Дебри Физики

Как же достали великие знатоки в комментариях под моим роликом на тубе с фотографиями атомов. Точнее как - я очень приветствую любознательность и попытку поставить под сомнение некоторое утверждение. Но делать это следует корректно и не попадать в ловушку Даннинга-Крюгера. И точно не следует писать в стиле ты-***. Ну и да, в комментах я раз 5 про это ответил, но...

Так вот. Если опустить весь "авторский стиль" комментаторов, то мысль-то верная и здравая - мол ты сам сказал, что дифракционный предел Абе (длина волны света больше размера атома), а теперь говоришь, что атом на зеркало сфоткали. На иллюстрации та самая фотография. Но в том то и соль. Потому автор и победил в конкурсе научной фотографии с этой работой. Техника выполнения сложна.

Дэвид Нэдлингер, который ловит атомы для исследования по квантовым вычислениям в Оксфордском университете, сделал этот снимок, используя обычную «зеркалку» Canon c 50mm объективом и макрокольцом. Это атом стронция. И он был подсвечен лазером.

Атомы стронция, содержащие 38 протонов и имеющие диаметр равный 215 миллиардных долям милимметра, относительно велики. Единственная причина, по которой мы можем видеть атом на фотографии: он поглотил и излучил вновь свет лазера. Этот процесс был запечатлен благодаря долгой выдержке камеры. Поэтому фотография эта на самом деле - скорее след лазерного луча, нежели очертания самого атома. Без долгой выдержки атом не был бы виден невооруженным глазом. И в ролике было чётко сказано, что у нас нет ни одной фотографии и всё это визуализации, модели и прочее.

⚠️ Дебри.Физика

#хейт

Как же достали великие знатоки в комментариях под моим роликом на тубе с фотографиями атомов. Точнее как - я очень приветствую любознательность и попытку поставить под сомнение некоторое утверждение. Но делать это следует корректно и не попадать в ловушку Даннинга-Крюгера. И точно не следует писать в стиле ты-***. Ну и да, в комментах я раз 5 про это ответил, но...

Так вот. Если опустить весь "авторский стиль" комментаторов, то мысль-то верная и здравая - мол ты сам сказал, что дифракционный предел Абе (длина волны света больше размера атома), а теперь говоришь, что атом на зеркало сфоткали. На иллюстрации та самая фотография. Но в том то и соль. Потому автор и победил в конкурсе научной фотографии с этой работой. Техника выполнения сложна.

Дэвид Нэдлингер, который ловит атомы для исследования по квантовым вычислениям в Оксфордском университете, сделал этот снимок, используя обычную «зеркалку» Canon c 50mm объективом и макрокольцом. Это атом стронция. И он был подсвечен лазером.

Атомы стронция, содержащие 38 протонов и имеющие диаметр равный 215 миллиардных долям милимметра, относительно велики. Единственная причина, по которой мы можем видеть атом на фотографии: он поглотил и излучил вновь свет лазера. Этот процесс был запечатлен благодаря долгой выдержке камеры. Поэтому фотография эта на самом деле - скорее след лазерного луча, нежели очертания самого атома. Без долгой выдержки атом не был бы виден невооруженным глазом. И в ролике было чётко сказано, что у нас нет ни одной фотографии и всё это визуализации, модели и прочее.

⚠️ Дебри.Физика

#хейт

У торговца солью был осел, на котором он каждый день возил мешки с солью на рынок.

Однажды, когда они пересекали реку по пути на рынок, осел внезапно споткнулся и упал в воду. Соль растворилась, сделав мешок легче. С того дня осел начал повторять один и тот же трюк каждый день. Но торговец понял, что осел растворяет соль, и решил преподать ему урок. На следующий день вместо соли он наполнил мешки для осла ватой и поместил их ему на спину.

Осел проделал тот же трюк и прыгнул в воду. Но в отличие от предыдущего раза, вата в мешке впитала воду, став намного тяжелее. Осел с трудом выбрался из реки и еле тащил груз.

Эта старая легенда из разряда "мифы и сказания" очень полезна. Весьма заманчиво и в науке искать шаблоны. Многие учёные правда становятся жертвами такого подхода. Применительно к физике - он и не настолько плох. Паттерны и стандартные решения - это неизбежно, чтобы не изобретать велосипед каждый раз или не высчитывать второй закон Ньютона заново. Но есть в этом что-то от ослика с мешками. Паттерны уместны до тех пор, пока не появится сомнений относительно их состоятельности. Нельзя исключать, что в 0,01% случаев массивный объект полетит вверх, а не вниз.

Ну и да, как же тут не напомнить, что такие истории я обычно размещаю в Изобретателе и там много чего полезного.

⚠️ Дебри.Физика

#теории

У торговца солью был осел, на котором он каждый день возил мешки с солью на рынок.

