По традиции, заведенной профессором Сергеем Петровичем Вятчаниным еще в 2005 году, наша кафедра проводит серию факультативов по занимательной физике для студентов младших курсов.

С 2013 года факультатив называется "Занимательная и злободневная физика" (ЗЗФ)📌. На нем выступают преподаватели кафедры с рассказами о том, что занимало физиков на протяжении веков 🕯, и о том, чем занимается научное сообщество сейчас 🔦.

Очередную (осеннюю) серию ЗЗФ мы начинаем на следующей неделе. 🔜 Cледите за объявлениями!

Пожалуй, можно подвести итоги викторины про 7 нот. В этот раз большинство выбрало заведомо неправильный ответ, привязав число нот в музыкальной гамме к числу цветов в оптическом спектре. В действительности же все было с точностью до наоборот: Ньютон искусственно выделил в спектре 7 цветов (добавив к универсальному английскому “blue” еще экзотический “indigo”), чтобы «подогнать» их число под количество нот в европейской гамме. 🎹
Помимо эстетической была, по-видимому, и научная причина: из опытов по интерференции на воздушных зазорах между линзой и стеклом («кольца Ньютона») он мог заметить, что характерные длины на краях спектра относятся как длины струн одноименных нот соседних октав: два к одному (что уже является прямой отсылкой к теории Пифагора).

Европейский же звукоряд складывался в Средиземноморье, где число 7 имело особый смысл - семи светил, меняющих свое положение на небе: Солнце, Луна, Марс, Меркурий, Юпитер, Венера, Сатурн (полиглоты сразу опознают в этой странной, для современного человека, последовательности семь дней недели: от воскресения ☀️до субботы 🪐). Так что самый непопулярный ответ (про седьмое небо 💫) - ближе всего к истине.

#осцопрос

И немного древней «теории колебаний»… Экспериментируя на специальном приборе с одной струной (монохорде), Пифагор заметил, что длины согласно-звучащих струн соответствуют отношениям последовательных целых чисел: 1/2, 2/3, 3/4... Не остановившись на этом, он развил целую теорию «изоморфного резонанса»: человек как микрокосм приводится к гармонии с макрокосмом «музыкой» семи «небесных сфер». 😏

Не спешите смеяться! Согласно современным представлениям автоколебательные системы (в том числе и человек) синхронизируются внешними воздействиями. Общеизвестно существование суточных (циркадных) ритмов организма, а также ритмов, привязанных к периодам обращения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца. Синхронизм есть и в движении планет: частота вращения Меркурия относится к частоте его обращения вокруг Солнца как три к двум (пифагорова квинта); вращение Венеры синхронизируется с периодом обращения Земли и т.п.
На рисунке – «небесный монохорд» из книги теоретика музыки XVII века Роберта Фладда.

Сегодня начинается и три дня будет продолжаться мероприятие "Кафедры от А до Я". До встречи у стенда кафедры физики колебаний в 12:30!

Осеннюю серию семинаров по "Занимательной и злободневной физике" открывает проф. Пятаков Александр Павлович темой "Зеркало и зазеркалье глазами физика".
Приходите в четверг 19 октября в 17:05, кабинет 3-62, мы расскажем и покажем:

• Секрет магического китайского зеркала
• Как «отзеркалить» уравнения Максвелла
• Как открывать новые эффекты, глядя на симметрию объекта

Второкурсникам, желающим попробовать свои силы в качестве исследователя, наша кафедра предлагает большой список тем (см. приложенный файл). Там же Вы найдете контакты наших преподавателей и научных сотрудников.

На вчерашнем семинаре кафедры проф. Пятаков рассказывал о своей поездке в Шанхайский Университет с курсом лекций по функциональным материалам. Рассказ сопровождался демонстрацией "магического" бронзового зеркала, привезённого из Шанхайского музея. Сегодня на семинаре ЗЗФ возможность подержать зеркало в руках будет не только у шанхайских студентов, а также аспирантов и сотрудников кафедры, но и у всех гостей семинара. Приходите в пять часов в 3-62!

Со времени открытия графеноподобных магнитных материалов прошло около пяти лет, однако эти ультратонкие чешуйки, липнущие друг к другу не столько из-за магнетизма, сколько за счет сил ван-дер-Ваальса (отсюда их английское название "van der Waals magnets"), изучают так интенсивно, что впору по ним писать обзоры.

