⚛️| Архив Physics confession !
83 subscribers
79 photos
8 videos
36 links
𔓕 Архив постов из канала @physicsconf
Download Telegram
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
   💜💜💜💜💜💜💜💜
   🌟💜💜💜💜💜💜🌟
⚛️ XX век: продолжение
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ XX век: квантовая физика
В 1925 году Вернер Гейзенберг предложил использовать в теории субатомных явлений только наблюдаемые величины, исключив координаты, орбиты и т. п. Для определения наблюдаемых величин он разработал так называемую "матричную механику". Гейзенберг, Макс Борн и Йордан сформулировали правила, по которым классическим величинам сопоставлялись эрмитовы матрицы, так что часть дифференциальных уравнений классической механики переходили в квантовые.
Собрав воедино идеи де Бройля и Гейзенберга, Эрвин Шрёдингер в 1926 году создал "волновую механику" на базе выведенного им уравнения Шрёдингера для нового объекта — волновой функции. Тут-то у нас и возникает новая механика, которая эквивалентна матричной. В итоге волновая механика была не хуже матричной, и вскоре стала общепризнанной. Шрёдингер также считал, что амплитуда волновой функции описывает плотность заряда, но эта идея была быстро отвергнута, и было принято предложение Борна (1926 год) истолковывать её как плотность вероятности обнаружения частицы.
В 1927 году Гейзенберг сформулировал принцип неопределённости: точные значения положения и импульса микрообъекта не могут существовать одновременно — фиксируя координаты, мы неизбежно "размываем" точность определения скорости. Бор обобщил этот тезис до "принципа дополнительности": корпускулярное и волновое описание явлений дополняют друг друга. Если нас интересует причинная связь, удобно корпускулярное описание, а если пространственно-временная картина, то волновое. Фактически же микрообъект не является ни частицей, ни волной. Эти классические понятия возникают только потому, что наши приборы измеряют классические величины. Школа Бора вообще считала, что все атрибуты атома не существуют объективно, а появляются только при наблюдении. Поль Дирак разработал релятивистский вариант квантовой механики (уравнение Дирака, 1928 год) и предсказал существование позитрона, положив начало квантовой электродинамике.
В 1931 году произошло очень важное событие — был построен первый исследовательский ускоритель заряженных частиц (циклотрон). В 1935 году был опубликован знаменитый парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена.
В начале 1950-х Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс разработали основные принципы усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, положенные затем в основу создания новых источников излучения радиочастотного (мазеры) и оптического (лазеры) диапазонов. В 1960 году Теодор Майман создал первый лазер на основе кристалла рубина. Создание первых лазеров, отцом которых, всё-таки, считается Прохоров, стало очень важным событием. Сейчас лазеры очень активно используются и исследуются, это даже одно из самых "популярных" направлений в физике 21 века.
Разработана и проверена в экспериментах квантовая теория поля. Идут поиски общей теории поля, которая охватила бы все фундаментальные взаимодействия, включая гравитацию. В течение всего 20 века продолжались попытки построить квантовую теорию гравитации, основные из них — это теории суперструн и петлевая квантовая гравитация. Ещё одним кандидатом на эту роль является М-теория, которая, в свою очередь, является развитием теории суперструн.
Математические методы квантовой теории поля были успешно применены и в теоретической физике твёрдого тела и физике конденсированного состояния. Позже в ней получили применение методы топологии — например, для описания квантового эффекта Холла.
В завершение этого поста хочется отдельный абзац посвятить Питеру Хиггсу, который предсказал очень важную в КТП штуку — бозон Хиггса. в 1960-х годах он начал развивать свою идею о механизме нарушения симметрии, из которой вытекала такая частица, как бозон Хиггса. В 1964 году он отправил свою статью с описанием механизма в журнал Physics Letters в ЦЕРН, но там её отвергли. Идею вечно не принимали не только простые ученые, но и авторитеты, такие как Эйнтшейн, Хоккинг и им т.д. Вскоре её всё же приняли.
