Во время мощных землетрясений нередко наблюдается так называемые "геологические молнии" или "огни землетрясений": вспышки электрических разрядов, похожие на обычную грозу.
Природа этих явлений до конца не изучена, хотя физикам известно сразу несколько механизмов электризации, которые могут возникать при землетрясениях. Это могут быть, например, обычное трение пород друг о друга, пьезоэлектризация из-за сдавливания в процессе землетрясения содержащих кварц минералов и т.п. Есть и более экзотические гипотезы - например, предположение о том, что мощные землетрясения могут вызывать локальные возмущения магнитного поля Земли.
Какой именно из этих механизмов отвечает за образование огней землетрясений - пока неясно. Возможно, свою роль играет каждый из них, либо в том или ином случае преобладает один из механизмов, а в других - другие. Проблема в том, что мы пока не умеем предсказывать землетрясения и тем более не можем "подгадать", где следует находиться учёным с оборудованием для того, чтобы зафиксировать огни и изучить их параметры.
Более того, из-за недостатка верифицированных свидетельств некоторые учёные и вовсе ставят под сомнение существование геологических молний как таковых, хотя в целом описания явления в литературе известны с 869 года нашей эры, когда их заметили при землетрясении в Дзёган-Санрику (Япония).
Этим огни землетрясений похожи на шаровые молнии, в существование которых многие учёные тоже не верили до 2012 года, когда шаровая молния случайно попала в поле зрения китайских спектрометров на Тибетском плато.
На видео - огни землетрясения в Мексике 8 сентября 2021 года.
Будем признательны за помощь нашему проекту!
Природа этих явлений до конца не изучена, хотя физикам известно сразу несколько механизмов электризации, которые могут возникать при землетрясениях. Это могут быть, например, обычное трение пород друг о друга, пьезоэлектризация из-за сдавливания в процессе землетрясения содержащих кварц минералов и т.п. Есть и более экзотические гипотезы - например, предположение о том, что мощные землетрясения могут вызывать локальные возмущения магнитного поля Земли.
Какой именно из этих механизмов отвечает за образование огней землетрясений - пока неясно. Возможно, свою роль играет каждый из них, либо в том или ином случае преобладает один из механизмов, а в других - другие. Проблема в том, что мы пока не умеем предсказывать землетрясения и тем более не можем "подгадать", где следует находиться учёным с оборудованием для того, чтобы зафиксировать огни и изучить их параметры.
Более того, из-за недостатка верифицированных свидетельств некоторые учёные и вовсе ставят под сомнение существование геологических молний как таковых, хотя в целом описания явления в литературе известны с 869 года нашей эры, когда их заметили при землетрясении в Дзёган-Санрику (Япония).
Этим огни землетрясений похожи на шаровые молнии, в существование которых многие учёные тоже не верили до 2012 года, когда шаровая молния случайно попала в поле зрения китайских спектрометров на Тибетском плато.
На видео - огни землетрясения в Мексике 8 сентября 2021 года.
Будем признательны за помощь нашему проекту!
👍4
Это калифорний-252 - одно из самых дорогих веществ на Земле: 1 его грамм стоит порядка 7 миллионов долларов.
Калифорний-252 ценен как мощный источник нейтронов: каждый грамм этого вещества в секунду испускает 2,4 на 10 в 15 степени (миллион миллиардов) нейтронов. Благодаря этому калифорний-252 используется в ядерных реакторах, является компонентом датчиков, основанных на прохождении через вещество нейтронного потока, применяется в геологоразведке, медицине (нейтронная радиотерапия) и других областях.
Период полураспада калифорния-252- 6,5 года, так что долго хранить его не получится. Производство же этого вещества достаточно трудоёмко: для этого "оружейный" плутоний-239 облучают мощным нейтронным потоком в недрах ядерных реакторов. При этом из 10 килограммов плутония получается лишь 1 грамм калифорния.
Лучшим способом получения калифорния является... подрыв термоядерной или нейтронной бомбы. Но по понятным причинам на практике он не применяется.
В мире в год производят около 50 микрограмм (миллионная доля грамма) калифорния-252, а одновременно в мире существует не более 10 грамм этого вещества. Произвдством калифорния-252 занимаются всего в двух местах в мире: в Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР.
Кстати, калифорний-252 способен поддерживать цепную реакцию ядерного распада, причём критическая масса для металлического калифорния составляет лишь 1,8 грамма. Поэтому теоретически из калифорния-252 можно сделать ядерную бомбу размером с пулю! Правда, стоимость данного боеприпаса будет слишком большой для того, чтобы эта идея получила практическое воплощение.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Калифорний-252 ценен как мощный источник нейтронов: каждый грамм этого вещества в секунду испускает 2,4 на 10 в 15 степени (миллион миллиардов) нейтронов. Благодаря этому калифорний-252 используется в ядерных реакторах, является компонентом датчиков, основанных на прохождении через вещество нейтронного потока, применяется в геологоразведке, медицине (нейтронная радиотерапия) и других областях.
Период полураспада калифорния-252- 6,5 года, так что долго хранить его не получится. Производство же этого вещества достаточно трудоёмко: для этого "оружейный" плутоний-239 облучают мощным нейтронным потоком в недрах ядерных реакторов. При этом из 10 килограммов плутония получается лишь 1 грамм калифорния.
