Но потом Резерфорд, бомбардируя альфа-частицами золотую фольгу, понял, что рассеяние на атомах происходит не в случайном порядке, а так, как будто в центре атома есть что-то сильно положительно заряженное и маленькое. Так родилась его планетарная модель атома
Когда я хочу на работе провести какой-то нестандартный эксперимент, не зная, какой результат получу в итоге, меня спрашивают, зачем мне это надо. Я всегда отвечаю «вон Резерфорд по приколу решил стрельнуть альфа-частицами в золотую фольгу и чем все закончилось?».
🔥13😁8❤7💯5👍4
Как появляется электричество?
Небольшой пост-ликбез.
Все мы знаем, что электричество добывается на электростанциях, где различные виды энергии (тепловая, потенциальная, ядерная, солнечная и т.д.) преобразуются в электрическую. Но, кажется, нужно напомнить вам немного подробностей из школы, т.к. в дальнейшем я буду периодически давать информацию, основанную на них. Тема, на самом деле, простая.
Весь электрический мир, альтернативу которому представить сложно, обязан не Тесле и Эдисону, а, изначально, Максвеллу. Именно он своими одноимёнными уравнениями, о которых я упоминал выше, описал весь современный электрический мир, в том числе и тот факт, что переменное магнитное поле порождает переменное (а точнее, вихревое) электрическое поле.
В дальнейшем экспериментатор Фарадей обнаружил, что если магнит вносить в проводящее кольцо, то в нем возникнет электрический ток (конечно, там установка была посложнее, но суть такая). Так появилось понятие электромагнитной индукции - возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока, - линий магнитного поля, пронизывающих контур. Без всяких батареек.
Кстати, когда подносишь магнит к кольцу, оно отталкивается от него, а когда отдаляешь – притягивается. Это связано с тем, что возникающий индукционный ток в кольце создает свое магнитное поле, которое препятствует той причине, которая его породила (правило Ленца).
Как устроить себе такую электростанцию?
Магнитный поток зависит от величины самого магнитного поля, площади контура и его расположения в магнитном поле. Значит, для генерации индукционного тока (изменения магнитного потока) нужно изменять одну из этих величин:
1️⃣ Изменять само магнитное поле возле кольца или катушки. Т.е. просто приближать или отдалять кусок магнита. Поступательные движения вверх-вниз, желательно с частотой 50 раз в секунду, чтобы можно было какой-то прибор подключить.
2️⃣ Изменять площадь контура. Тут нам помогает прямоугольная рамка, у которой одна сторона может двигаться по рельсам, сжимая или раздвигая прямоугольник. Ее рельсы можно подключить к сети. Вопрос только, чем двигать.
3️⃣ Изменять положение контура в магнитном поле. Самый удобный способ, который и взяли на вооружение энергетики, создав электрический генератор. Рамка включена в сеть и просто вращается вокруг оси, проходящей через ее плоскость. Причем пол оборота – ток идет в одну сторону, другие пол оборота – в другую. Вращательные движения совершать всегда проще, чем поступательные, подключил турбину, которая вращается от чего угодно, и генерируешь электричество.
В целом с подробностями, задачами и формулами я трачу примерно один урок на эту тему. Сегодня грубо и на пальцах уложился в одну страничку. Если все понятно, можно отправить другу, чтобы он тоже знал.
Небольшой пост-ликбез.
Все мы знаем, что электричество добывается на электростанциях, где различные виды энергии (тепловая, потенциальная, ядерная, солнечная и т.д.) преобразуются в электрическую. Но, кажется, нужно напомнить вам немного подробностей из школы, т.к. в дальнейшем я буду периодически давать информацию, основанную на них. Тема, на самом деле, простая.
Весь электрический мир, альтернативу которому представить сложно, обязан не Тесле и Эдисону, а, изначально, Максвеллу. Именно он своими одноимёнными уравнениями, о которых я упоминал выше, описал весь современный электрический мир, в том числе и тот факт, что переменное магнитное поле порождает переменное (а точнее, вихревое) электрическое поле.