Подробнее в комментариях!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ ПРОДОЛЖЕНИЕ ЗАВТРА В 13:00 ПО МСК ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Поскольку Питер Хиггс — мой любимый учёный, очень уж хочется подробнее о нём рассказать! (места в посте не хватает:( )
Дело было в 1960-х годах. Летом, после прогулки на природе, Хиггс вернулся домой с мыслью, что ему в голову пришла грандиозная идея. Он задался вопросом, как же частицы получают массу, и начал разрабатывать свою идею. Начал он с развития идеи о таком механизме, который нарушает симметрию (очень важное в физике понятие) и объясняет, как как единое электрослабое взаимодействие распадается на электромагнитное и слабое по отдельности. Для этой идеи необходимо было введение нового бозонного поля (новой частицы также), которое в будущем назвали именем Хиггса. Именно этот бозончик и давал частицам массу в ходе осень хитрых процессов.
Хиггс долго работал над этим, а затем летом 1964 отправил свою статью с описанием этого механизма в журнал Physics Letters в ЦЕРН, но там ее отвергли. Из раза в раз его теорию не принимали не только простые ученые, но и авторитеты, такие как Эйнтшейн, Хоккинг и им подобные. Однако в конце-концов его идеи, всё же, начали рассматривать и поддерживать. Люди начали думать, как можно обнаружить описанный бозон Хиггса. Именно для этого в Швейцарии построили большой адронный коллайдер, кстати.
4 июля 2012 года в БАК'е удалось обнаружить бозон Хиггса. Была организована конференция, на которую физики со всего мира занимали места с ночи. Пока все радовались обнаружению частицы, за которой все гнались так долго, где-то тихо плакал один мужчина – Питер Хиггс. Он даже не надеялся, что сможет при жизни узреть тот момент, когда работа всей его жизни, всё же, будет доказана.
Вот такая вот прелесть! Кстати, у нас был пост о Питере Хиггсе — https://t.me/physicsconf/11622. Обязательно почитайте!:)
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
   💜💜💜💜💜💜💜💜
   🌟💜💜💜💜💜💜🌟
⚛️ XX век: продолжение
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ XX век: астрофизика и космология
В 20 веке начали очень активно развиваться такие разделы физики, как астрофизика и космология. Первую "стыковку" физики и астрономии осуществил Исаак Ньютон, который сформулировал закон всемирного тяготения. На протяжении следующих столетий учёные обсуждали проблемы, связанные с внеземной физикой, в том числе: температура и иные физические условия на других небесных телах, состав их атмосферы и поверхностного грунта, наличие магнитного поля; источник светимости звёзд, варианты их структуры, механизм образования и возможные направления дальнейшей эволюции, наличие планет.
В 18 веке гипотезы о "планетогенезе" (механизме формирования Солнечной системы и, возможно, иных планетных систем) предложили в 1732 году Сведенборг, в 1755 году Кант и в 1796 году Лаплас, который, говоря конкретнее, предположил существование сгущения газопылевого облака. Последняя идея, в значительно расширенном и доработанном виде, стала основой современных теорий планетогенеза. Были также и другие версии. Например, Дж. Джинс в 1919 году предположил, что когда-то рядом с Солнцем прошла массивная звезда, которая вытянула из Солнца вещество, сгустившееся в планеты. Но перспективной, всё же, оказалась более ранняя (1904 год) идея Джинса: источник энергии Солнца — внутриатомная энергия. Она и оказалась по итогу верной.
Ещё в 19 веке был открыт очень важный для астрофизиков инструмент — спектральный анализ, который позволял определить химический состав небесных тел на расстоянии. Другим важнейшим инструментом астрофизиков стал эффект Доплера, используемый в основном для измерения того, насколько быстро звезда отдаляется от нас (радиальной скорости). В начале 20 века Весто Слайфер, Эдвин Хаббл и другие астрофизики использовали эффект Доплера для доказательства, что внегалактические объекты существуют, и все они удаляются от Солнечной системы. Очень известный учёный Артур Эддингтон на основе обсуждавшихся в то время космологических моделей Общей теории относительности предположил, что этот факт отражает общий природный закон: Вселенная расширяется, и чем дальше от нас космический объект, тем больше его относительная скорость. Эддингтон также разработал первую модель внутренней структуры звезды, и, совместно с Перреном, обосновал теорию о термоядерной реакции как источнике энергии Солнца.
