#простыевопросы: что такое магнитные бури и как их прогнозируют?
2 и 3 февраля Землю ожидают магнитные бури, и это отличный повод поговорить о том, что это такое и как они получаются.
Как следует из названия, магнитные бури - это возмущения магнитного поля Земли, но эта фраза не слишком понятна и требует пояснений.
Каждую секунду Землю обдувает т.н. солнечным ветром - мощным потоком заряженных частиц, излучаемых нашим Солнцем. К счастью, у Земли имеется магнитное поле, которое взаимодействует с этими частицами и отклоняет их от первоначального направления движения. Этот магнитный щит эффективно защищает Землю от солнечной радиации, и во многом благодаря нему на Земле смогла возникнуть и развиться жизнь.
Но солнечный ветер "дует" не всегда одинаково: иногда на Солнце происходят мощные вспышки, в ходе которых в окружающее пространство извергаются куда большие объёмы вещества, чем обычно. Когда (и если!) эти космические вихри долетают до Земли, магнитному полю приходится "напрячься", чтобы их отразить.
Слышали когда-нибудь, как "стонет" не очень прочный дом под порывами сильного ветра? Во время магнитной бури происходит то же самое, но только не со звуковыми, а с электромагнитными колебаниям.
Если "грохот" магнитной бури будет достаточно силён, то он будет способен заглушить радиосвязь, создавать помехи работе электронных устройств и сетей и делать прочие плохие вещи. Так, в 1859 году сверхсильная магнитная буря вывела из строя тогда ещё телеграфную связь по всей Европе и Америке. К счастью, по оценкам учёных, бури такой силы происходят лишь примерно раз в 500 лет.
Как же предсказывают магнитные бури и смогут ли учёные предупредить нас, если нам будет грозить что-то в этом смысле по-настоящему разрушительное? Смогут; но не очень заблаговременно.
Предсказывать солнечные вспышки с приемлемой точностью мы, к сожалению, пока не умеем - мы способны их только наблюдать и фиксировать, а также предсказывать, ударит ли та или иная вспышка по Земле или пройдёт мимо. От момента регистрации вспышки до момента, когда выброшенное вещество долетит до Земли, проходит около двух суток. Вот в этих пределах мы можем предсказывать магнитные бури с достаточно большой точностью. Но - не более того.
На иллюстрации к посту - та самая вспышка на Солнце в ночь с 31 января на 1 февраля.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
2 и 3 февраля Землю ожидают магнитные бури, и это отличный повод поговорить о том, что это такое и как они получаются.
Как следует из названия, магнитные бури - это возмущения магнитного поля Земли, но эта фраза не слишком понятна и требует пояснений.
Каждую секунду Землю обдувает т.н. солнечным ветром - мощным потоком заряженных частиц, излучаемых нашим Солнцем. К счастью, у Земли имеется магнитное поле, которое взаимодействует с этими частицами и отклоняет их от первоначального направления движения. Этот магнитный щит эффективно защищает Землю от солнечной радиации, и во многом благодаря нему на Земле смогла возникнуть и развиться жизнь.
Но солнечный ветер "дует" не всегда одинаково: иногда на Солнце происходят мощные вспышки, в ходе которых в окружающее пространство извергаются куда большие объёмы вещества, чем обычно. Когда (и если!) эти космические вихри долетают до Земли, магнитному полю приходится "напрячься", чтобы их отразить.
Слышали когда-нибудь, как "стонет" не очень прочный дом под порывами сильного ветра? Во время магнитной бури происходит то же самое, но только не со звуковыми, а с электромагнитными колебаниям.
Если "грохот" магнитной бури будет достаточно силён, то он будет способен заглушить радиосвязь, создавать помехи работе электронных устройств и сетей и делать прочие плохие вещи. Так, в 1859 году сверхсильная магнитная буря вывела из строя тогда ещё телеграфную связь по всей Европе и Америке. К счастью, по оценкам учёных, бури такой силы происходят лишь примерно раз в 500 лет.
Как же предсказывают магнитные бури и смогут ли учёные предупредить нас, если нам будет грозить что-то в этом смысле по-настоящему разрушительное? Смогут; но не очень заблаговременно.
Предсказывать солнечные вспышки с приемлемой точностью мы, к сожалению, пока не умеем - мы способны их только наблюдать и фиксировать, а также предсказывать, ударит ли та или иная вспышка по Земле или пройдёт мимо. От момента регистрации вспышки до момента, когда выброшенное вещество долетит до Земли, проходит около двух суток. Вот в этих пределах мы можем предсказывать магнитные бури с достаточно большой точностью. Но - не более того.
На иллюстрации к посту - та самая вспышка на Солнце в ночь с 31 января на 1 февраля.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍93🔥8❤3😱2
Серебристые облака - одно из самых красивых атмосферных явлений: лёгкая мерцающая серебристая дымка, которая часто бывает видна в средних широтах в конце весны и начале лета до восхода и после заката солнца.
Серебристые облака - рассеянные в воздухе кристаллики водяного льда, а их свечение объясняется тем, что их подсвечивает находящееся за горизонтом солнце: с высоты наземного наблюдателя его не видно, но вот серебристые облака, располагающиеся на высоте порядка 80 километров над Землёй, его "видят": улавливают и рассеивают его свет.
На этой высоте царят температуры порядка -150 градусов Цельсия и ниже, так что вполне понятно, почему водяной пар там превращается в лёд. Однако как именно этот самый водяной пар туда попадает, учёным не вполне ясно: обычные облака, образующиеся в результате конвекции, не встречаются выше 15 км.
К сожалению, изучать серебристые облака не просто: метеорологические зонды на такую высоту не залетают, а метеорологические спутники туда не опускаются. Поэтому пока что учёным остаётся лишь обсуждать разные гипотезы о природе попадания воды на столь большие высоты. Изначально возникновение серебристых облаков связывали с вулканической деятельностью: дескать, извержения способны "забрасывать" водяной пар достаточно высоко, после чего он замерзает и переносится мощными (100-300 метров в секунду) ветрами стратосферы на значительные расстояния. Однако позже учёные установили, что прямой связи между извержениями и появлением серебристых облаков нет.
Другие гипотезы связывают появление серебристых облаков с мощными восходящими потоками в верхних слоях атмосферы на границе т.н. полярной климатической ячейки и климатической ячейки средних широт (т.н. ячейки Ферреля), но и их ряд исследователей считает неудовлетворительными: они утверждают, что эти потоки недостаточно мощны, чтобы забросить влажные воздушные массы настолько высоко.
Ряд гипотез придаёт серебристым облакам космическое происхождение: по одной из них, лёд и/или водяной пар попадает в атмосферу с кометами или метеоритами, включая микроскопические, невидимые с поверхности земли в обычных условиях.
А французский учёный де Турвиль в конце 60-х высказал предположение, что вода, необходимая для образования серебристых облаков, образуется прямо "на месте": в результате слияния водорода солнечного ветра с кислородом земной атмосферы.
В общем, мы пока не знаем точно, как оно работает, но можно точно сказать, что это очень красиво!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Серебристые облака - рассеянные в воздухе кристаллики водяного льда, а их свечение объясняется тем, что их подсвечивает находящееся за горизонтом солнце: с высоты наземного наблюдателя его не видно, но вот серебристые облака, располагающиеся на высоте порядка 80 километров над Землёй, его "видят": улавливают и рассеивают его свет.
На этой высоте царят температуры порядка -150 градусов Цельсия и ниже, так что вполне понятно, почему водяной пар там превращается в лёд. Однако как именно этот самый водяной пар туда попадает, учёным не вполне ясно: обычные облака, образующиеся в результате конвекции, не встречаются выше 15 км.