Лучшим способом получения калифорния является... подрыв термоядерной или нейтронной бомбы. Но по понятным причинам на практике он не применяется.
В мире в год производят около 50 микрограмм (миллионная доля грамма) калифорния-252, а одновременно в мире существует не более 10 грамм этого вещества. Произвдством калифорния-252 занимаются всего в двух местах в мире: в Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР.
Кстати, калифорний-252 способен поддерживать цепную реакцию ядерного распада, причём критическая масса для металлического калифорния составляет лишь 1,8 грамма. Поэтому теоретически из калифорния-252 можно сделать ядерную бомбу размером с пулю! Правда, стоимость данного боеприпаса будет слишком большой для того, чтобы эта идея получила практическое воплощение.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
Крабовидная туманность NGC 1952 похожа на что угодно, но не на краба. Однако именно так её решил назвать астроном Уильям Парсонс, которому она напомнила "краба-подкову" (horseshoe crab), или по-русски мечехвоста (лат. Xiphosurida) который технически не краб, а представитель водных хелицеровых из класса меростомовых.
Разгадка в том, что телескоп у Парсонса был не очень, на мечехвоста NGC 1952 похожа чуть менее чем никак, да и мечехвост не краб, но название прижилось - в физике и особенности в астрономии так бывает.
И да, возникла Крабовидная туманность в результате взрыва сверхновой, которая наблюдалась с Земли 4 июля 1054 года. Результатом взрыва стала нейтронная звезда-пульсар PSR B0531+21, а то, что мы наблюдаем как туманность - внешние оболочки звезды, выброшенные взрывом.
На картинках NGC 1952 в видимом свете от телескопа Хаббл, она же в рентгеновском диапазоне от Чандры, то, как её увидел в свой телескоп Парсонс в 1844-м, а также тот самый мечехвост.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Разгадка в том, что телескоп у Парсонса был не очень, на мечехвоста NGC 1952 похожа чуть менее чем никак, да и мечехвост не краб, но название прижилось - в физике и особенности в астрономии так бывает.
И да, возникла Крабовидная туманность в результате взрыва сверхновой, которая наблюдалась с Земли 4 июля 1054 года. Результатом взрыва стала нейтронная звезда-пульсар PSR B0531+21, а то, что мы наблюдаем как туманность - внешние оболочки звезды, выброшенные взрывом.
На картинках NGC 1952 в видимом свете от телескопа Хаббл, она же в рентгеновском диапазоне от Чандры, то, как её увидел в свой телескоп Парсонс в 1844-м, а также тот самый мечехвост.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍1
В наших материалах мы нередко используем термин "пульсар", и, пожалуй, надо бы пояснить, что оно такое.
Пульсар, а точнее, радиопульсар - это одно из состояний нейтронных звёзд, сверхплотных, горячих и очень быстро вращающихся остатков массивных звёзд, остающихся на их месте после того, как те завершат жизненный цикл и взорвутся как сверхновые.
Хотя нейтронная звезда и называется нейтронной, состоит она не только из нейтронов. Внешние слои таких объектов состоят из "коры" из обычной звёздной плазмы - атомных ядер и электронов.
А так как всё это ещё и вращается, то нейтронные звёзды, как и звёзды обычные, создают вокруг себя магнитное поле. И коль скоро нейтронные звёзды вращаются ну очень быстро (сотни и даже тысячи оборотов в секунду), то поле получается очень мощным. Это поле улавливает заряженные частицы (разреженную плазму) из "атмосферы" пульсара и окружающего космоса и заставляет из двигаться вдоль силовых линий, которые исходят из магнитных полюсов.
Но так как магнитное поле это действительно очень мощное, начинают действовать необычные эффекты: при приближении к полюсам скорость движения частиц достигает скорости света и даже могла бы превзойти её, если бы это было возможно. Но быстрее света двигаться нельзя: в результате магнитные линии разрываются, и быстро вращающаяся нейтронная звезда излучает со своих магнитных полюсов разогнанные до околосветовой скорости заряженные частицы. Которые, в свою очередь, становятся источником электромагнитного излучения в радиодиапазоне.
А так как магнитные полюса часто не совпадают с географиескими (у Земли это, к примеру, тоже так!), то получается, что с вращением звезды вырывающиеся с её магнитных полюсов струи плазмы описывают как бы два конуса.
И если нейтронная звезда ориентирована так, что в один из этих моментов на пути одного из лучей оказывается Земля, астрономы воспринимают мощный радиосигнал, наблюдаемый сотые доли секунды и повторяющийся через правильные периоды времени длиной в несколько секунд (когда родительская звезда-пульсар совершит оборот на 360 градусов вокруг своей оси). Если свет обычных звёзд постоянен, то исходящий от радиопульсара сигнал как бы пульсирует, что и дало им название.
Не удивительно, что, впервые поймав короткие радиоимпульсы, повторяющиеся через равные промежутки времени, астрономы поначалу приняли их за сигналы от других цивилизаций!
Со временем нейтронная звезда-пульсар начинает вращаться всё медленнее, и однажды её магнитное поле ослабеет настолько, что она больше не сможет излучать плазменные лучи. Радиопульсар превратится в другую разновидность нейтронных звёзд - рентгеновского пульсара. Но о нём мы поговорим в следующий раз.
