This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
В физике действует важный принцип: система стремится в состояние с минимальной энергией. Допустим, энергия магнитного диполя в магнитном поле описывается формулой W = − (μ⋅B). Когда спины выстраиваются «по полю», их энергия становится минимально возможной (самое отрицательное значение). Возникает сила, которая втягивает парамагнетик в область, где магнитное поле сильнее (градиент поля). Жидкий кислород буквально притягивается к магниту. Получается что жидкий кислород удерживается в области самого сильного поля, преодолевая гравитацию.
Сравним это с водой. Вода — диамагнетик. У всех электронов H₂O cпаренные спины. Внешнее магнитное поле индуцирует в ней слабое магнитное поле, направленное против внешнего. В результате энергия взаимодействия становится положительной W = + (μ⋅B), и возникает слабая сила, выталкивающая вещество из области сильного поля. Этот эффект в тысячи раз слабее, чем притяжение парамагнетика. Чтобы заставить воду «левитировать» даже в очень сильном поле, нужны огромные поля, и то она примет форму шара, но не «прилипнет». Но такой опыт тоже есть [левитация лягушки в магнитном поле соленоида].
На видео также слышен звук шипения. Температура кипения жидкого кислорода -183 °C. Когда его льют сверху на магнит, то он прилипает в зазор в виде мостика и начинает бурное кипение. Магнитное поле влияет на динамику пузырьков. Жидкий кислород — это одна из немногих легкодоступных жидкостей, которая сильно притягивается к магниту, как железные опилки. Именно это притяжение к области с максимальной напряженностью поля и создает эффект «застревания». #physics #science #физика #гидродинамика #магнетизм #химия #электродинамика #опыты #эксперименты
🧲 Электромагнит Биттера или соленоид Биттера
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥51👍26❤15⚡4
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🧲 Опыты Фарадея, которые помогли лучше понять природу электричества
В 1820 году Эрстед доказал, что ток создаёт магнитное поле. Физики тогда подумали: «Раз ток рождает магнетизм, значит, магнит должен рождать ток?». Но все попытки проваливались. Ток не возникал ни от сильного магнита, ни от толстой катушки. Двадцать лет никто не мог решить эту задачу. Рассмотрим в чем заключалась гениальная догадка. Майкл Фарадей, самоучка без высшего образования, сделал то, что не смогли профессора. Он понял главное: важно не магнитное поле, а скорость его изменения (первая производная по времени). Пока магнит лежит в катушке — тока нет. Стоит его сдвинуть — стрелка гальванометра дёргается. Фарадей сформулировал это так: ток возникает, когда меняется число силовых линий, пронизывающих контур.
Фарадей не знал математики уровня университета, поэтому сам формул не вывел. Но позже Максвелл и Нейман перевели его идеи на язык цифр:
▫️1. Магнитный поток (Φ) — это и есть «количество силовых линий» через контур.
▫️2. Закон Фарадея: ЭДС индукции = − (изменение потока) / (время изменения) [
▫️3. Правило Ленца (добавил Ленц): минус в формуле означает, что индукционный ток всегда «сопротивляется» тому изменению, которое его вызвало.
Итог: чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше напряжение, которое возникает без всякого источника тока. Т.е. в замкнутом контуре как будто возникает виртуальная батарейка.
Где это работает в реальной жизни:
▪️ Электрические генераторы. Вращаем магнит внутри катушки (или наоборот) — поток всё время меняется — получаем ток. Всё электричество в мире вырабатывается так.
▪️ Трансформаторы. Переменный ток в одной катушке создаёт меняющееся поле, которое наводит ток в другой катушке — с другим напряжением. Без них передача энергии на сотни километров была бы невозможна.
▪️ Индукционные плиты. Под стеклом — катушка с переменным током. Меняющееся поле создаёт вихревые токи прямо в дне кастрюли, и оно нагревается. Сама плита — холодная.
▪️ Кардиостимуляторы и беспроводная зарядка. Та же индукция: зарядная станция создаёт поле — в телефоне наводится ток. Без проводов.
▪️ Электромагнитные тормоза в поездах. Вихревые токи, возникающие в рельсах или дисках при движении в магнитном поле, создают тормозящую силу без трения.