К сожалению, изучать серебристые облака не просто: метеорологические зонды на такую высоту не залетают, а метеорологические спутники туда не опускаются. Поэтому пока что учёным остаётся лишь обсуждать разные гипотезы о природе попадания воды на столь большие высоты. Изначально возникновение серебристых облаков связывали с вулканической деятельностью: дескать, извержения способны "забрасывать" водяной пар достаточно высоко, после чего он замерзает и переносится мощными (100-300 метров в секунду) ветрами стратосферы на значительные расстояния. Однако позже учёные установили, что прямой связи между извержениями и появлением серебристых облаков нет.
Другие гипотезы связывают появление серебристых облаков с мощными восходящими потоками в верхних слоях атмосферы на границе т.н. полярной климатической ячейки и климатической ячейки средних широт (т.н. ячейки Ферреля), но и их ряд исследователей считает неудовлетворительными: они утверждают, что эти потоки недостаточно мощны, чтобы забросить влажные воздушные массы настолько высоко.
Ряд гипотез придаёт серебристым облакам космическое происхождение: по одной из них, лёд и/или водяной пар попадает в атмосферу с кометами или метеоритами, включая микроскопические, невидимые с поверхности земли в обычных условиях.
А французский учёный де Турвиль в конце 60-х высказал предположение, что вода, необходимая для образования серебристых облаков, образуется прямо "на месте": в результате слияния водорода солнечного ветра с кислородом земной атмосферы.
В общем, мы пока не знаем точно, как оно работает, но можно точно сказать, что это очень красиво!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍88❤7🔥6
Африка разваливается на части!
В 2018 году на шоссе Найроби-Нарак в Кении образовалась огромная трещина, которая с тех пор стала только больше. Прогнозы учёных неутешительны: со временем трещина будет только расти, пока не отколет от африканского континента значительный кусок, включающий территорию Сомали, а также части территории Кении, Эфиопии, Танзании и Мозамбика.
По прогнозам учёных, случится это примерно через 300 миллионов лет. Нечто подобное, кстати, в своё время привело к образованию острова Мадагаскар, а ранее по схожему сценарию разошлись Африка и Южная Америка.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
В 2018 году на шоссе Найроби-Нарак в Кении образовалась огромная трещина, которая с тех пор стала только больше. Прогнозы учёных неутешительны: со временем трещина будет только расти, пока не отколет от африканского континента значительный кусок, включающий территорию Сомали, а также части территории Кении, Эфиопии, Танзании и Мозамбика.
По прогнозам учёных, случится это примерно через 300 миллионов лет. Нечто подобное, кстати, в своё время привело к образованию острова Мадагаскар, а ранее по схожему сценарию разошлись Африка и Южная Америка.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍98🔥8🤔8🤩3👎1
Специальная теория относительности Эйнштейна – это, на самом деле, жутко простая штука.
По сути, эта теория является переосмыслением обычной классической механики с учётом постулата об инвариантности скорости света, т.е. того факта, что скорость света, испущенного источником, никак не зависит от скорости этого источника относительно наблюдателя.
На самом деле это довольно странно.
Мы привыкли, что когда мы, к примеру, бросаем камень из едущего авто, скорости камня и автомобиля с точки зрения неподвижного наблюдателя складываются: если мы бросаем камень по ходу авто, камень будет лететь быстрее, если против – медленнее. Можно даже подобрать скорости так, что камень с точки зрения неподвижного наблюдателя тоже будет неподвижен.
Но со светом это не так. Если мы будем светить фонариком из того же автомобиля (или, скажем, с борта летящего с огромной скоростью космического корабля), скорость испущенного этим фонариком света никак не будет зависеть от нашей собственной скорости и всегда будет одинаковой (примерно 300 тысяч километров в секунду).
Наблюдения, указывающие на этот факт, известны с XIX века. Действительно, астрономам к тому моменту уже были достаточно хорошо известны такие объекты, как двойные звёздные системы, представлявшие собой звёзды, вращающиеся друг вокруг друга, или вокруг некоего общего центра масс.
Если бы преобразования Галилея работали для скорости света, то получалось бы, что эта скорость должна была бы быть различной в зависимости от того, движется ли данная звезда в своём вращении в сторону наблюдателя или в противоположную. То есть, в один момент свет, испущенный звездой, должен был бы двигаться в сторону наблюдателя ощутимо быстрее, а в другой – значительно медленнее. И была бы вполне возможна ситуация, когда «быстрый» свет, испущенный в более ранний момент времени, догнал или даже перегнал бы более «медленный» свет, испущенный позже.
В этом случае двойные звёзды с Земли выглядели бы достаточно странно: например, в некоторых условиях мы могли бы наблюдать два изображения такой звезды одновременно (созданные «более ранним и быстрым» и «более поздним и медленным» светом). Но на практике мы ни с чем таким не сталкиваемся.
Впоследствии факт постоянства скорости света в вакууме был проверен множеством прямых и косвенных экспериментов и в настоящее время считается неоспоримо доказанным.
Точнее, на самом деле речь идёт о не совсем о скорости света, пусть даже и в вакууме. По сути в теории относительности речь идёт о некоей максимально возможной скорости движения любых тел, которая достижима в нашей Вселенной. Свет перемещается именно с такой скоростью: так как его частицы, фотоны, не имеют массы, двигаться медленнее они просто не могут. А так как и быстрее они двигаться тоже не могут (ибо максимально возможная скорость же достигнута), то получается, что скорость фотонов, таки да, никак не зависит от системы отсчёта: она может быть такой и только такой.
Однако приняв (под давлением доказательств) факт инвариантности скорости света, физики столкнулись с рядом необъяснимых проблем и парадоксов. И Специальная теория относительности и была построена для того, чтобы создать непротиворечивую физику при условии постоянства скорости света. Что это были за парадоксы и как именно Эйнштейн предложил их разрешать – в следующих материалах.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
По сути, эта теория является переосмыслением обычной классической механики с учётом постулата об инвариантности скорости света, т.е. того факта, что скорость света, испущенного источником, никак не зависит от скорости этого источника относительно наблюдателя.
На самом деле это довольно странно.
Мы привыкли, что когда мы, к примеру, бросаем камень из едущего авто, скорости камня и автомобиля с точки зрения неподвижного наблюдателя складываются: если мы бросаем камень по ходу авто, камень будет лететь быстрее, если против – медленнее. Можно даже подобрать скорости так, что камень с точки зрения неподвижного наблюдателя тоже будет неподвижен.
Но со светом это не так. Если мы будем светить фонариком из того же автомобиля (или, скажем, с борта летящего с огромной скоростью космического корабля), скорость испущенного этим фонариком света никак не будет зависеть от нашей собственной скорости и всегда будет одинаковой (примерно 300 тысяч километров в секунду).
Наблюдения, указывающие на этот факт, известны с XIX века. Действительно, астрономам к тому моменту уже были достаточно хорошо известны такие объекты, как двойные звёздные системы, представлявшие собой звёзды, вращающиеся друг вокруг друга, или вокруг некоего общего центра масс.
Если бы преобразования Галилея работали для скорости света, то получалось бы, что эта скорость должна была бы быть различной в зависимости от того, движется ли данная звезда в своём вращении в сторону наблюдателя или в противоположную. То есть, в один момент свет, испущенный звездой, должен был бы двигаться в сторону наблюдателя ощутимо быстрее, а в другой – значительно медленнее. И была бы вполне возможна ситуация, когда «быстрый» свет, испущенный в более ранний момент времени, догнал или даже перегнал бы более «медленный» свет, испущенный позже.