На гифке в центре - нейтронная звезда, бело-голубым показаны невидимые обычно силовые линии магнитного поля, фиолетовым - потоки выбрасываемой плазмы и сопутствующие ей радиосигналы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Пульсар, а точнее, радиопульсар - это одно из состояний нейтронных звёзд, сверхплотных, горячих и очень быстро вращающихся остатков массивных звёзд, остающихся на их месте после того, как те завершат жизненный цикл и взорвутся как сверхновые.
Хотя нейтронная звезда и называется нейтронной, состоит она не только из нейтронов. Внешние слои таких объектов состоят из "коры" из обычной звёздной плазмы - атомных ядер и электронов.
А так как всё это ещё и вращается, то нейтронные звёзды, как и звёзды обычные, создают вокруг себя магнитное поле. И коль скоро нейтронные звёзды вращаются ну очень быстро (сотни и даже тысячи оборотов в секунду), то поле получается очень мощным. Это поле улавливает заряженные частицы (разреженную плазму) из "атмосферы" пульсара и окружающего космоса и заставляет из двигаться вдоль силовых линий, которые исходят из магнитных полюсов.
Но так как магнитное поле это действительно очень мощное, начинают действовать необычные эффекты: при приближении к полюсам скорость движения частиц достигает скорости света и даже могла бы превзойти её, если бы это было возможно. Но быстрее света двигаться нельзя: в результате магнитные линии разрываются, и быстро вращающаяся нейтронная звезда излучает со своих магнитных полюсов разогнанные до околосветовой скорости заряженные частицы. Которые, в свою очередь, становятся источником электромагнитного излучения в радиодиапазоне.
А так как магнитные полюса часто не совпадают с географиескими (у Земли это, к примеру, тоже так!), то получается, что с вращением звезды вырывающиеся с её магнитных полюсов струи плазмы описывают как бы два конуса.
И если нейтронная звезда ориентирована так, что в один из этих моментов на пути одного из лучей оказывается Земля, астрономы воспринимают мощный радиосигнал, наблюдаемый сотые доли секунды и повторяющийся через правильные периоды времени длиной в несколько секунд (когда родительская звезда-пульсар совершит оборот на 360 градусов вокруг своей оси). Если свет обычных звёзд постоянен, то исходящий от радиопульсара сигнал как бы пульсирует, что и дало им название.
Не удивительно, что, впервые поймав короткие радиоимпульсы, повторяющиеся через равные промежутки времени, астрономы поначалу приняли их за сигналы от других цивилизаций!
Со временем нейтронная звезда-пульсар начинает вращаться всё медленнее, и однажды её магнитное поле ослабеет настолько, что она больше не сможет излучать плазменные лучи. Радиопульсар превратится в другую разновидность нейтронных звёзд - рентгеновского пульсара. Но о нём мы поговорим в следующий раз.
На гифке в центре - нейтронная звезда, бело-голубым показаны невидимые обычно силовые линии магнитного поля, фиолетовым - потоки выбрасываемой плазмы и сопутствующие ей радиосигналы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍5
Можно ли замёрзнуть насмерть при 1000 градусов Цельсия?
Многие люди удивляются, когда узнают, что в верхних слоях атмосферы Земли, ещё именуемых термосферой, где, среди прочего, летают космические аппараты, включая МКС, температура может достигать тысяч градусов, но при этом никакая термическая защита этим самым космическим аппаратам на время пребывания в термосфере не требуется.
Всё дело в отсутствии понимания разницы между температурой и тепловой энергией.
Температура, а точнее, разница температур, действительно показывает, с какой интенсивностью и в каком направлении устремится поток тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Но она не определяет однозначно величину этого потока: она зависит от теплоёмкости, коэффициента теплопередачи и ряда других характеристик.
Если же говорить более строго, то температура – это не более чем проявление на макроскопическом уровне микроскопической характеристики среды: средней скорости, с которой совершают тепловое движение её частицы. Чем быстрее они бегают, тем более высокую температуру покажет помещённый в эту среду измерительный прибор.
Разумеется, чем выше скорость движения частиц (молекул), тем большая энергия будет передана при столкновении такой частицей с частицей другой среды. Однако вопрос в том, сколько таких столкновений случится за единицу времени.
Именно поэтому в финской сауне люди могут вполне комфортно пребывать при температуре воздуха в 90 градусов Цельсия, тогда как в воде такой же температуры они быстро бы натурально сварились.
Так и тут: термосфера крайне разрежена, и, хотя про столкновении с обшивкой космического аппарата одной из её молекул передаётся значительная по молекулярным меркам энергия, общее количество таких соударений мало, чтобы нагрев был ощутим с макроскопической точки зрения.
Вместо этого в термосфере, напротив, происходит интенсивное охлаждение тех же космических аппаратов за счёт теплового излучения с их поверхности. Окажись мы с вами в термосфере без защитного снаряжения, мы скорее замёрзли насмерть, чем сгорели бы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Многие люди удивляются, когда узнают, что в верхних слоях атмосферы Земли, ещё именуемых термосферой, где, среди прочего, летают космические аппараты, включая МКС, температура может достигать тысяч градусов, но при этом никакая термическая защита этим самым космическим аппаратам на время пребывания в термосфере не требуется.
Всё дело в отсутствии понимания разницы между температурой и тепловой энергией.
Температура, а точнее, разница температур, действительно показывает, с какой интенсивностью и в каком направлении устремится поток тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Но она не определяет однозначно величину этого потока: она зависит от теплоёмкости, коэффициента теплопередачи и ряда других характеристик.
