало переломним для спостерігачів за небесними тілами — астрономів. Вони отримали новий інструмент під назвою спектроскоп, який працював як потужна призма, розсіюючи світло на хвилі, довжину яких можна було виміряти. Першу модель спекроскопа створив  німецький фізик – винахідник Йозеф Фраунгофер. При цьому він виявив незрозумілі темні лінії, якими переривалися інші кольори спектру. 

Таємничі лінії

Лише кілька десятиліть потому таємницю темних ліній було розкрито іншими дослідниками, Густавом Кірхгофом та Робертом Бунзеном. Вони виявили, що темні лінії Фраунгофера являють собою явище поглинання частини світла парами різних газів, з яких складається зовнішня оболонка Сонця. Таким чином, кожен хімічний елемент має свій унікальний спектр, ніби відбиток пальця у людини. Завдяки цьому висновку, аналізуючи спектри випромінення окремих елементів у лабораторії, а потім направляючи свої спектроскопи на зірки, вчені змогли визначати їхній хімічний склад. 

Французький астроном П’єр Жюль Жансен захопився цією новою формою аналізу світла. Він подорожував по Європі та Азії в пошуках оптимальних місць спостереження за нічним небом. Крім того, Жансен досліджував затемнення, тому в лютому 1867 року відвідав Італію, а потім поїхав до Індії, в місто Гунтур, де можна було спостерігати повне сонячне затемнення, яке мало відбутися 18 серпня 1868 року.

Тож у день затемнення, озброївшись спектроскопом, Жансен побачив дещо незвичайне — яскраво- жовту лінію, довжина хвиль якої не відповідала жодному відомому елементу. Спектр був близьким до натрію, але дослідник зрозумів, що це новий елемент, досі не знаний на Землі. Про новину він повідомив Академію наук Франції, але приблизно в той самий час Академія отримала подібне повідомлення від британського астронома Джозефа Нормана Лок’єра. 

Оскільки робота обох дослідників проходила паралельно, їм було запропоновано компроміс —   розділити авторство відкриття на двох. Жансен і Лок’єр погодилися, а згодом навіть стали близькими друзями. Оскільки загадкове жовте світло з довжиною хвилі 587,49 нанометра видавав елемент, виявлений на Сонці, його вирішили назвати гелієм — на честь грецького бога Сонця – Геліоса.

Гелій та наукова спільнота

Ставлення наукової спільноти до цього відкриття було неоднозначним — багато вчених висловлювали скептицизм щодо існування в космосі елементу, якого немає на нашій планеті. Проте в 1882 році гелій було виявлено й на Землі — італійський фізик Луїджі Пальмієрі зафіксував жовту спектральну лінію, досліджуючи газ, виділений із лави Везувію. Після 1895 року, коли британським хіміком Уільямом Ремзі було проведено експеримент з ураномістким мінералом і отримано газ, частиною якого був гелій, всі сумніви зникли — елемент було остаточно ідентифіковано. В 1903 році Уільям Ремзі та хімік Фредерік Содді встановили природу походження гелію як продукту радіоактивного розпаду, а з 1905 року стало відомо, що гелій у різній концентрації може міститися в природному газі.

З того часу науковці детально вивчили гелій і включили його до групи з шести хімічних елементів, які мають назву «благородні гази». Крім гелію, ця група складається з неона, аргона, криптона, ксенона і радона. Вони характеризуються схожими властивостями, зокрема, інертністю, тобто малою вірогідністю участі в хімічних реакціях. Це відбувається через те, що зовнішня оболонка їхніх атомів повністю заповнена електронами. Гелій є другим найменш реактивним елементом після неона.

Гелій – помічник

Найбільша концентрація гелію — у зірках, де він утворюється з водню шляхом ядерного синтезу. В атмосфері Землі гелій присутній в межах 5 частин на 1 мільйон, тобто 0,0005%. Цей елемент не може накопичуватися в земній атмосфері у значній кількості, бо гравітації нашої планети недостатньо, щоб утримувати його, і гелій швидко залишає Землю, відлітаючи в космос. Різна кількість гелію міститься в радіоактивних мінералах, метеоритному залізі та природному газі.

Спершу ніхто не думав, що гелій матиме хоч якесь практичне застосування, та під час Першої світової війни його стали використовувати для дирижаблів, адже цей газ легший за повітря в сім разів, не горить і не вступає в хімічні реакції з іншими речовинами, тому ідеально підходить для подібних літальних апаратів. 

Також гелій виявився корисним у перших польотах на Місяць — його додавали в резервуари з киснем та паливом для ракет-носіїв «Сатурн-5», які доставили астронавтів «Аполлона» в космос, а також для Місячного модуля, з якого люди зійшли на поверхню супутника Землі.  В сучасному світі гелій є незамінною складовою багатьох високих технологій та важливим технічним газом, а рівень його використання є одним з показників технологічного розвитку будь-якої держави. 

День відкриття гелію в історії

  • 1814
    Німецький винахідник Йозеф Фраунгофер створив перший спектроскоп.
  • 1868
    П’єр Жюль Жансен та Джозеф Норман Лок’єр незалежно один від одного відкрили новий елемент під час спектрального дослідження Сонця.
  • 1882
    Фізик Луїджі Пальмієрі виявив вміст гелію у вулканічному газі Везувію.
  • 1895
    Хімік Уільям Ремзі експериментально підтвердив існування газу гелію на Землі.
  • 1903
    Встановлено, що гелій утворюється в результаті радіоактивного розпаду.
  • 1905
    Було виявлено вміст гелію в природному газі. Відтоді цей елемент для використання в промисловості та в інших галузях видобувають саме з природного газу.