Фарадей сделал открытие, которое казалось чисто академическим: «ну, индукция, ну, красиво». А через 50 лет эта формула осветила города, запустила заводы и положила начало всей современной энергетике. Франц Эрнст Нейман впервые придал открытиям Фарадея строгую математическую форму. После того как Фарадей обнаружил явление электромагнитной индукции качественно, Нейман разработал математический аппарат для его описания. Он вывел первую формулу, позволяющую рассчитывать индукционный ток и ЭДС индукции в зависимости от параметров контура. Нейман ввёл понятие «векторный потенциал магнитного поля», которое он рассматривал как математическое выражение «электротонического состояния» Фарадея. Сегодня эта величина обозначается буквой А и является одним из фундаментальных понятий электродинамики. Он создал формулу для вычисления взаимной индуктивности двух контуров — она стала основой для расчёта трансформаторов и индуктивных элементов в электротехнике. #physics #science #физика #наука #магнетизм #электричество #электродинамика #опыты #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
В 1820 году Эрстед доказал, что ток создаёт магнитное поле. Физики тогда подумали: «Раз ток рождает магнетизм, значит, магнит должен рождать ток?». Но все попытки проваливались. Ток не возникал ни от сильного магнита, ни от толстой катушки. Двадцать лет никто не мог решить эту задачу. Рассмотрим в чем заключалась гениальная догадка. Майкл Фарадей, самоучка без высшего образования, сделал то, что не смогли профессора. Он понял главное: важно не магнитное поле, а скорость его изменения (первая производная по времени). Пока магнит лежит в катушке — тока нет. Стоит его сдвинуть — стрелка гальванометра дёргается. Фарадей сформулировал это так: ток возникает, когда меняется число силовых линий, пронизывающих контур.
Фарадей не знал математики уровня университета, поэтому сам формул не вывел. Но позже Максвелл и Нейман перевели его идеи на язык цифр:
▫️1. Магнитный поток (Φ) — это и есть «количество силовых линий» через контур.
▫️2. Закон Фарадея: ЭДС индукции = − (изменение потока) / (время изменения) [
ε = – dΦ/dt = – ΔΦ / Δt или для катушки из N витков: ε = – N · ΔΦ / Δt ]▫️3. Правило Ленца (добавил Ленц): минус в формуле означает, что индукционный ток всегда «сопротивляется» тому изменению, которое его вызвало.
Итог: чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше напряжение, которое возникает без всякого источника тока. Т.е. в замкнутом контуре как будто возникает виртуальная батарейка.
Где это работает в реальной жизни:
▪️ Электрические генераторы. Вращаем магнит внутри катушки (или наоборот) — поток всё время меняется — получаем ток. Всё электричество в мире вырабатывается так.
▪️ Трансформаторы. Переменный ток в одной катушке создаёт меняющееся поле, которое наводит ток в другой катушке — с другим напряжением. Без них передача энергии на сотни километров была бы невозможна.
▪️ Индукционные плиты. Под стеклом — катушка с переменным током. Меняющееся поле создаёт вихревые токи прямо в дне кастрюли, и оно нагревается. Сама плита — холодная.
▪️ Кардиостимуляторы и беспроводная зарядка. Та же индукция: зарядная станция создаёт поле — в телефоне наводится ток. Без проводов.
▪️ Электромагнитные тормоза в поездах. Вихревые токи, возникающие в рельсах или дисках при движении в магнитном поле, создают тормозящую силу без трения.
Фарадей сделал открытие, которое казалось чисто академическим: «ну, индукция, ну, красиво». А через 50 лет эта формула осветила города, запустила заводы и положила начало всей современной энергетике. Франц Эрнст Нейман впервые придал открытиям Фарадея строгую математическую форму. После того как Фарадей обнаружил явление электромагнитной индукции качественно, Нейман разработал математический аппарат для его описания. Он вывел первую формулу, позволяющую рассчитывать индукционный ток и ЭДС индукции в зависимости от параметров контура. Нейман ввёл понятие «векторный потенциал магнитного поля», которое он рассматривал как математическое выражение «электротонического состояния» Фарадея. Сегодня эта величина обозначается буквой А и является одним из фундаментальных понятий электродинамики. Он создал формулу для вычисления взаимной индуктивности двух контуров — она стала основой для расчёта трансформаторов и индуктивных элементов в электротехнике. #physics #science #физика #наука #магнетизм #электричество #электродинамика #опыты #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
❤32👍29🔥17⚡7
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🛩💨 Эффект Прандтля-Глоерта (паровой конус) — научно-популярное название конусовидного облака конденсата, возникающего вокруг объекта, движущегося на околозвуковых скоростях. Чаще всего наблюдается у самолётов. Назван в честь немецкого физика Людвига Прандтля и английского физика Германна Глоерта.