Если же говорить более строго, то температура – это не более чем проявление на макроскопическом уровне микроскопической характеристики среды: средней скорости, с которой совершают тепловое движение её частицы. Чем быстрее они бегают, тем более высокую температуру покажет помещённый в эту среду измерительный прибор.
Разумеется, чем выше скорость движения частиц (молекул), тем большая энергия будет передана при столкновении такой частицей с частицей другой среды. Однако вопрос в том, сколько таких столкновений случится за единицу времени.
Именно поэтому в финской сауне люди могут вполне комфортно пребывать при температуре воздуха в 90 градусов Цельсия, тогда как в воде такой же температуры они быстро бы натурально сварились.
Так и тут: термосфера крайне разрежена, и, хотя про столкновении с обшивкой космического аппарата одной из её молекул передаётся значительная по молекулярным меркам энергия, общее количество таких соударений мало, чтобы нагрев был ощутим с макроскопической точки зрения.
Вместо этого в термосфере, напротив, происходит интенсивное охлаждение тех же космических аппаратов за счёт теплового излучения с их поверхности. Окажись мы с вами в термосфере без защитного снаряжения, мы скорее замёрзли насмерть, чем сгорели бы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍1
Три классические состояния вещества: жидкость, газ и твёрдое тело.
Газ - межмолекулярное взаимодействие пренебрежимо мало, вещество не сохраняет ни форму, ни объём, расширяясь до тех пор, пока этому что-то не помешает; реализуется при низких давлениях и высоких температурах.
Жидкость - межмолекулярное взаимодействие сцепляет молекулы в связную систему, но ещё не фиксирует в положениях минимума потенциальной энергии (кристаллическую решётку); объём вещества ограничен, но форма изменяется свободно; благодаря межмолекулярным силам появляется эффект поверхностного натяжения.
Твёрдое тело: межмолекулярные силы столь сильны, что частицы связываются в устойчивую структуру; они больше не могут перемещаться свободно, лишь колеблясь вокруг положений минимумов потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия, образуя кристаллическую решётку. Объём и форма фиксируются.
Вопрос того, в каком состоянии пребывает вещество, зависит от соотношения между энергией межмолекулярных связей (в конечном итоге, давлением) и кинетической энергией движения частиц (температурой).
Поэтому при большом давлении вещества могут оставаться в жидком или твёрдом состоянии даже при высоких температурах: давление "спрессовывает" молекулы и не даёт им разрывать межмолекулярные связи.
И наоборот: при высоких температурах энергия движения молекул (ионов, атомов) достаточно велика, чтобы частицы сохраняли свободу газа даже при огромных давлениях.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Газ - межмолекулярное взаимодействие пренебрежимо мало, вещество не сохраняет ни форму, ни объём, расширяясь до тех пор, пока этому что-то не помешает; реализуется при низких давлениях и высоких температурах.
Жидкость - межмолекулярное взаимодействие сцепляет молекулы в связную систему, но ещё не фиксирует в положениях минимума потенциальной энергии (кристаллическую решётку); объём вещества ограничен, но форма изменяется свободно; благодаря межмолекулярным силам появляется эффект поверхностного натяжения.
Твёрдое тело: межмолекулярные силы столь сильны, что частицы связываются в устойчивую структуру; они больше не могут перемещаться свободно, лишь колеблясь вокруг положений минимумов потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия, образуя кристаллическую решётку. Объём и форма фиксируются.
Вопрос того, в каком состоянии пребывает вещество, зависит от соотношения между энергией межмолекулярных связей (в конечном итоге, давлением) и кинетической энергией движения частиц (температурой).
Поэтому при большом давлении вещества могут оставаться в жидком или твёрдом состоянии даже при высоких температурах: давление "спрессовывает" молекулы и не даёт им разрывать межмолекулярные связи.
И наоборот: при высоких температурах энергия движения молекул (ионов, атомов) достаточно велика, чтобы частицы сохраняли свободу газа даже при огромных давлениях.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2😁1
Солнце выбрасывает в окружающее космическое пространство около 170 триллионов тонн вещества в год. Каждую секунду наше светило "худеет" примерно на 5,5 миллиона тонн.
Впрочем, при массе Солнца в 1,9 х 10³⁰ степени испариться совсем ему грозит нескоро.
Правда, когда Солнце исчерпает запасы своего водорода и перейдёт на "сжигание" гелия, став красным гигантом, темы выбросов массы существенно вырастут. Но и тогда Солнце не успеет испариться до конца: в конце своей жизни оно станет крошечной плотной и горячей каплей материи - белым карликом.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Впрочем, при массе Солнца в 1,9 х 10³⁰ степени испариться совсем ему грозит нескоро.
Правда, когда Солнце исчерпает запасы своего водорода и перейдёт на "сжигание" гелия, став красным гигантом, темы выбросов массы существенно вырастут. Но и тогда Солнце не успеет испариться до конца: в конце своей жизни оно станет крошечной плотной и горячей каплей материи - белым карликом.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Forwarded from Юрий Ткачёв
Корпускулярно-волновой дуализм - одна из вещей, которые не всегда верно объясняют в школе.
Неправильно: свет является волной и частицей одновременно.