Часті Питання та відповіді про День відкриття гелію

Чому при вдиханні гелію змінюється голос?

Оскільки гелій значно легший за повітря, людські голосові зв’язки у його середовищі збільшують частоту коливань і тон голосу стає набагато вищим, ніж зазвичай. Проте вдихати велику кількість гелію небезпечно — попри те, що цей газ неотруйний, він витісняє кисень, що може спричинити проблеми з диханням та запаморочення.

Чи можна піднятися в небо на повітряних кульках, наповнених гелієм?

Теоретично це можливо, але підйомна сила гелію — близько 1 грама на 1 літр газу. Відповідно, кулька з 10 літрами гелію може підняти вагу 10 грамів. Тому для людини вагою 50 кілограмів знадобиться 5 тисяч таких кульок, аби з їхньою допомогою відірватися від землі.

Де в світі видобувають найбільше гелію?

Гелій — невідновлювальний природний ресурс, який зазвичай видобувають з природного газу. Найбільше гелію містить газ, що видобувається в кількох регіонах США (Техасі, Оклахомі та Канзасі)  — від 0,3 до 2,7%. На долю США приходиться 30% світового видобутку гелію. Іншими виробниками гелію є Росія, Катар, Канада та Алжир.

При якій температурі газ гелій змінює свій фізичний стан?

Щоб перевести гелій в рідкий або твердий стан, необхідно застосовувати наднизькі температури та надвисокий тиск. Точка кипіння гелію — -268°С. Він не твердне за нормального тиску при будь-якій низькій температурі, це можливо лише за умови підвищення атмосферного тиску до 25 атмосфер та температурі – 272°С. 

З якою швидкістю утворюється гелій в земних надрах?

Накопичення гелію — дуже повільний процес. Наприклад, щоб в одній тонні граніту з вмістом 2 грамів урану і 10 грамів торію утворилося всього 0,5 см3 гелію, має пройти мільйон років. Тож чим старший вік мають газоносні породи і чим вищий вміст у них радіоактивних елементів, тим більше гелію в складі такого природного газу.

Як відзначати День відкриття гелію?

Науковці передбачають в найближчому майбутньому дефіцит гелію, зважаючи на дуже повільний процес його утворення, складність видобутку та низький вміст у природному газі. Тож не виключено, що використання кульок з гелієм на розважальних і святкових заходах колись буде обмежено чи заборонено. 

Проте поки що найпростіший спосіб відзначити День відкриття гелію — спробувати вдихнути трохи цього газу з повітряної кульки і здивуватися, як після цього зміниться голос. Особливо весело робити це в компанії з друзями та дітьми, але при цьому слід пам’ятати про правила безпеки та не вдихати гелій занадто довго. 

Якщо ж зміна голосу не входить цього дня в плани, то можна просто організувати друзів і вийти разом на прогулянку з яскравими кульками, наповненими гелієм. Цікавим перехожим варто повідомити про причину такого святкового «параду», адже про День відкриття гелію відомо не всім. Тому доречно буде поділитися цією інформацією і в соціальних мережах, додавши фотографії зі святкової прогулянки.

Щоб завершити день на максимально романтичній ноті, слід прив’язати до кожної кульки записки з побажаннями чи заповітними мріями і відпустити їх у вільний політ. А за те, що ми маємо змогу це зробити, можна виразити в одній із записок подяку П’єру Жансену та Норману Лок’єру — людям, що колись відкрили для нас гелій.

Чому важливий цей день? 

Не всім відомо, що гелій є важливим компонентом в багатьох областях діяльності людей, а не лише наповнювачем для повітряних кульок. День відкриття гелію популяризує знання про цей хімічний елемент та вшановує працю дослідників, завдяки яким   людство дізналося про існування незвичайного газу.

Наприклад, не всім відомо, що гелій використовується в сучасній медицині — без нього була б неможлива магнітно-резонансна томографія, а в офтальмологічних хірургічних операціях  застосовують гелій-неонові лазери. 

Ракетні двигуни, аеростати, апарати спостереження, системи наведення ракет теж вимагають використання гелію, тож цей елемент є необхідним для оборонних комплексів різних країн. Крім того, гелій потрібен для передових космічних досліджень, тому його активно використовують NASA та SpaceX. 

Різні галузі промисловості застосовують гелій для перевірки герметичності своєї продукції — наприклад, це важливо для виробників аерозолів, шин, холодильників, вогнегасників, кондиціонерів. В електродуговому зварюванні гелій використовують як захисний інертний газ. Ще гелію знайшли застосування  в процесі охолодження ядерних реакторів, а для дайверів та людей, що працюють під водою, гелій — важлива складова суміші для дихання, адже, на відміну від азоту, цей елемент є абсолютно безпечним у поєднанні з киснем. 

Коли будемо відзначати День відкриття гелію?

РікДатаДень тижня
202118 серпняСереда
202218 серпняЧетвер
202318 серпняП’ятниця
202418 серпняНеділя
202518 серпняПонеділок
Рекомендовано
Всесвітній день повітряних зміїв - найстаріших з відомих літальних апаратів,…