Очень резко астрофизика начала развиваться во второй половине 20 века, когда появилось много новых средств для наблюдений: космические телескопы, детекторы рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного, нейтринного и гамма-излучения, межпланетные зонды и др. Были установлены и исследованы основные физические характеристики всех крупных тел Солнечной системы, найдены многочисленные экзопланеты, новые типы светил (пульсары, квазары, радиогалактики), обнаружены и изучены гравитационное линзирование и реликтовое излучение, которое в свою очередь является очень важной в космологии штукой. Изучаются ряд нерешённых проблем: свойства гравитационных волн, природа тёмной материи и тёмной энергии, причины ускорения расширения Вселенной. Установлена крупномасштабная структура Вселенной, сформирована общепринятая на данный момент теория Большого взрыва как начального этапа эволюции наблюдаемой Вселенной. В общем, море-море всего!
Изучение астрономических объектов предоставило теоретической физике уникальные возможности, поскольку по масштабу и разнообразию космические процессы неизмеримо превосходят всё, что можно воспроизвести в лаборатории. Например, астрофизики провели множество наблюдений для проверки эйнштейновской теории тяготения и выяснения возможных границ её применимости. При объяснении ряда наблюдаемых явлений (например, нейтронных звёзд и космологических эффектов) применяются и проверяются методы физики микромира.
Вот такие вот чудесные открытия внеземных штук были в 20 веке. Огромный шаг вперёд в науке!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ ПРОДОЛЖЕНИЕ В 14:00 ПО МСК ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🎃1
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
   💜💜💜💜💜💜💜💜
   🌟💜💜💜💜💜💜🌟
⚛️ XX век: продолжение
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ XX век: аэродинамика
Появление авиации и потребность в точных метеопрогнозах привели к быстрому прогрессу аэродинамики и теории полёта. Научные основы расчёта движения в воздухе или иной сопротивляющейся среде изложил Ньютон во II томе своих "Начал", большой вклад в аэродинамику внесли в 18 веке Даниил Бернулли и Леонард Эйлер, а в 19 веке были выведены общие уравнения Навье-Стокса, учитывающие вязкость.
В общем говоря, "база" аэродинамики воссоздавалась по крупицам начинания где-то с 17 века. Очень маленькими шажками люди исследовали полёт. А вот в 20 же веке, когда появились мощные двигатели, следующим этапом развития этой науки стали разработка управления самолётом в воздухе, оптимизация его характеристик и повышение надёжности. Братья Райт, которые первыми наладили управление самолётом в полёте, разработали и многие теоретические аспекты аэродинамики полёта, в том числе контроль трёх осей вращения самолёта и способы уменьшить аэродинамическое сопротивление. В первые два десятилетия 20 века были заложены основы теории полёта и прикладной аэродинамики, во что огромный вклад внёс Н. Е. Жуковский.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ XX век: метеорология
Первые попытки научного предсказания погоды делались ещё в 17 веке, хотя достоверность прогнозов была тогда незначительной. Теоретическая метеорология на основе общефизических законов была разработана только в 19 веке. Важнейшие понятия циклона и антициклона ввёл в середине 19 века знаменитый астроном Леверье. К концу 19 века была организована всемирная сеть метеостанций, которые обменивались информацией сначала телеграфом, а потом по радио — это позволило повысить достоверность прогнозов. В 1917 году норвежский метеоролог Вильгельм Бьеркнес предложил ещё одно важное понятие — "атмосферный фронт".
