135517
VK: vk.com/physics_math Чат инженеров: @math_code Учебные фильмы: @maths_lib Репетитор IT mentor: @mentor_it YouTube: youtube.com/c/PhysicsMathCode Обратная связь: @physicist_i
🔭 Малоизвестные факты из астрономии для физиков
1. Эффект "Темного потока" (Dark Flow) и возможная мультивселенная.
Анализируя данные космического аппарата WMAP, астрономы обнаружили странное статистическое отклонение: сотни скоплений галактик движутся с очень высокой скоростью в одном и том же направлении, как будто на них действует гравитационное притяжение чего-то, находящегося за пределами наблюдаемой Вселенной. Это явление назвали "Темным потоком". Одна из самых спекулятивных, но интригующих гипотез предполагает, что это — гравитационное влияние другой вселенной в мультивселенной, возникшей в результате инфляции. Для физика это прямой намек на то, что наша Вселенная может не быть изолированной.
2. Солнце — источник "призрачных" частиц, бросающих вызов Стандартной Модели.
Речь о нейтрино. Детекторы на Земле многие годы регистрировали только треть от предсказанного теорией числа солнечных нейтрино. Это была "проблема солнечных нейтрино". Разгадка оказалась в том, что нейтрино осциллируют — самопроизвольно меняют свой сорт (аромат) при движении в пространстве. Это прямое экспериментальное доказательство наличия у нейтрино ненулевой массы, что не предсказывается Стандартной Моделью физики частиц и требует Новой физики.
3. Фотосфера Солнца имеет температуру ниже, чем корона, и мы до сих пор не знаем точно, почему.
Это знаменитая "проблема нагрева солнечной короны". Согласно законам термодинамики, температура должна падать по мере удаления от источника тепла. У Солнца фотосфера (видимая поверхность) имеет температуру около 6000 K. Однако вышележащая корона разогрета до миллионов кельвинов. Основные гипотезы связывают это с магнитогидродинамическими волнами или с процессами магнитного пересоединения, когда энергия магнитного поля Солнца эффективно преобразуется в тепловую. Это классическая незакрытая проблема физики плазмы, происходящая прямо у нас "перед окном".
4. Сверхсветовое движение в квазарах — иллюзия из-за релятивистских эффектов.
Наблюдая за джетами квазаров, астрономы заметили, что некоторые сгустки плазмы, казалось, движутся со скоростью, в несколько раз превышающей скорость света. Это "сверхсветовое движение" является чисто проекционным эффектом. Если струя вещества движется в нашу сторону с релятивистской скоростью (близкой к c), то свет, испущенный позже, проходит меньшее расстояние до нас, чем свет, испущенный раньше. Это создает иллюзию того, что сгусток движется по небу быстрее скорости света. Прямое следствие Специальной теории относительности в астрономических масштабах.
5. Самая быстрая "звезда" в Галактике была выброшена сверхмассивной черной дырой.
Речь о звезде S5-HVS1 в созвездии Журавля. Она движется со скоростью около 1700 км/с. Наиболее вероятный сценарий ее происхождения — тройная звездная система, которая подошла слишком близко к Стрельцу А* (ЧД в центре Млечного Пути). Одна из звезд была захвачена на орбиту, а две другие, связанные гравитацией, были катапультированы с огромной скоростью (механизм Хилса). Это прямое экспериментальное подтверждение гравитационной механики в экстремальных условиях.
🌘 Какой цвет Луны?
📚 Гравитация [3 тома] Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж
⚫️ Первая в истории «фотография» черной дыры. За 40 лет до Event Horizon Telescope 🔭
🚀 Космонавтика и астрономия
☄️ Зачем нам Луна?
💥 Астрономия. Луна 1989 Центральное телевидение
🔵 Географическая оболочка [1976]
🌖 Луна — что это? [1973] Центральное телевидение
🌔 Лунная трасса (Луна-20) [1972] ЦентрНаучФильм
🌚 Жили-были первооткрыватели - 25 серия. Армстронг, Луна и космос
🌘Ученые против мифов. Владимир Сурдин — Американцы были на Луне
🫧 Фазы Луны
⚫️ Бессердечная гравитация [ Алексей Семихатов ]
🌘 Базз Олдрин во время полёта "Аполлона-11" видел нечто
🖥 Против теории относительности и Эйнштейна // Алексей Семихатов, Владимир Сурдин / Вселенная Плюс
🪐 Вся правда об изучении Венеры зондами из СССР
#физика #математика #астрономия #наука #квантовая_физика #science #physics #math
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
😖 Медная спираль (проволочная катушка) становится частью электрической цепи. По ней течет ток. Эта катушка находится в магнитном поле постоянного магнита. На заряженные частицы (ток), движущиеся в магнитном поле, действует сила (сила Лоренца), которая заставляет катушку вращаться.
Описание физических процессов:
1. Батарейка создает разность потенциалов (напряжение). Магнит, прикрепленный к отрицательному полюсу ("–"), служит токопроводящим основанием. Медная спираль является проводником. Ее верхний конец касается положительного полюса батарейки ("+"), а нижний, заостренный конец, — поверхности магнита. По цепи начинает течь электрический ток. Направление тока — от плюса к минусу, то есть сверху вниз по спирали.
2. Согласно закону Ампера, любой проводник с током создает вокруг себя собственное магнитное поле. В данном случае спираль ведет себя как одна виток катушки, и ее магнитное поле похоже на поле маленького плоского магнита.
3. У нас есть два магнитных поля: поле постоянного магнита и поле, создаваемое током в спирали. Эти два поля начинают взаимодействовать. С точки зрения физики, проще рассматривать это взаимодействие не как "столкновение" полей, а через действие силы Лоренца на движущиеся заряды.
4. Сила Лоренца — это сила, которая действует на заряженную частицу (в нашем случае — на электроны, но так как ток условно направлен противоположно движению электронов, мы рассматриваем условное положительное движение зарядов), движущуюся в магнитном поле. Формула силы: F = q * [v × B]
5. Рассматриваю одну из петель спирали, мы можем понять, что возникают вращающий момент. Этот момент и заставляет медную спираль вращаться вокруг своей оси. #задачи #физика #электродинамика #магнетизм #опыты #physics #эксперименты
⚡️Задачка для наших физиков
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
✨ Конденсационная камера — принцип действия и источник альфа-частиц
😖 Конденсационная камера — радиационный фон
Камера Вильсона (конденсационная камера, туманная камера) — координатный детектор быстрых заряженных частиц, в котором используется способность ионов выполнять роль зародышей капель жидкости в переохлажденном перенасыщенном паре.
Для создания переохлаждённого пара используется быстрое адиабатическое расширение, сопровождающееся резким понижением температуры.
Быстрая заряженная частица, двигаясь сквозь облако перенасыщенного пара, ионизирует его. Процесс конденсации пара происходит быстрее в местах образования ионов. Как следствие, там, где пролетела заряженная частица, образуется след из капелек воды, который можно сфотографировать. Именно из-за такого вида треков камера получила свое английское название — облачная камера (англ. cloud chamber).
Камеры Вильсона обычно помещают в магнитное поле, в котором траектории заряженных частиц искривляются. Определение радиуса кривизны траектории позволяет определить удельный электрический заряд частицы, а, следовательно, идентифицировать её.
Камеру изобрел в 1912 году шотландский физик Чарльз Вильсон. За изобретение камеры Вильсон получил Нобелевскую премию по физике 1927 года. В 1948 за совершенствование камеры Вильсона и проведенные с ней исследования Нобелевскую премию получил Патрик Блэкетт. #физика #радиактивность #physics #science #ядерная_физика #видеоуроки #наука #опыты #эксперименты
🖥 How Scientists Discovered Atoms? // Как ученые открыли атомы?