Правильно: свет не является ни волной, ни частицей. Он является чем-то третьим, что не является ни волной, ни частицей и вообще не имеет описания в привычных нам аналогиях. И вот это третье в одних экспериментах проявляет свойство волны, а в других - свойство частицы, как актёр в одном фильме может играть Карабаса Барабаса с чёрной бородой, а в другом - Деда Мороза с белой. Какая у него борода на самом деле мы не знаем вообще, потому что за кулисы нас не пускают. Может статься, что и никакой.
И да. Это касается не только света, но и всех частиц в принципе.
Радужные переливы воздушного пузыря - результат как раз-таки наличия у света волновых свойств: это интерференция отражённых пучков света на тонкой плёнке его поверхности.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Неправильно: свет является волной и частицей одновременно.
Правильно: свет не является ни волной, ни частицей. Он является чем-то третьим, что не является ни волной, ни частицей и вообще не имеет описания в привычных нам аналогиях. И вот это третье в одних экспериментах проявляет свойство волны, а в других - свойство частицы, как актёр в одном фильме может играть Карабаса Барабаса с чёрной бородой, а в другом - Деда Мороза с белой. Какая у него борода на самом деле мы не знаем вообще, потому что за кулисы нас не пускают. Может статься, что и никакой.
И да. Это касается не только света, но и всех частиц в принципе.
Радужные переливы воздушного пузыря - результат как раз-таки наличия у света волновых свойств: это интерференция отражённых пучков света на тонкой плёнке его поверхности.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍9🔥1
Какие проявления электрических сил в природе вам известны?
Молнию, полагаю, назовут почти все. Кто-то вспомнит также про электризацию от трения: стоящие дыбом волосы, "прилипающую" к поверхностям пыль и так далее.
Однако на самом деле каждый день и каждую секунду мы сталкиваемся с куда более разнообразными проявлениями электрических сил в повседневной жизни.
Ведь по сути любые межмолекулярные взаимодействия имеют электрическую природу, будучи вызванными взаимодействием различных атомов в составе таких молекул.
Вся химия - по существу наука об электричестве, но далеко не только она. Силы упругости и поверхностного натяжения, испарение, конденсация, плавление и кристаллизация веществ, их растворение - всё это, в конечном итоге, тоже проявление электрических сил.
Даже стул, на котором вы сидите или асфальт, по которому вы идёте удерживают ваш вес благодаря сцеплению молекул. А это сцепление имеет именно электрическую природу.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Молнию, полагаю, назовут почти все. Кто-то вспомнит также про электризацию от трения: стоящие дыбом волосы, "прилипающую" к поверхностям пыль и так далее.
Однако на самом деле каждый день и каждую секунду мы сталкиваемся с куда более разнообразными проявлениями электрических сил в повседневной жизни.
Ведь по сути любые межмолекулярные взаимодействия имеют электрическую природу, будучи вызванными взаимодействием различных атомов в составе таких молекул.
Вся химия - по существу наука об электричестве, но далеко не только она. Силы упругости и поверхностного натяжения, испарение, конденсация, плавление и кристаллизация веществ, их растворение - всё это, в конечном итоге, тоже проявление электрических сил.
Даже стул, на котором вы сидите или асфальт, по которому вы идёте удерживают ваш вес благодаря сцеплению молекул. А это сцепление имеет именно электрическую природу.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍5
Чистый "оружейный" плутоний-238 настолько радиоактивен, что просто за счёт энергии, выделяющейся в результате произвольного распада атомов, самостоятельно раскаляется докрасна.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4🤔1
Лабиринт Ночи - одна из уникальных "достопримечательностей" Марса: это запутанная сеть глубоких каньонов, избороздивших поверхность планеты.
Лабиринт Ночи является частью комплекса т.н. долин Маринера - самой обширной системы каньонов в Солнечной системе. Их совокупная длина составляет 4500 км, что составляет четверть длины окружности Марса. Ширина каньонов до 600 км, глубина - до 11 км.
В отличие от Большого Каньона Земли, долины Маринер вообще и Лабиринт Ночи в частности образовались не в результате эрозии пород под действием воды и ветра: их на Марсе почти нет. Вероятно, причиной их формирования стало растрескивание поверхности в результате серии расширений и сжатий в ходе вулканической активности: по соседству находится плато Фарсида с группой спящих вулканов, среди которых - крупнейший в Солнечной системе вулкан Олимп.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Лабиринт Ночи является частью комплекса т.н. долин Маринера - самой обширной системы каньонов в Солнечной системе. Их совокупная длина составляет 4500 км, что составляет четверть длины окружности Марса. Ширина каньонов до 600 км, глубина - до 11 км.
В отличие от Большого Каньона Земли, долины Маринер вообще и Лабиринт Ночи в частности образовались не в результате эрозии пород под действием воды и ветра: их на Марсе почти нет. Вероятно, причиной их формирования стало растрескивание поверхности в результате серии расширений и сжатий в ходе вулканической активности: по соседству находится плато Фарсида с группой спящих вулканов, среди которых - крупнейший в Солнечной системе вулкан Олимп.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
#Юпитер принято называть газовым гигантом. Технически это не совсем верно.
Собственно слой газообразного водорода с примесью гелия и других газов уходит на глубину примерно до 20-25 тысяч километров от поверхности Юпитера.
Далее следует слой жидкого водорода глубиной порядка 5 тысяч километров: хотя на Земле водород закипает уже при -235 Цельсия, на Юпитере из-за колоссальных давлений он может оставаться в жидком состоянии даже при царящих там температурах порядка 6000 градусов. Учёные предполагают, что чёткой границы между газовой атмосферой и «водородным океаном» нет: газ постепенно переходит в жидкость, а приграничный слой пребывает в постоянном состоянии кипения с одновременным испарением и конденсацией водорода.
Ещё глубже давления внутри Юпитера таковы, что водород переходит в твёрдое состояние – т.н. металлического водорода.
Дело в том, что с химической точки зрения водород является щелочным металлом (1 свободный электрон на внешней орбитали; он у атома водорода, собственно, вообще один), но для того, чтобы он начал проявлять свои металлические свойства, требуются давления в несколько (3-4 миллиона) атмосфер. Предположительно такие давления на Юпитере реализуются начиная с глубины примерно в 25-30 тысяч километров (при радиусе Юпитера примерно в 70 тысяч километров). Всё, что находится глубже этой границы, по свойствам скорее похоже на твёрдое тело, чем на жидкость или газ.
А ещё глубже, вероятно, находится ядро Юпитера, представляющее собой каменистое тело с радиусом около 10 тысяч километров и массой около 14-18 земных. По одной из версий, именно это ядро стало центром притяжения, вокруг которого сформировался газовый гигант. По другой – каменистое «сердце» Юпитера сформировалось в ходе его эволюции по мере оседания в глубину более тяжёлых элементов, содержащихся в веществе планеты.
Ядро Юпитера по расчётам пребывает под давлением примерно в 30-100 миллионов атмосфер, что заставляет его сохранять свойства твёрдого тела даже при температурах в десятки тысяч градусов. Там даже может существовать водяной и метановый лёд – при температурах, на порядки превосходящих температуры кипения данных веществ!
Таким образом, из 70 тысяч километров радиуса Юпитера 15 % приходится на каменное ядро, около 60 % - на твёрдый слой металлического водорода, около 5 % - на «водородный океан» и порядка 20 % - на, собственно, газ. При этом с точки зрения массы газообразное вещество составляет, вероятно, не более 5 % от общей массы планеты-гиганта.
Так что называть Юпитер газовым корректно разве что в сравнении с обычными планетами вроде Земли, масса газовой оболочки которых составляет порядка миллионной доли от их общей массы, а толщина – менее 0,2 % от их радиуса.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Собственно слой газообразного водорода с примесью гелия и других газов уходит на глубину примерно до 20-25 тысяч километров от поверхности Юпитера.
Далее следует слой жидкого водорода глубиной порядка 5 тысяч километров: хотя на Земле водород закипает уже при -235 Цельсия, на Юпитере из-за колоссальных давлений он может оставаться в жидком состоянии даже при царящих там температурах порядка 6000 градусов. Учёные предполагают, что чёткой границы между газовой атмосферой и «водородным океаном» нет: газ постепенно переходит в жидкость, а приграничный слой пребывает в постоянном состоянии кипения с одновременным испарением и конденсацией водорода.
Ещё глубже давления внутри Юпитера таковы, что водород переходит в твёрдое состояние – т.н. металлического водорода.
Дело в том, что с химической точки зрения водород является щелочным металлом (1 свободный электрон на внешней орбитали; он у атома водорода, собственно, вообще один), но для того, чтобы он начал проявлять свои металлические свойства, требуются давления в несколько (3-4 миллиона) атмосфер. Предположительно такие давления на Юпитере реализуются начиная с глубины примерно в 25-30 тысяч километров (при радиусе Юпитера примерно в 70 тысяч километров). Всё, что находится глубже этой границы, по свойствам скорее похоже на твёрдое тело, чем на жидкость или газ.
А ещё глубже, вероятно, находится ядро Юпитера, представляющее собой каменистое тело с радиусом около 10 тысяч километров и массой около 14-18 земных. По одной из версий, именно это ядро стало центром притяжения, вокруг которого сформировался газовый гигант. По другой – каменистое «сердце» Юпитера сформировалось в ходе его эволюции по мере оседания в глубину более тяжёлых элементов, содержащихся в веществе планеты.
Ядро Юпитера по расчётам пребывает под давлением примерно в 30-100 миллионов атмосфер, что заставляет его сохранять свойства твёрдого тела даже при температурах в десятки тысяч градусов. Там даже может существовать водяной и метановый лёд – при температурах, на порядки превосходящих температуры кипения данных веществ!
Таким образом, из 70 тысяч километров радиуса Юпитера 15 % приходится на каменное ядро, около 60 % - на твёрдый слой металлического водорода, около 5 % - на «водородный океан» и порядка 20 % - на, собственно, газ. При этом с точки зрения массы газообразное вещество составляет, вероятно, не более 5 % от общей массы планеты-гиганта.
Так что называть Юпитер газовым корректно разве что в сравнении с обычными планетами вроде Земли, масса газовой оболочки которых составляет порядка миллионной доли от их общей массы, а толщина – менее 0,2 % от их радиуса.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍3
Объект ARP-195, также известный как UGC 04653 или LEDA 24981- сразу три галактики, переживающие столкновение и слияние друг с другом.
Выглядит довольно драматично, но самое удивительное в том, что если на планетах звёзд сталкивающихся галактик имеется жизнь, то драматический катаклизм космических масштабов происходит для их обитателей почти незамеченным. Даже весьма масштабные изменения межзвёздной среды практически не влияют на условия на конкретных планетах конкретных звёздных систем.