Однажды, когда они пересекали реку по пути на рынок, осел внезапно споткнулся и упал в воду. Соль растворилась, сделав мешок легче. С того дня осел начал повторять один и тот же трюк каждый день. Но торговец понял, что осел растворяет соль, и решил преподать ему урок. На следующий день вместо соли он наполнил мешки для осла ватой и поместил их ему на спину.

Осел проделал тот же трюк и прыгнул в воду. Но в отличие от предыдущего раза, вата в мешке впитала воду, став намного тяжелее. Осел с трудом выбрался из реки и еле тащил груз.

Эта старая легенда из разряда "мифы и сказания" очень полезна. Весьма заманчиво и в науке искать шаблоны. Многие учёные правда становятся жертвами такого подхода. Применительно к физике - он и не настолько плох. Паттерны и стандартные решения - это неизбежно, чтобы не изобретать велосипед каждый раз или не высчитывать второй закон Ньютона заново. Но есть в этом что-то от ослика с мешками. Паттерны уместны до тех пор, пока не появится сомнений относительно их состоятельности. Нельзя исключать, что в 0,01% случаев массивный объект полетит вверх, а не вниз.

Ну и да, как же тут не напомнить, что такие истории я обычно размещаю в Изобретателе и там много чего полезного.

⚠️ Дебри.Физика

#теории

Вакуум. Это то, где ничего нет? Ну... Если вы решаете, школьную задачку, то да. Но нет. Удивительно, но не всем известно, что вакуум имеет характеристики. И да, абсолютная пустота должна была бы называться абсолютным вакуумом, а такого даже в Войде Волопаса не найти. Физика не терпит пустоты. Впрочем, там уже совсем другие материи и тема для другой беседы.

В общем смысле для лабораторных условий вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа и характерным размером среды (так называемым числом Кнудсена).

В зависимости от величины этого соотношения различают:

▪️ Низкий вакуум (λ/d≪1)
▪️ Средний вакуум (λ/d∼1)
▪️ Высокий вакуум (λ/d≫1)

Под характерным размером среды могут приниматься, например, расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода. Также количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление. Вакууму обычно соответствует область давления ниже 105 Па. Примерно такие характеристики вы встретите в описании вакуумного насоса.

⚠️ Дебри.Физика

#физическиеявления

Какой материал самый твёрдый из существующих? Нет... Вы ошиблись, став жертвой стереотипного мнения.

Самый твердый материал из существующих - это не алмаз. Алмаз - это всего лишь самый твердый природный и распространенный материал на Земле. На самом деле существует шесть материалов, которые тверже алмаза, согласно различным показателям твердости, таким как стойкость к царапинам, твердость и прочность на разрыв.

Эти шесть материалов:

▪️Нитрид бора вюрцита: это кристалл, состоящий из атомов бора и азота, который имеет структуру, похожую на алмаз, но немного тверже из-за меньшей плотности. Он может выдерживать давление на 18% большее, чем алмаз.

▪️ Лонсдейлит: Это еще одна форма углерода, имеющая гексагональную структуру вместо кубической, как у алмаза. Она образуется, когда метеориты, содержащие графит, падают на Землю. Она может выдерживать давление на 58% выше, чем алмаз.

▪️ Карбин: Это одномерная цепочка атомов углерода, которая чрезвычайно прочна и жестка. Она имеет вдвое большую прочность на разрыв и втрое большую жесткость, чем алмаз. Однако она очень нестабильна и ее трудно синтезировать в больших объемах.

▪️Графен: это двумерный лист атомов углерода толщиной в один атом. Он обладает замечательными электрическими, термическими и механическими свойствами. Он имеет самую высокую прочность на разрыв среди всех известных материалов, примерно в 300 раз прочнее стали.

▪️Алмазные нанонити (или усы): Это цилиндрические структуры из атомов углерода, расположенных в виде алмазоподобного узора. Они тоньше человеческого волоса, но прочнее стали. Они имеют потенциальное применение в нанотехнологиях и исследовании космоса.

▪️Сверхтвердый фуллерит: это форма углерода, состоящая из сферических молекул, называемых фуллеренами, каждая из которых состоит из 60 атомов углерода. Он тверже алмаза в 1,17–1,52 раза в зависимости от метода измерения.

Все эти материалы "круче" алмаза 🙃

⚠️ Дебри.Физика

#материалка

Какой материал самый твёрдый из существующих? Нет... Вы ошиблись, став жертвой стереотипного мнения.

Самый твердый материал из существующих - это не алмаз. Алмаз - это всего лишь самый твердый природный и распространенный материал на Земле. На самом деле существует шесть материалов, которые тверже алмаза, согласно различным показателям твердости, таким как стойкость к царапинам, твердость и прочность на разрыв.

Эти шесть материалов:

▪️Нитрид бора вюрцита: это кристалл, состоящий из атомов бора и азота, который имеет структуру, похожую на алмаз, но немного тверже из-за меньшей плотности. Он может выдерживать давление на 18% большее, чем алмаз.