💫 Тайна вещества. Научно-популярный фильм СССР 1956 г.
🔥 В СССР делали радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи).
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👩💻 Всем программистам посвящается!
Вот 17 авторских обучающих IT каналов по самым востребованным областям программирования:
Выбирай своё направление:
👩💻 Python — t.me/python_ready
🤔 InfoSec & Хакинг — t.me/hacking_ready
🖥 SQL & Базы Данных — t.me/sql_ready
🤖 Нейросети — t.me/neuro_ready
👩💻 Linux — t.me/linux_ready
🖼️ DevOps — t.me/devops_ready
👩💻 Bash & Shell — t.me/bash_ready
🖥 Data Science — t.me/data_ready
👩💻 C/C++ — /channel/cpp_ready
👩💻 C# & Unity — t.me/csharp_ready
👩💻 Java — t.me/java_ready
👩💻 IT Новости — t.me/it_ready
🐞 QA-тестирование — t.me/qa_ready
📖 IT Книги — t.me/books_ready
👩💻 Frontend — t.me/frontend_ready
📱 JavaScript — t.me/javascript_ready
👩💻 Backend — t.me/backend_ready
📱 GitHub & Git — t.me/github_ready
🖥 Design — t.me/design_ready
📌 Гайды, шпаргалки, задачи, ресурсы и фишки для каждого языка программирования!
🔥 Физика огня: плазма, неравновесность и хемилюминесценция
Привычное пламя — не раскалённый газ в термодинамическом равновесии. Это сложная низкотемпературная плазма, находящаяся в сильнонеравновесном состоянии.
▪️ 1. Четвёртое агрегатное состояние в вашей горелке Бунзена.
Пламя — это частично ионизированная плазма. Высокая температура приводит к образованию свободных электронов и ионов (CO⁺, H₃O⁺, e⁻). Это доказывается отклонением пламени слабым магнитным полем — классический признак плазменной природы. Однако степень ионизации ( ~10⁻⁸ ) ничтожна по сравнению с солнечной короной.
▪️ 2. Свечение — это не тепловое излучение.
Основной видимый свет пламени (сине-голубая зона) — не следствие чернотельного излучения сажи. Это хемилюминесценция: фотоны рождаются непосредственно в экзотермических химических реакциях.
Например, возбуждение радикала C₂* (диуглерод) и его последующая радиационная релаксация: CH + C₂H₂ → C₂* + CH₃ → C₂ + CH₃ + hν (синий свет, ~430-474 нм). Жёлтое свечение — это уже тепловое излучение раскалённых частиц сажи (уголь) с температурой ~1200-1500 К.
▪️ 3. Неравновесность как ключевой параметр.
В пламени нарушено условие термодинамического равновесия: температура электронов, ионов и нейтральных молекул может существенно различаться. Электронная температура (T_e) часто значительно превышает температуру тяжёлых частиц (T_i, T_n). Это делает неприменимыми стандартные соотношения Саха и классическую термодинамику для его полного описания.
▪️ 4. Гравитационная зависимость и форма пламени.
На Земле форма пламени определяется конвекцией (подъём горячих продуктов сгорания) и диффузией. В условиях микрогравитации (МКС) пламя становится сферическим, так как исчезает архимедова сила. Горение переходит в диффузионный режим, что кардинально меняет его динамику и температурный профиль.
Таким образом, пламя — это не просто «горячий газ», а открытая диссипативная система, демонстрирующая сложное взаимодействие химической кинетики, гидродинамики, физики плазмы и квантовых переходов. #физика #плазма #горение #термодинамика #химическая_кинетика #physics #опыты #science #наука
🔥 Труба Рубенса
💦 Вода VS Пламя🔥
🕯Синхронизация и интересный опыт со свечками
🔥 Огонь и горение в космосе 💫
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚙️ Когда применяешь знания робототехники в реальной жизни
Фильм: Операция начнется после полудня [Дания, 1979]
⚙️ Тест 9 типов подвесок [ЛегоТехникс]
🖥 Конструирование подводной лодки на радиоуправлении из LEGO
⚙️ Редуктор из LEGO с огромным передаточным числом
⚙️ Моделирование решения задачи передвижения автомобилей по песчаному грунту с помощью конструктора LEGO
⛔️ 7 препятствий и 5 LEGO-роботов, которые умеют шагать
⚙️ LEGO® Technic Строительство мостов: Задача на 100 кг!
🎻 Когда Lego играет на гитаре лучше, чем ты...
⚙️ Lego MindStorm
👾 Что будет, если надолго оставить инженера с конструктором Lego
#техника #конструктор #ARM #программирование #механика #разработка #микроконтроллеры
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🚀 2К12 «Куб»: Что скрывается внутри носа легендарной зенитной ракеты?
Все, кто видел ЗРК «Куб», наверняка обращали внимание на его остроконечные ракеты. Но что находится внутри этой самой носовой части? Именно там спрятано сердце системы наведения — головка самонаведения (ГСН) 1SB4M. И её описание звучит как магия из 1960-х: непрерывноволновая полуактивная самонаводящаяся когерентная двухплоскостная моноимпульсная ГСН. Разберем эту длинную формулировку по косточкам, чтобы понять гениальность советских инженеров.
▪️ 1. Полуактивная — Это значит, что ракета не освещает цель своим собственным радаром. Цель подсвечивается мощным лучом от станции наведения (СНР 1С91 с машины комплекса). Ракета же лишь «прислушивается» к отраженному от цели сигналу. Экономит энергию и делает систему менее заметной.
▪️ 2. Непрерывноволновая — Станция подсвета излучает не короткие импульсы, а непрерывный сигнал. Это позволяет с очень высокой точностью определять скорость сближения с целью благодаря Допплеровскому эффекту.
▪️ 3. Когерентная — Это сложное слово означает, что все сигналы (исходный и отраженный) согласованы по фазе. Это позволяет системе эффективно отфильтровывать помехи и выделять слабый отраженный сигнал на фоне земной поверхности и прочих шумов.
▪️ 4. Моноимпульсная и двухплоскостная — Сверхточность! Это ключевое преимущество.
➖ Обычные ГСН могли «качать» луч, чтобы поймать цель и строить траекторию, что занимало время.
➖ Моноимпульсная ГСН 1SB4M определяет угловое положение цели практически мгновенно, за один отраженный импульс (отсюда и «моно»).
➖ Двухплоскостная означает, что она делает это одновременно в двух плоскостях — по азимуту (влево-вправо) и по углу места (вверх-вниз). Это позволяет ракете не просто лететь в сторону цели, а строить точнейшую траекторию перехвата.
Вся эта сложная система, упакованная в носовой обтекатель, позволяла ракете 3М9 комплекса «Куб» эффективно бороться с маневрирующими целями на малых и средних высотах. Это была передовая технология для своего времени, обеспечившая «Кубу» грозную репутацию на полях сражений.
😠 Факты из физики:
1. Ракета не освещает цель сама. Это делает станция наведения с земли. ГСН ракеты лишь «слышит» отраженный от цели сигнал. Здесь в игру вступает Эффект Доплера. Тот самый, из-за которого звук сирены скорой помощи кажется выше при приближении и ниже при удалении. Частота принятого сигнала (f₁) сравнивается с частотой эталонного сигнала (f₀), который ракета знает. Если цель приближается, частота отраженного сигнала повышается. Если цель удаляется — понижается. Разница этих частот (f₁ - f₀ = Δf) называется доплеровским смещением. По его величине ракета с высочайшей точностью вычисляет радиальную скорость сближения с целью. Это позволяло ракете «понимать», что она догоняет маневренный самолет, а не просто летит в пустоту.