Единственное возможное следствие: звёзды, ранее находившиеся в "спокойных" областях своих галактик (вроде нашего Солнца) в результате перераспределения плотности газа могут оказаться в кипящей жизнью области звездообразования, а значит рисковать оказаться по соседству со сверхновой или чем похуже.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Выглядит довольно драматично, но самое удивительное в том, что если на планетах звёзд сталкивающихся галактик имеется жизнь, то драматический катаклизм космических масштабов происходит для их обитателей почти незамеченным. Даже весьма масштабные изменения межзвёздной среды практически не влияют на условия на конкретных планетах конкретных звёздных систем.
Единственное возможное следствие: звёзды, ранее находившиеся в "спокойных" областях своих галактик (вроде нашего Солнца) в результате перераспределения плотности газа могут оказаться в кипящей жизнью области звездообразования, а значит рисковать оказаться по соседству со сверхновой или чем похуже.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Как "спасти" кота Шредингера?
Парадокс с котом Шредингера, который и жив, и мёртв одновременно, является той вещью, которую чуть ли не чаще всего вспоминают, когда речь идёт о квантовой механике. Самое же удивительное в нём то, что парадокс продолжают обсуждать уже 85 лет, хотя на самом деле… никакого парадокса не существует. Но – обо всём по порядку.
Мысленный (к счастью, только мысленный, в реальности котов никто не обижал) эксперимент Шредингера выглядит так. В ящик помещается кот и атом радиоактивного вещества, который за последующий час может распасться с вероятностью в 50 % (то есть, равновероятно или распадётся, или нет). Также туда помещают счётчик Гейгера, призванный зафиксировать распад атома, и некое устройство, которое умертвит кота в случае, если распад будет зафиксирован.
Далее необходимо некое объяснение. Одной из «фишек» квантовой физики является то, что в ней принципиально невозможно сделать какие-то выводы о том, в каком состоянии находится та или иная система до того, как мы это состояние пронаблюдали. Это, в свою очередь, связано с тем, что любое наблюдение микроскопической (атом) системы с помощью макроскопических средств будет неизбежно приводить к изменению состояния этой системы. В промежутке между двумя наблюдениями квантовый объект считается находящимся в неопределённом состоянии – а точнее, одновременно во всех возможных (разрешённых) по результатам предыдущего наблюдения состояниях. Физики говорят, что имеет место суперпозиция состояний. И только в момент следующего наблюдения с определённой вероятностью объект перейдёт в то или иное конкретное состояние из возможных, то есть, говоря научным языком, произойдёт коллапс суперпозиции.
До момента наблюдения радиоактивный атом в ящике с котом находится в суперпозиции двух состояний «распался/не распался». А так как, гласит парадокс, судьба кота зависит от этого распада, то и кот оказывается как бы в суперпозиции состояний (мёртв/жив). В тот момент, когда коробку откроют и увидят, жив кот или нет, случится акт наблюдения, и система «выберет» одно из двух состояний. А до этого, цитируя Шредингера, «живая и мёртвая кошка (с позволения сказать) смешаны или размазаны в одинаковых пропорциях». Что, конечно, звучит абсурдно.
На самом деле, как мы уже говорили выше, с точки зрения современных представлений о квантовой механике, никакого абсурда не возникает – как и не возникает «частично живого и частично мёртвого кота».
Всё дело в том, что именно следует считать актом наблюдения, который «заставляет» систему принять то или иное состояние. У Шредингера таким актом было открытие коробки. Но в современном понимании это не совсем верно. Наиболее популярная сегодня копенгагенская интерпретация квантовой физики гласит, что наблюдением является любое событие, в результате которого состояние микроскопической системы оказывается зафиксированным на макроскопическом уровне – например, в виде цифр на экране измерительного прибора. Проще говоря, в тот самый момент, когда (если) счётчик Гейгера (макроскопический объект!) зафиксирует акт распада ядра (микроскопического объекта), происходит коллапс суперпозиции состояний, и система (вся, включая счётчик, ящик и кота!) примет вполне определённое и конкретное состояние без каких-либо «одновременностей». По факту «наблюдателем» в нашем эксперименте является не человек, который открывает коробку, а… счётчик Гейгера!
Соответственно, никакой «суперпозиции живого и мёртвого кота» нет. До того, как «наблюдатель», т.е. счётчик, зафиксирует распад, кот точно жив. После этого кот точно мёртв.
Собственно, что же до Шредингера, то он придумал свой знаменитый парадокс как раз для того, чтобы показать неприемлемость попыток применить квантовомеханические подходы к описанию поведения макроскопических систем – в ответ на критику вышеизложенной интерпретации квантовой механики Эйнштейном. К слову, Эйнштейн в этих спорах «породил» собственный физико-биологический парадокс, известный как мышь Эйнштейна. Но об этом зверьке мы поговорим в следующий раз.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Парадокс с котом Шредингера, который и жив, и мёртв одновременно, является той вещью, которую чуть ли не чаще всего вспоминают, когда речь идёт о квантовой механике. Самое же удивительное в нём то, что парадокс продолжают обсуждать уже 85 лет, хотя на самом деле… никакого парадокса не существует. Но – обо всём по порядку.