При достижении определённой скорости потока, обтекающего тело (крыло), соответствующей числу Маха, называемому критическим, местная скорость начинает превышать скорость звука. При этом возникает скачок уплотнения — нормальная ударная волна. Однако течения в пограничном слое в силу вязкости имеют существенно меньшую скорость. Возникает градиент скоростей, перпендикулярный поверхности, и как следствие, градиент давления. Этот градиент является неблагоприятным, приводящим к отрыву потока в основании ударной волны, и скачок уплотнения принимает лямбдовидную форму. Отрывное течение как бы оборачивается вокруг скачка, расширяется в зону за ударной волной. Этот процесс является местно адиабатическим, где занимаемый воздухом объём увеличивается, а его температура понижается. Если влажность воздуха достаточно велика, то температура воздуха может оказаться ниже точки росы. Тогда содержащийся в воздухе водяной пар конденсируется в виде мельчайших капелек, которые образуют небольшое облако. Поскольку отрывные течения за ударной волной направлены вдоль её фронта, передний край облака повторяет её форму, образуя конус.
Поскольку по мере удаления от фронта ударной волны температура снова становится равной температуре невозмущенного потока, конденсат испаряется. Поэтому складывается впечатление, что облако пара следует за летательным аппаратом.
При дальнейшем росте скорости фронт нормального скачка смещается по направлению потока, течения в пограничном слое становятся сверхзвуковыми и условия для конденсации исчезают. Поэтому паровой конус наблюдается лишь в узком диапазоне скоростей. #gif #физика #механика #видеоуроки #аэродинамика #термодинамика #МКТ #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
При достижении определённой скорости потока, обтекающего тело (крыло), соответствующей числу Маха, называемому критическим, местная скорость начинает превышать скорость звука. При этом возникает скачок уплотнения — нормальная ударная волна. Однако течения в пограничном слое в силу вязкости имеют существенно меньшую скорость. Возникает градиент скоростей, перпендикулярный поверхности, и как следствие, градиент давления. Этот градиент является неблагоприятным, приводящим к отрыву потока в основании ударной волны, и скачок уплотнения принимает лямбдовидную форму. Отрывное течение как бы оборачивается вокруг скачка, расширяется в зону за ударной волной. Этот процесс является местно адиабатическим, где занимаемый воздухом объём увеличивается, а его температура понижается. Если влажность воздуха достаточно велика, то температура воздуха может оказаться ниже точки росы. Тогда содержащийся в воздухе водяной пар конденсируется в виде мельчайших капелек, которые образуют небольшое облако. Поскольку отрывные течения за ударной волной направлены вдоль её фронта, передний край облака повторяет её форму, образуя конус.
Поскольку по мере удаления от фронта ударной волны температура снова становится равной температуре невозмущенного потока, конденсат испаряется. Поэтому складывается впечатление, что облако пара следует за летательным аппаратом.
При дальнейшем росте скорости фронт нормального скачка смещается по направлению потока, течения в пограничном слое становятся сверхзвуковыми и условия для конденсации исчезают. Поэтому паровой конус наблюдается лишь в узком диапазоне скоростей. #gif #физика #механика #видеоуроки #аэродинамика #термодинамика #МКТ #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
❤🔥25🔥21👍17❤14🤔2😱2
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
«Правило Стокса» (или закон Стокса) — это фундаментальное наблюдение в физике люминесценции, сформулированное сэром Джорджем Габриэлем Стоксом в 1852 году.
Длина волны излучаемого света при фотолюминесценции всегда больше (или равна) длины волны возбуждающего света. Или проще : Светит вещество всегда «краснее» (ниже по частоте), чем свет, которым его облучают.
На языке энергий фотонов: E_излучения ≤ E_возбуждения. Когда вещество поглощает фотон, электрон переходит на более высокий энергетический уровень. Затем происходит внутренняя конверсия — избыток энергии рассеивается в виде тепла (колебаний решётки), и электрон спускается на самый нижний из возбуждённых уровней. Только после этого происходит излучение. Поскольку часть энергии безвозвратно ушла в тепло, оставшейся энергии хватает только на фотон с меньшей энергией (большей длиной волны).
