Молекулярная физика часто ассоциируется со скучной и сложной темой. Но зачастую мы даже не осознаем, сколько физических явлений мы видим и используем в нашей повседневной жизни.

Физика может быть довольно интересной. Вместо того чтобы говорить о сложных уравнениях мы расскажем вам о забавных, интересных и полезных фактах из физики.



ФИЗИКАМ УДАЛОСЬ ОХЛАДИТЬ МОЛЕКУЛЫ ПОЧТИ ДО АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ

Ученые смогли охладить молекулы монофторида стронция практически до абсолютного нуля «одним махом». Физики описали использованную ими технологию в статье в журнале Nature. В отличие от молекул и атомов, находящихся при комнатной температуре, вещество, охлажденное до температур, близких к абсолютному нулю (минус 273,15 градуса Цельсия, или 0 градусов кельвина), начинает демонстрировать квантовые свойства (у нагретой материи они «забиваются» тепловыми эффектами).

Физики часто охлаждают атомы, используя лазер - атомы поглощают фотоны, а затем испускают их. При многократном повторении этого процесса атомы постепенно теряют свою кинетическую энергию, то есть охлаждаются. Для молекул такой метод до сих пор не применялся - они более тяжелые и хуже теряют энергию. Кроме того, в молекулах «лишняя» энергия запасается в связях между атомами, а также во вращательных движениях молекулы целиком.


В большинстве более ранних работ охлаждались атомы, а потом из них «собирались» молекулы. Авторы нового исследования решили охладить непосредственно молекулы. Ученые экспериментировали с монофторидом стронция, энергия колебаний которого меньше, чем у многих других молекул. Кроме того, физики подобрали цвет лазера так, чтобы его воздействие не вызывало вращение молекул. Наконец, исследователи особым образом предварительно охлаждали монофторид стронция.

В итоге авторам удалось охладить молекулы до 300 микрокельвинов (микрокельвин - это одна миллионная кельвина). Расчеты показывают, что использованная учеными технология позволяет понизить их температуру до еще более низких значений.

В начале 2010 года другой коллектив исследователей, работая с охлажденными до сверхнизких температур молекулами калия и рубидия, смог непосредственно пронаблюдать квантово-механические эффекты.

Еще немного фактов...

  • Среднестатистический человек привык думать, что любая жидкость по сути своей не имеет собственной формы, однако, это заблуждение. Примечательно, что даже школьная программа говорит об этом. Но естественная форма любой жидкость шарообразная. Единственная причина по которой она не находиться в такой форме – сила притяжения.
  • Скорость движение молекул в воды может достигать 650 метров в одну секунду. Конечно, когда она доходит до кипения.
  • Знаете ли вы, что самолет, который вылетает из Москвы во Владивосток может прибыть одновременно с временем отлета? Дело в том, что разница в часовых полюсах составляет 9 часов . То есть , если самолет сможет пройти путь за три часа, то вы прибудете в тоже время , в которое отбыли.
  • Стоит заметить, что физика имеет много неточностей и недоработок, но на сегодняшний день это единственная наука, которая может объяснить происходящие вещи с точки зрения общего подхода. То, что изложено в этой статье, в большинстве своем является школьной программой современного западного школьника, так что узнавайте больше и учитесь думать, чтобы не отставать от них.
Атом

Все окружающие нас предметы состоят из атомов. Атомы настолько малы, что за время, пока мы дописываем это предложение могло бы образоваться 100 00 атомов.

На самом деле первым о существование атомов заговорили греки еще 2400 лет назад. Но идея об атомах пришла и ушла и к ней не возвращались до 1808 года, когда Джон Дэлтон показал на опыте, что атомы действительно существуют.

Атомы входят в состав молекул предметов, которыми мы пользуемся каждый день, которое мы трогаем и видим. В одной песчинке настолько много атомов, что их количество можно сравнить с числом самих песчинок на пляже.