В дальнейшем экспериментатор Фарадей обнаружил, что если магнит вносить в проводящее кольцо, то в нем возникнет электрический ток (конечно, там установка была посложнее, но суть такая). Так появилось понятие электромагнитной индукции - возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока, - линий магнитного поля, пронизывающих контур. Без всяких батареек.
Кстати, когда подносишь магнит к кольцу, оно отталкивается от него, а когда отдаляешь – притягивается. Это связано с тем, что возникающий индукционный ток в кольце создает свое магнитное поле, которое препятствует той причине, которая его породила (правило Ленца).
Как устроить себе такую электростанцию?
Магнитный поток зависит от величины самого магнитного поля, площади контура и его расположения в магнитном поле. Значит, для генерации индукционного тока (изменения магнитного потока) нужно изменять одну из этих величин:
В целом с подробностями, задачами и формулами я трачу примерно один урок на эту тему. Сегодня грубо и на пальцах уложился в одну страничку. Если все понятно, можно отправить другу, чтобы он тоже знал.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥24👍8❤6🆒1
Отработал крайний день перед отпуском. Получил красивые карты фазового состава в стали.
Немного боялся, что не успею, т.к. задачка прилетела позавчера вечером, а данный метод дифракции электронов, как и многие в материаловедении, очень капризный и требовательный к качеству образца и состоянию материала. Можно неделю пытаться и ничего не получить. В этот раз повезло, получилось с первого раза. Фазы на фото я замазал - коммерческая тайна, так сказать😁.
Суть метода в том, что электроны отражаются от атомов образца в определенном порядке, который зависит от расположения этих атомов. Получается дифракционная картина (ведь, как мы знаем отсюда, электрон - это тоже волна), которая сравнивается с базой данных картин дифракции разных материалов, и прибор говорит, какое вещество находится в каждой точке.
Теперь можно отдыхать!
Немного боялся, что не успею, т.к. задачка прилетела позавчера вечером, а данный метод дифракции электронов, как и многие в материаловедении, очень капризный и требовательный к качеству образца и состоянию материала. Можно неделю пытаться и ничего не получить. В этот раз повезло, получилось с первого раза. Фазы на фото я замазал - коммерческая тайна, так сказать😁.
Суть метода в том, что электроны отражаются от атомов образца в определенном порядке, который зависит от расположения этих атомов. Получается дифракционная картина (ведь, как мы знаем отсюда, электрон - это тоже волна), которая сравнивается с базой данных картин дифракции разных материалов, и прибор говорит, какое вещество находится в каждой точке.
Теперь можно отдыхать!
❤13👍8🔥4😁1🍾1
Друзья, помимо познавательных постов про физику, я периодически показываю вам кадры из моей работы в области металловедения, например, предыдущий пост или этот.
А у знакомых химиков есть канал «Лаба дорогого брата» — настоящая жизнь органической и аналитической химии!
🔬 Там они подробно показывают и объясняют, как проводят синтезы, выделяют и анализируют вещества — с фото, видео и всеми нюансами. Ремонтируют приборы, восстанавливают оборудование и делятся лайфхаками.
😂 Рассказывают забавные и курьёзные случаи из лаборатории, а иногда с сатирой критикуют научную реальность вокруг.
⚗️ «Лаба дорогого брата» — сатира, химия и выживание в лаборатории! Советы аспирантам и инструкции, как не взорвать реактор.
Интересующиеся химией и наукой - подписывайтесь!
А у знакомых химиков есть канал «Лаба дорогого брата» — настоящая жизнь органической и аналитической химии!
🔬 Там они подробно показывают и объясняют, как проводят синтезы, выделяют и анализируют вещества — с фото, видео и всеми нюансами. Ремонтируют приборы, восстанавливают оборудование и делятся лайфхаками.
😂 Рассказывают забавные и курьёзные случаи из лаборатории, а иногда с сатирой критикуют научную реальность вокруг.
⚗️ «Лаба дорогого брата» — сатира, химия и выживание в лаборатории! Советы аспирантам и инструкции, как не взорвать реактор.
Интересующиеся химией и наукой - подписывайтесь!