Перед вами АЛ360А — гибридный оптоэлектронный компонент, выпущенный в Томске в 1991 году НИИПП (НИИ Полупроводниковых Приборов). Узнаётся по фирменному «глазу» на корпусе. Внутри металлического корпуса-транзистора с параболическим рефлектором и стеклянным окном установлены два компонента:
Обычно длина волны излучения при фотолюминесценции больше длины волны возбуждения (стоксов сдвиг). Но здесь — апконверсия. Фосфор поглощает два или более низкоэнергетичных ИК-фотона и испускает один высокоэнергетичный — зелёный (~560 нм). Метастабильные уровни в решётке люминофора (ионы редкоземельных элементов) позволяют накопить энергию от двух ИК-фотонов и отдать её как один квант видимого света.
Это элегантный обходной технический приём эпохи до появления эффективных синих и зелёных диодов на основе GaN. Получить зелёный свет напрямую из p-n перехода в 1991 году было сложно. Томский НИИ пошёл иным путём: ИК-диод (надёжный, изученный) + твёрдотельный преобразователь частоты. Сегодня белые светодиоды — это синий диод + жёлтый стоксов люминофор. А АЛ360А — «вывернутый» предшественник этой концепции, где люминофор работал вверх по частоте.
Из-за квадратичной зависимости интенсивности апконверсии от мощности накачки, яркость свечения АЛ360А нелинейно зависела от тока. Апконверсия — квадратичный процесс (если в ней участвуют два фотона). Это значит:
Iзеленый ∝ [Iик]². Из-за квадратичной зависимости интенсивности апконверсии от мощности накачки яркость зелёного свечения падает с уменьшением тока гораздо быстрее, чем мощность ИК-излучения. При малых токах зелёный свет становится настолько слабым, что глаз его практически не различает — эффективное «выключение» наступает задолго до того, как ИК-диод перестаёт светить по-настоящему.Коллекционная редкость, символ инженерной мысли позднего СССР и наглядная демонстрация нелинейной оптики в трёхмиллиметровом корпусе. #physics #science #физика #наука #оптика #электричество #электродинамика #опыты #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤58👍40🔥24⚡11🤩3🤔2🥰1🤯1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
В высокоточном производстве допустимая погрешность стремится к нулю. Особенно в авиации и медицинском оборудовании, где каждый миллиметр — вопрос надёжности и безопасности. Одна из главных проблем традиционной сварки тонкостенных деталей — тепловая деформация. Материал «ведёт», появляются внутренние напряжения, а после требуется трудоёмкая шлифовка и полировка.
Лазерная сварка решает это кардинально:
Результат — идеальный шов, снижение себестоимости и возможность работать с материалами толщиной в доли миллиметра. Это применяется в титановых и стальных корпусах медицинских имплантов, в тонкостенных корпусах и датчиках в авиации, в микроэлектронике и корпусах чувствительных приборов. Меньше операций → выше точность → ниже риск брака. #physics #science #физика #наука #оптика #электричество #сварка #лазер #технологии
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍51🔥22❤8⚡6🤓2🗿1
Фата-моргана (лат. Fata Morgana — фея Моргана, персонаж артуровского цикла) — сложное метеорологическое явление, представляющее собой сильную и многократно искажённую миражную аномалию. В отличие от простых миражей («озёрных» или нижних), она создаёт серию чередующихся перевёрнутых и прямых изображений удалённых объектов.
Явление возникает в пограничном слое атмосферы при резком температурном инверсионном градиенте: слой холодного воздуха у поверхности земли перекрыт значительно более тёплым малоподвижным слоем выше. На границе раздела происходит полное внутреннее отражение лучей. Формально градиент показателя преломления описывается уравнением Эйнштейна—Гладстона—Дейла:
n − 1 = k ⋅ ρ , где n — показатель преломления, ρ — плотность среды, k — удельная рефракция.
При скачке плотности на термоклине лучи света, идущие от объекта, изгибаются и образуют каустику — поверхность, на которой формируются множественные изображения: прямые, перевёрнутые, сжатые и растянутые. Наблюдатель видит быстро сменяющие друг друга «замки», «колоннады» и «отвесные стены».
Условия возникновения:
1. Резкая инверсия температуры ( ΔT>2 °C на метр высоты ).
2. Штиль или очень слабый ветер (чтобы слои не перемешивались).
3. Ровная подстилающая поверхность (ледяной покров, спокойная вода, снежная пустыня).
4. Источник теплового излучения (солнце, нагревающее верхний слой, или радиационное выхолаживание поверхности).
▪️ Чаще всего фиксируется в Арктике и Антарктиде, а также над холодными морскими течениями (например, над Лабрадорским течением). Однако классический случай документально заснят над пустыней Сонора (Мексика) при аномальном вторжении холодного фронта.
▪️ В 1799 году французский математик Г. Монж при наблюдении в Кале видел скалы Дувра на расстоянии свыше 200 км при расчётной оптической дальности нормальной атмосферы не более 50 км.
▪️ Название «Фата-моргана» в СМИ часто приписывают любому причудливому мираже. Истинная Фата-моргана — только динамическая смена нескольких полос изображения. Однократное перевёрнутое изображение — это «верхний мираж», и физически он проще.
▪️ Тот же принцип используется в волноводах. В атмосфере роль волновода играет инверсионный слой. Теоретически над ЛЭП в тумане можно наблюдать микро-Фата-моргану от фонарей — эффект не описан, но подтверждён любительскими съёмками.
▪️ В 1596 году судно Виллема Баренца, зажатое льдами у Новой Земли, наблюдало «парящий остров с церковью», что позднее интерпретировали как Фата-моргану от горизонтальной кромки льда. Однако современный ретрорасчёт показал: это был нижний мираж, сложенный ледовой стеной.
#physics #science #физика #наука #оптика #опыты #факты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
1👍38🔥19❤10✍1🤔1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🔍 В современном мире много теорий о том, что AI всех заменит. Но это такой же бред, как и сказать, что отвертка заменит инженера. Нейросети не создают, а копируют, делают случайные подборки фрагментов из уже готовых человеческих знаний. И постоянно ошибаются. Взять тот же DeepSeek. Он не обучается на ошибках. Он едва запоминает контекст в пределах одного диалога. Нет там глубокой инженерной логики, там чистый перебор вариантов. Нейросеть путается в концепциях, которые понимает думающий человек. Никакая программа не заменит величие человеческого разума.
📝 Посмотрите на этот список. Все это было достигнуто без использования САПР или искусственного интеллекта, только тщательной ручной и серьезной работой на чертежных досках.
🚀 Сатурн V (1967) — полет на Луну. Ни одного готового компонента в CAD.
🛳 Титаник (1911) — 46 000 тонн стали, просчитанные вручную на бумаге.
✈️ Конкорд (1969) — игла, пробившая звуковой барьер. Расчёты аэродинамики — логарифмические линейки.
⚛️ РЕАКТИВНЫЙ токамак (1983) — удержание плазмы. Без ML-алгоритмов, только физика и гений инженеров.
🚄 Скоростной поезд Юго-Восток (1981) — высокоскоростной поезд, который до сих пор возит пассажиров.
🏗 Баггер 288 (1978) — монстр весом 13 500 тонн, собранный с точностью до миллиметра.
🌊 «Каспийский монстр» (1969) — гигантский экраноплан, летающая амфибия весом 544 тонны. До сих пор крупнейший летательный аппарат своего времени.
Люди умнее, потому что умеют учиться на собственных ошибках, принимать решения на грани неизвестного, пока искусственный интеллект просто считает весовые коэффициенты-вероятности.
ИИ никогда не догонит человека в главном — в способности создавать то, что не вписывается в учебники и пока еще нигде не опубликовано. У каждой нейросети есть учитель. И этот учитель — гений человека.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📝 Посмотрите на этот список. Все это было достигнуто без использования САПР или искусственного интеллекта, только тщательной ручной и серьезной работой на чертежных досках.
🚀 Сатурн V (1967) — полет на Луну. Ни одного готового компонента в CAD.
🛳 Титаник (1911) — 46 000 тонн стали, просчитанные вручную на бумаге.
✈️ Конкорд (1969) — игла, пробившая звуковой барьер. Расчёты аэродинамики — логарифмические линейки.
⚛️ РЕАКТИВНЫЙ токамак (1983) — удержание плазмы. Без ML-алгоритмов, только физика и гений инженеров.
🚄 Скоростной поезд Юго-Восток (1981) — высокоскоростной поезд, который до сих пор возит пассажиров.
🏗 Баггер 288 (1978) — монстр весом 13 500 тонн, собранный с точностью до миллиметра.
🌊 «Каспийский монстр» (1969) — гигантский экраноплан, летающая амфибия весом 544 тонны. До сих пор крупнейший летательный аппарат своего времени.
Люди умнее, потому что умеют учиться на собственных ошибках, принимать решения на грани неизвестного, пока искусственный интеллект просто считает весовые коэффициенты-вероятности.
ИИ никогда не догонит человека в главном — в способности создавать то, что не вписывается в учебники и пока еще нигде не опубликовано. У каждой нейросети есть учитель. И этот учитель — гений человека.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍88❤37🗿20💯16🔥12👏4🤨4⚡3🙈2😎2🌚1