Эффект Доплера
Данный эффект, теоретически обосновал австрийский физик Кристианом Доплером в 1842 г. Подтвердить на практике явление Доплера по отношению к звуку и свету получилось позже. Предположим, человека, стоящего на обочине и в его сторону едет пожарная машины со включенной сиреной. Поначалу испытуемый будет слышать более высокочастотный звук, но как только транспорт сравняется с человеком, он услышит действительную частоту звука сирены, Чем дальше источник звука, тем ниже его чистота.
Данное явление используется в датчиках скорости. Радиосигналы, исходящие от радара, отражаются и возвращаются. То насколько изменилась частота, напрямую связано со скоростью транспорта. При сравнивании скорости и изменения частоты, рассчитывается скорость. Помимо этого явление Доплера часто используется в медицине. Основываясь на этом эффекте работают аппараты ультразвуковой диагностики. Явления Доплера ещё используют в оптике, акустике, радиоэлектронике, астрономии, радиолокации. Помимо этого данное явление способствовало развитию современной физики.
На данном явление основано доказательство теории Большого взрыва. При попытке увидеть далекие галактики появляется красное смещение – сдвиг спектральных линий в красную сторону спектра. Данный сдвиг можно объяснить используя эффект Доплера.
Парадокс Мпембы (горячая вода замерзает быстрее холодной)
Это явление обнаружили ещё во времена Аристотеля. Но несмотря на то, что этот факт был замечен очень давно, он не имел научного обоснования. И только в 1963 г начали проводиться научные работы целью, которых являлось выяснение причины этого явления. Парадокс Мпембы не соответствует первому закону термодинамики, из которого следует что одна энергия перетекает в другую. До того как затвердеть горячая жидкость, должна охладиться, и по идее из-за этого процесс затвердения должен проходить дольше.
Но на практике получается наоборот. Это явление не давало покоя школьнику Эрасто Б. Мпемба, и он спросил об этом учителя физики, преподававшего. Когда мальчик делал домашнее мороженое, то обнаружил, что у стакана с горячим веществом уходит меньше времени на превращение в лед, при схожем составе субстанции. Учитель, услышав вопрос Эрасто, сказал мальчику, о том что эффект о котором он говорит не согласовывается первым закон термодинамики, и поэтому этого не может быть. Но когда его школу посетил знаменитый физик Осборн, Мпембе спросил у него то же самое, этот вопрос вызвал неподдельный интерес ученого. И с 1963 г Осборн, стал работать над этим вопросом, в итоге опубликовал статью на эту тему, в журнале educacion. Несмотря на это однозначного ответа о причине данного парадокса, получено не было.
Была выдвинута гипотеза, что нагретая жидкость охлаждается быстрее, из-за выделения большого количества испарений, вследствие чего объем жидкости в контейнере уменьшается. Таким образом получается заморозить меньшее количество жидкости. Но в результате практических испытаний потеря объема оказалась незначительной, что опровергло эту гипотезу.
Вот ещё несколько вариантов объяснения парадокса Мпембы:
- Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а, значит, и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу. При дополнительном механическом перемешивании воды в контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
- По мере нагревания водородные связи ослабевают, и молекулы воды в кластерах занимают такие позиции, из которых им проще переходить к кристаллической структуре льда. В холодной воде всё происходит так же, но энергии на разрыв водородных связей требуется больше — поэтому замерзание происходит медленнее.
Эффект Баушингера
Существует множество вещей, явлений, процессов, которые мы считаем абсолютно обычными, так как встречаемся с ними в повседневной жизни, но зачастую такие на первый взгляд простые вещи имеют сложное научное обоснование. Например, если в землю воткнуть арматуру, и кому-нибудь понадобиться её вытащить, он интуитивно начинает качать её из стороны в сторону, чувствуя, что с каждым новым толчком металл становится более податливым. Оказывается на этом примере было показано явление Баушингера - это эффект заключается в снижении предела упругой деформации, если перед этим произвести небольшую пластическую деформацию с противоположным знаком.
Как вы можете увидеть, кривая деформации показывает начальную нагрузку образца до малых значений пластической деформации и следующую за этим разгрузку. При повторной нагрузке в противоположном направлении деформировать материал становиться проще, чем если бы мы деформировали его, нагружая материал в то же направление, что и в прошлый раз. Эффект можно заметить при небольших значениях (до 1%) предварительной деформации, уменьшаясь при увеличении её величины.
Германский инженер-механик Иоганн Баушингер являлся профессионалом в сфере испытаний материалов, применяемых в строительстве. Работал в Мюнхенской высшей технической школе, где создал лабораторию для проведения исследовательских работ связанных с материалами, где исследовал и выявил интересные особенности стали, цементных, деревянных и каменных материалов. Особенно Баушингера интересовала реакция металлических строительных материалов на воздействие разных температур, а также он часто подвергал их повторным нагрузкам.
Также он являлся первым кто, хотел стандартизировать методы строительства и производства материалов, использующихся при строительстве, для этого в 1884 году была созвана конференция ученых в Мюнхене, затем он организовал подобное собрание в Дрездене, а также международную конференцию в Берлине. Вследствие его усилий в 1896 году была основана Германская ассоциация испытаний материалов.
Благодарен вам за то что уделили время этому посту. Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, и до скорой встречи
Отдельную благодарность хочу выразить: Tiriet, Иван и Эпонимы
#интересные факты #факты #наука #научпоп #наука и образование #физика #удивительное #образование #явление #познавательное