Как двумерная геометрия сказывается на взаимосвязи магнитных, электрических и механических степеней свободы кристалла? Об этом статья в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials с обзором результатов исследований сотрудников кафедры физики колебаний, а также работ других исследовательских групп.

На картинке: лёгким движением ножниц конфигурация спинов типа "отвес" превращается ... конфигурация превращается ... в элегантную спиновую циклоиду!

#acta_oscillatoria

Кстати о циклоиде. Эту кривую классики науки называли "возлюбленной математиков", а изучали более столетия. Сходство спиновой циклоиды из зелёных стрелок и траектории точки на ободе колеса с ребордой поясняет рисунок. Циклоида также связана с задачами об изохронном маятнике, о скорейшем спуске и о ходе лучей в неоднородной среде.
Об этом и многом другом соавтор статьи про 2D магниты- проф. А. П. Пятаков расскажет на очередном занятии семинара ЗЗФ "Приключения одной замечательной кривой или зачем щёчки Гюйгенсу" (3-62, 26 октября в 17:05)

Новые виды волн открывают не каждый год, и даже не каждое столетие: более чем полтора века разделяет первое наблюдение электромагнитного излучения Генрихом Герцем и первое детектирование гравитационных волн Международным научным сообществом LIGO в 2015 году.

Путь к открытию занял полвека, и мы не без гордости можем сказать, что среди тех немногих ученых в мире, кто осилил эту дорогу от начала до конца - сотрудники нашей кафедры!

В эту субботу заведующий кафедрой физики колебаний, профессор Сергей Петрович Вятчанин читает публичную лекцию «Открытие гравитационных волн: как измерить смещение в тысячи раз меньше размера протона?»

🤾 как ученые ловили гравитационные волны полвека назад и как поймали совсем недавно?
🧘‍♀️лайфхаки по преодолению стандартного квантового предела
🤸‍♀️как открытие гравитационных волн перевернет наш мир в будущем?

🕐Когда: 28 октября 2023 года в 17-00
📌Где: Физический факультет МГУ, СФА.

Сегодня вечером - семинар ЗЗФ: https://vk.com/wall-66480848_138

С первым снегом! Викторина внизу (при решении трением пренебречь)

#осцопрос

Подведем итоги викторины про хорды Галилея. Действительно, тела придут в нижнюю точку одновременно. Скатывание тел по наклонному желобу – это остроумная находка Галилея, позволившая ему открыть законы равноускоренного движения и измерить ускорение свободного падения: не имея высокоскоростной камеры, он просто слегка наклонял желоб и наблюдал медленное движение шара, а звоночки, которые задевал шар при скатывании, заменяли Галилею датчики положения.

Сюжет с окружностями был навеян постоянными размышлениями ученого об изохронном маятнике, у которого период колебаний не зависит от амплитуды (еще на 3-м курсе студента-медика Галилео поразила размеренность качания люстры в соборе - смотрите, на картинке он измеряет по пульсу!). Увидев здесь аналогию, он рассчитал период колебаний маятника как учетверенное время скатывания шара. Зависимость от длины l и ускорения g Галилей угадал правильно, а в коэффициенте ошибся: движение по окружности несводимо к движению по хорде даже при самых малых углах отклонения.

А всё-таки, зачем щёчки Гюйгенсу, и причем здесь циклоида?

Исправить ошибку Галилея было суждено Христиану Гюйгенсу. Спустя полвека уже стало ясно, что математический маятник не является изохронной системой, а значит, не годится для задач навигации (которые, как и сейчас, сводились к точному измерению времени).

Гюйгенс понял, что изохронный маятник должен двигаться по циклоиде - для этого им были изобретены специальные «щёчки» - ограничители, на которые налетала нить маятника:  длина свободной части нити  укорачивалась, компенсируя увеличение периода колебаний за счет большой амплитуды.
Размышляя над формой «щёчек» (на языке математиков  - эвольвенты), он понял, что это тоже циклоида!  Изохронный маятник был создан и даже прошел испытания, но уступил в конкуренции часам с пружинным балансиром, изобретённым тем же Гюйгенсом.

Побочным продуктом этих изысканий стала правильная формула для математического маятника, а впоследствии - создание механических носимых устройств – карманных и наручных часов.