▪️ Лонсдейлит: Это еще одна форма углерода, имеющая гексагональную структуру вместо кубической, как у алмаза. Она образуется, когда метеориты, содержащие графит, падают на Землю. Она может выдерживать давление на 58% выше, чем алмаз.

▪️ Карбин: Это одномерная цепочка атомов углерода, которая чрезвычайно прочна и жестка. Она имеет вдвое большую прочность на разрыв и втрое большую жесткость, чем алмаз. Однако она очень нестабильна и ее трудно синтезировать в больших объемах.

▪️Графен: это двумерный лист атомов углерода толщиной в один атом. Он обладает замечательными электрическими, термическими и механическими свойствами. Он имеет самую высокую прочность на разрыв среди всех известных материалов, примерно в 300 раз прочнее стали.

▪️Алмазные нанонити (или усы): Это цилиндрические структуры из атомов углерода, расположенных в виде алмазоподобного узора. Они тоньше человеческого волоса, но прочнее стали. Они имеют потенциальное применение в нанотехнологиях и исследовании космоса.

▪️Сверхтвердый фуллерит: это форма углерода, состоящая из сферических молекул, называемых фуллеренами, каждая из которых состоит из 60 атомов углерода. Он тверже алмаза в 1,17–1,52 раза в зависимости от метода измерения.

Все эти материалы "круче" алмаза 🙃

⚠️ Дебри.Физика

#материалка

Есть мнение, что каждый физический эффект или физическое явление имеют математическое описание. Очень грубо и примитивно - любой шар в физике можно описать уравнением в математике. Я сам всегда исхожу из этой логики, когда описываю и рассматриваю приёмы "математической физики".

Но оказывается каждый математик знает труд Курта Гёделя, который доказал, что любая аксиоматическая система с достаточно сложной арифметикой неизбежно приходит к утверждению, которое остается нерешенным. Другими словами, некоторые утверждения доказать невозможно. Они не являются ни истинными, ни ложными! А их физическая часть вполне работает.

Из этого следует, что математика сама по себе неполна. Математика неспособна описать большинство наблюдаемых природных явлений в том виде, в каком мы их знаем сейчас. Получается, что всё значительно сложнее, чем хочется это видеть.

Есть развивающаяся область математических инструментов, которые имеют гораздо лучшие возможности в описании наблюдаемых природных явлений. Она называется эмерджентной обработкой информации. Это интересно по той причине, что ключевое слово "эмерджентность". Одно есть проявление другого. Не утверждаю, что это абсолютно правильная идея, но интерес она вызывает.

⚠️ Дебри.Физика

#теории

Есть мнение, что каждый физический эффект или физическое явление имеют математическое описание. Очень грубо и примитивно - любой шар в физике можно описать уравнением в математике. Я сам всегда исхожу из этой логики, когда описываю и рассматриваю приёмы "математической физики".

Но оказывается каждый математик знает труд Курта Гёделя, который доказал, что любая аксиоматическая система с достаточно сложной арифметикой неизбежно приходит к утверждению, которое остается нерешенным. Другими словами, некоторые утверждения доказать невозможно. Они не являются ни истинными, ни ложными! А их физическая часть вполне работает.

Из этого следует, что математика сама по себе неполна. Математика неспособна описать большинство наблюдаемых природных явлений в том виде, в каком мы их знаем сейчас. Получается, что всё значительно сложнее, чем хочется это видеть.

Есть развивающаяся область математических инструментов, которые имеют гораздо лучшие возможности в описании наблюдаемых природных явлений. Она называется эмерджентной обработкой информации. Это интересно по той причине, что ключевое слово "эмерджентность". Одно есть проявление другого. Не утверждаю, что это абсолютно правильная идея, но интерес она вызывает.

⚠️ Дебри.Физика

#теории

Чередование материалов с различным показателем преломления создает периодическое изменение оптических свойств среды. Когда свет проходит через такую периодическую структуру, он дифрагирует (рассеивается) на границах между материалами. При определенных условиях, связанных с длиной волны света и периодом структуры, происходит конструктивная интерференция рассеянных волн. Эта конструктивная интерференция приводит к созданию стоячих волн и, как следствие, к подавлению распространения света определенных частот – формированию фотонной запрещенной зоны.

Фотоны, энергия которых попадает в фотонную запрещенную зону, отражаются от кристалла или затухают внутри него. Остальные фотоны могут свободно распространяться через объект.

Эта штука называется фотонный кристалл. Есть разные технологии её изготовления, но смысл всегда сводится к одному - получить световой полупроводник. Определенные длины волн света будут проходить, а другие нет. Это чрезвычайно полезно и имеет множество прикладных применений. С помощью фотонных кристаллов можно создавать среды с отрицательным показателем преломления, что даёт возможность фокусировать свет в точку размерами меньше длины волны и получать суперлинзы.

П.с.: Ну и идея эта была подсмотрена у жуков. Крылья тропических бабочек покрыты фотонными кристаллами для того, чтобы снизить нагрев и заодно сформировать великолепный рисунок.

⚠️ Дебри.Физика

#оптика