Твердые тела и жидкости

В жидкости, с другой стороны, молекулы тоже плотно держаться друг за друга, но не настолько сильно как в твердых телах, поэтому они могут двигаться вокруг и изменять форму. Однако, жидкость невозможно сжать.

Молекулы газа слабо связаны друг с другом, поэтому они могут распространяться и заполнять пространство. Кроме того, молекулы газа могут сжиматься до более мелких размеров.

Любопытно, но стекло не является твердым телом. В действительности стекло-это жидкость, но оно настолько вязкое, что мы не можем заметить как оно течет.


  • Самые большие запасы воды в Солнечной системе находятся, как ни странно это может показаться на первый взгляд, на Солнце. Молекулы воды в виде пара сконцентрированы в солнечных пятнах, температура в которых на полторы тысячи градусов ниже, чем в окружающих их областях, а также в области температурного минимума - узком слое под поверхностью звезды.
  • Существует особое состояние вещества под названием «неупорядоченная сверходнородность», при котором вещество обладает свойствами кристалла и жидкости одновременно. Сначала его обнаружили физики в жидком гелии и простых плазмах, но недавно с ним столкнулись и биологи при изучении кур иного глаза. Как и у других дневны х птиц, у куриц есть пять видов фоторецепторов: красные, синие, зелёные, фиолетовые и отвечающие за восприятие освещённости. Все они располагаются на сетчатке в один слой на первый взгляд беспорядочно, однако при детальном изучении паттернов выяснилось, что вокруг каждой колбочки есть так называемая запретная зона, в которой исключено появление других колбочек того же типа. В итоге система не может принять единую упорядоченную форму, но стремится быть максимально однородной.
  • Иногда под толщей морского льда могут возникать большие сосульки, похожие на сталактиты. Когда формируется лёд, в его кристаллической решётке не остаётся соли, и в некоторых точках образуются нисходящие потоки очень холодной и очень солёной воды. При определённых условиях вокруг такого потока начинает расти вниз опять же слой льда. Если в данном месте море неглубокое, сосулька достигает дна и продолжает расти в каком-нибудь горизонтальном направлении.

Все мы много слышали о них еще в школе. Благодаря блестящим умам величайших физиков мира, человечество имеет телефон, электрический свет, понимание законов Вселенной. Мы изучали их теории и принципы, изобретения и открытия, их успехи и достижения по сухим параграфам в учебниках. Но гениальные физики – тоже люди, со своими особенностями и причудами.

Ньютон: алхимия или физика


Не все научные открытия Исаака Ньютона выдержали испытание временем так же хорошо, как закон силы тяжести. Например, он посвящал многие часы алхимии. На самом деле, он был настолько заинтересован в ней, что в настоящее время алхимия считается его основным направлением, а настоящая наука была не более, чем времяпрепровождением. В отличие от математики и физики, Ньютон даже не пытается добавить в алхимию новые знания, предпочитая вместо этого заниматься теориями, выдвинутыми до него. Как алхимик, он был в основном поглощен созданием философского камня, который может превращать другие металлы в золото и подарить людям бессмертие. После его смерти исследования показали, что он страдал от хронического отравления ртутью, мышьяком и свинцом, что доказывает его любовь к алхимии.

Эйнштейн: затрудненность речи великого ученого


В детстве Альберт Эйнштейн говорил очень медленно. До 5 лет его речь была нечеткой, ребенку требовалось некоторое время, чтобы составить все слова в предложения, а затем говорить сразу на одном дыхании. Родители Альберта были обеспокоены, полагая, что он может страдать отсталостью.

Это не единственный случай, когда будущие ученые в детстве имели проблемы с речью и дикцией. Это нарушение развития речи было позже названо психологами синдромом Эйнштейна.

Эдисон: странное изобретение — бетонный дом


Томас Эдисон одно время пытался попасть в цементный бизнес. Ради этого он планировал решить жилищную проблему Нью-Йорка. Эдисон задумал строительство дома с помощью заливки цемента в одну пресс-форму. Также были предусмотрены пресс-формы различной формы для окон, лестниц, ванн. Но на практике идея оказалась нереализуема, и Эдисон отказался от этой идеи, хотя он и построил один бетонный дом для себя. Он даже создал бетонное пианино и бетонную мебель, но людей такое «ноу-хау» не привлекло.

Паули: мистика и наука


Вы знаете кого-то, кто может уничтожить электрооборудование, просто находясь в одной комнате с ним? Вольфганг Паули был одним из таких людей. Согласно рассказам, когда физик-теоретик входил в комнату, лабораторное оборудование просто было не в состоянии работать. Его друг Отто Штерн фактически запретил Паули вход в его лабораторию. Сам ученый верил в эту свою особенность. Паули полагал, что ум и материя взаимосвязаны, что человеческое сознание может оказывать влияние на внешний мир. Таким образом, физик считал себя психокинетиком.

Галилей: преследования Церкви и признание после смерти


Борьба против католической римской церкви заставила Галилео Галилея столкнуться с испытаниями. Церковь признала его виновным в распространении неэтичной и лживой информации в обществе. Он был заключен в тюрьму и принужден поносить собственные исследования и теории. Все работы Галилея была запрещена к публикации.

Почти четыреста лет после его смерти, Римско-католическая церковь осознала ошибку, сделанную несколько веков назад. И даже извинилась за нее. В 2008 году было принято решение поставить статую Галилео в Ватикане.

Тесла: навязчивые мысли


Никола Тесла подал более 300 различных патентов , в том числе на конструкции для радио, двигатель переменного тока и электромагниты. Но по свидетельствам современников он, как никто другой, соответствовал стереотипному образу сумасшедшего ученого. Все началось с его интересной причуды – начинать работу в 3:00 утра, часто засиживаясь до 11:00. После болезни в возрасте 25 лет, Тесла продолжал свой строгий режим в течение еще 38 лет, прибавив к этому другие странности. Например, он возненавидел ювелирные изделия всех видов, но особенно жемчуг, и почувствовал подобное отвращение к присутствию женщин с избыточным весом.

Пьер Кюри: наука и сверхъестественное


Пьер Кюри, физик и муж Марии Склодовской-Кюри, имел весьма глубокий интерес к медиумам. В частности, он был дружен Эвсапией Палладино, итальянской женщиной-медиумом, которая утверждала, что может передвигать столы усилием мысли и общаться с духами. Кюри присутствовал на спиритических сеансах, и был поражен, что не смог найти никаких доказательств обмана.

За несколько дней до смерти в 1906 году, Пьер написал другу о своем последнем опыте участия в одном из сеансов Палладино: «На мой взгляд, это область совершенно новых фактов и физических состояний в пространстве, о которых мы не имеем ни малейшего понятия».

Если бы Кюри жил немного дольше, он узнал, что Палладино разоблачена как мошенница. Обнаружено, что она тайно использовала ногу, чтобы манипулировать объектами. В следующем году она была поймана, когда использовала прядь волос, чтобы незаметно перемещать вещи.

Бор: хитрый способ избежать трудных вопросов


Нильс Бор, преподавая физику в Копенгагенском университете, разработал замечательный способ избежать трудных и неудобных вопросов. Когда кто-либо из студентов загонял его в угол во время семинара или лекции, он брал спичечную коробку, по-видимому, чтобы зажечь огонь для опытов, и якобы случайно ронял на пол. Спички рассыпались, и Бор некоторое время собирал их. Спрашивающий либо терял нить разговора, либо понимал, что его на его вопросы профессор отвечать не хочет.

Хаббл: аристократ не по рождению


Блестящий астроном Эдвин Хаббл был известным ученым, который сыграл огромную роль в понимании человечеством законов Вселенной. Однако, по мнению большинства, он был несколько странным человеком. Несмотря на то, что он вырос в сельской Америке, он решил, что будет аристократом. После пребывания в Оксфордском университете в Англии он стал говорить на фальшивом британском акценте и начал ходить, одетый в классические накидки и опираясь на трость.

О выдающихся ученых и изобретателях бытует немало легенд, подчеркивающих их чудаковатость, необычность открытий и неожиданность перипетий судьбы. Ниже в хронологическом порядке приведены 10 из жизни выдающихся ученых, получивших, благодаря своими открытиям и научным достижениям, мировую известность.

Наиболее интересные факты, легенды, домыслы и сплетни

По информации, «рассекреченной» недавно на христианском интернет-ресурсе «Мегапортал», британский ученый, родоначальник математических основ натуральной философии Исаак Ньютон (Isaac Newton), будучи глубоко религиозным человеком, посвятил большую часть своей жизни рациональному толкованию Библии. В записях, относящихся к 1700 году, им приведена расшифровка «Откровений Иоанна Богослова », из которой ясно, что дата начала Апокалипсиса - 2060 год. Изучив Ветхий Завет, ученый восстановил точные размеры иерусалимского Храма Соломона.

Примерно в эти же годы немецкий алхимик Хенниг Бранд (Hennig Brand), как и большинство его «коллег по цеху», занимался поисками философского камня. В качестве исходного материала он использовал человеческую мочу. После многочисленных химических экспериментов и физических воздействий в виде испарении, прокаливания и измельчения ученый получил белый порошок, светящийся в темноте, что сегодня объясняется содержанием в нем фосфора, концентрация которого была значительно увеличена в ходе химических превращений. Бранд окрестил его «светоносцем» и, решив, что порошок относится к первичной материи, пытался преобразовать его в золото. После того, как из этой затеи ничего не получилось, ученый стал торговать самим порошком, продавая светящуюся субстанцию значительно дороже, чем золотосодержащую. Со фосфором связана не менее интересная история, произошедшая с советским химиком, академиком Семеном Исааковичем Вольфковичем . Создавая фосфатные минеральные удобрения, ученый в своей лаборатории подвергался воздействию фосфорных испарений, которые пропитали его одежду, плащ и шляпу. Когда он возвращался пешком домой, совершая моцион по темным улицам, от его одеяний исходило свечение, что породило среди москвичей слухи о появившемся «светящемся монахе».

Русский академик Михайло Васильевич Ломоносов , происходивший из рыбаков-поморов, отличался изрядным здоровьем и физической силой. Уже в зрелом возрасте, будучи в высоких учёных чинах, он, в добром подпитии, прогуливался по Васильевскому острову. Ему на встречу попались три матроса, которые, видя нетрезвого мужчину, решили обобрать его. Однако эта попытка закончилась трагикомически – первый матрос был избит до потери сознания, второй бросился наутек, а третьего ученый муж сам решил ограбить. Он снял с моряка порты, куртку и камзол, а затем, связав всю эту амуницию в узел, унес к себе домой. После смерти Михаила Ломоносова все его прижизненные записки, наброски и чертежи неведомым образом исчезли из библиотеки бывшего фаворита Екатерины Великой, Григория Орлова, где они хранились по высочайшему повелению.

Мало кому известно, что английский путешественник, орнитолог и натуралист Чарлз Дарвин (Charles Darwin) одним из методов изучения птиц считал их опробование на вкус. Вступив в лондонский клуб гурманов, Дарвин ел блюда, приготовленные из большой болотной выпи, ястреба-перепелятника и других малосъедобных и несъедобных птиц, в результате чего орнитолог пришел к выводу, что голодная смерть Робинзону Крузо была нестрашна. Однако, после того как в клубе гостей угостили жарким из старой совы, ученого долго рвало, и он прекратил свое членство в обществе гурманов. Но свое пристрастие к экзотическим блюдам Ч. Дарвин не утратил и с мельчайшими подробностями описывал вкусовые ощущения при поедании блюд из редких животных, которые ему готовил корабельный кок во время плавания на бриге «Бигль». Он не только съел различно приготовленные блюда из агути, галапагосской черепахи и страуса нанду, но и отважился продегустировать жаркое из броненосца и южноамериканского горного льва – кугуара. Обобщая свой гурманский опыт, Чарлз Дарвин отметил, что разнообразие мясных блюд, приготовленных из самых необычных животных и птиц, пробуждали в нем инстинкты хищника.

Первая в мире женщина, профессор математики Софья Васильевна Ковалевская мечтала получить высшее образование, но существовавшие в те годы в России Бестужевские курсы такой возможности не давали, а для обучения за рубежом в университетах Европы требовалось письменное разрешение отца или мужа. Её отец, генерал-лейтенант артиллерии, считал высшее образование «не бабским делом» и был категорически против зарубежного вояжа дочери. Софья Корвин-Круковская вынуждена была вступить в фиктивный брак с молодым ученым-геологом, основателем школы эволюционной палеонтологии Владимиром Онуфриевичем Ковалевским. Муж милостиво дал разрешение на обучение. Однако фиктивность брака не помешала зарождению и развитию нежных чувств, и у супругов родилась дочь Софья.

Получая начальное образование, глубоко религиозный Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) прославился среди учителей и одноклассников как двоечник, которому не давались точные науки. Однако после поступления в гимназию он переосмыслил свои взгляды, прочитав евклидовы «Начала» и кантовскую «Критику чистого разума». К сожалению, это не помогло ему получить свидетельство об окончании шести классов гимназии и поступить в цюрихское политехническое училище. С тех пор Альберт с презрением относился к любой зубрежке, считая, что знания переосмысливаются и закрепляются в мозгу при помощи некоего «озарения». Видимо, эти факторы сказались на отношении открывателя теории относительности к преподавательской деятельности. Как с юмором вспоминает сам ученый, к концу его первой лекции в аудитории осталось всего три человека.

Профессор Квислендского университета (город Брисбена, Австралия) Томас Парнелл (Thomas Parnell) получил широкую известность благодарю постановке самого продолжительного в истории физической химии опыта. После неоднократных споров о том, что такое битум - жидкость или твердое тело, профессор в 1927 году запечатал в воронке мерную дозу каменноугольного пека. Первая капля при комнатной температуре упала через 8 лет. Опыт продолжается и по настоящее время – в 2000 году образовалась и упала восьмая капля, после чего эксперимент Парнелла был занесен в книгу рекордов Гиннесса как самый длительный опыт за всю историю физики, а сам профессор в 2005 году, посмертно, был удостоен Шнобелевской премии. Учёные-современники шутили по поводу Т. Парнелла, что он, идя по стопам Исаака Ньютона, изучая Библию, определил температуру окружающей среды в аду, которая составляет + 718°С.

Интересные факты из жизни ученых-физиков

Наиболее интересными фактами, высказываниями и казусами в своей жизни прославились ученые-физики.

После открытия немецким физиком Вильгельмом Рентгеном (Wilhelm Röntgen) «Х»-лучей, позже получивших название по имени изобретателя, Германию наполнили слухи об их целебности и могущественности. В то время В. Рентген преподавал в Венском университете, и однажды он получил предписание австрийской полиции с запрещением «вплоть до особого распоряжения» иметь дела с «X»-лучами. Позже ученый получил прошение выслать несколько лучей по почте и инструкцию, как с их помощью просветить грудную клетку. Сославшись на громоздкость аппаратуры, Рентген вышел со встречным предложением - выслать для диагностики легких грудную клетку.

Британский физик Эрнест Резерфо рд (Ernest Rutherford) ответил одному из своих завистников, попенявшему ученого, что последний всегда находится на гребне физической волны – «...а как же иначе, если я эту волну и поднял».

Советский ученый-физик Лев Давидович Ландау был известен среди своих современников не столько своими теоретическими выкладками в области квантовой физики, сколько разработанной им собственноручно «теорией счастья». Брак он считал кооперативом, очень далеким от истинной, возвышенной любви, в котором все должно быть общим и доступным посторонним. Правда, эту доступность физик распространял не столько на своих жен и возлюбленных, сколько на себя. Основным постулатом этой теории был «пакт о ненападении», запрещавший ревность одного из супругов за измены другого.

Это 10 из жизни выдающихся ученых, которые прославились не только своими чудачествами, эпатажностью и оригинальностью мышления, но и внесли громадный вклад в развитие науки.

Трудно найти человека, который бы не интересовался окружающим его миром и теми явлениями, которые в нем происходят. С их помощью можно расширить круг своих знаний. Предлагаем обратить внимание на наиболее интересные факты о физике.

  1. Спектральным изучением радуги интересовался Аристотель, однако заключение смог дать Исаак Ньютон в начале 18 столетия, представив миру свой труд под названием «Оптика». Самые внимательные наблюдатели при взгляде на нее отметят, насколько плавно каждый цвет перетекает в другой, образуя множество оттенков. Ньютон изначально выделил 5 основных цветов радуги: голубой, фиолетовый, зеленый, красный и желтый . А вот появление последних двух цветов (оранжевый, синий) связано с увлечением его нумерологией и стремлении приблизить число цветов к магической цифре «7».
  2. В зависимости от температуры воздуха в Париже высота Эйфелевой баши может колебаться на 12 см . Подобное явление, прежде всего, связано со способностью металлов расширяться под воздействием длительного нагрева.

  3. Тело птицы является не самым лучшим проводником электричества . Более того, лапки птичек создают параллельное соединение, характеризующееся подачей малого тока. Электричество в данном случае предпочитает более эффективный проводник. Однако достаточно птице прервать цепь, например, коснуться любого другого постороннего предмета, как электричество устремится к ее телу, что приведет к гибели.

  4. В привычном понимании жидкость не имеет своей формы, что является глубочайшим заблуждением. Истинная форма жидкости – шар .

  5. Свечение воды на глубине, не пропускающей солнечный свет, обусловлено присутствием изотопов кальция , растворенных в воде, и их способностью выпускать быстрые электроны. Именно они и вызывают естественное свечение.

  6. В процессе формирования льда кристаллическая решетка теряет содержание соли , что становится причиной появления в некоторых точках нисходящих потоков ледяной и соленой воды. При определенных условиях вокруг этой точки начинается расти по направлению вниз ледяная глыбы, образующая масштабную подводную сосульку.

  7. Французский священник Жан-Антуан Нолле в рамках своих экспериментов использовал в качестве материала людей . Так эксперимент по обнаружению скорости электрического тока происходил на 200 монахах, соединенных между собой металлическими проводами.

  8. Прислонив газету к стене, можно открыть бутылку без использования штопора . Для этого достаточно ударить дном бутылки строго перпендикулярно по отношению к стене, в результате чего пробка выйдет настолько, что ее можно будет извлечь руками.

  9. На самом деле Эйнштейн еще с детства проявлял интерес к точным наукам . А в швейцарскую высшую школы математики не поступил с первой попытки только лишь потому, что не добрал необходимое количество баллов по другим дисциплинам.

  10. Для того чтобы повысить шансы спасения в падающем лифте, необходимо принять положение лежа и постараться занять максимальную площадь пола. В данном случае сила удара будет равномерно распределена по телу.

  11. Температура разряда молнии может достигать 29 000-30 000 К . Для сравнения, температура Солнца составляет 6 000 К.

  12. Почему комарам не страшен дождь? Масса капли дождя намного больше, чем вес комара . В сочетании с этим фактором волоски, покрывающие все тело насекомого, помогают снижать передачу импульса от капли комару, что и помогает насекомому выжить.

  13. В прозрачной воде свет распространятся с куда меньшей скоростью, чем это происходит в вакууме .

  14. Щелчок кнута после удара обусловлен тем, что скорость движения кончика кнута превосходит скорость движения звука . По правде говоря, кнут стал первым изобретением человечества, которому удалось преодолеть звуковой барьер.

  15. Воздух нагревается от воздействия Солнца не напрямую . Солнечное излучение, проходя через слои атмосферы, поглощается сушей, которая в последствии отдает свое тепло атмосфере. Именно поэтому, несмотря на то, что поверхность гор ближе к Солнцу, чем равнина, там намного холоднее.