Специфика законов метеорологии (высокий динамизм, большое число факторов влияния, неустойчивость из-за наличия положительных обратных связей с труднопредсказуемыми последствиями и т. д.) вынуждает использовать для моделирования изменения погоды мощные компьютеры, но проблема долгосрочных прогнозов в 20 веке всё ещё остаётся актуальной.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ ПРОДОЛЖЕНИЕ В 17:00 ПО МСК ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
   💜💜💜💜💜💜💜💜
   🌟💜💜💜💜💜💜🌟
⚛️ XX век: продолжение
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ XX век: прочие достижения
Многие важные достижения не вошли в предыдущие посты. Например, в 1918 году немецкая математица Эмми Нётер доказала фундаментальную теорему: каждой непрерывной симметрии физической системы соответствует некоторый закон сохранения. Например, однородности времени соответствует закон сохранения энергии. Это открытие привлекло внимание к роли симметрии в физике, которое оказалось основополагающим. Да не то что основополагающим, на симметрии, как оказалось, Вселенная "держится". Это её фундаментальное свойство.
Одним из главных направлений развития физики стала прикладная электроника, к концу века полностью перестроившая практически все области человеческой деятельности. В начале века были изобретены первые электронные лампы — диод в 1904 году Флемингом и триод в 1907 году Ли де Форестом. Триод оказался незаменим для создания незатухающих колебаний и усиления тока. На ламповой основе вскоре появились звуковое радио, первые наброски телевидения, а после войны — первые ЭВМ. Успех процесса миниатюризации электронных устройств, повышение их мощности и надёжности позволило создать универсальные и специализированные компьютеры, удобные средства связи и "умные" механизмы для повсеместного использования.
Распространение компьютеров, в свою очередь, позволило компьютерному моделированию стать широко используемым инструментом в физике.
Из других достижений физики конца 20 — начала 21 века следует упомянуть открытие высокотемпературной сверхпроводимости в 1986 году и технологии получения графена в 2002 году и других двумерных кристаллов. Оба эти направления исследований расцениваются как перспективные, но их широкое практическое применение ещё впереди.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ ПРОДОЛЖЕНИЕ В 18:00 ПО МСК ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
   💜💜💜💜💜💜💜💜
   🌟💜💜💜💜💜💜🌟
⚛️⚛️⚛️ XXI век
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Вот мы и подошли к концу серии наших постов! С 1970-х годов в теоретической физике наблюдается затишье, некоторые учёные даже заговорили о "кризисе физики" или даже о "конце науки". Но тем не менее, сейчас идёт работа в рамках существующих теорий. Так, например, получены первые надёжные признаки существования гравитационных волн (которые, к слову, обнаружил в ходе наблюдений соавтор фильма "Интерстеллар" Кип Торн, за что получил Нобелевскую премию), исследуются скорости распространения гравитационного и электромагнитного взаимодействия, которые, по предсказаниям теории относительности, совпадают. В ЦЕРН'е был построен Большой адронный коллайдер, который должен был помочь проверить, помимо прочего, теорию суперсимметрии и стандартную модель, однако ничего не вышло. В 2012 году было официально объявлено, что с помощью коллайдера обнаружен бозон Хиггса.
Ли Смолин выделяет пять актуальных физических проблем фундаментального значения, решение которых приведёт к существенному прогрессу физики:
• разработка квантового варианта теории гравитации, построение "теории всего";
• физическое (не только математическое) обоснование квантовой механики или обобщение её до теории с более понятным физическим смыслом;
• объединить в одной теории частицы и все четыре силы взаимодействия;
• найти причины "тонкой настройки Вселенной", для чего желательно свести число фундаментальных констант к минимуму;
• выяснить, что собой представляют тёмная материя и тёмная энергия или, если они не существуют, определить, как и почему тяготение в очень больших масштабах действует вопреки теории, а также в целом расширить экспериментальную базу космологии.
Из других важнейших проблем, выходящих за рамки Стандартной модели, физики называют:
• асимметрия материи и антиматерии в наблюдаемой Вселенной;
• осцилляции нейтрино;
• сильная CP-проблема.