🔥8
Опасен ли уран?💥
Какие у вас возникают ассоциации, когда вы слышите это слово? Наверняка, у многих возникает цепочка: уран = радиация = опасность.
Уран, действительно, опасный элемент, но опасен он, в первую очередь, своей химической токсичностью. Наиболее правильная ассоциация, которая должна возникать: уран = тяжелый металл. Про накапливание тяжелых металлов типа ртути, свинца и пр. в организме слышал, наверное, каждый. Как потом это отражается на нашем здоровье вы сможете почитать в медицинских каналах. Уран пополняет цепочку тяжелых металлов. Причем он будет потяжелее популярных ртути и свинца. Плотность у него около 19 г/см3, в то время как у ртути – 13,6 г/см3, а у свинца – 11,34 г/см3. Действует он на организм очень активно и, по сути является ядом.
А как же радиация?
Да, она, действительно, есть. Уран – радиоактивный элемент, и все три изотопа, содержащиеся в природе (234, 235 и 238), альфа- активны, т.е. самопроизвольно испускают альфа-частицы (ядра гелия). А из школы мы знаем, что защититься от альфа-частиц можно, всего лишь, листом бумаги. Наша кожа не хуже листа бумаги, особенно ее внешний роговой слой, поэтому альфа-частицы не проникают ни в организм, ни во внутренние слои кожи. Есть, конечно, и слабые места – рот, нос и глаза. Таким образом, радиационная опасность урана во много раз (по некоторым оценкам, в миллион) меньше его химической опасности.
Как не отравиться ураном?
Если вы не работаете с ним – то никак. В повседневной жизни вы с ураном не столкнетесь, т.к. его применения весьма специфичны. Когда-то он использовался в живописи, как пигмент в красках, а еще можно купить посуду из уранового стекла и наслаждаться зеленым свечением – флюоресценцией, в ультрафиолетовом свете. Все остальные точки соприкосновения с ураном так или иначе связаны с производством ядерного топлива, геологией, химией и боеприпасами.
Предположим, что вы, все-таки, работаете на урановом производстве. Вот самые простые пути его попадания в организм.
🟠 Если вы голыми руками возьмете кусок металлического урана, а потом понесете руки в рот. Уран быстро покрывается оксидной пленкой, которая может оставаться на руках. Ну можно еще пооблизывать его, чтоб уж наверняка.
🟠 На производстве работают с разными соединениями урана, в том числе, газообразными. Здесь проще простого урану попасть в организм через дыхательные пути.
🟠 При производстве ядерного топлива используют мелкодисперсный порошок диоксида урана, который также легко вдохнуть. Да и вообще работа с порошками очень грязное дело.
Есть еще много нюансов этого вредного производства, и вредного, в первую очередь, с химической точки зрения, а не с радиоактивной. Для защиты от альфа-распада урана достаточно надеть маску и очки. А возникающие болезни, скорее всего, будут связаны с химическим отравлением.
А опасным с радиоактивной точки зрения уран становится, когда попадает в ядерный реактор и запускается процесс деления, о котором я рассказывал здесь. Но это уже другая история.
Пишите, если знаете факты о том, чем еще опасен уран.
Какие у вас возникают ассоциации, когда вы слышите это слово? Наверняка, у многих возникает цепочка: уран = радиация = опасность.
Уран, действительно, опасный элемент, но опасен он, в первую очередь, своей химической токсичностью. Наиболее правильная ассоциация, которая должна возникать: уран = тяжелый металл. Про накапливание тяжелых металлов типа ртути, свинца и пр. в организме слышал, наверное, каждый. Как потом это отражается на нашем здоровье вы сможете почитать в медицинских каналах. Уран пополняет цепочку тяжелых металлов. Причем он будет потяжелее популярных ртути и свинца. Плотность у него около 19 г/см3, в то время как у ртути – 13,6 г/см3, а у свинца – 11,34 г/см3. Действует он на организм очень активно и, по сути является ядом.
А как же радиация?
Да, она, действительно, есть. Уран – радиоактивный элемент, и все три изотопа, содержащиеся в природе (234, 235 и 238), альфа- активны, т.е. самопроизвольно испускают альфа-частицы (ядра гелия). А из школы мы знаем, что защититься от альфа-частиц можно, всего лишь, листом бумаги. Наша кожа не хуже листа бумаги, особенно ее внешний роговой слой, поэтому альфа-частицы не проникают ни в организм, ни во внутренние слои кожи. Есть, конечно, и слабые места – рот, нос и глаза. Таким образом, радиационная опасность урана во много раз (по некоторым оценкам, в миллион) меньше его химической опасности.
Как не отравиться ураном?
Если вы не работаете с ним – то никак. В повседневной жизни вы с ураном не столкнетесь, т.к. его применения весьма специфичны. Когда-то он использовался в живописи, как пигмент в красках, а еще можно купить посуду из уранового стекла и наслаждаться зеленым свечением – флюоресценцией, в ультрафиолетовом свете. Все остальные точки соприкосновения с ураном так или иначе связаны с производством ядерного топлива, геологией, химией и боеприпасами.
Предположим, что вы, все-таки, работаете на урановом производстве. Вот самые простые пути его попадания в организм.
Есть еще много нюансов этого вредного производства, и вредного, в первую очередь, с химической точки зрения, а не с радиоактивной. Для защиты от альфа-распада урана достаточно надеть маску и очки. А возникающие болезни, скорее всего, будут связаны с химическим отравлением.
А опасным с радиоактивной точки зрения уран становится, когда попадает в ядерный реактор и запускается процесс деления, о котором я рассказывал здесь. Но это уже другая история.
Пишите, если знаете факты о том, чем еще опасен уран.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤13👍10🔥5🆒1
Кстати, раз уж заговорили про радиоактивные распады, вопрос на засыпку, о котором мало кто задумывается. Аудитория у меня здесь собралась разная, поэтому ответы приветствуются в комментариях.
Наиболее известны (еще со школы) три типа радиоактивного распада - альфа-, бета- и гамма-. Если альфа-частицы, как мы поняли, - это ядра гелия, то бета-частицы - это электроны. Ну а гамма - это сильно коротковолновое электромагнитное излучение.
А мы знаем, что радиоактивный распад - это самопроизвольное испускание ядром вещества какого-либо излучения и превращение его в другое ядро. Ещё Нильс Бор с Резерфордом сказали, что ядро находится в центре атома и оно положительно заряжено.
Так вот внимание: как так получается, что из ядра могут вылетать бета-частицы, т.е. отрицательно заряженные электроны? Ваши варианты⤵️
Наиболее известны (еще со школы) три типа радиоактивного распада - альфа-, бета- и гамма-. Если альфа-частицы, как мы поняли, - это ядра гелия, то бета-частицы - это электроны. Ну а гамма - это сильно коротковолновое электромагнитное излучение.
А мы знаем, что радиоактивный распад - это самопроизвольное испускание ядром вещества какого-либо излучения и превращение его в другое ядро. Ещё Нильс Бор с Резерфордом сказали, что ядро находится в центре атома и оно положительно заряжено.
Так вот внимание: как так получается, что из ядра могут вылетать бета-частицы, т.е. отрицательно заряженные электроны? Ваши варианты
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤7🤯5👍3🔥1
Ну что ж, в комментариях уже кое-кто ответил на вопрос выше.
Вообще любой радиоактивный распад происходит, когда ядро слишком тяжёлое, имеет много лишних нейтронов (или протонов) и избыточную энергию (взаимодействия между частицами). Т.е. когда ядерным силам уже становится тяжело удерживать частицы внутри ядра, происходит сбрасывание лишней энергии в виде испускания частиц, и энергия ядерных взаимодействий переходит в кинетическую энергию испущенных частиц. Обычно распадаются тяжёлые элементы, у которых ядро слишком большое, и ядерные силы, которые действуют на коротких расстояниях, уже не могут удерживать частицы на месте. Ещё радиоактивны тяжёлые изотопы лёгких элементов, у которых неестественно много нейтронов в ядре.
А при бета-распаде, действительно, никакого электрона в ядре изначально нет. Там, как раз, лишние нейтроны не могут сидеть сложа руки и просто распадаются с образованием протона, электрона и электронного антинейтрино.
На вопрос почему так происходит ответ весьма сложный. Здесь, как и во всех открытиях, сначала обнаружение чего-то необычного, потом попытка это объяснить и построить новую теорию.
И эта теория заслуживает отдельного поста. Если, конечно, наберет достаточное количество реакций (пусть будет 50, т.к. это для меня достаточно трудозатратно😁).
Вообще любой радиоактивный распад происходит, когда ядро слишком тяжёлое, имеет много лишних нейтронов (или протонов) и избыточную энергию (взаимодействия между частицами). Т.е. когда ядерным силам уже становится тяжело удерживать частицы внутри ядра, происходит сбрасывание лишней энергии в виде испускания частиц, и энергия ядерных взаимодействий переходит в кинетическую энергию испущенных частиц. Обычно распадаются тяжёлые элементы, у которых ядро слишком большое, и ядерные силы, которые действуют на коротких расстояниях, уже не могут удерживать частицы на месте. Ещё радиоактивны тяжёлые изотопы лёгких элементов, у которых неестественно много нейтронов в ядре.
А при бета-распаде, действительно, никакого электрона в ядре изначально нет. Там, как раз, лишние нейтроны не могут сидеть сложа руки и просто распадаются с образованием протона, электрона и электронного антинейтрино.
На вопрос почему так происходит ответ весьма сложный. Здесь, как и во всех открытиях, сначала обнаружение чего-то необычного, потом попытка это объяснить и построить новую теорию.
И эта теория заслуживает отдельного поста. Если, конечно, наберет достаточное количество реакций (пусть будет 50, т.к. это для меня достаточно трудозатратно😁).
❤35🔥20👍14😁2💯1🗿1
Делюсь хорошими новостями от учеников, которые получили свои места в хороших вузах!
Кстати, я вот не знал, что в Плехановке есть специальности, на которые берут по физике и математике. Для меня это открытие, и те, кто любит математику, как мой ученик, может попробовать свои шансы туда. Вуз хороший, но в мою подборку не попал, т.к. не технический
Конкурсы, конечно, уже который год в такие вузы дичайшие. Поэтому ребята молодцы и принимают ваши поздравления!
Кстати, я вот не знал, что в Плехановке есть специальности, на которые берут по физике и математике. Для меня это открытие, и те, кто любит математику, как мой ученик, может попробовать свои шансы туда. Вуз хороший, но в мою подборку не попал, т.к. не технический
Конкурсы, конечно, уже который год в такие вузы дичайшие. Поэтому ребята молодцы и принимают ваши поздравления!
🔥19❤9👍5🍾3🆒1
Самые высокие облака на небе.
Отвлечемся немного от ядерной и квантовой физики и поговорим о более простых и красивых вещах. Речь пойдет о серебристых облаках.
Пост написан совместно с Катей – ученой-метеорологом. Она работает в Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, где изучают, в том числе, серебристые облака.
Про облака вертикального развития (кучевые), которые могут вызывать осадки и возникают из-за адиабатического расширения и дальнейшей конденсации водяного пара, я рассказывал здесь. Серебристые облака, конечно же, не вызывают осадков, поскольку состоят из кристаллов льда. Они располагаются на высоте выше 70 км (по разным оценками в разные годы диапазон варьируется) тонким слоем, и увидеть их – та еще задача. Днем они засвечиваются солнцем и сливаются с небом, а ночью света недостаточно, чтобы их увидеть. Лучше всего их видно в сумерки, когда солнце находится немного под горизонтом. Тогда все остальные облака, расположенные ниже, остаются в тени, и наступает недолгий промежуток времени, когда можно насладиться видом серебристых облаков.
Так как длительность сумерек в разных широтах разная, такие облака наблюдаются не везде. Одно из наилучших мест наблюдения – наша средняя полоса в летний период (июль-август), т.к. на севере летом – полярный день, и солнце не заходит за горизонт, а к югу от нас сумерки слишком короткие, а ночи слишком темные. В общем, сейчас – самое время.
Как образуются серебристые облака?
Эти облака, как и многие другие, являются скоплениями кристалликов льда, и для их образования нужно сочетание трех факторов:
1️⃣ Очень низкая температура (на таких высотах она может достигать –140 °С).
2️⃣ Достаточное количество водяного пара в верхних слоях атмосферы, где он при очень низкой температуре превращается в лед.
3️⃣ Наличие ядер конденсации, на которых при низких температурах, как на подложке, образуются кристаллы льда.
Если с низкой температурой все понятно и изучено, то с остальными двумя пунктами до сих пор до конца не ясно.
Как водяной пар может достигнуть такой большой высоты?
Существует не одна гипотеза на эту тему. Есть вероятность, что именно в летний период из-за разогрева земли образуются мощные восходящие потоки воздуха (про циклоны я, кстати, писал здесь), которые уносят молекулы воды из области высокого давления в область низкого давления в верхние слои атмосферы. Здесь, по-видимому, чем больше разница температур между этими слоями, тем быстрее и выше будет подниматься пар.
Что является ядрами конденсации пара?
Если в низко расположенных облаках такими центрами являются поднимающиеся с земли пылинки или частицы морской соли, то на высоте 70-80 км их существование сомнительно. Но на этой высоте мы наблюдаем еще одно красивое явление – «падающие звезды» – метеоры. Именно несгоревшие в атмосфере мелкие (еще более мелкие, чем сгоревшие) частицы метеоров – пылинок, прилетевших из космоса, – являются наиболее подходящей версией ядер конденсации пара в серебристых облаках.
Таким образом, версия образования серебристых облаков, которая мне, непрофильному специалисту, нравится больше всего, следующая:
Летом при высоких перепадах температур между нижними и верхними слоями атмосферы возникают сильные восходящие потоки воздуха, уносящие частицы водяного пара на большие высоты, где при экстремально низких температурах и наличия центров конденсации в виде несгоревших в атмосфере космических частиц-метеоров происходит превращение пара в кристаллики льда, застилающие небо ровным тонким слоем.
Вообще Катя занимается взаимодействием океана и атмосферы, ходит в рейсы в море. Рассказывает она про это в своём блоге. Ещё у Кати есть подкаст "Учёные жёны" про женщин в науке. Спойлерить не буду, зайдите послушайте.
А вы видели когда-нибудь серебристые облака? Фото сделано сотрудниками ИФА РАН.
Отвлечемся немного от ядерной и квантовой физики и поговорим о более простых и красивых вещах. Речь пойдет о серебристых облаках.
Пост написан совместно с Катей – ученой-метеорологом. Она работает в Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, где изучают, в том числе, серебристые облака.
Про облака вертикального развития (кучевые), которые могут вызывать осадки и возникают из-за адиабатического расширения и дальнейшей конденсации водяного пара, я рассказывал здесь. Серебристые облака, конечно же, не вызывают осадков, поскольку состоят из кристаллов льда. Они располагаются на высоте выше 70 км (по разным оценками в разные годы диапазон варьируется) тонким слоем, и увидеть их – та еще задача. Днем они засвечиваются солнцем и сливаются с небом, а ночью света недостаточно, чтобы их увидеть. Лучше всего их видно в сумерки, когда солнце находится немного под горизонтом. Тогда все остальные облака, расположенные ниже, остаются в тени, и наступает недолгий промежуток времени, когда можно насладиться видом серебристых облаков.
Так как длительность сумерек в разных широтах разная, такие облака наблюдаются не везде. Одно из наилучших мест наблюдения – наша средняя полоса в летний период (июль-август), т.к. на севере летом – полярный день, и солнце не заходит за горизонт, а к югу от нас сумерки слишком короткие, а ночи слишком темные. В общем, сейчас – самое время.
Как образуются серебристые облака?
Эти облака, как и многие другие, являются скоплениями кристалликов льда, и для их образования нужно сочетание трех факторов:
Если с низкой температурой все понятно и изучено, то с остальными двумя пунктами до сих пор до конца не ясно.
Как водяной пар может достигнуть такой большой высоты?
Существует не одна гипотеза на эту тему. Есть вероятность, что именно в летний период из-за разогрева земли образуются мощные восходящие потоки воздуха (про циклоны я, кстати, писал здесь), которые уносят молекулы воды из области высокого давления в область низкого давления в верхние слои атмосферы. Здесь, по-видимому, чем больше разница температур между этими слоями, тем быстрее и выше будет подниматься пар.
Что является ядрами конденсации пара?
Если в низко расположенных облаках такими центрами являются поднимающиеся с земли пылинки или частицы морской соли, то на высоте 70-80 км их существование сомнительно. Но на этой высоте мы наблюдаем еще одно красивое явление – «падающие звезды» – метеоры. Именно несгоревшие в атмосфере мелкие (еще более мелкие, чем сгоревшие) частицы метеоров – пылинок, прилетевших из космоса, – являются наиболее подходящей версией ядер конденсации пара в серебристых облаках.
Таким образом, версия образования серебристых облаков, которая мне, непрофильному специалисту, нравится больше всего, следующая:
Летом при высоких перепадах температур между нижними и верхними слоями атмосферы возникают сильные восходящие потоки воздуха, уносящие частицы водяного пара на большие высоты, где при экстремально низких температурах и наличия центров конденсации в виде несгоревших в атмосфере космических частиц-метеоров происходит превращение пара в кристаллики льда, застилающие небо ровным тонким слоем.
Вообще Катя занимается взаимодействием океана и атмосферы, ходит в рейсы в море. Рассказывает она про это в своём блоге. Ещё у Кати есть подкаст "Учёные жёны" про женщин в науке. Спойлерить не буду, зайдите послушайте.
А вы видели когда-нибудь серебристые облака? Фото сделано сотрудниками ИФА РАН.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥17❤3👍3🆒1
Вот ещё вам любительской съемки серебристых облаков. Здесь как раз видно, что более низкие остаются в тени.
Forwarded from Окружающий четверг
#Серебристые облака 23:30 16 июня 2025
Спасское Нижегородской области
Спасское Нижегородской области
👍10🔥4❤3
Как возникает полярное сияние?
Раз уж начали отвлекаться на природные явления, можно и немного продолжить. Пусть ядерная физика еще немного подождет, а мы насладимся прекрасным. На этот раз полярным сиянием.
Причина возникновения
У нас на Земле есть уникальный и замечательный барьер, защищающий от всего, летящего из космоса - атмосфера. Но есть еще один дополнительный барьер, который дополнительно защищает от заряженных частиц, прилетающих из космоса. Этим барьером является магнитное поле Земли, силовые линии которого выходят из северного магнитного полюса и приходят в южный, образуя поверхность тора (бублика). Кстати, северный географически полюс на самом деле южный магнитный, и наоборот. Ближайшим источником заряженных частиц является Солнце. Вообще Солнце – это огромный и постоянно взрывающийся термоядерный реактор, который выбрасывает в результате своей деятельности большое количество самых разных частиц в космос.
А из школьной физики мы знаем, что на заряженную частицу, попавшую в магнитное поле, действует сила Лоренца, заставляя ее двигаться по окружности. Таким образом, попав в магнитное поле земли, частицы двигаются по спирали вдоль его линий. А т.к. магнитные линии в районе полюсов перпендикулярны поверхности земли и пронизывают ее, все заряженные частицы сосредотачиваются в областях вокруг этих полюсов, и попадают в верхние слои атмосферы.
Как появляется свечение?
Попадая в верхние слои атмосферы, частицы сталкиваются с её атомами и переводят их в возбужденное состояние, когда электрон переходит на уровень с большей энергией. Квантовую физику по этой теме, все-таки, придется вспомнить. Чтобы снять возбуждение электрон прыгает обратно на свой уровень с минимальной энергией и испускает фотон в диапазоне длин волн видимого света. Это явление называется люминесценцией.
Отчего зависит цвет сияния?
Здесь три зависящих друг от друга фактора:
1️⃣ Спектр видимого света, как мы знаем, содержит в себе цвета разных длин волн. Самая низкая длина волны (и самая большая энергия) у фиолетового, а самая длинная волна (и самая низкоэнергетическая) – у красного.
2️⃣ Чем медленнее двигается частица, тем больше вероятность того, что она переведет атом в возбужденное состояние, т.к. она взаимодействует с ним дольше, в отличие от быстрых частиц, пролетающих мимо атома, который их даже не замечает.
3️⃣ Плотность атмосферы снижается с увеличением высоты.
Таким образом, на больших высотах меньше вероятность возбудить атомы кислорода и азота, а если и есть, то возбудятся они слабенько, т.е. испустят низкоэнергетическую волну красного цвета. И по интенсивности свечение будет слабенькое, из-за маленького количества возбужденных атомов.
На более низких высотах частица уже снижает свою скорость, благодаря торможению в верхних слоях атмосферы и охотнее возбуждает атомы передавая им больше энергии, а те, в свою очередь испускают более высокоэнергетический зеленый свет. И на низких высотах свечение более интенсивное, поскольку плотность атмосферы достаточно высока, и большое число атомов участвуют в этом процессе.
В редких случаях, если частица была изначально очень быстрая, и после возбуждения зеленого света у нее еще остается кинетическая энергия, она может попасть в еще более низкие слои и вызвать высокоэнергетическое и интенсивное свечение синего и фиолетового цветов.
Вот такую красоту подкидывает нам природа. Поделитесь с тем, кто не знает, почему появляется полярное сияние.
Раз уж начали отвлекаться на природные явления, можно и немного продолжить. Пусть ядерная физика еще немного подождет, а мы насладимся прекрасным. На этот раз полярным сиянием.
Причина возникновения
У нас на Земле есть уникальный и замечательный барьер, защищающий от всего, летящего из космоса - атмосфера. Но есть еще один дополнительный барьер, который дополнительно защищает от заряженных частиц, прилетающих из космоса. Этим барьером является магнитное поле Земли, силовые линии которого выходят из северного магнитного полюса и приходят в южный, образуя поверхность тора (бублика). Кстати, северный географически полюс на самом деле южный магнитный, и наоборот. Ближайшим источником заряженных частиц является Солнце. Вообще Солнце – это огромный и постоянно взрывающийся термоядерный реактор, который выбрасывает в результате своей деятельности большое количество самых разных частиц в космос.
А из школьной физики мы знаем, что на заряженную частицу, попавшую в магнитное поле, действует сила Лоренца, заставляя ее двигаться по окружности. Таким образом, попав в магнитное поле земли, частицы двигаются по спирали вдоль его линий. А т.к. магнитные линии в районе полюсов перпендикулярны поверхности земли и пронизывают ее, все заряженные частицы сосредотачиваются в областях вокруг этих полюсов, и попадают в верхние слои атмосферы.
Как появляется свечение?
Попадая в верхние слои атмосферы, частицы сталкиваются с её атомами и переводят их в возбужденное состояние, когда электрон переходит на уровень с большей энергией. Квантовую физику по этой теме, все-таки, придется вспомнить. Чтобы снять возбуждение электрон прыгает обратно на свой уровень с минимальной энергией и испускает фотон в диапазоне длин волн видимого света. Это явление называется люминесценцией.
Отчего зависит цвет сияния?
Здесь три зависящих друг от друга фактора:
Таким образом, на больших высотах меньше вероятность возбудить атомы кислорода и азота, а если и есть, то возбудятся они слабенько, т.е. испустят низкоэнергетическую волну красного цвета. И по интенсивности свечение будет слабенькое, из-за маленького количества возбужденных атомов.
На более низких высотах частица уже снижает свою скорость, благодаря торможению в верхних слоях атмосферы и охотнее возбуждает атомы передавая им больше энергии, а те, в свою очередь испускают более высокоэнергетический зеленый свет. И на низких высотах свечение более интенсивное, поскольку плотность атмосферы достаточно высока, и большое число атомов участвуют в этом процессе.
В редких случаях, если частица была изначально очень быстрая, и после возбуждения зеленого света у нее еще остается кинетическая энергия, она может попасть в еще более низкие слои и вызвать высокоэнергетическое и интенсивное свечение синего и фиолетового цветов.
Вот такую красоту подкидывает нам природа. Поделитесь с тем, кто не знает, почему появляется полярное сияние.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍7🔥7❤3🆒1