В этом случае двойные звёзды с Земли выглядели бы достаточно странно: например, в некоторых условиях мы могли бы наблюдать два изображения такой звезды одновременно (созданные «более ранним и быстрым» и «более поздним и медленным» светом). Но на практике мы ни с чем таким не сталкиваемся.
Впоследствии факт постоянства скорости света в вакууме был проверен множеством прямых и косвенных экспериментов и в настоящее время считается неоспоримо доказанным.
Точнее, на самом деле речь идёт о не совсем о скорости света, пусть даже и в вакууме. По сути в теории относительности речь идёт о некоей максимально возможной скорости движения любых тел, которая достижима в нашей Вселенной. Свет перемещается именно с такой скоростью: так как его частицы, фотоны, не имеют массы, двигаться медленнее они просто не могут. А так как и быстрее они двигаться тоже не могут (ибо максимально возможная скорость же достигнута), то получается, что скорость фотонов, таки да, никак не зависит от системы отсчёта: она может быть такой и только такой.
Однако приняв (под давлением доказательств) факт инвариантности скорости света, физики столкнулись с рядом необъяснимых проблем и парадоксов. И Специальная теория относительности и была построена для того, чтобы создать непротиворечивую физику при условии постоянства скорости света. Что это были за парадоксы и как именно Эйнштейн предложил их разрешать – в следующих материалах.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍98🔥11🤯6🥰1
Это, конечно, весьма упрощённое описание процесса, ведь на самом деле во взаимодействиях на молекулярном уровне начинают работать уже эффекты квантовой физики. Но чтобы примерно представить себе механизмы, порождающие тепловое излучение, этого должно быть достаточно.
На картинке - классический пример теплового излучения: свечение раскалённого металла.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
На картинке - классический пример теплового излучения: свечение раскалённого металла.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍35
Почему нагретые тела светятся?
(тэг #простыевопросы не ставлю, потому что очень просто ответить на получится, хотя я и попытаюсь).
Мы уже неоднократно говорили, что любое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля, излучают электромагнитные волны, иногда становящиеся даже видимыми для глаза. Классический пример - свет костра или горящей свечи, лампа накаливания или наше Солнце, которое тоже является гигантской каплей нагретого вещества.
Но откуда берётся это излучение?
Все тела состоят из молекул, которые находятся в состоянии постоянного хаотического теплового движения. Именно среднюю скорость теплового движения молекул мы и воспринимаем как температуру тела: чем быстрее движутся молекулы, тем более горячим кажется нам тело.
При этом следует понимать, что молекулы движутся с разной скоростью: даже в холодном теле есть какое-то количество быстрых молекул, и даже в горячем - некоторое число медленных.
Молекулы время от времени сталкиваются, обмениваясь (как и любые тела при соударении) энергией и импульсом. Если бы соударения были, как говорят физики, абсолютно упругими, то сумма кинетической энергии и импульса молекул до соударения была равна ей же после соударения. Но в том-то и дело, что в реальности абсолютно упругих соударений не бывает: при таком соударении часть кинетической энергии переходит в т.н. внутренние степени свободы молекул, такие как вращение этих молекул вокруг общего центра масс или, скажем, их колебание вокруг того же центра масс подобно пружинному маятнику.
Хотя сами по себе молекулы как правило имеют нулевой электрический заряд, они состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из заряженных частиц: протонов и электронов. А движущиеся с ускорением заряженные частицы, как следует из законов электродинамики, излучают электромагнитные волны, которые уносят с собой часть кинетической энергии их движения.
То есть, последовательность такая: в результате частично неупругих соударений молекул часть их кинетической энергии (т.е. тепловой энергии тела) переходит во внутренние степени свободы этих молекул, а затем излучается в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения. То есть, тела излучают и при этом их тепловая энергия уменьшается, т.е. они остывают. Именно этот процесс и называется теплопередачей излучением.
Так как молекулы движутся с различными (вообще говоря, самыми различными) скоростями, то и во внутренние степени свободы переходит (а затем излучается) самое разное количество энергии. Поэтому в спектре излучения реальных тел (состоящих из триллионов молекул) встречаются волны самой различной энергии (длины волны): спектр излучения сплошной и, вообще говоря, почти не зависит от химического состава излучающего тела. Однако у молекул имеется и средняя скорость движения, т.е. скорость, с которой движется наибольшая часть молекул данного тела. Соответственно, существует и характерная частота производимого ими при каждой температуре теплового излучения: чем выше температура (т.е. чем быстрее движутся молекулы) тем в среднем больше энергии "перекачивается" во внутренние степени свободы при соударениях - и тем больше излучается наружу. Поэтому чем горячее тело, тем больше энергии оно излучает и на тем более коротких волнах (высоких частотах) происходит излучение.
Именно поэтому помещённый в пламя кусочек металла по мере прогревания светится сначала тёмно-малиновым, затем красным, затем оранжевым и жёлтым.
Большинство тел, с которыми мы имеем дело в реальной жизни, нагреты в лучшем случае до десятков градусов Цельсия, и поэтому они не светятся - а точнее, "светятся", т.е. излучают электромагнитные волны в невидимой для глаза длинноволновой (низкочастотной) области инфракрасных волн: их молекулы в массе своей просто не имеют достаточно энергии теплового движения, чтобы произвести электромагнитные волны должной энергии.
(тэг #простыевопросы не ставлю, потому что очень просто ответить на получится, хотя я и попытаюсь).
Мы уже неоднократно говорили, что любое тело, температура которого отличается от абсолютного нуля, излучают электромагнитные волны, иногда становящиеся даже видимыми для глаза. Классический пример - свет костра или горящей свечи, лампа накаливания или наше Солнце, которое тоже является гигантской каплей нагретого вещества.
Но откуда берётся это излучение?
Все тела состоят из молекул, которые находятся в состоянии постоянного хаотического теплового движения. Именно среднюю скорость теплового движения молекул мы и воспринимаем как температуру тела: чем быстрее движутся молекулы, тем более горячим кажется нам тело.
При этом следует понимать, что молекулы движутся с разной скоростью: даже в холодном теле есть какое-то количество быстрых молекул, и даже в горячем - некоторое число медленных.
Молекулы время от времени сталкиваются, обмениваясь (как и любые тела при соударении) энергией и импульсом. Если бы соударения были, как говорят физики, абсолютно упругими, то сумма кинетической энергии и импульса молекул до соударения была равна ей же после соударения. Но в том-то и дело, что в реальности абсолютно упругих соударений не бывает: при таком соударении часть кинетической энергии переходит в т.н. внутренние степени свободы молекул, такие как вращение этих молекул вокруг общего центра масс или, скажем, их колебание вокруг того же центра масс подобно пружинному маятнику.
Хотя сами по себе молекулы как правило имеют нулевой электрический заряд, они состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из заряженных частиц: протонов и электронов. А движущиеся с ускорением заряженные частицы, как следует из законов электродинамики, излучают электромагнитные волны, которые уносят с собой часть кинетической энергии их движения.
То есть, последовательность такая: в результате частично неупругих соударений молекул часть их кинетической энергии (т.е. тепловой энергии тела) переходит во внутренние степени свободы этих молекул, а затем излучается в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения. То есть, тела излучают и при этом их тепловая энергия уменьшается, т.е. они остывают. Именно этот процесс и называется теплопередачей излучением.
Так как молекулы движутся с различными (вообще говоря, самыми различными) скоростями, то и во внутренние степени свободы переходит (а затем излучается) самое разное количество энергии. Поэтому в спектре излучения реальных тел (состоящих из триллионов молекул) встречаются волны самой различной энергии (длины волны): спектр излучения сплошной и, вообще говоря, почти не зависит от химического состава излучающего тела. Однако у молекул имеется и средняя скорость движения, т.е. скорость, с которой движется наибольшая часть молекул данного тела. Соответственно, существует и характерная частота производимого ими при каждой температуре теплового излучения: чем выше температура (т.е. чем быстрее движутся молекулы) тем в среднем больше энергии "перекачивается" во внутренние степени свободы при соударениях - и тем больше излучается наружу. Поэтому чем горячее тело, тем больше энергии оно излучает и на тем более коротких волнах (высоких частотах) происходит излучение.
Именно поэтому помещённый в пламя кусочек металла по мере прогревания светится сначала тёмно-малиновым, затем красным, затем оранжевым и жёлтым.
Большинство тел, с которыми мы имеем дело в реальной жизни, нагреты в лучшем случае до десятков градусов Цельсия, и поэтому они не светятся - а точнее, "светятся", т.е. излучают электромагнитные волны в невидимой для глаза длинноволновой (низкочастотной) области инфракрасных волн: их молекулы в массе своей просто не имеют достаточно энергии теплового движения, чтобы произвести электромагнитные волны должной энергии.
👍84🔥5❤1🤔1
Продолжим наш разговор о Специальной теории относительности (СТО).
В прошлый раз мы с вами говорили, что теория была создана для того, чтобы «помирить» здравый смысл с тем экспериментально установленным фактом, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света.
В связи с чем понадобилось такое «примирение»? Проиллюстрируем это на небольшом умозрительном примере.
Представим космический корабль, отправившийся в путешествие с постоянной скоростью 0,5 скорости света. Через полгода после его отлёта (т.е. в момент, когда корабль находился на расстоянии в 0,25 световых года от Земли) на Земле ловят террориста, который сообщает, что заложил на борту бомбу, установив её таймер на 10 месяцев. С Земли отправляют на борт корабля сигнал с сообщением о бомбе. Вопрос: успеют ли на корабле разминировать бомбу до того, как она взорвётся?
Поищем ответ в системе отсчёта наблюдателей на Земле. В ней Земля неподвижна, корабль удаляется от неё со скоростью 0,5 скорости света, а радиосигнал догоняет его со скоростью, равной скорости света. Несложно подсчитать, что радиосигнал догонит корабль ещё через полгода. То есть, к моменту получения сигнала корабль находился (бы) в пути уже год. Проще говоря, получить сигнал корабль не успеет, и бомба взорвётся.
Теперь проделаем то же самое, но для наблюдателей на корабле. С их точки зрения корабль неподвижен: не он улетает от Земли со скоростью в 0,5 скорости света, а Земля удаляется от него, и к моменту отправки сигнала удалилась всё на те же 0,25 световых года. При этом (так как скорость света не зависит от системы отсчёта), выпущенный с Земли световой сигнал с точки зрения наблюдателя на корабле тоже будет двигаться со скоростью света, а значит, достигнет корабля за 0,25 года, т.е. за 3 месяца. В сумме с момента старта корабля до момента получения сигнала пройдёт 9 месяцев, а значит, бомбу успеют найти и обезвредить.
Вдумайтесь: решая одну и ту же задачу в двух системах отсчёта, мы получили совершенно разные сценарии развития событий. С точки зрения земного наблюдателя корабль должен взорваться, тогда как с точки зрения самого экипажа бомба должна быть обезврежена, корабль – продолжить свой полёт. Но ведь это невозможно: речь идёт об одном и том же корабле и одних и тех же космонавтах, которые определённо либо взорвутся, либо нет!
Так вот, Альберт Эйнштейн предложил объяснение парадокса (не совсем такого же, но похожего, а также многих других), кажущееся парадоксальным само по себе: согласно Специальной теории относительности, время в движущихся относительно наблюдателя системах отсчёта течёт медленнее, чем для этого самого наблюдателя.
Соответственно, история с кораблём и бомбой получает простое и изящное решение. Действительно, с точки зрения земного наблюдателя сигнал не успеет дойти до корабля за оставшееся до взрыва время. Но так как время на корабле течёт медленнее, то медленнее отсчитывает оставшееся до взрыва время таймер бомбы. И поэтому в системе отсчёта корабля к моменту прихода сигнала время взрыва ещё не наступит. Ход событий в движущейся и неподвижной системах отсчёта оказывается одинаковым.
Впрочем, примириться с тем фактом, что кажущееся абсолютным время оказывается способным «сжиматься» и «растягиваться» в зависимости от скорости движения измеряющих это время часов, тоже нелегко. К счастью, в XX веке провели множество экспериментов, подтверждающих предсказанное Эйнштейном релятивистское сокращение времени. Например, элементарные частицы, движущиеся с околосветовыми скоростями в ускорителях, жили куда дольше, чем им это было отведено законами физики.
А в 1971 году провели и прямую проверку существования феномена замедления времени, «прокатив» на самолёте сверхточные атомные часы: за 65 часов полёта часы отстали от таких же, но неподвижных на 59 наносекунд, что соответствовало предсказаниям СТО.
Впрочем, замедление времени является не единственным парадоксальным эффектом Специальной теории относительности. О других взрывающих мозг следствиях данной теории – в следующих материалах.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
В прошлый раз мы с вами говорили, что теория была создана для того, чтобы «помирить» здравый смысл с тем экспериментально установленным фактом, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света.
В связи с чем понадобилось такое «примирение»? Проиллюстрируем это на небольшом умозрительном примере.
Представим космический корабль, отправившийся в путешествие с постоянной скоростью 0,5 скорости света. Через полгода после его отлёта (т.е. в момент, когда корабль находился на расстоянии в 0,25 световых года от Земли) на Земле ловят террориста, который сообщает, что заложил на борту бомбу, установив её таймер на 10 месяцев. С Земли отправляют на борт корабля сигнал с сообщением о бомбе. Вопрос: успеют ли на корабле разминировать бомбу до того, как она взорвётся?
Поищем ответ в системе отсчёта наблюдателей на Земле. В ней Земля неподвижна, корабль удаляется от неё со скоростью 0,5 скорости света, а радиосигнал догоняет его со скоростью, равной скорости света. Несложно подсчитать, что радиосигнал догонит корабль ещё через полгода. То есть, к моменту получения сигнала корабль находился (бы) в пути уже год. Проще говоря, получить сигнал корабль не успеет, и бомба взорвётся.
Теперь проделаем то же самое, но для наблюдателей на корабле. С их точки зрения корабль неподвижен: не он улетает от Земли со скоростью в 0,5 скорости света, а Земля удаляется от него, и к моменту отправки сигнала удалилась всё на те же 0,25 световых года. При этом (так как скорость света не зависит от системы отсчёта), выпущенный с Земли световой сигнал с точки зрения наблюдателя на корабле тоже будет двигаться со скоростью света, а значит, достигнет корабля за 0,25 года, т.е. за 3 месяца. В сумме с момента старта корабля до момента получения сигнала пройдёт 9 месяцев, а значит, бомбу успеют найти и обезвредить.
Вдумайтесь: решая одну и ту же задачу в двух системах отсчёта, мы получили совершенно разные сценарии развития событий. С точки зрения земного наблюдателя корабль должен взорваться, тогда как с точки зрения самого экипажа бомба должна быть обезврежена, корабль – продолжить свой полёт. Но ведь это невозможно: речь идёт об одном и том же корабле и одних и тех же космонавтах, которые определённо либо взорвутся, либо нет!
