Физика в картинках
17.6K subscribers
979 photos
147 videos
4 files
1.18K links
Просто картинки. Просто про физику.

Бот для связи с автором: @physics_callback_free_bot
Download Telegram
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.
👍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
👍725🎉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.
👍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
👍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.
👍105🔥3
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Друзья, вроде бы починился старый сервис донатов, воспользоваться и помочь проекту можно тут.

Ну и в качестве бонуса - небольшой пример триболюминисценции, в данном случае при дроблении кусочка сахара. Источником свечения здесь является энергия, выделяющаяся при разрушении межмолекулярных связей в кристаллической решётке.
👍862
590.gif
11.3 MB
Капля воды в невесомости ведёт себя так же, как и упругий шарик для пинг-понга.

Точнее, по сути капля воды и так является таким упругим шариком: упругость ей придаёт сила поверхностного натяжения.

Но на Земле на каплю также действуют силы гравитации, которые существенно больше упругости натяжения поверхности капли и не дают ей проявиться. Но если силу гравитации "выключить", то упругие свойства капли тут же проявляют себя.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍996😁1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Простой и красивый опыт по визуализации поверхностного натяжения воды: капля мыльного раствора снижает натяжение внутри петли, и чистая вода снаружи растягивает петлю до правильной окружности.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍103👏5🤩1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
А ещё говорят, что физика - бесполезная наука!

Вот сам простой пример: строителям надо вычерпать воду из помещения, но уровень слива находится выше уровня воды. При этом сам слив слишком узкий,чтобы воду туда можно было достаточно аккуратно залить.

Поэтому они делают следующее: берут ёмкость большего диаметра в которую воду удобно заливать (ведро). В него наливают воду до уровня, превышающего уровень слива. Берут наполненную водой трубку, соединяя с её помощью ведро и слив. Получаются сообщающиеся сосуды, уровень воды в которых стремится уравняться. Но физика "не знает", что у второго сосуда нет дна)))

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍174👏109🔥4
То, как падает растянутая пружина, если её уронить, может выглядеть довольно странно: нижний конец некоторое время остаётся совершенно неподвижным, и начинает двигаться лишь тогда, когда пружина полностью сложится.

Однако если аккуратно рассмотреть силы, действующие на кольца пружины, включая и последний из них, то всё становится понятно.

Действительно, на каждое звено пружины действуют, вообще говоря, три силы: сила тяжести, направленная в ту же сторону сила натяжения той части пружины, которая находится ниже и направленная вверх сила натяжения со стороны верхней части пружины. В случае верхнего сегмента - ещё и та сила, с помощью которой мы удерживаем пружину в воздухе.

Вот мы отпускаем пружину и - внимание! - для практически всех её звеньев ровным счётом ничего не меняется: им попросту не из-за чего приходить в движение. Исключение составляет самое верхнее звено: удерживающая его в равновесии сила нашей руки исчезает, и оно приходит в движение. Когда оно складывается со следующим звеном, удерживающая то, второе звено, направленная вверх сила натяжения исчезает, и оно тоже начинает падать. Так продолжается звено за звеном, пока дело не дойдёт до последнего звена в пружине и та не станет падать уже как одно целое.

Можно объяснить этот же эффект и иначе: нижний конец пружины попросту не сразу "узнаёт" о том, что мы отпустили верхний. Подобные эффекты возникают во многих пространственно распределённых системах: механическое воздействие на одну их точку распространяется в другие точки далеко не мгновенно, а с некоей конечной скоростью, определяемой упругостью системы - например, скоростью звука в материале, из которого сделан тот или иной предмет.

А вообще с падением таких вот пружинок, как на видео, связаны ещё парочку весьма головоломных на первый взгляд парадоксов. Но о них - в следующих постах.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍52
То, как падает растянутая пружина, если её уронить, может выглядеть довольно странно: нижний конец некоторое время остаётся совершенно неподвижным, и начинает двигаться лишь тогда, когда пружина полностью сложится.

Однако если аккуратно рассмотреть силы, действующие на кольца пружины, то всё становится понятно.

Действительно, на каждое звено действуют, вообще говоря, три силы: сила тяжести, направленная в ту же сторону сила натяжения той части пружины, которая находится ниже, а также направленная вверх сила натяжения со стороны верхней части пружины. В случае верхнего сегмента - ещё и та сила, с помощью которой мы удерживаем пружину в воздухе.

Вот мы отпускаем пружину и - внимание! - для практически всех её звеньев ровным счётом ничего не меняется: им попросту не из-за чего приходить в движение. Исключение составляет самое верхнее звено: удерживающая его в равновесии сила нашей руки исчезает, и оно приходит в движение. Когда оно складывается со следующим звеном, сила натяжения, направленная вверх, удерживающая второе звено в равновесии, исчезает. Второе звено тоже начинает падать - вместе с первым. Так продолжается звено за звеном, пока дело не дойдёт до последнего звена в пружине и та не станет падать уже как одно целое.

Можно объяснить этот же эффект и иначе: нижний конец пружины попросту не сразу "узнаёт" о том, что мы отпустили верхний. Подобные эффекты возникают во многих пространственно распределённых системах: механическое воздействие на одну их точку распространяется в другие точки далеко не мгновенно, а с некоей конечной скоростью, определяемой упругостью системы - например, скоростью звука в материале, из которого сделан тот или иной предмет.

А вообще с падением таких вот пружинок, как на видео, связаны ещё парочку весьма головоломных на первый взгляд парадоксов. Но о них - в следующих постах.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍161🔥12👏4🤩2
Друзья! Из-за тех драматических событий, которые сейчас происходят (автор находится в Одессе), писать сюда нет, если честно, ни физических, ни душевных сил, ни времени.

Надеюсь, всё это скоро закончится и я снова смогу заняться проектом.

В любом случае, спасибо, что остаётесь с нами!

Ну а пока - вот вам планетарная туманность NGC 7027 - последствие гибели во взрыве сверхновой системы двойных звёзд.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍23685😢15🔥3🤩1
Во многих местах Украины наблюдают лунное гало. Оно образуется, когда свет проходит через кристаллики льда, взвешенные в воздухе. Такие кристаллики имеют форму шестигранной призмы, и при прохождении через них свет отклоняется от изначального направления распространения в среднем на 22 градуса, в результате чего и образуется эффект светящегося кольца вокруг источника (в данном случае, Луны).

Так как лёд преломляет свет с различной длиной волны по-разному, может образовываться радужный эффект, но только наоборот: в радуге сине-фиолетовые полосы находятся внутри дуги, а тут внутри неё располагаются красно-оранжевые части светового спектра.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍298🔥3
Полярные вихри - гигантские стационарные структуры, существующие в атмосферах всех планет, имеющих сколь угодно заметную атмосферу.

Физика появления полярных вихрей проста: полюса являются наиболее холодными участками планет. Более тёплый воздух из приполярных областей поднимается вверх и устремляется к полюсам, где охлаждается, опускается вниз и движется в обратном направлении - в сторону более тёплых средних широт. А сила Кориолиса, обусловленная вращением планет, закручивает эти потоки в вихрь.

В зависимости от условий на каждой планете, полярные вихри могут принимать иногда достаточно специфические формы. Например, на Сатурне вокруг полярного вихря образовалась достаточно загадочная с точки зрения физики структура в форме гигантского правильного шестиугольника. На южном полюсе Венеры существует не один, а два полярных вихря, а у южного полюса Юпитера полярных вихрей аж восемь!

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍24829🔥2🤩2🤯1
#киноляпы: об опасности поясов астероидов

Во многих фантастических фильмах о космосе присутствует момент пролёта через пояс астероидов, в котором от героев требуется проявить всё мастерство пилотирования, чтобы выбраться оттуда живыми.

В реальности такая картина не наблюдается - по крайней мере, в Солнечной системе. Среднее расстояние между объектами в нашем Поясе астероидов составлят 2 миллиона километров, что примерно в 5 раз больше расстояния от Земли до Луны. По сути пилоты и пассажиры космического корабля, пролетающего через Пояс астероидов, скорее всего в принципе не пролетят в достаточной близости ни от одного крупного объекта. И хотя пилотируемые полёты через Пояс астероидов пока не осуществлялись, мы уже запустили достаточное число беспилотных летательных аппаратов через этот пояс, и ни один из них ни с чем таким не сталкивался.

Чуть более похожая на изображаемых в фильмах картина наблюдается, к примеру, в кольцах газовых гигантов, хотя и здесь собственно вещество занимает порядка 3 % от всего видимого объёма колец. К тому же такие кольца очень тонкие: их толщина измеряется десятками метров.

Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍36223🔥4😁1
Forwarded from Вехи истории
​​Рентген был мировой гений и легендарный хам!

Сотрудники рыдали от его грубости, и держались только из научного фанатизма и поклонения таланту шефа.

Когда Шведская Королевская Академия Наук известила его о присуждении Нобелевской премии, Рентген лишь пожал плечами: не препятствовать. Нобелевский комитет официально пригласил лауреата на торжественное вручение. Рентген велел передать через секретаря, что занят вещами более важными, нежели шляться в Стокгольм без всякой видимой цели; дали, и хрен с ними, могут прислать по почте, если им приспичило. Шведы оскорбленно пояснили, что эту высшей престижности награду вручает на государственной церемонии в присутствии высших лиц лично Его Величество король Швеции. Рентген раздраженно велел передать, что если королю нечего больше делать, а видимо так и есть, так пусть сам и приедет в Вену, а он, Рентген, ученый, а не придворный бездельник, сказал же, что занят, и у него никаких на хрен дел к шведскому королю нет. Премию переслали.

Да. Так вот. Рентген занимался исследованием своих лучей полтора года, и описал двенадцать их свойств на четырех страницах. После чего заявил: все, исчерпано, больше тут делать нечего. И перешел к следующим проблемам. Сотрудники же, захваченные открывшимися перспективами, вцепились в так самонадеянно и поспешно оставленное шефом золотое дно. И через энное время все из них скончались от лучевой болезни, еще неведомой. Но главное — с тех пор прошло уже сто лет — к свойствам лучей, описанным Рентгеном, никто так и не сумел добавить ни строчки.

© Из книги Михаила Веллера «Самовар»

Подписаться 🍋
👍360🤔3123😁10👎2
Итак, мы возобновляем работу.

Надеюсь, вы скучали.

Помочь каналу и его автору можно тут
560👍138🔥20🥰12🤔9
​​Чёрные дыры – электростанции будущего?

Чёрный дыры – объекты, которые обычно представляются нам опасными, угрожающими и разрушительными. Однако в теории возможно, что в будущем это явление послужит человечеству, став весьма эффективным источником энергии.

По большому счёту, все источники энергии занимаются тем, что превращают массу топлива в энергию по знаменитой формуле Е=мс2. При этом делают это с разной эффективностью. Например, при сжигании ископаемого топлива в энергию превращается лишь ничтожная доля процента от его массы. В реакциях термоядерного синтеза речь идёт о превращении в энергию примерно 3 % массы. Реактор, сердцем которого является чёрная дыра, теоретически может превращать в энергию все 100 % массы топлива (правда, вопрос в том, какую часть этой энергии удастся уловить и использовать). Что не менее важно, топливом для «чёрнодырного реактора» (его ещё называют сингулярным) может быть что угодно – любая материя вообще.

Как это должно работать? Всё дело в т.н. излучении Хокинга – излучении, которое теоретически генерирует любая чёрная дыра. Физика этого явления заключается в том, что чёрная дыра благодаря своему мощному гравитационному полю изменяет пространство вокруг себя так, что в этом пространстве начинают спонтанно рождаться частицы, обладающие определённой энергией (подробнее об этом мы говорили тут). Из-за этого процесса масса чёрной дыры будет пропорционально уменьшаться – она станет как бы испаряться. То есть, масса чёрной дыры превращается в энергию!

Излучение Хокинга тем интенсивнее, чем меньше масса чёрной дыры. Оптимальными для сингулярного реактора являются чёрные дыры массой порядка 10 тысяч тонн – это вес крупного судна. Размеры (гравитационный радиус) такой чёрной дыры будут порядка радиуса молекул. Такие чёрные дыры в природе, по всей видимости, не встречаются, и их придётся создавать искусственно – например, спрессовав вещество мощными лазерными импульсами. После того, как это будет сделано, останется лишь «подкармливать» чёрную дыру материей, чтобы не дать ей полностью испариться из-за излучения, ну и собирать и утилизировать выделяющуюся энергию.

Есть лишь одна проблема: излучение Хокинга пока что известно лишь по теоретическим выкладкам, на практике мы его не наблюдали. Но если оно является реальным физическим эффектом, то сингулярные реакторы, возможно, станут главным источником энергии для Человечества уже в не самом отдалённом будущем.

Помочь каналу и его автору можно тут.
👍313🤔29🔥11👎1
​​#киноляпы: радиоактивные предметы светятся

В кинофильмах, мультиках и компьютерных фильмах многие радиоактивные предметы и пораженные радиацией существа и местности часто окутаны зловещим свечением - обычно зеленоватым или желтовато-зелёным. На самом деле такое свечение вовсе не является характерным для радиоактивных материалов.

Лишь некоторые радиоактивные вещества имеют свойство светиться: к примеру, радий и его соединения из-за высочайшей активности дают слабое голубоватое свечение, видимое в основном в темноте. Именно благодаря этому свечению радий и получил своё название. Подавляющее большинство наиболее часто встречающихся радиоактивных веществ сами по себе не светятся.

То самое зеленоватое свечение - результат т.н. радиолюминисценции - свечения специальных составов (например, сульфида цинка) под действием ионизирующего излучения. Без этого состава (люминофора) свечения не будет даже в очень мощных полях.

Ещё один вариант свечения, вызванного радиацией - т.н. излучение Вавилова-Черенкова. Однако для его возникновения нужны заряженные частицы с очень большой кинетической энергией: такие обычно встречаются разве что в активной зоне работающих ядерных реакторах или в ускорителях заряженных частиц. Кроме того, наблюдается такое свечение обычно в жидкостях - например, в воде. Цвет свечения обычно голубой.

Наконец, третьим видом "радиоактивного свечения" является обычное тепловое излучение предметов, нагретых выделившейся из-за радиоактивного распада энергией - такое встречается у чистых слитков "оружейного" плутония-238 и ряда других высокоактивных элементов.

Однако в целом это так не работает. К сожалению, радиоактивные вещества в массе своей не светятся.

А жаль: в этом случае нам не понадобились все эти детекторы ионизирующего излучения и это вот всё.

Помочь проекту "Физика в картинках" и его автору можно тут.
👍238🔥32🥰2😁1