Мысленный (к счастью, только мысленный, в реальности котов никто не обижал) эксперимент Шредингера выглядит так. В ящик помещается кот и атом радиоактивного вещества, который за последующий час может распасться с вероятностью в 50 % (то есть, равновероятно или распадётся, или нет). Также туда помещают счётчик Гейгера, призванный зафиксировать распад атома, и некое устройство, которое умертвит кота в случае, если распад будет зафиксирован.
Далее необходимо некое объяснение. Одной из «фишек» квантовой физики является то, что в ней принципиально невозможно сделать какие-то выводы о том, в каком состоянии находится та или иная система до того, как мы это состояние пронаблюдали. Это, в свою очередь, связано с тем, что любое наблюдение микроскопической (атом) системы с помощью макроскопических средств будет неизбежно приводить к изменению состояния этой системы. В промежутке между двумя наблюдениями квантовый объект считается находящимся в неопределённом состоянии – а точнее, одновременно во всех возможных (разрешённых) по результатам предыдущего наблюдения состояниях. Физики говорят, что имеет место суперпозиция состояний. И только в момент следующего наблюдения с определённой вероятностью объект перейдёт в то или иное конкретное состояние из возможных, то есть, говоря научным языком, произойдёт коллапс суперпозиции.
До момента наблюдения радиоактивный атом в ящике с котом находится в суперпозиции двух состояний «распался/не распался». А так как, гласит парадокс, судьба кота зависит от этого распада, то и кот оказывается как бы в суперпозиции состояний (мёртв/жив). В тот момент, когда коробку откроют и увидят, жив кот или нет, случится акт наблюдения, и система «выберет» одно из двух состояний. А до этого, цитируя Шредингера, «живая и мёртвая кошка (с позволения сказать) смешаны или размазаны в одинаковых пропорциях». Что, конечно, звучит абсурдно.
На самом деле, как мы уже говорили выше, с точки зрения современных представлений о квантовой механике, никакого абсурда не возникает – как и не возникает «частично живого и частично мёртвого кота».
Всё дело в том, что именно следует считать актом наблюдения, который «заставляет» систему принять то или иное состояние. У Шредингера таким актом было открытие коробки. Но в современном понимании это не совсем верно. Наиболее популярная сегодня копенгагенская интерпретация квантовой физики гласит, что наблюдением является любое событие, в результате которого состояние микроскопической системы оказывается зафиксированным на макроскопическом уровне – например, в виде цифр на экране измерительного прибора. Проще говоря, в тот самый момент, когда (если) счётчик Гейгера (макроскопический объект!) зафиксирует акт распада ядра (микроскопического объекта), происходит коллапс суперпозиции состояний, и система (вся, включая счётчик, ящик и кота!) примет вполне определённое и конкретное состояние без каких-либо «одновременностей». По факту «наблюдателем» в нашем эксперименте является не человек, который открывает коробку, а… счётчик Гейгера!
Соответственно, никакой «суперпозиции живого и мёртвого кота» нет. До того, как «наблюдатель», т.е. счётчик, зафиксирует распад, кот точно жив. После этого кот точно мёртв.
Собственно, что же до Шредингера, то он придумал свой знаменитый парадокс как раз для того, чтобы показать неприемлемость попыток применить квантовомеханические подходы к описанию поведения макроскопических систем – в ответ на критику вышеизложенной интерпретации квантовой механики Эйнштейном. К слову, Эйнштейн в этих спорах «породил» собственный физико-биологический парадокс, известный как мышь Эйнштейна. Но об этом зверьке мы поговорим в следующий раз.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Помните присловье "не видать, как своих ушей без зеркала"? Вот в точно такой же ситуации находятся астрономы, изучающие нашу галактику Млечный путь.
Только зеркала у нас нет. А чтобы взглянуть на Млечный Путь анфас, нам надо пролететь по крайней мере 5-6 тысяч световых лет от Земли.
Именно поэтому даже сегодня астрономам оказывается непросто получать информацию о размерах, форме и устройстве нашей галактики: к примеру, мы до сих пор точно не знаем, сколько именно спиральных рукавов у Млечного Пути.
Точнее, сопоставляя данные о расстоянии до видимых звёзд, мы можем говорить о наличии по крайней мере пяти таких рукавов (рукав Лебедя, рукав Ориона, рукав Персея, рукав Стрельца и рукав Центавра), но их может быть и больше - например, в удалённой от нас области галактики, закрытой от наблюдения центральной частью Млечного Пути.
На картинках - примерная "карта" нашей галактики, а также вид на Млечный Путь с Земли.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Только зеркала у нас нет. А чтобы взглянуть на Млечный Путь анфас, нам надо пролететь по крайней мере 5-6 тысяч световых лет от Земли.
Именно поэтому даже сегодня астрономам оказывается непросто получать информацию о размерах, форме и устройстве нашей галактики: к примеру, мы до сих пор точно не знаем, сколько именно спиральных рукавов у Млечного Пути.
Точнее, сопоставляя данные о расстоянии до видимых звёзд, мы можем говорить о наличии по крайней мере пяти таких рукавов (рукав Лебедя, рукав Ориона, рукав Персея, рукав Стрельца и рукав Центавра), но их может быть и больше - например, в удалённой от нас области галактики, закрытой от наблюдения центральной частью Млечного Пути.
На картинках - примерная "карта" нашей галактики, а также вид на Млечный Путь с Земли.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4