Так вот, Альберт Эйнштейн предложил объяснение парадокса (не совсем такого же, но похожего, а также многих других), кажущееся парадоксальным само по себе: согласно Специальной теории относительности, время в движущихся относительно наблюдателя системах отсчёта течёт медленнее, чем для этого самого наблюдателя.
Соответственно, история с кораблём и бомбой получает простое и изящное решение. Действительно, с точки зрения земного наблюдателя сигнал не успеет дойти до корабля за оставшееся до взрыва время. Но так как время на корабле течёт медленнее, то медленнее отсчитывает оставшееся до взрыва время таймер бомбы. И поэтому в системе отсчёта корабля к моменту прихода сигнала время взрыва ещё не наступит. Ход событий в движущейся и неподвижной системах отсчёта оказывается одинаковым.
Впрочем, примириться с тем фактом, что кажущееся абсолютным время оказывается способным «сжиматься» и «растягиваться» в зависимости от скорости движения измеряющих это время часов, тоже нелегко. К счастью, в XX веке провели множество экспериментов, подтверждающих предсказанное Эйнштейном релятивистское сокращение времени. Например, элементарные частицы, движущиеся с околосветовыми скоростями в ускорителях, жили куда дольше, чем им это было отведено законами физики.
А в 1971 году провели и прямую проверку существования феномена замедления времени, «прокатив» на самолёте сверхточные атомные часы: за 65 часов полёта часы отстали от таких же, но неподвижных на 59 наносекунд, что соответствовало предсказаниям СТО.
Впрочем, замедление времени является не единственным парадоксальным эффектом Специальной теории относительности. О других взрывающих мозг следствиях данной теории – в следующих материалах.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍98🔥17🥰3🤔3😁1
Эта туманность, NGC 2237, называется Розеткой.
Но лично мне она больше напоминает человеческий череп.
По сути NGC 2237 представляет собой огромное облако межзвёздного водорода, в котором активно идут процессы звездообразования.
Дыры на месте "глаз" черепа - вероятно, последствия взрывов сверхновых, выдувших газ из этих областей.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Но лично мне она больше напоминает человеческий череп.
По сути NGC 2237 представляет собой огромное облако межзвёздного водорода, в котором активно идут процессы звездообразования.
Дыры на месте "глаз" черепа - вероятно, последствия взрывов сверхновых, выдувших газ из этих областей.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍76😱4
Диаграма Герцшпрунга-Рассела - своеобразный путеводитель по миру звёзд. По горизонтальной оси на ней отложен цвет звёзд (от голубых через белые и жёлтые к оранжевым и красным), по вертикальной - их светимость, которая, в свою очередь, определяется их размером (чем больше звезда, тем больше света излучается с её поверхности).
Следует помнить, что цвет звёзд точно определяется их температурой: чем звезда горячее, тем более голубой свет она излучает, тогда как красные звёзды - относительно холодные.
Зная эти параметры звезды и определив её место на диаграмме, можно многое сказать о звезде, её нынешней стадии развития, а также о том, что произойдёт с этой звездой в будущем.
В центре диаграммы расположена так называемая главная последовательность - это звёзды, которые светят за счёт синтеза гелия из водорода, как и наше Солнце. Как можно видеть, подавляющее большинство звёзд Вселенной находятся именно на этой, самой первой и самой долгой стадии своего развития. Для этих звёзд железно работает правило: чем ярче (т.е. чем больше) звезда - тем она горячее. В правом нижнем углу диаграмы расположены маленькие и холодные красные карлики, слева сверху же располагаются громадные белые и голубые звёзды.
Слева от главной последовательности расположены т.н. красные гиганты и субгиганты: не все эти звёзды красного цвета, а термин значит скорее то, что эти звёзды краснее (холоднее) звёзд главной последовательности того же размера. Красные гиганты - звёзды на поздних стадиях своего развития, уже сжёгшие весь свой водород и перешедшие на другие виды термоядерных реакций - например, синтез углерода из гелия, кислорода, неона, натрия или магния из углерода, кремния из кислорода или никеля и железа из кремния. На данном этапе энергия термоядерных реакций выделяется активнее, чем у звёзд главной последовательности, и мощное излучение раздувает звёзды до больших размеров. При расширении газы (а вещество звезды в известной степени можно считать газом) охлаждаются, и поэтому звёзды "краснеют".
Снизу от главной последовательности расположена группа очень тусклых (маленьких), но очень горячих звёзд - т.н. белых карликов. Это огарки звёзд, образующиеся после того, как те исчерпают всё своё топливо: ядерные реакции прекращаются, излучение больше не может противостоять гравитации, которая и сплющивает звёзды до небольшого размера. Но так как при сжатии газы нагреваются, температура этих огарков зачастую куда выше, чем "при жизни".
Кроме того, слева от главной последовательности в нижней её части можно разглядеть небольшую группу относительно холодных, но в то же время ярких (как для своей массы) звёзд - это т.н. объеты типа Т Тельца, продозвёзды, которые ещё не "созрели" для запуска термоядерных реакций. Такие звёзды продолжают сжиматься и нагреваться под действием собственной гравитации, поэтому из размеры (и яркость) обычно больше размеров звёзд главной последовательности той же массы, а температура, соответственно, ниже.
И не забывайте о материальной поддержке нашего канала: чем большей она будет, тем больше классных материалов мы сможем для вас сделать!
Следует помнить, что цвет звёзд точно определяется их температурой: чем звезда горячее, тем более голубой свет она излучает, тогда как красные звёзды - относительно холодные.
Зная эти параметры звезды и определив её место на диаграмме, можно многое сказать о звезде, её нынешней стадии развития, а также о том, что произойдёт с этой звездой в будущем.
В центре диаграммы расположена так называемая главная последовательность - это звёзды, которые светят за счёт синтеза гелия из водорода, как и наше Солнце. Как можно видеть, подавляющее большинство звёзд Вселенной находятся именно на этой, самой первой и самой долгой стадии своего развития. Для этих звёзд железно работает правило: чем ярче (т.е. чем больше) звезда - тем она горячее. В правом нижнем углу диаграмы расположены маленькие и холодные красные карлики, слева сверху же располагаются громадные белые и голубые звёзды.
Слева от главной последовательности расположены т.н. красные гиганты и субгиганты: не все эти звёзды красного цвета, а термин значит скорее то, что эти звёзды краснее (холоднее) звёзд главной последовательности того же размера. Красные гиганты - звёзды на поздних стадиях своего развития, уже сжёгшие весь свой водород и перешедшие на другие виды термоядерных реакций - например, синтез углерода из гелия, кислорода, неона, натрия или магния из углерода, кремния из кислорода или никеля и железа из кремния. На данном этапе энергия термоядерных реакций выделяется активнее, чем у звёзд главной последовательности, и мощное излучение раздувает звёзды до больших размеров. При расширении газы (а вещество звезды в известной степени можно считать газом) охлаждаются, и поэтому звёзды "краснеют".
Снизу от главной последовательности расположена группа очень тусклых (маленьких), но очень горячих звёзд - т.н. белых карликов. Это огарки звёзд, образующиеся после того, как те исчерпают всё своё топливо: ядерные реакции прекращаются, излучение больше не может противостоять гравитации, которая и сплющивает звёзды до небольшого размера. Но так как при сжатии газы нагреваются, температура этих огарков зачастую куда выше, чем "при жизни".
Кроме того, слева от главной последовательности в нижней её части можно разглядеть небольшую группу относительно холодных, но в то же время ярких (как для своей массы) звёзд - это т.н. объеты типа Т Тельца, продозвёзды, которые ещё не "созрели" для запуска термоядерных реакций. Такие звёзды продолжают сжиматься и нагреваться под действием собственной гравитации, поэтому из размеры (и яркость) обычно больше размеров звёзд главной последовательности той же массы, а температура, соответственно, ниже.
И не забывайте о материальной поддержке нашего канала: чем большей она будет, тем больше классных материалов мы сможем для вас сделать!
👍77❤5🤩2
Так, друзья, Телеграмный сервис донатов плохо себя чувствует, так что вот альтернативный способ поддержать канал: https://secure.wayforpay.com/tips/t9195caee26e4
Кстати, если вы давно хотели помочь нам, то вот как раз удачный повод)
Кстати, если вы давно хотели помочь нам, то вот как раз удачный повод)
Wayforpay
Поддержка "Физики в картинках"
👍20
Миллион новых источников рентгеновского излучения зарегистрировал за два года работы российский орбитальный телескоп "Спектр-РГ" - и это больше, чем зафиксировали таких источников за всё предыдущее время астрономических наблюдений в истории.
Основными источниками рентгеновского излучения являются квазары и связанные с ними релятивистские струи, нейтронные звёзды, а также межзвёздный газ и некоторые наиболее массивные звёзды.
Кроме того, мощные выбросы рентгеновского излучения сопровождают космические события, очень интересующие учёных - такие как, к примеру, разрушение звёзд под действием гравитации чёрных дыр и нейтронных звёзд.
В настоящее время "Спектр-РГ" провёл уже четыре полных обзора неба в рентгеновском диапазоне, каждый из которых был точнее предыдущего. Всего же за время работы телескопа планируется провести 8 таких обзоров, в результате Человечество получит самую точную карту рентгеновских источников как в нашей галактике, так и за её пределами, которой когда-либо располагало.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)
Основными источниками рентгеновского излучения являются квазары и связанные с ними релятивистские струи, нейтронные звёзды, а также межзвёздный газ и некоторые наиболее массивные звёзды.
Кроме того, мощные выбросы рентгеновского излучения сопровождают космические события, очень интересующие учёных - такие как, к примеру, разрушение звёзд под действием гравитации чёрных дыр и нейтронных звёзд.
В настоящее время "Спектр-РГ" провёл уже четыре полных обзора неба в рентгеновском диапазоне, каждый из которых был точнее предыдущего. Всего же за время работы телескопа планируется провести 8 таких обзоров, в результате Человечество получит самую точную карту рентгеновских источников как в нашей галактике, так и за её пределами, которой когда-либо располагало.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)
👍45🔥5🥰1🎉1
Напоминаем, что вы также можете подписаться на наш канал в социальной сети "Вконтакте":
https://vk.com/public209243407
https://vk.com/public209243407
ВКонтакте
Физика в картинках
Просто и наглядно о физике в мире вокруг нас.
👍19
#простыевопросы: как получаются молнии?
Мы знаем, что молния - это электрический разряд между облаком и землей; но откуда вообще в облаке берутся электрические заряды?
На самом деле, тут всё очень просто.
Необходимым условием образования грозы является высокая разность температур воздуха в приземном слое и над ним: если воздух у земли сильно теплее того, что наверху, более лёгкий тёплый воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Содержащийся в нём водяной пар конденсируется в водяные капли. Новые восходящие воздушные потоки, идущие от земли, трутся об эти капли и электризуют их. Именно эта электризация приводит к накоплению электрического заряда в грозовой туче.
К слову, такая электризация возникает не только в дождевых облаках. Например, молнии являются частым спутником вулканических извержений. Механика там точно та же, только поднимающиеся вверх от жерла вулкана потоки горячего воздуха электризуют в т.ч. и частицы пепла, выброшенные вулканом в ходе извержения. Образуется то, что учёные называют "грязной грозой".
На самом деле - как, собственно, и почти всегда в физике - процессы, идущие в грозовых облаках, куда более сложны и имеют массу нюансов. Но для общего понимания происходящих явлений пока ограничимся этим.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)
Мы знаем, что молния - это электрический разряд между облаком и землей; но откуда вообще в облаке берутся электрические заряды?
На самом деле, тут всё очень просто.
Необходимым условием образования грозы является высокая разность температур воздуха в приземном слое и над ним: если воздух у земли сильно теплее того, что наверху, более лёгкий тёплый воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Содержащийся в нём водяной пар конденсируется в водяные капли. Новые восходящие воздушные потоки, идущие от земли, трутся об эти капли и электризуют их. Именно эта электризация приводит к накоплению электрического заряда в грозовой туче.
К слову, такая электризация возникает не только в дождевых облаках. Например, молнии являются частым спутником вулканических извержений. Механика там точно та же, только поднимающиеся вверх от жерла вулкана потоки горячего воздуха электризуют в т.ч. и частицы пепла, выброшенные вулканом в ходе извержения. Образуется то, что учёные называют "грязной грозой".
На самом деле - как, собственно, и почти всегда в физике - процессы, идущие в грозовых облаках, куда более сложны и имеют массу нюансов. Но для общего понимания происходящих явлений пока ограничимся этим.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь (тестируем новый сервис донатов!)
👍70
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Несложный способ (один из трёх) взятия достаточно известного интеграла)))
🤔35😁13👍10😱9❤3
Это видео прекрасно иллюстрирует работу закона сохранения момента импульса.
До момента, когда колесо раскручивают, момент импульса в системе "колесо-человек" равен нулю. Когда колесо раскручивают, стоя на полу, момент импульса в этой системе также остаётся равен нулю из-за того, что система незамкнута, так как человек стоит на земле: можно сказать, что в этот момент колесо и человек составляют единую систему с планетой Земля, и на момент импульса этой системы в целом момент импульса раскрученного колеса существенно повлиять не способен.
Человек становится на диск, "разъединяясь" с Землёй. Ничего не происходит, да и зачем чему-то происходить, если момент импульса равен нулю?
Но вот человек поворачивает колесо. Момент импульса колеса меняет знак, и сумма моментов импульса в системе колесо-человек меняется. Но так как по закону сохранения момента импульса поменяться она не может, вся система в целом начинает вращаться в противоположную сторону, чтобы момент импульса этого вращения скомпенсировал изменившийся момент импульса системы.
Кстати, закон сохранения момента импульса, как и другие фундаментальные законы сохранения, является прямым следствием наличия у пространства определённой симметрии - а точнее, изотропности пространства, т.е. независимости его свойств от некоего выбранного направления.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
До момента, когда колесо раскручивают, момент импульса в системе "колесо-человек" равен нулю. Когда колесо раскручивают, стоя на полу, момент импульса в этой системе также остаётся равен нулю из-за того, что система незамкнута, так как человек стоит на земле: можно сказать, что в этот момент колесо и человек составляют единую систему с планетой Земля, и на момент импульса этой системы в целом момент импульса раскрученного колеса существенно повлиять не способен.
Человек становится на диск, "разъединяясь" с Землёй. Ничего не происходит, да и зачем чему-то происходить, если момент импульса равен нулю?
Но вот человек поворачивает колесо. Момент импульса колеса меняет знак, и сумма моментов импульса в системе колесо-человек меняется. Но так как по закону сохранения момента импульса поменяться она не может, вся система в целом начинает вращаться в противоположную сторону, чтобы момент импульса этого вращения скомпенсировал изменившийся момент импульса системы.
Кстати, закон сохранения момента импульса, как и другие фундаментальные законы сохранения, является прямым следствием наличия у пространства определённой симметрии - а точнее, изотропности пространства, т.е. независимости его свойств от некоего выбранного направления.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
👍91🔥7👏4🤯2
Микроквазары - редкое и очень интересное явление и едва ли не единственная для нас возможность "увидеть" чёрные дыры, расположенные в нашей галактике.
Об обычных квазарах мы уже писали: эти сверхъяркие объекты, хорошо заметные даже на расстоянии в миллиарды световых лет, образуются в ситуации, когда сверхмассивная чёрная дыра в ядре далёкой галактики активно поглощает материю. Эта материя, по закону сохранения импульса неспособная провалиться в дыру мгновенно, закручивается вокруг неё в водоворот. Внутренние части водоворота вращаются быстрее внешних, из-за разности скоростей внутри водоворота возникает вязкое трение, которое переводит энергию его вращения в тепло. Вещество водоворота (по-научному - аккреционного диска) нагревается и начинает светиться, в т.ч. излучая не только видимый свет, но и рентгеновское и гамма-излучение. Самое же интересное, что часть этой материи по не до конца изученным в настоящее время причинам "выстреливает" с полюса чёрной дыры в виде узкого направленного пучка - т.н. джета, или релятивистской струи.
Ну так вот: микроквазары - это в общем и целом то же самое, но только их сердцем являются чёрные дыры обычных звёздных масс. Соответственно, и светят такие квазары существенно менее ярко. А если учесть, что расположены такие микроквазары преимущественно в центральной части нашей галактики и от нашего наблюдения их скрывает толстый слой космического газа и пыли, то обнаружение каждого микроквазара - событие для астрономов.
Считается, что микроквазары обычно образуются в двойных системах, в которых чёрная дыра соседствует с обычной звездой, становящейся источником вещества для аккреционного диска.
И да, микроквазар - по сути единственный способ увидеть чёрную дыру, которая по определению ничего (ну, или практически ничего) не излучает.
Об обычных квазарах мы уже писали: эти сверхъяркие объекты, хорошо заметные даже на расстоянии в миллиарды световых лет, образуются в ситуации, когда сверхмассивная чёрная дыра в ядре далёкой галактики активно поглощает материю. Эта материя, по закону сохранения импульса неспособная провалиться в дыру мгновенно, закручивается вокруг неё в водоворот. Внутренние части водоворота вращаются быстрее внешних, из-за разности скоростей внутри водоворота возникает вязкое трение, которое переводит энергию его вращения в тепло. Вещество водоворота (по-научному - аккреционного диска) нагревается и начинает светиться, в т.ч. излучая не только видимый свет, но и рентгеновское и гамма-излучение. Самое же интересное, что часть этой материи по не до конца изученным в настоящее время причинам "выстреливает" с полюса чёрной дыры в виде узкого направленного пучка - т.н. джета, или релятивистской струи.
Ну так вот: микроквазары - это в общем и целом то же самое, но только их сердцем являются чёрные дыры обычных звёздных масс. Соответственно, и светят такие квазары существенно менее ярко. А если учесть, что расположены такие микроквазары преимущественно в центральной части нашей галактики и от нашего наблюдения их скрывает толстый слой космического газа и пыли, то обнаружение каждого микроквазара - событие для астрономов.
Считается, что микроквазары обычно образуются в двойных системах, в которых чёрная дыра соседствует с обычной звездой, становящейся источником вещества для аккреционного диска.
И да, микроквазар - по сути единственный способ увидеть чёрную дыру, которая по определению ничего (ну, или практически ничего) не излучает.
👍87🤔1
Туманность NGC 246 - ещё одна удивительная игра природы: это космическое облако, образовавшееся из сброшенных наружных оболочек угасшей звезды средней массы, немного похоже на голову пришельца.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
👍72❤5🎉1
Авторы этого достаточно известного видео как бы решили показать нам, как выглядит движение Солнечной системы на самом деле - с учётом того, что Солнце не неподвижно, а тоже движется вокруг центра Галактики.
Видео красивое, но беда в том, что на самом деле всё происходит, мягко говоря, не совсем так.
Во-первых, авторы почему-то перепутали местами Сатурн и Юпитер: у них Сатурн (который с кольцами) почему-то находится ближе к Солнцу, чем Юпитер (без колец), хотя на самом деле всё наоборот. Но это ещё ладно.
Во-вторых, с учётом движения Солнца вращающиеся вокруг него планеты действительно описывают спираль. Но при этом в каждый момент времени все они находятся в одной плоскости с Солнцем в центре, а не растягиваются по галактике, подобно бегущим за уткой утятам.
В-третьих, эта плоскость вращения планет вокруг Солнца не перпендикулярна направлению его движения по своей галактической орбите, а наклонена к ней под углом примерно в 60 градусов.
Наверное, было бы классно нарисовать такое же красивое, но только правильно выглядящее с физической точки зрения. Увы, сам я в компьютерной графике не силён, но если дорогие читатели будут так же активно помогать каналу (сделать это можно, например, тут: или же тут), то как-нибудь мы это дело организуем.
Видео красивое, но беда в том, что на самом деле всё происходит, мягко говоря, не совсем так.
Во-первых, авторы почему-то перепутали местами Сатурн и Юпитер: у них Сатурн (который с кольцами) почему-то находится ближе к Солнцу, чем Юпитер (без колец), хотя на самом деле всё наоборот. Но это ещё ладно.
Во-вторых, с учётом движения Солнца вращающиеся вокруг него планеты действительно описывают спираль. Но при этом в каждый момент времени все они находятся в одной плоскости с Солнцем в центре, а не растягиваются по галактике, подобно бегущим за уткой утятам.
В-третьих, эта плоскость вращения планет вокруг Солнца не перпендикулярна направлению его движения по своей галактической орбите, а наклонена к ней под углом примерно в 60 градусов.
Наверное, было бы классно нарисовать такое же красивое, но только правильно выглядящее с физической точки зрения. Увы, сам я в компьютерной графике не силён, но если дорогие читатели будут так же активно помогать каналу (сделать это можно, например, тут: или же тут), то как-нибудь мы это дело организуем.
👍96🔥2👎1
В дополнение к нашей рубрике #простыевопросы вводим ещё одну - #киноляпы, в которой будем перечислять те вещи, которые вы привыкли видеть в кино, но не сможете увидеть в реальной жизни. Мы уже затрагивали эту тему, когда писали про лаву в кино и в реальности (тут и тут), но теперь подойдём к вопросу более системно.
Самый знаменитый киноляп такого рода - это "звуковое сопровождение" (рёв двигателей, пиу-пиу всяких там лазеров и это вот всё), которого в космосе не может быть, ибо там толком нет газовой среды, которая могла бы передавать звуки (точнее, есть, но она слишком разрежена для этого дела). Но это банально и на таких вещах останавливаться не будем. Хотя вот лазеры...
С ними ведь вот какая штука: даже если космические корабли будущего и будут использовать мощные лазеры в качестве оружия, то никаких красивых цветных лучей такие лазеры производить в процессе стрельбы не будут: их выстрелы будут вообще невидимы для наблюдателя.
Действительно, для того, чтобы мы что-либо увидели, это что-то должно излучить (ну, или отразить) какое-то количество света в направлении нашего глаза. Пучок лазера на то и пучок лазера, что распространяется исключительно в направлении цели.
В земной атмосфере лазер ещё можно худо-бедно разглядеть со стороны из-за того, что его свет частично рассеивается воздухом, т.е. газом, сквозь который он проходит. А в космосе газов слишком мало - с земной точки зрения можно считать, что их нет совсем, и рассеивать лазерный луч попросту нечему. Так что реальный лазрный луч в космосе для самого стрелка или наблюдающего за сценой со стороны будет совершенно невидим, и космическое сражение с использованием лазерного оружия будет выглядеть совсем не так красочно, как в кино или играх.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
Самый знаменитый киноляп такого рода - это "звуковое сопровождение" (рёв двигателей, пиу-пиу всяких там лазеров и это вот всё), которого в космосе не может быть, ибо там толком нет газовой среды, которая могла бы передавать звуки (точнее, есть, но она слишком разрежена для этого дела). Но это банально и на таких вещах останавливаться не будем. Хотя вот лазеры...
С ними ведь вот какая штука: даже если космические корабли будущего и будут использовать мощные лазеры в качестве оружия, то никаких красивых цветных лучей такие лазеры производить в процессе стрельбы не будут: их выстрелы будут вообще невидимы для наблюдателя.
Действительно, для того, чтобы мы что-либо увидели, это что-то должно излучить (ну, или отразить) какое-то количество света в направлении нашего глаза. Пучок лазера на то и пучок лазера, что распространяется исключительно в направлении цели.
В земной атмосфере лазер ещё можно худо-бедно разглядеть со стороны из-за того, что его свет частично рассеивается воздухом, т.е. газом, сквозь который он проходит. А в космосе газов слишком мало - с земной точки зрения можно считать, что их нет совсем, и рассеивать лазерный луч попросту нечему. Так что реальный лазрный луч в космосе для самого стрелка или наблюдающего за сценой со стороны будет совершенно невидим, и космическое сражение с использованием лазерного оружия будет выглядеть совсем не так красочно, как в кино или играх.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь
👍96🔥2👏1
#простыевопросы: почему идёт дождь?
Дождь идёт тогда, когда пары воды, содержащиеся в воздухе, конденсируются, т.е. переходят из газообразного состояния в жидкое.
Происходит это обычно при смене температуры воздуха: холодный воздух способен "вместить" меньше водяного пара, чем тёплый, "лишний" пар, который воздух неспособен удержать, конденсируется в виде капель.
Этот же процесс ведёт к появлению капель со внутренней стороны оконного стекла в тёплом помещении в холодную погоду: соприкасающийся с холодным стеклом воздух охлаждается и "сбрасывает" ставший лишним водяной пар.
Нечто очень похожее, но в больших масштабах, происходит, когда смешиваются два объёма воздуха, имеющих различную температуру: например, в заполненную относительно тёплым и влажным воздухом область вторгается холодный воздушный фронт. Воздушные потоки перемешиваются, и суммарная температура воздуха оказывается ниже, чем у изначального воздуха, он уже не может удержать лишний водяной пар, и тот конденсируется в виде мелких капель. Эти капли достаточно малы, и поэтому способны долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, хотя постепенно всё-таки оседают на землю. Мы говорим: "На улице туман".
Что же касается дождя, то тоже возникает при соприкосновении потоков воздуха разной температуры. Но при этом эти потоки не смешиваются, а соседствуют друг с другом на разной высоте, причём тёплый и влажный воздух должен находиться внизу, а холодный - над ним.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь или тут.
Тёплый воздух легче холодного, и под действием силы архимеда он поднимается вверх. Восходящие тёплые и влажные потоки перемешиваются с холодными и происходит всё то же самое: воздух охлаждается, лишний водяной пар конденсируется в виде капель. Эти капли падают вниз ещё менее охотно, чем капельки тумана, потому что их к тому же подпирают новые восходящие потоки тёплого воздуха.
"Туман", висящий над землёй, мы называем облаком.
Внутри облака мелкие капли постепенно сливаются одна с другой (почему это происходит, мы обсуждали, к примеру, тут), их масса растёт. Наконец, наступает момент, когда эти капли уже не могут больше парить в восходящих потоках и начинают падать вниз. Собственно, тогда мы и говорим: дождь пошёл.
Кстати, далеко не факт, что облако обязательно разразится дождём: ещё до того, как водяные капли вырастут до достаточно большого размера, его может, скажем, отнести в область, занятую более тёплым воздухом, где они испарятся обратно.
Или наоборот: облако, уже полное готовых упасть на землю капель, переносит в другое место, и дождь идёт совсем не надо тем местом, откуда поднимались вверх содержащие водяные пары тёплые воздушные потоки.
Кстати, во втором случае может выйти так, что воздух в том месте, где прольётся дождь, будет достаточно сухим и влажным для того, чтобы водяные капли испарились до того, как долетят до земли. Такой "недодождь" ещё называют виргой, фото такого явления в небе над Саратовом в 2020 году мы прикрепим к этому посту в качестве иллюстрации.
Дождь идёт тогда, когда пары воды, содержащиеся в воздухе, конденсируются, т.е. переходят из газообразного состояния в жидкое.
Происходит это обычно при смене температуры воздуха: холодный воздух способен "вместить" меньше водяного пара, чем тёплый, "лишний" пар, который воздух неспособен удержать, конденсируется в виде капель.
Этот же процесс ведёт к появлению капель со внутренней стороны оконного стекла в тёплом помещении в холодную погоду: соприкасающийся с холодным стеклом воздух охлаждается и "сбрасывает" ставший лишним водяной пар.
Нечто очень похожее, но в больших масштабах, происходит, когда смешиваются два объёма воздуха, имеющих различную температуру: например, в заполненную относительно тёплым и влажным воздухом область вторгается холодный воздушный фронт. Воздушные потоки перемешиваются, и суммарная температура воздуха оказывается ниже, чем у изначального воздуха, он уже не может удержать лишний водяной пар, и тот конденсируется в виде мелких капель. Эти капли достаточно малы, и поэтому способны долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, хотя постепенно всё-таки оседают на землю. Мы говорим: "На улице туман".
Что же касается дождя, то тоже возникает при соприкосновении потоков воздуха разной температуры. Но при этом эти потоки не смешиваются, а соседствуют друг с другом на разной высоте, причём тёплый и влажный воздух должен находиться внизу, а холодный - над ним.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно здесь или тут.
Тёплый воздух легче холодного, и под действием силы архимеда он поднимается вверх. Восходящие тёплые и влажные потоки перемешиваются с холодными и происходит всё то же самое: воздух охлаждается, лишний водяной пар конденсируется в виде капель. Эти капли падают вниз ещё менее охотно, чем капельки тумана, потому что их к тому же подпирают новые восходящие потоки тёплого воздуха.
"Туман", висящий над землёй, мы называем облаком.
Внутри облака мелкие капли постепенно сливаются одна с другой (почему это происходит, мы обсуждали, к примеру, тут), их масса растёт. Наконец, наступает момент, когда эти капли уже не могут больше парить в восходящих потоках и начинают падать вниз. Собственно, тогда мы и говорим: дождь пошёл.
Кстати, далеко не факт, что облако обязательно разразится дождём: ещё до того, как водяные капли вырастут до достаточно большого размера, его может, скажем, отнести в область, занятую более тёплым воздухом, где они испарятся обратно.
Или наоборот: облако, уже полное готовых упасть на землю капель, переносит в другое место, и дождь идёт совсем не надо тем местом, откуда поднимались вверх содержащие водяные пары тёплые воздушные потоки.
Кстати, во втором случае может выйти так, что воздух в том месте, где прольётся дождь, будет достаточно сухим и влажным для того, чтобы водяные капли испарились до того, как долетят до земли. Такой "недодождь" ещё называют виргой, фото такого явления в небе над Саратовом в 2020 году мы прикрепим к этому посту в качестве иллюстрации.
👍105🔥3