Говоря в общем, в основном сейчас физика сконцентрирована на таких разделах, как: квантовая теория поля, теория струн, физика конденсированного состояния, квантовые компьютеры, лазеры, материаловедение ну и конечно же на космологии и астрофизике. Во всех этих разделах сейчас как минимум каждый месяц какие-то мелкие шажки да происходят. Если хотите быть физиком, но не знаете, где в ней перспективы — приходите сюда, не прогадаете!
Ну а на этом всё! Спасибо, что читали эти посты. Над ними была проделана нелёгкая работа. Мы будем очень рады знать, что вам понравилось!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
💜💜💜💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🍐: Всем привет друзья я Никита и это моё третье физ инфо :з
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️В прошлом физ инфо (https://t.me/physicsconf/13509) я рассказывал о функции Лагранжа. Мы рассмотрели, какая именно функция находится под интегралом в действии, от чего она зависит и как её конструировать для системы. Главный вывод: задание функции Лагранжа эквивалентно заданию действия. А сейчас мы обсудим то, как же получать уравнения движения из функции Лагранжа, ведь именно они реально описывают эволюцию системы.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟В рамках поста обсудим ключевые идеи. В лоб записываем принцип наименьшего действия: вариация действия S равняется нулю (картинка 1). Далее выражаем действие по определению как интеграл (картинка 2). Используем магию математики, чтобы поднести вариацию действия под интеграл, и получаем вот такое (картинка 3). Вариация действия должна быть нулевой независимо от вариации обобщенной координаты, и из этого следует, что обязательно должно быть равно нулю то, что находится в скобках на картинке 3. Это и есть уравнения Лагранжа (картинка 4)! Их всего n штук — ровно столько, сколько обобщенных координат.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Вообще, в литературе еще можно встретить название как уравнения Эйлера-Лагранжа, и именно так я всегда и говорю, но, кажется, более широко распространено название без Эйлера... Обсудим подробнее само уравнение (картинка 4)!
В левой части стоит производная по времени от "обобщенного импульса". Обобщенным импульсом называют частную производную функции Лагранжа по обобщенной скорости. Действительно, по размерности эта величина является импульсом, и если посчитать, чему равен этот обобщённый импульс для, скажем, свободной частицы, функция Лагранжа которой состоит только из кинетической энергии mυ²/2, то взяв производную по υ от mυ²/2 мы как раз и получим импульс — mυ. Но в левой части уравнения Лагранжа именно производная по времени от обобщенного импульса, так что надо посчитать и её. Очевидно, производная по времени от mυ это ma.
В правой части стоит обобщенная сила — частная производная функции Лагранжа по обобщенной координате. Например, для пружинного маятника функция Лагранжа будет иметь вид L = mυ²/2 - kx²/2. Попробуйте сами взять частную производную по x от этого выражения. Получится -kx — вылитая сила по закону Гука!
Подставим левую и правую часть одновременно. Получим ma = -kx. Удивительным образом! Это ведь буквально второй закон ньютона для пружинного маятника, где x — это смещение от положения равновесия!
Я еще пытался снять видеоролик с выводом, но к сожалению звук не записался вообще... Может, чуть позже будет.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Какие итоги? Подставляя функцию Лагранжа в уравнения Лагранжа можно получать уравнения движения системы. Более такого, зачастую такой подход куда проще и быстрее, чем расписывать силы по привычному второму закону Ньютона.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Спасибо за просмотр! Всем удачи, всем пока #физ_инфо

⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
💘1
💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
⚛️Протозвезда — это начальная стадия жизненного цикла звезды.
   Стадия протозвезды начинается когда из за гравитационной неустойчивости сжимается часть молекулярного облака, и если массы облака хватило для возникновения нуклеосинтеза, протозвезда становится полноценной звездой главной последовательности.
  Продолжительность этой стадии зависит от массы. От 10⁵ (сто тысяч) лет, для самых крупных протозвёзд, и до 10⁹ (миллиард) лет для самых маленьких.

