💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🍐: Всем привет друзья я Никита это моё первое физ инфо :з
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️В рамках школы учеников знакомят лишь с одной формулировкой классической механики — формулировкой Ньютона. Она основывается на трёх ньютоновских законах, а ключевым является второй — в принципе, из второго закона Ньютона и выводится уравнение движения.
Лагранжева формулировка в каком-то смысле эквивалентна ньютоновской: уравнения движения получаются такими же, но построение и сама философия отличается. Лагранжев подход важен для теории поля (что классической, что квантовой), ну и классические задачи зачастую с использованием лагранжевой механики могут решаться в разы проще и быстрее. Надеюсь, мотивацию объяснил. Перейдём к сути!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Ключевым для построения лагранжевой механики является понятие функционала. Это математическое понятие. Функционал — это функция, аргументом которой являются некоторые объекты (например, векторы или функции), а областью значений — числа. То есть функционал обращает что-то в числа. Примером функционала, который встречается в школьном курсе математики является определённый интеграл с зафиксированными пределами интегрирования. Такой определённый интеграл ставит в соответствие подынтегральной функции f некоторое число, которое является значением определённого интеграла.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Рассмотрим некоторую механическую систему. Выберем для этой системы некоторый набор координат, которые однозначно описывают состояние этой системы. Такие координаты обозначаются буквой q и называются обобщёнными координатами. К примеру, если система — математический маятник, для описания в качестве обобщённой координаты можно выбрать угол отклонения нити от положения равновесия, либо x-координату груза. Для математического маятника этой одной координаты хватило бы, однако, в зависимости от описываемой системы число обобщенных координат может быть больше.
Построим теперь пространство, осями которого являются обобщённые координаты. Оно называется конфигурационным пространством. В случае маятника оно будет одномерным, в случае свободной частицы в трёхмерном пространстве — трёхмерным, а в случае, если система — это 30 свободно двигающихся частиц, то размерность этого пространства будет 90.
Координаты произвольной точки конфигурационного пространства — это значения всех обобщённых координат в какой-то момент времени, и это важно, потому что такая точка однозначно соответствует какому-то состоянию нашей системы.
Выберем две точки в конфигурационном пространстве! Будем считать, что одна из них — это начальное положение системы, вторая — конечное. Соединим их некоторой кривой (обратите внимание на рисунок). Такая кривая — траектория в конфигурационном пространстве, непрерывно проходится по состояниям системы. Вот тут нам и необходимо понятие функционала.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Постулируется действие — это функционал, который берёт на вход траекторию между начальной и конечной точками конфигурационного пространства и на выходе выдаёт число. Можете вообразить, как вы слегка деформируете траекторию, и при этих деформациях действие тоже слегка меняется.
Далее постулируется принцип наименьшего действия. В реальном мире реализуется такой сценарий эволюции системы, который соответствует той траектории в конфигурационном пространстве, вдоль которой действие минимально (на рисунке она изображена фиолетовым).
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Формализовав принцип наименьшего действия на строгий язык математики и применив магию матана, можно получить явный вид уравнений, решение которых даст уравнения движения. Эти уравнения движения совпадают с уравнениями, которые можно получить решая 2 закон Ньютона.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Спасибо за внимание! #физ_инфо

⚛️ 💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🦕: "Может ли быть такое, что в сосуде, разделённом на секции, при одинаковом давлении в разных отсеках газ будет перетекать от части с более низкой к части с более высокой температурой?" Да, может, и об этом свидетельствует эффект Кнудсена.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Для начала введём несколько определений из термодинамики и статистической физики:
Эффузия — это медленное истечение газа через малые отверстия. Характер истечения можно охарактеризовать числом Кнудсена Kn = l/L, где L это характерный размер отверстия, а l — длина свободного пробега* молекулы. Если Kn много больше 1, то можно пренебречь столкновениями молекул вблизи отверстия. Такой тип течения называется свободным молекулярным течением.

*Длина свободного пробега — среднее расстояние, которое преодолевает молекула между двумя последовательными столкновениями с другими частицами

⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Представим, что у нас есть сосуд разделённый на два отсека А и В перегородкой с малым отверстием (т.е. Кn>>1).
По определению эффузионный поток частиц через отверстие равен

jS = 1/4(Snv) = Sn√(kT/2πm)

Где j — поток через единицу площади
S — площадь отверстия
n — концентрация
v — средняя скорость молекулы
k — постоянная Больцмана
Тогда поток из секции А в секцию В равен

j1 = 1/4(nА×vА)

Из В в А

j2 = 1/4(nB×vB)

nА, nB — плотности числа молекул, vА, vB — средние скорости теплового движения молекул.
Так как в состоянии равновесия потоки равны, то j1=j2.
Также воспользуемся двумя соотношениями из термодинамики:

P=nkT и v~√T

Откуда получим

Pa/√Ta = Pb/√Tb

Из этого соотношения следует, что при разных температурах в секциях установится разное давление.
Или же если Pa=Pb=P
P(1/√Ta - 1/√Tb) > 0 при Ta < Tb, то есть поток направлен в сторону большей температуры.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Чем же полезен данный эффект?
Тепловую эффузию газов нередко используют для разделения смеси газов на его компоненты.
Также эффект Кнудсена наблюдается и в природе, например в процессе обмена воздуха в почве.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ #физ_инфо

💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜   💜💜💜💜💜💜
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
⚛️Спектральный анализ - совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
🌟По характеру распределения значений физической величины спектры могут быть дискретными (линейчатыми), непрерывными (сплошными), а также представляющими комбинацию (наложение) дискретных и непрерывных вкладов

Другим критерием типизации спектров служат категории физических процессов, лежащих в основе их получения. Так, по типу взаимодействия излучения с материей, спектры делятся на эмиссионные (спектры излучения), абсорбционные (спектры поглощения) и спектры рассеяния.
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
⚛️Методы спектрального анализа:

  • Атомный спектральный анализ
    Оптические методы:

Атомно эмиссионный анализ (АЭС)
По спектрам испускания
  Основан на излучении света атомами, возбужденными нагреванием или воздействием плазмы. Регистрация длин волн излучения позволяет определить, какие элементы присутствуют в образце

  Атомно флуоресцентный анализ (АФС)
По спектрам испускания
  Разновидность спектроскопии которая анализирует возбуждённые ультрафиолетом электроны, излучающие свет. Интенсивность этого излучения позволяет выявлять малые концентрации элементов

  Атомно абсорбционный анализ (ААС)
По спектрам поглощения
  Метод основан на способности атомов поглощать электромагнитное излучение строго определенной длины волны, соответствующей переходам между энергетическими уровнями

    Рентгено спектральный метод:
  изучает спектры испускания и поглощения в рентгеновском диапазоне. Рентгеновское излучение взаимодействует с атомами, вызывая выбивание электронов из внутренних оболочек.

   • Молекулярный спектральный анализ
Молекулярный подход анализирует свойства молекул: их состав, структуру и типы химических связей. Этот подход включает оптические, радиоспектральные, методы комбинационного рассеяния. Оптический подход включает молекулярно-эмиссионный, молекулярно-флуоресцентный и молекулярно-абсорбционный анализ. Принцип аналогичен атомному спектральному анализу
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
⚛️Спектральный анализ используется во многих областях, например:
В астрофизике: для изучения состава космических объектов. Благодаря этому появились спектральные классы звёзд, а также учёные приблизились к пониманию природы колец Сатурна, туманностей, комет, полярного сияния и других явлений
В экологии: для обнаружения соединений загрязняющих атмосферу, землю и воду
В геологии: для изучения химического состава и условий образования руд и минералов
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
🌟интересное открытие сделанное с помощью спектрального анализа:

  Открытие гелия
1868 астроном Норман Локьер заметил ряд прежде неизвестных спектральных линий, исследуя свет излучаемый атомами в протуберанцах солнца. Получить такие же результаты в лабораторных условиях не удалось, из чего Локьер сделал вывод, что он обнаружил новый химический элемент. Гелий был назван от греческого слова helios - "солнце"
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
#физ_инфо от Поле 🌽

❨❍❩ #физ_инфо от Джо !

🪞: бета-распад.
—————————————————
○ всех нас учили в школе, что бета-распад – это когда ядро испускает электрон, а зарядовое число увеличивается на единицу, и также этот распад всегда отрицательный! а если рассматривать это на фундаментальном уровне?🌟
—————————————————
○ при β−-распаде распадается именно нейтрон.
нейтрон состоит из udd кварков. при его распаде происходит слабое взаимодействие при помощи виртуального w-бозона – udd кварки превращаются в uud, то есть нейтрон превращается в протон.
далее виртуальный w-бозон распадается на электрон и электронное антинейтрино.
из чего мы вкратце получаем, что при β−-распаде нейтрон превращается в протон, и также испускается электрон и его антинейтрино.
—————————————————
○ а что же происходит в β+-распаде?
всё с точностью, да наоборот!
протон превращается в нейтрон при помощи того же w-бозона, который распадается на позитрон (положительно заряженный электрон) и нейтрино.
также, в отличии от β−-распада, β+-распад не может происходить вне ядра.
—————————————————
○ теперь вы знаете, что это не просто испускание электрона, а распад нейтрона! а многие учителя даже не знают, что он может распадаться🌟.

❨❍❩ @physicsconfession | @phizicbot

❨❍❩ #физ_инфо от Фил Серафимов !

❤️ Доброго времени суток, друзья! Добро пожаловать на мой вечерний эфир. На этот раз обсуждаем Сонолюминесценцию. ❤️
🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹
Правда сложное название? Сонолюминесценция — явление, при котором свет образуется при быстром сжатии пузырьков в жидкости — когда звуковые волны вызывают коллапс пузырьков, они начинают светиться.

Сонолюминесценция может возникать, когда звуковая волна достаточной интенсивности вызывает быстрое сжатие газовой полости внутри жидкости. Эта полость может иметь форму ранее существовавшего пузырька или может образоваться в результате процесса, известного как кавитация.
Сонолюминесценцию в лаборатории можно сделать стабильной, чтобы отдельный пузырь периодически расширялся и сжимался снова и снова, испуская вспышку света каждый раз, когда он сжимается. Чтобы это произошло, в жидкости создается стоячая акустическая волна, и пузырь будет находиться в пучности давления стоячей волны. Частоты резонанса зависят от формы и размера контейнера, в котором содержится пузырь.

➿➿➿➿➿➿➿➿➿
Интересные факты о Сонолюминесценции:

1. Добавление небольшого количества благородного газа (такого как гелий, аргон или ксенон) к газу в пузырьке увеличивает интенсивность излучаемого света.
2. Пузырьки очень маленькие, когда они излучают свет — около 1 микрометра в диаметре — в зависимости от окружающей жидкости (например, воды) и газосодержания пузырька.
3. Свет, исходящий от пузырьков, длится от 35 до нескольких сотен пикосекунд, с пиковой интенсивностью порядка 1-10 мегаватт.
➿➿➿➿➿➿➿➿➿

Эффект сонолюминесценции был впервые обнаружен в Кельнском университете в 1934 году в результате работы над гидролокатором. Герман Френцель и Х. Шультес поместили ультразвуковой преобразователь в резервуар с фотографической жидкостью для проявки. Они надеялись ускорить процесс проявления. Вместо этого они заметили крошечные точки на пленке после проявления и поняли, что пузырьки в жидкости излучают свет при включенном ультразвуке. В ранних экспериментах было слишком сложно проанализировать эффект из-за сложного окружения большого количества короткоживущих пузырьков. Это явление теперь называется многопузырчатой сонолюминесценцией (MBSL).
В 1960 году Питер Джарман из Имперского колледжа Лондона предложил наиболее надежную теорию явления сонолюминесценции. Он пришел к выводу, что сонолюминесценция в основном имеет тепловое происхождение и что, возможно, она может возникать в результате микроударов с разрушающимися полостями.
В 1990 году Гайтан и Крам сообщили об экспериментальном прогрессе, который обеспечил стабильную однопузырчатую сонолюминесценцию (SBSL).[6] В SBSL одиночный пузырь, захваченный акустической стоячей волной, излучает импульс света при каждом сжатии пузырька внутри стоячей волны. Этот метод позволил провести более систематическое изучение явления, поскольку он объединил сложные эффекты в один стабильный, предсказуемый пузырь.
Было обнаружено, что температура внутри пузырька была достаточно высокой, чтобы расплавить сталь, как видно из эксперимента, проведенного в 2012 году; температура внутри пузырька при его сжатии достигла целых 12 000 К! Или около того.

🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹🌹
Этот удивительный механизм, по-прежнему остается загадкой. Некоторые предполагают, что это связано с экстремальными условиями внутри пузырьков, но точных данных до сих пор нет.

❨❍❩ @physicsconfession | @phizicbot