2. «Когерентность» означает, что излучаемый и эталонный сигналы имеют строго согласованную, предсказуемую фазу. Представьте себе два идеально ровных ряда солдат, марширующих в ногу. Это — когерентные сигналы. Помехи или отражения от земли — это как толпа, бегущая вразнобой. ГСН 1SB4M была способна выделять слабый, но «стройный» сигнал, отраженный от цели, на фоне мощных, но «нестройных» помех и отражений от подстилающей поверхности. Это достигалось за счет селекции именно по доплеровскому смещению: земля относительно ракеты почти не движется (Δf ≈ 0), а у самолета — значительное смещение. Ракета просто «не видела» мешающие объекты.
3. Моноимпульсная и двухплоскостная = Сверхточное пеленгование. Обычные ГСН того времени определяли направление на цель, «раскачивая» луч и сравнивая силу сигнала в разные моменты времени (метод конического сканирования). Это было медленно и уязвимо для помех. Моноимпульсный метод решает задачу мгновенно. Сравнивая амплитуды и фазы сигналов во всех четырех каналах за один прием импульса (отсюда «моно»), система с высочайшей точностью вычисляет угол между своей осью и направлением на цель. #физика #ракеты #электродинамика #наука #технологии #physics #электроника #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🥺 Магнито-музыка в электронном устройстве 🧲
Визуализация окружающих звуков с помощью ферромагнитной жидкости и электромагнита. Есть предположение, что внешний звук поступает в устройство через микрофон, а затем преобразуется в электромагнитные импульсы, а переменное магнитное поле заставляет двигаться каплю ферромагнитное жидкости.
#физика #магнетизм #электродинамика #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #научные_фильмы #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👩💻Самая большая в мире вакуумная камера. В этой камере проводили эксперимент, который подтвердил теорию Галилея относительно ускорения свободного падения. Суть опыта: с одинаковой высоты в один момент времени отпустили шар для боулинга и несколько перьев. В замедленной съёмке показали, что оба объекта ускоряются одинаково и достигают плоскости Земли одновременно. Это произошло потому, что на них не действует сопротивление воздуха, так как объекты находились в вакууме.
Space Power Facility (сокр. SPF) — крупнейшая в мире термальная вакуумная камера, созданная НАСА в 1969 году. Расположена на станции Плам-Брук, неподалёку от Сандаски. Станция Плам-Брук, в свою очередь, является частью Исследовательского центра Гленна, расположенного в Кливленде. Изначально предназначалась для ядерно-электрических испытаний в условиях вакуума, однако испытания были отменены, а камера законсервирована. В дальнейшем камера использовалась для проведения испытаний двигательных установок космических аппаратов и их систем. Кроме того, в данной камере проводились испытания работоспособности защитных систем приземления в условиях, приближенных к марсианским, для марсоходов Mars Pathfinder и проектах серии Mars Exploration Rover.
Размеры SPF составляют более 30 метров в диаметре и 40 метров - в высоту. По своему устройству SPF представляет собой огромный алюминиевый контейнер, заключённый в бетонный купол. Алюминиевый контейнер состоит из плотных рядов пластин из алюминиевого сплава Type 5083, подогнанных друг к другу таким образом, чтобы не пропускать воздух. #физика #механика #опыты #physics #эксперименты #наука #science #видеоуроки #кинематика #моделирование
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Электрическое солнце на улицах: Угольные дуговые фонари XIX века
До середины 19 века ночной город погружался во тьму, которую лишь кое-как рассеивали тусклые газовые рожки и масляные фонари. Но все изменилось с появлением настоящего «электрического солнца» — фонаря с угольной дугой. Это была первая по-настоящему эффективная форма электрического освещения, которая ослепила современников и навсегда изменила представление о ночном городе. В основе фонаря лежало явление вольтовой дуги — особого вида электрического разряда в газе.
▪️ Суть явления: Если два электрода (в нашем случае — угольных стержня) сначала коснуться, а затем немного раздвинуть, между ними продолжает течь электрический ток. Но теперь он проходит не по проводнику, а через ионизированный воздух — плазму.
▪️ Почему она светится: Электрическое поле в зазоре между электродами разгоняет свободные электроны. Эти "разогнанные" электроны сталкиваются с атомами газа (азота, кислорода) и "выбивают" из них другие электроны. Этот процесс называется ионизацией. При столкновениях часть энергии переходит в свет и колоссальное тепло. Температура в центре дуги может достигать 4000 °C — это выше температуры плавления большинства известных материалов.
🔦 Процесс горения дуги: как это работало в фонаре?
1. Зажигание: Фонарщик (или позднее автоматический механизм) сближал два угольных стержня до момента их соприкосновения. По цепи начинал течь ток.
2. Поджиг и разрыв: Концы стержней сильно разогревались из-за высокого сопротивления в точке контакта. Затем механизм немного (на несколько миллиметров) раздвигал стержни.
3. Рождение "солнца": Между раскаленными концами углей возникала та самая вольтова дуга. Воздух ионизировался, и мощный поток света и тепла устремлялся наружу. Свет был настолько ярок, что смотреть на него без защиты было больно для глаз.
4. Стабилизация и выгорание: Угольные стержни постепенно сгорали в этом адском пламени. Чтобы дуга не гасла, сложный механизм (регулятор) постоянно поддерживал идеальное расстояние между ними, медленно сдвигая стержни по мере их испарения.
Почему именно угольные стержни? Почему не медные или железные прутья? Ответ кроется в уникальных свойствах угля (графита):
1. Высокая температура плавления (возгонки): Уголь не плавится, как металл, а сразу переходит из твердого состояния в газообразное (сублимируется) при температуре около 3900 °C. Это одна из самых высоких температур среди известных тогда материалов. Металлический электрод просто расплавился бы и испарился за секунды, в то время как уголь мог относительно стабильно работать в плазме дуги.
2. Эмиссия электронов: Раскаленный уголь является отличным эмиттером электронов. При высоких температурах электроны в его атомах получают достаточно энергии, чтобы "вырваться" с поверхности и устремиться к противоположному электроду. Этот "электронный паром" — основа для поддержания стабильной дуги.
3. Хорошая электропроводность: Чистый уголь (графит) проводит электрический ток, что является обязательным условием для работы.
4. Относительная дешевизна: Угольные стержни было проще и дешевле производить в больших количествах, чем, например, стержни из тугоплавких металлов вроде вольфрама (которые стали использовать позже).
Несмотря на свою яркость, угольные дуговые фонари были неидеальны. Они требовали постоянного обслуживания (замены стержней каждые несколько часов), издавали шипение и характерный запах озона, а главное — были слишком мощными для небольших помещений. Их время пришлось на конец 19 - начало 20 века, когда они освещали главные площади, проспекты и фабрики. Но именно они проложили путь для своей более практичной и долговечной преемницы — лампы накаливания Лодыгина и Эдисона. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #видеоуроки #изобретения #радиофизика
⚡️ Фигуры Лихтенберга
🧲 Почему поезд приходит в движение?
📚 Фейнмановские лекции по физике [1976-1978] 💫
⚡️ Первые цветные кадры термоядерного синтеза: как это сняли? 🥺
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📚 Фейнмановские лекции по физике [1976-1978]
«Фейнмановские лекции по физике» — это не просто книга, которую нужно «пройти». Это книга, с которой нужно разговаривать, спорить, перечитывать и осмыслять. Она не даст вам легких ответов, но она научит вас задавать правильные вопросы и искать на них ответы так, как это делал великий Фейнман. Это инвестиция в ваше мышление. Безусловная классика, не имеющая аналогов по глубине и стилю изложения. Must-read для каждого, кто серьезно интересуется физикой.