  В англоязычной литературе протозвездой называют только стадию, когда происходит аккреция оболочек будущей звезды. После этого, звезду ещё не достигшую главной последовательности, называют "молодой звёздный обьект" (young stellar object)
🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟🌟
🌟Подробнее о формировании протозвёзд

  Как было написано ранее, образование протозвезды начинается с сжатия молекулярного облака. Рассмотрим этот процесс подробнее:

  Стадия формирования начинается в холодных молекулярных облаках, температура которых всего на несколько градусов выше абсолютного нуля (от 5°К в плотных, и до 100°К в более разреженных), а плотность (от 10² (ста) до 10⁶ (миллиона) частиц на см³) способствует образованию молекул водорода и некоторых других.

  В случае столкновения двух молекулярных облаков, от воздействия ударной волны после взрыва сверхновой, или ещё чего нибудь.. облако становится гравитационно неустойчивым и в нём образуются фрагменты (опять облака), которые под действием собственной тяжести начинают сжиматься.. А потом опять распадаются на ещё более мелкие фрагменты. Это называется иерархическая (или каскадная) фрагментация. Фрагментация будет продолжаться до тех пор, пока фрагмент не станет достаточно плотным чтобы выделяемое при сжатии инфракрасное излучение не уходило в окружающую среду

  Такой плотный фрагмент называется гидростатически равновесное ядро, которое уже считается протозвездой. Во время этой стадии на ядро падает оставшийся в оболочке газ, увеличивая массу ядра. Вместе с этим повышается температура ядра, и когда оно достигает 2000К его рост прекращается, так как излучение от ядра рассеивает газ из оболочки в межзвёздную среду. В какой то момент ядро опять начинает сжиматься, это продолжается то тех пор, пока не начнётся нуклеосинтез.
  Дальнейшее сжатие останавливается и протозвезда наконец то превращается в звезду главной последовательности
в конце
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ #физ_инфо от Поле 🌽

⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
💋1
💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜 часть 1
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🦕: Всем добрый день! Сегодня я бы хотел рассказать про биокалометрию*, как метод диагностики заболеваний на ранних стадиях. Причём тут физика? Всё очень просто, данная идея основана на законах термодинамики. #физ_инфо
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Практически все живые существа являются открытыми термодинамическими системами, то есть обмениваются с окружающей средой энергией и веществом.
Что же можно понять, рассмотрев организм как термодинамическую систему путём помещения его внутрь калориметра (см. след. пост)? Дело в том, что второй закон термодинамики указывает на то, что все реальные процессы сопровождаются рассеянием некоторый части энергии в теплоту и не существует такого процесса, в котором вся энергия может быть превращена в другую форму энергии (за исключением теплоты) в 100% объёме.
Так же всякое изменение состояния системы можно описать энтропией S,
dS ≥ dQ/T

Часто энтропию называют мерой хаоса, в дальнейшем будем пользоваться и этим её определением.
*Калориметрия — метод измерения тепловых эффектов, сопровождающих физические, химические или биологические процессы. Она используется для определения удельной теплоёмкости, теплоты плавления веществ и многого другого.

⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟В процессе функционирования живой системы возможны следующие ситуации: уровень организации системы уменьшается, остаётся на неизменном уровне (стационарное состояние) или возрастает. Последние два случая, на первый взгляд, не согласуются со вторым законом термодинамики, однако развитие живых систем оказывается возможным благодаря тому, что все они являются открытыми. Поэтому общее изменение энтропии dS в них происходит как за счет выделения теплоты в результате необратимых процессов в самой системе δQi, так и за счет притока теплоты извне δQe (индексы «i» и «е» происходят от англ. internal — внутренний и external — внешний):
dS= δQе/T + δQi/T = dSe + dSi

где dSe — изменение энтропии, вызванное взаимодействием системы с окружающей средой; dSi — изменение энтропии в самой системе в ходе необратимых процессов внутри неё.
В случае обратимых процессов dSi = 0, в случае необратимых —dSi > 0. Если система изолирована, то dSe = 0. В последнем случае: dSi ≥ 0.
Продифференцировав выражение по времени, получаем:
dS/dt = dSe/dt + dSi/dt

Таким образом, скорость изменения энтропии открытой системы равна сумме скорости изменения энтропии за счет взаимодействия системы с внешней средой и скорости изменения энтропии, вызванного необратимыми процессами внутри системы.
Необратимые процессы, протекающие внутри системы, всегда вызывают повышение энтропии, dSi/dt > 0
Однако общая энтропия системы может как возрастать, так и убывать за счёт dSe/dt.
В случае dSe/dt < 0 энтропия продуктов, поступающих в систему, меньше энтропии продуктов, выходящих из системы, и наоборот.
Возможны следующие три случая:
1. dS/dt > 0, если dSe/dt > 0 или dSe/dt < 0 и |dSe/dt| < dSi/dt
Это соответствует патологическому состоянию организма, так как происходит уменьшение степени упорядоченности системы.
Например, при разложении тканей, наличии онкологических заболеваний (в последнем случае происходит неконтролируемый неупорядоченный рост клеток).
2. dS/dt < 0, если dSe/dt < 0 и |dSe/dt| > dSi/dt
Это соответствует повышению уровня организации организма (росту, формированию органов, тканей, систем).
3. dS/dt = 0, если dSe/dt < 0 и |dSe/dt| = dSi/dt
Это соответсвует установлению стационарного состояния в системе.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Таким образом узнав скорость изменения энтропии организма с помощью калориметра, можно узнать о патологических процессах на ранних стадиях, когда их ещё не возможно выявить другими методами.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥1
💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
💜💜💜💜💜💜 часть 2
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🦕: Принцип метода разобрали, так как же устроен сам аппарат? #физ_инфо
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️В XVIII веке П. Лаплас и А. Лавуазье провели первое измерение энергозатрат живого существа – морской свинки в ледяном калориметре. Он учитывали количество теплоты и углекислого газа, выделяемого организмом, а затем сравнивали полученные величины с тепловым эффектом реакции сжигания исходных продуктов питания до углекислого газа. Такого рода измерения показали, что потребление одного литра кислорода и выделение одного литра углекислого газа при прямом сжигании или окислении в организме продуктов сопровождается выделением 21,2 кДж теплоты. Совпадение тепловых эффектов в обоих случаях и для других реакций свидетельствует, очевидно, о том, что пути превращения продуктов питания в метаболических процессах и в химических реакциях вне живой клетки являются эквивалентными с точки зрения суммарных тепловых эффектов.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Первый биокалориметр для человека был создан в конце XIX века в Российской военно-медицинской академии. Биокалориметр Этуотера представляет собой герметизированную и теплоизолированную камеру.
В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла. Одновременно в биокалориметр подается кислород и поглощается избыток углекислого газа и водяных паров. Продуцируемое организмом человека тепло измеряют с помощью термометров (1, 2) по нагреванию воды, протекающей по трубкам в камере. Количество протекающей воды измеряют в баке (3). Через окно (4) подают пищу и удаляют экскременты. С помощью насоса (5) воздух извлекают из камеры и прогоняют через баки с серной кислотой (6 и 8) – для поглощения воды и с натронной известью (7) – для поглощения углекислого газа. Кислород подают в камеру из баллона (10) через газовые часы (11). Давление воздуха в камере поддерживают на постоянном уровне с помощью сосуда с резиновой мембраной (9).
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Методы прямой калориметрии очень громоздки и сложны. Кроме того, они не позволяют определить энергозатраты организма, если он выполняет работу, поэтому данный метод сейчас не развит.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥1
💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️ 💜💜💜💜💜💜
или же полярно-стратосферные
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🪞: ну привет! давно от меня не было физ инфо. сегодня поговорим про очень красивое явление — перламутровые или же полярно-стратосферные облака!🎼
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Перламутровые облака, или же, говоря более научно, полярно-стратосферные облака (ПСО) — очень редкое атмосферное явление. Их внешняя отличительная черта — очень красивые радужные переливы, за что они и получили своё название.
Образовываются они при аномально низких температурах (-78°С и ниже) на высоте 15-25 км в стратосфере (а не в нижнем слое атмосферы, как другие облака), в полярных широтах, откуда и получили своё научное название.
Состоят они из кристалликов льда и прочих примесей. Не сложно догадаться, что такая красивая окраска получается засчёт прохождения лучей солнца через эти кристаллики. Однако не абы какого — лучи должны падать под определённым углом. Поэтому наблюдать сие явление можно только в ранние сумерки (сразу после заката/на закате и сразу перед рассветом/на рассвете).
Приходят к нам эти облака с холодных гор, где ветер имеет скорость не менее 10 м/с, увеличивая её с высотой, а температура воздуха необычайно низкая.
В общих чертах поговорили, а теперь давайте немного уточним!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Перламутровые облака разделяют на два типа.
I тип (картинка 1): эти облака не имеют такого яркого и отчётливого перелива. Образовываются они при температуре -78°С и ниже, а состоят из льда, азотной и серной кислоты. Именно из-за такого состава солнечный свет хуже преломляется и рассеивается, что даёт тусклые, размытые цвета.
II тип (картинки 2, 3): образовыются при температуре -85°С и ниже, состоят почти полностью из кристаллов льда. В ПСО второго типа свет преломляется и рассеивается лучше засчёт того, что состоят они из льда, поэтому их цвет намного ярче.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Наблюдать это явление можно, как уже упоминалось, в полярных широтах — скандинавские страны, Канада, США (Аляска), север России и так далее, в холодное время года.
Вот такое вот чудесное, безумно красивое и редкое природное явление!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Очень надеюсь, что было интересно! Большое спасибо за прочтение!! #физ_инфо

⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥41😁1
. 💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️💜💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🪞: небольшое дополнение к физ инфо выше! фактически, перламутровые облака являются частным случаем иризации облаков 🎼
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Иризация облаков — это явление, когда лучи солнца или луны преломляются в облаке, "подсвечивая" его всем спектром цветов. Это явление не такое редкое и чаще всего наблюдается в высококучевых, перисто-кучевых, перистых и лентикулярных облаках при температуре около -40°С. Раннее описанные перламутровые облака являются наиболее редким и ярким проявлением иризации.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🌟Радужные переливы в облаках возникают из-за того, что очень мелкие капли воды или кристаллики льда преломляют свет, который впоследствии раскладывается на спектр. Облако должно быть очень оптически тонким, чтобы лучи преломились в тонком слое капелек, а не в куче, которая сильно рассеит свет, создав гало. Поэтому обычно явление иризации наблюдается на краю облаков, в полупрозрачных облаках или в только что сформировавшихся.
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Вот такое вот небольшое дополнение! Спасибо за прочтение! #физ_инфо

⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤‍🔥2
. 💜💜💜💜💜💜💜💜
⚛️ 💜💜💜💜💜💜
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
🪞: ну и ещё один частный случай иризации облаков и радуги — огненная радуга!🌟
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️Огненная радуга — это, фактически, горизонтальная радуга, а огненной она называется потому, что видно её обычно на перистых облаках, напоминающих по форме языки пламени (картинка 1 яркий пример). Это относительно редкое явление из-за условий его образования:
• солнце должно быть достаточно высоко (выше 58° над горизонтом);
• в небе должны находиться перистые облака;
• в облаках должны находиться горизонтально расположенные шестиугольные кристаллики льда.
Последнее условие самое трудное, но именно его можно назвать здесь ключевым. Лучи входят через вертикальную боковую стенку плоского шестиугольного кристаллика, проходят через него и выходят из нижней горизонтальной стороны, что обеспечивает почти прямую горизонтальною радугу, а не дуговую, которая образовывается в круглых каплях воды.
Совсееем небольшое дополнение к верхним постам, но прикольное!
⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️⚛️
⚛️ Надеюсь, что вам интересно читать про облака и оптику! Спасибо за прочтение!! #физ_инфо

⚛️ АРХИВ ФИЗ ИНФО ⚛️
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥3