В конце 1890-х годов Макс Планк работал над математическим описанием спектра излучения нагретого тела. Горячий гвоздь с ростом температуры краснеет, желтеет и наконец белеет. Цвет раскаленного предмета зависит от того, какой длины волны его излучение. В конце XIX века уже было оборудование, позволяющее анализировать нагретые тела и строить графики излучения. Но подвести под эти графики формулу у физиков не получалось.

14 декабря 1900 года на заседании Немецкого физического общества Планк представил теорию, согласно которой излучение испускается и поглощается квантами с энергией каждого кванта, равной E=hV, где h – постоянная планка, а V – частота излучения. Это была настолько революционная идея, что даже сам Планк поначалу недооценил ее потенциал.

Примириться с существованием квантов было непросто и самому Планку. Как и многие, он считал, что деление излучения на порции (кванты) противоречит классической теории электромагнетизма с ее волнами и целому ряду экспериментов.

Работа Планка о спектре нагретого тела стала первым аргументом против использования классической физики для описания микромира. Необходимость в новой физике стала очевидна практически всем ученым.

С годами новая физика — квантовая механика — позволила объяснить строение материи на мельчайшем уровне, разобраться в возникновении Вселенной. Благодаря странным свойствам квантового мира люди создали ядерное оружие и реакторы, полупроводники для электроники, лазеры, оптоволоконные линии связи, цифровые фотоаппараты.

Можно ли сделать человека невидимым тем способом, который описан Гербертом Уэллсом в романе "Человек-невидимка"?

Разберемся с помощью Якова Перельмана. Кстати говоря, впереди много текста, так что если не можете прочитать сейчас, оставьте канал непрочитанным, чтобы не забыть.

Итак, Уэллс пишет: «Видимость зависит от действия видимых тел на свет. Вы знаете, что тела или поглощают свет, или отражают его, или преломляют. Если тело не поглощает, не отражает и не преломляет света, оно не может быть видимо само по себе. <...> Если же положить кусок обыкновенного белого стекла в воду и, тем более, если положить его в какую-нибудь жидкость плотнее воды, он исчезнет почти совершенно, потому что свет, попадающий сквозь воду на стекло, преломляется и отражается очень слабо. Стекло становится столь же невидимым, как струя углекислоты или водорода в воздухе, по той же самой причине. <...>

Если кусок стекла растолочь и превратить в порошок, он становится гораздо более заметным в воздухе, – он становится непрозрачным белым порошком. Происходит это потому, что толчение умножает грани стекла, производящие отражение и преломление. У пластинки только две грани, а в порошке свет отражается и преломляется каждой крупинкою, через которую проходит, и сквозь порошок его проникает очень мало.

Положив стекло в какую-нибудь жидкость с почти одинаковым показателем преломления, вы делаете его невидимым: всякая прозрачная вещь становится невидимой, если ее поместить в среду с одинаковым с нею показателем преломления. Достаточно подумать самую малость, чтобы убедиться, что стекло можно сделать невидимым и в воздухе: надо устроить так. Чтобы его показатель преломления равнялся показателю преломления воздуха, потому что тогда, переходя от стекла к воздуху, свет не будет ни отражаться, ни преломляться вовсе. <...> Но ведь человек – не то, что стекло – он прозрачнее. <...>

Бумага, например, состоит из прозрачных волоконец, она бела и непроницаема потому же, почему бел и непроницаем стеклянный порошок. Намаслите белую бумагу, наполните маслом промежутки между волоконцами так, чтобы преломление и отражение происходили только на поверхностях, – и бумага станет прозрачной, как стекло. И не только бумага, но и волокна полотна, волокна шерсти, волокна дерева, наши кости, мускулы, волосы, ногти и нервы! Словом, весь состав человека, кроме красного вещества в его крови и темного пигмента волос, – все состоит из прозрачной, бесцветной ткани; вот как немногое делает нас видимыми друг другу!»

А что же на этот счёт думает Перельман? Обратимся к его книге «Занимательная физика»:

«Верны ли физические рассуждения, которые положены в основу этого фантастического романа? Безусловно. Всякий прозрачный предмет в прозрачной среде становится невидимым уже тогда, когда разница в показателях преломления меньше 0,05. <...>

Конечно, отсюда еще далеко до осуществления уэллсовой утопии о живом человеке, прозрачном настолько, что он совершенно невидим. Далеко потому, что надо еще, во-первых, найти способ пропитать просветляющей жидкостью ткани живого организма, не нарушая его отправлений. Во-вторых, ткани организма будут невидимы в воздухе только тогда, когда показатель их преломления будет равняться показателю преломления воздуха, а как этого достигнуть, мы еще не знаем.

Но допустим, что удастся со временем добиться того и другого, а следовательно, осуществить на деле мечту английского романиста.

В романе все предусмотрено и обдумано автором с такой тщательностью, что невольно поддаешься убедительности описываемых событий. Кажется, что невидимый человек в самом деле должен быть могущественнейшим из смертных… Но это не так. Есть одно маленькое обстоятельство, которое упустил остроумный автор «Невидимки».

Может ли невидимый видеть?

Если бы Уэллс задал себе этот вопрос прежде, чем написать роман, изумительная история «Невидимки» никогда не была бы написана…

В самом деле, в этом пункте разрушается вся иллюзия могущества невидимого человека. Невидимый должен быть слеп!

Отчего герой романа невидим? Оттого, что все части его тела — в том числе и глаза — сделались прозрачными, и притом показатель их преломления равен показателю преломления воздуха.

Вспомним, в чем состоит роль глаза: его хрусталик, стекловидная влага и другие части преломляют лучи света так, что на сетчатой оболочке получается изображение внешних предметов. Но если преломляемость глаза и воздуха одинакова, то тем самым устраняется единственная причина, вызывающая преломление: переходя из одной среды в другую равной преломляемости, лучи не меняют своего направления, а потому и не могут собираться в одну точку. Лучи будут проходить через глаза невидимого человека совершенно беспрепятственно, не преломляясь и не задерживаясь в них, следовательно, они не могут вызвать в его сознании никакого образа.

Итак, в поисках «шапки-невидимки» бесполезно идти по пути, указываемому Уэллсом, — этот путь, даже при полном успехе поисков, не может привести к цели».

🔹Сегодня исполняется 130 лет со Дня Рождения Джорджа Паджета Томсона!

🔹 Если Джозеф Томсон открыл саму частицу электрон, то его сын, Джордж Томсон, в 1927 году продемонстрировал, что электрон обладает волновыми свойствами.

🔹Это открытие экспериментально подтвердило принцип корпускулярно-волнового дуализма, который был сформулирован Луи де Бройлем ещё в 1920 году.

Узнали кого-нибудь из великих учёных на этом портрете Б.М. Кустодиева?

Один из них получил Нобелевскую премию по химии за исследования в области механизма химических реакций (ядерных реакций) в 1956 году.

А другой лауреат Нобелевской премии по физике 1978 года за открытие явления сверхтекучести жидкого гелия.

⚡7 МАЯ⚡
ДЕНЬ РАДИО

7 мая 1895 года (127 лет назад) на заседании Русского физико-химического общества Александр Степанович Попов впервые выступил с демонстрацией созданного им первого в мире радиоприемника.

В то время мало кто из собравшихся в зале общества осознавал масштаб этого открытия. Вряд ли они могли представить, что вскоре радио заменит и газету, и театр, и концертный зал. Люди думали о возможном применении открытия в военном деле, в особенности — на флоте.

Первые радиопередачи в нашей стране шли из Нижегородской лаборатории в 1919 году. Регулярное радиовещание началось летом 1921-го. А через год в Москве появилась шуховская радиобашня, с которой трансляции шли на 10 тыс. км.

В начале сентября 1922 года в Москве был дан первый радиоконцерт с участием артистов Большого театра и лучших консерваторских музыкантов. Всем стали известны слова дикторов: «Внимание! Говорит Москва!». 7 ноября 1925 года был проведен первый прямой радиорепортаж о праздничном параде с Красной площади — с учетом зарубежной аудитории, сразу на четырех языках.

Кстати говоря, насчет радио:

Звук распространяется примерно в миллион раз медленнее света; а так как скорость радиоволн совпадает со скоростью распространения световых колебаний, то звук в миллион раз медленнее радиосигнала. Отсюда вытекает любопытное следствие, сущность которого выясняется задачей: кто раньше услышит первый аккорд пианиста, посетитель концертного зала, сидящий в 10 метрах от рояля, или радиослушатель у аппарата, принимающий игру пианиста у себя на квартире, в 100 километрах от зала?

Как ни странно, радиослушатель услышит аккорд раньше, чем посетитель концертного зала, хотя первый сидит в 10 000 раз дальше от музыкального инструмента. В самом деле: радиоволны пробегают 100-километровое расстояние в 100/300 000= 1/3 000 секунды.

Звук же проходит 10-метровое расстояние в 10/340 = 1/34 секунды.

Отсюда видно, что передача звука по радио потребует почти в сто раз меньше времени, чем передача звука через воздух.