▪️Глубина понимания, а не просто знание. Ричард Фейнман был известен своей способностью видеть сердце проблемы, отбрасывая всё лишнее. Он не дает готовых формул и алгоритмов решения задач. Вместо этого он показывает, как физики мыслят, как они приходят к тем или иным выводам, строят модели и проверяют их. Вы учитесь не «чему», а «как».
▪️Уникальный педагогический подход. Фейнман мастерски начинает с простых, интуитивно понятных вещей (часто с бытовых примеров), а затем шаг за шагом подводит к сложнейшим концепциям. Его объяснения полны аналогий, мысленных экспериментов и ярких метафор, которые врезаются в память. Знаменитая лекция о законе сохранения энергии, начинающаяся с детской игрушки, — тому подтверждение.
▪️Фундаментальность и целостность картины мира. Лекции не являются сборником разрозненных фактов. Фейнман выстраивает единую, логичную структуру физики, от Ньютоновской механики до квантовой электродинамики. Он постоянно показывает связи между разными разделами, демонстрируя, что физика — это не набор отдельных курсов, а единая наука о фундаментальных законах.
▪️Честность и отсутствие догм. Фейнман не скрывает сложностей и «неудобных» мест в физике. Он прямо говорит о том, что наука еще не все знает, где есть пробелы в понимании и какие вопросы остаются открытыми. Эта интеллектуальная честность заразительна и мотивирует на собственные размышления.
▪️Блестящий стиль изложения. Текст сохранил живую, разговорную интонацию Фейнмана. Читая, будто слышишь его голос — энергичный, полный юмора и любви к своему предмету. Это делает даже самый сложный материал увлекательным.
Для кого эти лекции:
— Для студентов 1-3 курсов физико-математических и инженерных специальностей — как основное или дополнительное чтение для формирования глубокого понимания.
— Для преподавателей физики — как неиссякаемый источник вдохновения, идей и блестящих объяснений.
— Для любознательных людей с хорошей технической подготовкой (инженеров, программистов), которые хотят понять, «как устроен этот мир» на фундаментальном уровне.
— Для всех, кто ценит красоту научной мысли и хочет насладиться интеллектуальным стилем одного из гениев современности.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🧲⚡️Задачка по физике [электродинамика и магнетизм] для наших подписчиков: Почему поезд приходит в движение? Откуда возникает сила, толкающая вперед?
На видео простейший поезд на магнитах (из батарейки, магнитов и медного провода)
#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #магнетизм #видеоуроки #схемотехника #радиофизика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
😱 Физикам опять поставили шах и мат? Итак, перед вами perpetual motion machine with magnets: два шприца, на поршни приклеены неодимовые магниты, поршни шприцов прикреплены через проволочный коленчатый вал к ротору двигателя. Дают первоначальный импульс и поршни в шприцах начинают раскручивать генератор, к которому подключена лампочка и она светится. В чем подвох? Нарушает ли эта конструкция закон сохранения энергии?
Ключевая проблема: Как только магнит прошел точку максимального сближения и начинает удаляться, чтобы цикл повторился, вы должны снова преодолеть магнитное притяжение/отталкивание, но теперь уже в обратную сторону. То есть, та самая "магнитная пружина" теперь не толкает поршень, а мешает ему двигаться, и на преодоление этого сопротивления тратится энергия. Представьте шарик, который катится по волнистой поверхности. Скатившись с горки, он никогда не поднимется на следующую горку той же высоты из-за трения и потерь. Здесь то же самое.
Даже если бы с магнитами все было идеально (а это вообще так??), в системе есть множество источников потерь, на преодоление которых тратится энергия, вырабатываемая генератором:
1. Трение в механизмах: Трение в коленвале, в подшипниках ротора двигателя/генератора. Это главный "пожиратель" энергии.
2. Сопротивление воздуха: Движущиеся части (ротор, поршни) испытывают аэродинамическое сопротивление.
3. Трение поршней о стенки шприцов: Чтобы обеспечить герметичность, поршни плотно прилегают к стенкам, возникает значительная сила трения.
4. Магнитные потери: В генераторе при преобразовании механической энергии в электрическую происходят потери на нагревание обмоток, вихревые токи (токи Фуко) и т.д.
5. Нагрузка от лампочки: Сама лампочка, когда светится, — это и есть цель системы и главный потребитель энергии. Энергия, ушедшая на свет и нагрев лампочки, безвозвратно теряется системой.
Что происходит на самом деле? Вы даете первоначальный импульс (крутите пальцами коленвал). Вы сообщаете системе некоторый запас кинетической энергии. Магниты и правда помогают "подтолкнуть" поршни в нужный момент, делая движение более плавным и используя часть этой начальной энергии. Генератор начинает вырабатывать ток, и лампочка загорается. Но! Для вращения ротора генератора требуется приложить усилие (возникает тормозящий момент). Генератор не просто крутится — он "сопротивляется" вращению, потому что создает электричество. Энергия, запасенная вами при начальном толчке, очень быстро (за секунды или доли секунды) тратится. Но почему на видео всё работает? #задачи #опыты #электродинамика #физика #видеоуроки #fun #physics #science #наука #двигатели
🔔 Оксфордский электрический звонок: самый долгий научный эксперимент в мире, длящийся с 1840 года
⚡️ Вечный электромагнитный двигатель
😨 Запрещенный генератор свободной энергии с использованием метода якоря
⚡️ Генератор Постоянного Движения
🔧 Картонный вентилятор
🧲 Магнитный двигатель
💦 Фонтан Герона
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 Полезные вопросы по эффективности горения
По прошлому посту про реактивную горелку один из подписчиков задал очень хороший вопрос:
Зачем собирать такую гарелку-обогреватель, если можно просто сжечь бензин в тарелке и тепла будет столько же.
🔥 Индукционная закалка металла: нагрев и быстрое охлаждение 💦
Вы когда-нибудь видели, как раскалённую докрасна металлическую деталь за считанные секунды охлаждают мощными струями воды? Это один из самых эффектных процессов в металлообработке — индукционная закалка. то современный, высокоточный и очень эффективный метод поверхностной закалки. Его главная цель — сделать внешний слой детали исключительно твёрдым и износостойким, сохранив при этом вязкую сердцевину, которая не будет хрупкой и сможет выдерживать ударные нагрузки. Представьте себе шестерёнку или ось станка: их поверхность должна сопротивляться истиранию, а внутри они не должны ломаться. Индукционная закачка — идеальное решение для этого.
⏳ Как это работает? Физика процесса
1. Создание вихревых токов (токи Фуко) — Деталь помещают внутрь медной катушки (индуктора), по которой пропускают переменный ток очень высокой частоты. Этот ток создаёт вокруг катушки мощное, быстро меняющееся магнитное поле.
Когда в это поле попадает металлическая заготовка, в её поверхностном слое наводятся вихревые электрические токи. Именно они и разогревают металл. По сути, деталь нагревает сама себя изнутри!
2. Скин-эффект — Здесь вступает в дело ключевой физический принцип — скин-эффект. Переменный ток высокой частоты стремится течь не по всему сечению проводника, а только по его поверхности. Чем выше частота тока в катушке, тем тоньше разогреваемый слой. Это позволяет с хирургической точностью контролировать глубину закалки, просто меняя частоту генератора.
3. Мгновенное охлаждение (закалка) — Как только поверхностный слой металла раскаляется до нужной температуры (для стали это обычно 800-1000°C), его тут же обдают мощными струями воды или водяного тумана. Резкое охлаждение фиксирует кристаллическую структуру стали в напряжённом состоянии, превращая её в мартенсит — сверхтвёрдую и хрупкую фазу. Именно это и делает поверхность такой прочной. #физика #металлы #технологии #производство #наука #закалка #индукционныйнагрев
🧲 Электромагнитное торможение колебаний маятника
🔥 Индукционный нагрев
💫 «Гроб Мухаммеда»
🧲 Как работают трансформаторы?
⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)
✨ Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция
💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике
⚡️ Уравнения Максвелла ✨
⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲
🟢 Эффект Мейсснера
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Демонстрация опыта: Генератор Ван де Граафа. Резиновая лента движется, трётся о ролик и собирает на себе электроны. Внутри металлической сферы они «соскальзывают» с ленты благодаря специальной щётке и распределяются по внешней поверхности шара. Результат — потенциал в сотни тысяч вольт.
Малоизвестные факты, которые вас удивят:
▪️ 1. Не трение, а контактная разность потенциалов.
Главный «миф»: заряд создаётся трением. На самом деле, основную работу делает контактная разность потенциалов. Когда два разных материала (например, резина и пластик) соприкасаются, электроны перескакивают с одного на другой даже без трения! Трение просто усиливает площадь контакта.
▪️ 2. Заряд живёт только на поверхности.
Это следствие теоремы Ирншоу и поведения проводников. Электроны отталкиваются друг от друга и стремятся занять позиции как можно дальше. В итоге весь заряд концентрируется на внешней поверхности сферы. Если бы шар был полым, ничего бы не изменилось!
▪️ 3. Настоящая опасность — не напряжение, а ёмкость.
Генератор может создавать 500 000 вольт, но удар от него обычно безопасен. Почему? Потому что заряд (количество электронов) и электрическая ёмкость сферы очень малы [кто сможет вывести формулу для ёмкости сферы?]. Это как сравнивать укол тонкой иглой и удар копья. Высокое напряжение есть, но запасённой энергии недостаточно для серьёзного вреда.
▪️ 4. Он может «стрелять» молниями, но не может питать лампочку.
Генератор — источник высокого напряжения, но мизерного тока. Он создаёт электростатические разряды, но не может поддерживать постоянный ток, необходимый для горения лампочки. Это источник потенциала, а не энергии в привычном нам смысле.
▪️5. Практическое применение: не только шоу.
Помимо учебных демонстраций, большие генераторы Ван де Граафа используются как ускорители частиц! Они разгоняют заряженные частицы (ионы) для ядерных исследований и даже для лечения некоторых форм рака (протонной терапии).
▪️6. Закон сохранения заряда в действии.
Генератор не создаёт заряд из ничего, он разделяет его. Электроны «снимаются» с одного ролика (который приобретает положительный заряд) и переносятся на сферу (отрицательный заряд). Вся система в целом остается электронейтральной, что является яркой демонстрацией фундаментального закона сохранения заряда.
▪️7. Почему именно сфера?
Форма верхнего электрода выбрана не просто так. Сфера обладает самой маленькой кривизной поверхности. Чем больше кривизна (остриё, угол), тем выше напряжённость электрического поля и интенсивнее утечка заряда в воздух (через коронный разряд). Сфера позволяет накопить максимальный заряд до пробоя.
▪️8. Напряжённость поля и «стекание» заряда.
Когда вы подносите руку к сфере, между вами возникает гигантская напряжённость электрического поля. Она достигает ~30 кВ/см в сухом воздухе — это предел пробоя! Электроны с ваших волос буквально «выталкиваются» этим полем, заставляя их отталкиваться друг от друга и подниматься. Ваши волосы — это мини-проводники, пытающиеся максимально удалиться друг от друга под действием кулоновских сил.
▪️9. Аналогия с водонапорной башней.
Представьте: напряжение — это высота воды в башне (напор), а заряд — это объем воды. Генератор Ван де Граафа — это башня с очень высоким напором, но с крошечным стаканчиком воды внутри. Он может создать мощную, но очень короткую струю (разряд). Розетка — это, наоборот, огромный резервуар с низким напором, но способный питать приборы долгое время.
▪️10. Связь с ускорителями частиц.
Как он разгоняет частицы? Внутри большой установки создаётся высокий положительный потенциал. Отрицательно заряженный ион (например, H⁻) инжектируется в ускорительную трубку и притягивается к положительной сфере. Набрав колоссальную скорость, он пролетает через сферу, где мощное электрическое поле срывает с него электроны, превращая в положительный протон (H⁺), который продолжает полёт к мишени. Это чистая энергия, преобразованная из электростатического потенциала. #задачи #физика #электродинамика #магнетизм #опыты #physics #эксперименты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥Оказывается, если объект одинаковой температуры с окружающей средой (столом), его можно подсветить феном в тепловизоре. Разные материалы нагреются по разному и угол над стороной нагрева тоже важен, поэтому даже одинаковый материал за счет геометрии (углов) начнет выделяться.
Почему это работает:
➖ Разные материалы имеют разную теплоёмкость и теплопроводность. От одного и того же теплового импульса металл и пластик нагреются по-разному.
➖ В игру вступает геометрия. Даже у однородного объекта края и грани будут прогреваться иначе, чем плоские поверхности, из-за разного угла к потоку воздуха.
Итог: на монотонном тепловом фоне проступают четкие контуры и внутренняя структура предмета, которые были абсолютно невидимы до нагрева некоторое время назад. Тепловизор показывает только температуру, на его самое важное свойство — отследить изменения по отношению к другим предметам.
Факты из физики:
1. Материал. Металлические пассатижи и пластиковый стол или ручки получат одинаковую "дозу" тепла. Но металл (высокая теплопроводность) быстро распределит его по себе и отдаст столу, а пластик (низкая теплопроводность) — останется горячим дольше и будет ярко светиться.
2. Геометрия. Острый угол или ребро предмета будут обдуваться интенсивнее и прогреваться сильнее, чем плоская поверхность, обращенная к фону. Из-за этого контур объекта "проявится" даже если он сделан из одного материала.
Этот принцип лежит в основе многих методов неразрушающего контроля, когда нужно найти дефект под поверхностью.
Автор видео: @Enigma1938
🔥 Тепловой взрыв при изохорическом нагревании газа 💨
🔥 Индукционный нагрев
🪙 Монета против силы тока⚡️
#видеоуроки #physics #физика #опыты #электродинамика #электричество #магнетизм #эксперименты #научные_фильмы
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
✨ Физика карбидных ламп 🔦
Прежде чем фары автомобилей и фары велосипедов питались от электричества, по темным дорогам двигались огни, рожденные химической реакцией. Давайте заглянем в прошлое и разберемся, как работали карбидные лампы и насколько они были опасны. Устройство лампы было гениально простым и основывалось на интенсивной химической реакции.
1. Реакция: В нижний резервуар закладывали карбид кальция (CaC₂) — сероватое твердое вещество. В верхний заливали воду.
2. Химия: При открытии клапана вода по каплям поступала на карбид. Происходила бурная реакция: CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂ — Проще говоря, карбид кальция + вода = ацетилен (C₂H₂) + гашеная известь.
3. Физика горения: Полученный горючий газ ацетилен по трубке подавался в горелку (сопло). Его поджигали спичкой. Ключевой элемент — форма сопла (жиклера). Она создавала узкую струю газа, которая, вырываясь, смешивалась с кислородом воздуха. Эта смесь горела ровным и ярким белым пламенем.
☀️ Факт из физики: Яркость пламени ацетилена одна из самых высоких среди углеводородных газов. Это связано с большим количеством несгоревших раскаленных частиц углерода в пламени (как и в керосиновой лампе), что делает его свет очень эффективным для освещения.
Однако, при всех плюсах, карбидные лампы были источником сразу нескольких рисков:
1. Взрывоопасность. Ацетилен образует с воздухом взрывоопасную смесь в очень широком диапазоне концентраций (от 2.5% до 81%). Малейшая утечка из резервуара или неправильное гашение лампы могли привести к хлопку или серьезному взрыву.
2. Отравление угарным газом (CO). При недостатке кислорода (например, в закрытом гараже или палатке) ацетилен сгорает не полностью, выделяя смертельно опасный угарный газ. Этот газ не имеет запаха и цвета, что делало его особенно коварным.
3. Химические ожоги. Побочный продукт реакции — гашеная известь (Ca(OH)₂) — является едкой щелочью. При чистке лампы можно было легко получить химический ожог кожи или глаз.
4. Пожароопасность. Опрокидывание лампы могло привести к возгоранию.
Карбидные фары были настолько эффективны, что использовались на первых автомобилях (например, на Ford Model T) и даже на маяках. Их свет был мощным и пробивал туман лучше ранних электрических фар. Карбидная лампа — это великолепный пример простого и эффективного применения химии и физики. Она освещала путь первом автомобилистам, шахтерам и спелеологам. Но за ее ярким светом всегда скрывалась тень реальной опасности, что в конечном итоге и привело к ее замене на более безопасные и удобные электрические источники света.
🔍 Факт из оптики: источник света (пламя горелки) практически всегда располагался в фокусе вогнутого зеркала-рефлектора. Вогнутое зеркало, особенно имеющее параболическую форму, обладает важным свойством: все лучи света, исходящие из его фокуса, после отражения от зеркала идут параллельным пучком. Пламя ацетиленовой горелки светит во все стороны. Если его поместить в фокус такого зеркала, "задняя" и "боковая" часть светового потока не теряется, а собирается зеркалом и превращается в мощный, направленный луч, который может освещать дорогу на десятки метров вперед. Это резко повышало КПД фары. Именно параболическая форма (а не сферическая) идеально справляется с формированием параллельного пучка без искажений. Сферическое зеркало страдает аберрацией, но его было проще изготовить, поэтому в более дешевых моделях использовали его. #физика #химия #техника #термодинамика #оптика #physics #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
✨ Светящаяся тайна: радиоактивное наследие советской эпохи в камере Вильсона
Речь идет о старых советских компасах, часах и других приборах (особенно военных и авиационных), циферблаты которых светились в темноте. Это свечение было не просто краской. Это была радиолюминесцентная краска на основе радия-226 (Ra-226). Того самого радия, который открыли Мария и Пьер Кюри.
Радий-226 — мощный альфа-излучатель. Его частицы бомбардировали люминофор в краске, заставляя его светиться ровным зеленым светом без подзарядки от солнца. Это было практично и надежно, но имело обратную сторону: радий распадается на радон, а сама краска со временем может трескаться и пылить, создавая потенциальную опасность при вдыхании. Но настоящую магию этого скрытого излучения можно увидеть только с помощью специального прибора — камеры Вильсона.
Камера Вильсона — это простой, но гениальный детектор частиц. В ней создается перенасыщенный пар, и когда заряженная частица (как альфа-частица от радия) пролетает через него, она оставляет за собой след из капелек, как самолет в небе.
На этом видео старый советский компас поместили в камеру Вильсона. И то, что невидимо для наших глаз, внезапно ожило! Компас буквально расцвел белыми треками — это и есть видимые следы альфа-частиц, которые испускают атомы радия из своей "безобидной" на вид светящейся краски. Для коллекционера такой предмет, находящийся в неповрежденном состоянии и снаружи, как правило, не представляет серьезной сиюминутной угрозы. Главная опасность — в вдыхании или проглатывании частичек отслоившейся краски. Но это лишний повод обращаться с такими артефактами аккуратно и хранить их в проветриваемом помещении. Наука — это инструмент, который позволяет увидеть невидимое и напомнить о сложном наследии технологического прогресса. #физика #physics #опыты #эксперименты #фотоэффект #радиоактивность #ядерная_физика #атомная_физика
📕 Радиоактивность [2013] Алиев Р.А., Калмыков С.Н.
☢️ Атом: энергия мира [2024]
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️Задачка для наших физиков. Три вопроса для тех, кто хочет проверить своё понимание электродинамики 🧲:
1. Почему проволока вращается?
2. Почему она не останавливается в стабильном положении, в котором просто отталкивается (или притягивается) к магниту?
3. Что будет, если добавить еще один такой же магнит, но положить его на батарейку противоположным полюсом?
#задачи #физика #электродинамика #магнетизм #опыты
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👨🏻💻 Одна из самых известных ситуаций в теории игр — дилемма заключённого. В ней нет правильных или неправильных решений, и каждый выбирает сам, что ему делать, но некоторые решения могут сделать ситуацию в итоге лучше или хуже. Про это и поговорим.
Оригинальная ситуация, с которой всё началось, описывается так:
• Есть два преступника, их поймала полиция в одно и то же время за очень похожие преступления.
• У полиции есть подозрение, что они действовали в сговоре. Чтобы докопаться до сути, преступников развели по разным камерам и сказали им условия.
• Если один из них даёт показания на другого, а другой молчит, то тот, кто молчит, получает 10 лет, а первого освобождают.
• Если оба дают показания на другого, то каждый получает по 2 года.
• Если оба молчат, то полиция остаётся без доказательств и каждый получает полгода тюрьмы.
• Преступники не могут заранее пообщаться между собой и принять совместное решение, каждый выбирает сам, что ему делать.
🧐 Какое решение выгоднее всего принять каждому из них?
📚 12 лучших книг по теме: Теория Графов
📒 Камень, ножницы, теорема. Фон Нейман. Теория игр
📔 Теория игр и экономическое поведение [1974] фон Нейман Дж. Моргенштер
📚 12 книг по теме: Математические головоломки и задачи
#математика #логика #теория_игр #math #алгоритмы
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🟢 Капля ртути, которая включала свет: забытая магия советских выключателей ⚡️
На видео ртутный выключатель (или ртутный геркон). Удивительное и немного алхимическое устройство, которое многие помнят из советских приборов. Как это работает? Внутри стеклянной колбочки находятся два контакта и капля ртути. Пока выключатель находится в одном положении, контакты разомкнуты. Но стоит его наклонить — капля ртути скатывается и замыкает их, замыкая цепь. Никаких щелчков, только плавное замыкание.
Концепция использования ртути для замыкания цепи известна давно, но массовое применение в таких миниатюрных стеклянных корпусах стало возможным с развитием технологии герконов (герметизированных контактов) в середине XX века. Сложно назвать одного изобретателя; это была скорее эволюция технологий, подхваченная инженерами по всему миру, включая СССР.
💭 Где они использовались? Эти выключатели были незаменимы там, где важна была плавность срабатывания и защита от искры (которая могла бы вызвать взрыв в загазованной среде).
1. Советские игрушки и электромеханика: Легендарный набор «Знаток», различные конструкторы.
2. Автомобили: В старых «Жигулях» и «Москвичах» ртутные выключатели использовались в датчиках уровня тормозной жидкости. Жидкость опускалась — датчик наклонялся — загоралась лампочка на панели.
3. Бытовая техника: В некоторых моделях стиральных машин (например, «Вятка-автомат») они служили датчиками уровня воды.
4. Системы сигнализации: Использовались как датчики наклона для защиты ценных предметов. Стоило сдвинуть предмет — цепь замыкалась, включалась тревога.
5. Термостаты в некоторых моделях обогревателей.
Физика в действии: почему именно ртуть?
▪️ Высокая электропроводность: Ртуть — это жидкий металл, поэтому она отлично проводит ток.
▪️ Подвижность: Благодаря жидкому состоянию, она мгновенно и плавно замыкает контакты без дребезга, который характерен для обычных металлических пластин.
▪️ Поверхностное натяжение: Капля ртути не растекается, а сохраняет форму шара, что позволяет ей точно скатываться по нужной траектории.
▪️ Высокая плотность: Ртуть тяжелая, поэтому она уверенно скатывается даже при небольшом наклоне.
Почему от них отказались? Главная причина — токсичность ртути. Разбитая колбочка с парами ртути — это реальная опасность для здоровья. С развитием электроники им на смену пришли более безопасные и дешёвые твердотельные датчики: шариковые, MEMS-гироскопы и акселерометры в смартфонах, оптические датчики. #физика #магнетизм #электродинамика #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #электроника #science
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 7 видео, которые рассказывают о работе классического теплового двигателя 💨⚙️
Тепловой двигатель — тепловая машина, использующая теплоту от внешних источников (двигатель внешнего сгорания) или получаемую при сгорании топлива внутри двигателя (в камере сгорания или цилиндрах двигателя внутреннего сгорания) для преобразования в механическую энергию (поступательное движение либо вращение выходного вала).
В соответствии с законами термодинамики, такие двигатели имеют коэффициент полезного действия меньше единицы, что означает неполное преобразование теплоты в механическую энергию. Смотря по конструкции двигателя, от 40 % до 80 процентов поступающей (или выделяющейся внутри) энергии покидает машину в виде низкотемпературной теплоты, которая в ряде случаев используется для обогрева салона машины.
Тепловые двигатели внешнего сгорания — Такие двигатели получили распространение раньше, ввиду неприхотливости к виду топлива, более простому устройству, ненужности в ранних вариантах (паровая машина) систем запуска, зажигания, охлаждения. Дали мощный импульс индустриализации, поскольку с их помощью были механизированы шахты, швейные и другие фабрики, затем транспорт (железная дорога). Улучшенные новые схемы таких двигателей обеспечивают мир большей частью вырабатываемой электроэнергии (ТЭС, АЭС, ТЭЦ, солнечные электростанции с нагревом котла). Новейшие модели паровозов до сих пор имеют применение ввиду простоты и потреблению древесной пыли в качестве топлива. Некоторые (двигатель Стирлинга) получили применение в космических кораблях.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚙️ График, который получается в результате таких манипуляций — трохоида, у которой опорная поверхность не плоская, а имеет переменный радиус кривизны. По сути это совокупность эпитрохоид, построенных на поверхности с переменным радиусом кривизны.
Для понимания процесса нужно записать на черновике два параметрических уравнения, которые получаются, когда кругл «катится» по плоскости:
x = r⋅t - h⋅sin(t)
y = r - h⋅cos(t)
x = R⋅(m+1)⋅cos(m⋅t) - h⋅cos((m+1)⋅t)
y = R⋅(m+1)⋅sin(m⋅t) - h⋅sin((m+1)⋅t)
m = r/R , R — радиус неподвижной окружности (опорная поверхность), r — радиус катящейся окружности. h — расстояние от центра катящейся окружности до точки маркера (за которой мы следим, точка, которая рисует). R → ∞ и h → R , то мы получаем уравнения классической циклоиды, график которой описывает крайняя точка на колесе машины, которая едет с постоянной скоростью и без проскальзывания.
🎲 Бросайте кубики, пока не надоест! Интересная задача по математике 🎲
Представьте, что у вас есть два обычных шестигранных игральных кубика (кости). Вы бросаете их одновременно и записываете сумму выпавших очков. Вы можете остановиться в любой момент. Ваша финальная сумма — это результат последнего броска перед остановкой. Какова оптимальная стратегия остановки, чтобы максимизировать ожидаемое значение финальной суммы, и чему равно это математическое ожидание?
❓Справятся ли с этой задачи наши физики, математики и айтишники? Ваши ответы, решения и идеи пишите здесь в комментариях. ✍🏻
#математика #теория_вероятностей #математическая_статистика #статистика #math #mathematics #задачи
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📚 Фейнмановские лекции по физике [1976-1978] 💫
💾 Скачать книги
Это попытка одного из величайших умов XX века не просто изложить физику, но и передать особый, «фейнмановский» способ мышления о природе.
▪️ Не для абсолютных новичков. Несмотря на все старания Фейнмана сделать материал доступным, это очень плотный и сложный курс. Человеку без какой-либо базовой подготовки по математике и физике (на уровне старших классов физмат-школы или 1-2 курса вуза) будет крайне тяжело.
▪️ Не лучший выбор для «натаскивания» на экзамены. Если ваша цель — быстро решить сотню типовых задач для зачета, «Фейнмановские лекции» — не ваш инструмент. Они дают глубокое понимание, но не отрабатывают навык решения стандартных упражнений. Для этого лучше подходят классические задачники (вроде Иродова или Савельева).
▪️ Некоторые темы изложены нестандартно. Подход Фейнмана часто уникален и может расходиться с каноническим изложением в других учебниках. С одной стороны, это гениально, с другой — может вызвать путаницу у студента, который готовится к экзамену по конкретной программе.
▪️ Физика своего времени. Лекции были прочитаны в 1960-х годах. С тех пор физика ушла далеко вперед (например, в области физики элементарных частиц, космологии). Хотя фундамент остался неизменным, современному читателю важно это учитывать.
☕️ Для тех, кто захочет задонать на кофе: ВТБ: +79616572047 (СБП)
📚Книжная серия. Курс общей физики [2007-2020] Иродов, Покровский
📚 Сборник задач по общему курсу физики [3 книги] [1998-2000]
📚 Курс общей физики в 5 томах [2021] Савельев И.В.
📚 Наука. Величайшие теории [50 выпусков] + Спец. выпуск
📚 Курс теоретической физики [2 тома] [1972] А. С. Компанеец
#физика #математика #задачи #геометрия #physics #math #science #наука #подборка_книг
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Фигуры Лихтенберга — картины распределения искровых каналов, которые образуются на поверхности твёрдого диэлектрика при скользящем искровом разряде. Простым языком, это линии, похожие на молнии или ветви деревьев. Они появляются на многих естественных поверхностях, не пропускающих электричество — от древесины до кожи человека.
Фигуры Лихтенберга возникают на/в твёрдых телах, жидкостях и газах или внутри них во время электрического пробоя. Это природные явления, обладающие фрактальными свойствами. Фигуры Лихтенберга названы в честь немецкого физика Георга Кристофа Лихтенберга, который первым их открыл и изучил. Когда их впервые обнаружили, считалось, что их характерные формы могут помочь раскрыть природу положительных и отрицательных электрических «жидкостей».
В 1777 году Лихтенберг сконструировал большой электрофор для получения высокого напряжения статического электричества с помощью индукции. После разряда высоковольтной точки на поверхность изолятора он записал полученные радиальные узоры, посыпав поверхность различными порошкообразными материалами. Затем, прижав к этим узорам чистые листы бумаги, Лихтенберг смог перенести и записать эти изображения, тем самым открыв основной принцип современной ксерографии. Это открытие также стало предвестником современной науки физики плазмы. Хотя Лихтенберг изучал только двумерные (2D) фигуры, современные исследователи в области высоких напряжений изучают 2D и 3D фигуры (электрические деревья) на изолирующих материалах и внутри них.
Физика процесса: Почему ветвится?
1. Пробой и стримеры: Под действием высокого напряжения электроны с острия катода начинают «вырываться» и ускоряться. Они сталкиваются с молекулами воздуха и дерева, выбивая новые электроны. Возникает лавина — стример. Это слабосветящийся канал ионизированного газа.
2. Случайность и предопределённость: Куда побежит следующий стример? Это зависит от локальной напряжённости электрического поля. В древесине всегда есть микронеоднородности: разная плотность, влажность, следы смолы. В этих местах поле усиливается, и пробой происходит именно там.
3. Эффект «опережающей струи» (The Streamer Leader Effect): Основной канал не движется вслепую. От его кончика постоянно исходят микро-стримеры-разведчики. Тот из них, кто находит путь с наименьшим сопротивлением, становится главным направлением для всей мощи разряда. Так и рождается фрактальная, древовидная структура.
⚡️ Цвет рассказывает историю. Ярко-белые или голубоватые участки в центре ветвей — это углерод, выгоревший при сверхвысокой температуре. Более светлые, почти жёлтые края — это часто частицы металла от электродов, испарившиеся и перенесённые разрядом. По цвету можно грубо определить температуру в разных зонах разряда.
⚡️ Это не только на дереве. Первооткрыватель, Георг Кристоф Лихтенберг, в XVIII веке получал их на поверхности смолы или стекла, посыпанной порошком (серы или сурика). Электроны «застревали» в диэлектрике, создавая скрытое изображение, которое проявлялось порошком. По сути, это была первая в истории электрофотография — прабабушка ксерокса.
⚡️ L-образные фигуры и природа электричества. Лихтенберг экспериментировал с разными типами электричества: «положительным» (от смоляных палочек) и «отрицательным» (от стеклянных). Он обнаружил, что они дают разные узоры! Отрицательные (от катода) — более ветвистые и кружевные, а положительные (от анода) — более плотные, пятнистые, иногда в форме розетки. Это связано с разной подвижностью электронов и положительных ионов.
⚡️ Фигуры в теле. При ударе молнии или контакте с высоковольтной линией такие же фигуры могут на несколько часов или дней проявиться на коже человека. Это результат подкожного кровоизлияния по пути пробоя. Явление называется «кераунография» (от греч. «кераунос» — молния). Это не ожог, а жутковатый «автограф» электрического разряда, идущего по сосудам. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #магнетизм #видеоуроки #схемотехника #радиофизика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
⚡️ Первые цветные кадры термоядерного синтеза: как это сняли? 🥺
Компания Tokamak Energy совершила небольшой, но очень важный прорыв в визуализации термоядерных процессов. Они впервые опубликовали цветное высокоскоростное видео работы своего сферического токамака ST40.
▪️ 1. Невероятная детализация: Камера снимала с частотой 16 000 кадров в секунду. Это позволяет разглядеть мельчайшие нестабильности и поведение плазменного шнура — то, что глазом или обычной камерой просто не увидеть.
▪️ 2. Цвет имеет значение: В отличие от черно-белых снимков, цвет помогает лучше анализировать распределение температуры и примесей в плазме.
▪️ 3. Данные, а не просто картинка: Эти кадры — не для красоты. Они критически важны для проверки и настройки компьютерных моделей, которые предсказывают поведение плазмы.
По сути, ученые получили «рентгеновское зрение» для своего реактора. Каждый такой кадр приближает нас к моменту, когда термоядерная энергия станет чистым и неиссякаемым источником энергии для человечества.
Watch one of our latest plasma pulses in our ST40 tokamak, filmed using a high-speed colour camera at an incredible 16,000 frames per second. Each pulse lasts around a fifth of a second. What you’re seeing is mostly visible light from the plasma’s edge, glowing pink. The core is simply too hot to emit visible light. In this footage, lithium is dropped into the plasma in the top right of the footage. As it interacts, it glows red when excited, then turns green as it becomes ionised, losing an electron. From there, it traces the magnetic field lines, revealing the plasma’s path around the tokamak. Lithium is the focus of our $52 million ST40 upgrade programme, in partnership with U.S. Department of Energy and the UK Department for Energy Security and Net Zero. This builds on pioneering work by Princeton Plasma Physics Laboratory and others that shows lithium can significantly improve plasma performance.
This video comes from ongoing research into X-point radiator (XPR) regimes, a promising operating mode for future fusion power plants that aims to cool the plasma before it reaches plasma-facing components (PFCs), helping to reduce wear without compromising performance. #физика #ядерная_физика #атомная_физика #электродинамика #магнетизм #плазма #physics #science #наука #квантовая_физика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥 Этот обогреватель работает на «реактивной тяге» внутри себя 😖
Разберем физику обогревателя, в котором нет насоса, но который способен подсасывать топливо самостоятельно. Только огонь, медная трубка и хитрый закон физики, который заставляет топливо самотеком лететь в сопло. В чем фокус? Разбираем физику процесса
▪️ 1. Нагрев и расширение. Мы подносим источник огня (например, паяльную лампу) к началу полой медной трубки, свернутой в змеевик. Трубка быстро нагревается.
▪️ 2. Создание тяги. Воздух внутри нагретого участка трубки резко расширяется, его давление падает. Поскольку другой конец трубки опущен в емкость с топливом (например, соляркой или отработанным маслом), возникает разница давлений.
▪️ 3. Эффект эжекции (подсоса). Горячий воздух с большой скоростью вырывается из дальнего конца трубки. Этот быстрый поток создает зону низкого давления, которая, как мощный насос, начинает затягивать пары топлива из емкости и подсасывать новую порцию жидкости. Возникает что-то вроде реактивной струи, но внутри системы. Получается самоподдерживающаяся система: пламя нагревает трубку -> нагрев создает тягу -> тяга всасывает новое топливо -> топливо сгорает, поддерживая пламя.
⚙️ Как собрать эффективную конструкцию?
▫️Медная трубка: диаметром 6-10 мм, длиной 1.5-2 метра. Медь отлично проводит тепло.
▫️Емкость для топлива: металлическая, с герметичной, но не полностью закрытой крышкой (нужен байпас для подсоса воздуха).
▫️Основание: негорючее (кирпичи, металл).
▫️Топливо: хорошо подходит керосин, дизель (солярка) или отработанное моторное масло.
1. Форма змеевика. Сверните трубку в плотную спираль. Так площадь нагрева будет максимальной, и процесс парообразования пойдет интенсивнее.
2. Диаметр и длина. Слишком тонкая трубка может засориться, слишком толстая — будет плохо прогреваться. Длина должна быть достаточной для создания хорошей тяги, но не чрезмерной.
3. Положение «сопла». Выходной конец трубки должен быть направлен в зону горения. Это создаст замкнутый цикл: вырывающиеся газы будут поджигать всасываемое топливо, поддерживая стабильный факел.
4. Предварительный нагрев. Систему нужно запустить. Сначала вы прогреваете змеевик сторонним источником огня 30-60 секунд. Как только слышите характерное «шипение» и видите, как топливо начинает втягиваться в трубку, — процесс пошел! Источник огня можно убрать (но не всегда, зависит от конструкции).
💨 Принцип реактивного движения, используемый здесь, — это красивая демонстрация законов термодинамики и газодинамики. На практике такие системы капризны, но невероятно зрелищны и отлично показывают, как можно обойтись без сложной механики, используя лишь знание физики. Кто-нибудь собирал нечто подобное? Делитесь опытом . #видеоуроки #physics #физика #опыты #термодинамика #эксперименты #горение
🔥 Физика в чашке с водой
💨 Паровой или реактивный двигатель ?
🚀 Что будет, если добавить жидкий газ в бутылку с водой
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔍 Субботняя задачка по физике для разминки наших подписчиков
Вспомним немного оптики. Задачка из дополнительных вступительных испытаний в МГУ.
✍🏻 Попробуйте решить самостоятельно и написать в комментариях ваши идеи. ( Обсуждаем задачу здесь )
#геометрия #оптика #олимпиады #мгу #дви #задачи #problems #физика
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib