Физика с Эдуардом

📢Солнечная система. Планеты земной группы ❗️Солнечная система — звёздная система в галактике Млечный Путь, включающая Солнце и космические объекты, обращающиеся вокруг него: планеты, их спутники, карликовые планеты, кометы и другое (рис. 1). Она была сформирована около 4,6 миллиардов лет назад из газа и пыли в результате гравитационного схлопывания облака вещества. ⚡️Мы поговорим о планетах земной группы (рис. 2). Эти планеты относительно небольшие и плотные, состоят из металлов и минералов. ☀️ Солнце — звезда класса «жёлтый карлик». Температура поверхности превышает 5 700°C. Именно благодаря солнечному свету и теплу на Земле существует жизнь. 🪐 Меркурий — самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета Солнечной системы. Меркурий лишь немного больше Луны. Год на планете — всего 88 земных суток. Названа планета по имени древнеримского бога торговли и хитрости. 🪐 Венера — вторая планета от Солнца. Облака Венеры хорошо отражают солнечный свет, поэтому на земном небе планета светится ярче других. Возможно, именно поэтому древние римляне связали её с богиней красоты и любви. Продолжительность года — 225 земных суток. 🪐 Земля — третья планета от Солнца. Уникальные условия Земли позволили развиться на планете жизни. Земля имеет спутник — Луну 🌕. Притяжение Луны влияет на земную воду, вызывая приливы и отливы. Земля — единственная планета, название которой не связано с мифологией. 🪐 Марс — четвертая планета от Солнца. Учёные считают Марс самой перспективной планетой для освоения, поскольку погодные условия на ней довольно приемлемы для человека. Год на Марсе длится 687 земных суток. Планета имеет два спутника — Фобос и Деймос. Из-за красного цвета древние римляне назвали планету именем бога войны. Интересно! Существует крупнейшая карликовая планета Солнечной системы – Плутон 🪐. Первоначально Плутон считали девятой классической планетой, но с 2006 года он считается карликовой планетой.

📢Альберт Эйнштейн ❗️Альберт Эйнштейн (1879-1955 гг.) – один из величайших умов в истории человечества. Он был физиком, писателем и ученым-теоретиком (см. рис.). ❗️Достижения Эйнштейна: 🟠Теория относительности Эйнштейн разработал теорию относительности, которая стала революцией в физике. Он доказал, что время и пространство не являются абсолютными понятиями, а зависят от движения наблюдателя. ⚫️Эквивалентность массы и энергии Ученый вывел знаменитую формулу E=mc², которая установила эквивалентность массы и энергии. 🟠Теория фотоэффекта Эйнштейн предложил объяснение фотоэффекта, который приводит к тому, что поверхность металлов испускает электроны при облучении светом. Это положило начало квантовой механике. Ученый был удостоен Нобелевской премии по физике за данное открытие. ⚫️Броуновское движение Так называется хаотичное передвижение крошечных частиц в воде. Эйнштейн создал статистико-математическую модель броуновского движения частиц на основе молекулярной теории. Эта модель четко показывала не только размер молекул, но и их количество в единице объема. 🟠Конденсат Бозе-Эйнштейна Это состояние было впервые предсказано Альбертом Эйнштейном после новаторской статьи индийского физика Бо́зе о новой области, ныне известной как квантовая статистика. Первый такой конденсат был получен экспериментально только в 1995 году. ⚫️Теория единого поля В последние годы жизни Эйнштейн работал над теорией единого поля, которая объединяла все фундаментальные взаимодействия в природе. ⚡️Эти и множество других работ Альберта Эйнштейна сделали невероятный прорыв в физике и оказали большое влияние на развитие науки во всем мире.

📢Путешествие во времени ⚡️Сразу отмечу, что перемещение во времени является фантастической концепцией, которая не имеет научного обоснования или доказательств. Оно подразумевает возможность перехода из одного момента времени в другое. Но возможно ли это? ❗️Ответ на данный вопрос неочевиден: британский физик Стивен Хокинг утверждает, что отсутствие гостей из будущего можно объяснить тем, что прошлое уже «застыло»: мы наблюдали его и убедились, что там нет таких областей, благодаря которым удалось бы попасть туда из будущего. С другой стороны, будущее неизвестно и открыто, и там вполне может найтись нужная область. То есть если путешествия во времени возможны, то только в будущее. ❗️Примерно понятно, почему нас не одолевают толпы туристов из будущего, но повисает вопрос: как избежать проблем, возникающих, если кто-то сможет вернуться в прошлое и изменить ход событий? Предположим, например, что вы попали в прошлое и убили своего прапрадеда, когда тот был еще мальчиком. Существует множество вариантов этого парадокса, но все они, в сущности, сводятся к одному и тому же: возможность изменять прошлое ведет к противоречиям. ❗️Возможно ли путешествие во времени на макроскопическом уровне (это масштаб длины, на котором объекты возможно увидеть невооруженным глазом)? Американский физик Ричард Фейнман допускает подобное, но Хокинг считает это невозможным, утверждая, что существует некая «гипотеза защиты хронологии», согласно которой законы физики «сговорились», чтобы не позволить макроскопическим телам передавать информацию в прошлое. ⚡️В любом случае, вопрос о возможности путешествовать во времени остается открытым. Больше в моем ТГ- канале - t.me/...ard

📢Популярные заблуждения в физике ❗️Физика наполнена множеством неверно истолкованных явлений и мифов. Сейчас я развею три распространенных заблуждения. 🗣️: «Вес и масса – одно и то же». В жизни данные понятия равноправны, но в физике это разные величины. Даже с точки зрения математики они неодинаковы, так как вес – векторная величина, а масса – скалярная. Но давайте поговорим об их физическом смысле. Вес – это сила, с которой тело давит на опору или подвес. На горизонтальной плоскости он равен произведению массы тела на ускорение свободного падения. Единица измерения – Ньютон. Масса – это мера инертности тела. Она показывает, как тело сопротивляется изменению скорости и как участвует в гравитационном взаимодействии, то есть как сильно притягивается к планете. Основная единица измерения – килограмм. 🗣️: «Тяжелые предметы падают быстрее, чем легкие». На самом деле, все тела падают на поверхность Земли с одинаковым ускорением. Это доказал итальянский ученый Галилей. Но вы можете возразить: «Нет! Шар для боулинга упадет быстрее пера!», и вы будете правы. Но почему так? Дело в сопротивлении воздуха. На перо оно оказывает большее влияние, чем на шар. По этой причине шар для боулинга упадет быстрее пера. Если же поместить два этих предмета в вакуум, то сопротивление воздуха действовать на них не будет, и в результате шар с пером упадут на землю одновременно. 🗣️: «Всего существует 3 агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное». В общем, физикам известно множество агрегатных состояний. Поговорим об одном из них. Не многие знают о существовании плазмы (см. рис). Она образуется при нагревании газа. Когда температуры очень высокие, некоторые электроны отсоединяются от своих ядер и начинают хаотично летать среди газового облака. В результате образуется ионизированный газ. Примером использования плазмы служит сварка. Существуют и другие агрегатные состояния вещества. Например, конденсат Бо́зе-Эйнштейна, аморфные тела, сверхтекучие жидкости и прочее.

📢История развития физики ❗️Физика - это наука, которая изучает фундаментальные свойства природы. Её развитие можно разделить на несколько периодов: 🟧Античность (VIII век до н.э. - V век н.э.): философы античности пытались объяснить природу мира с помощью философских концепций. Одним из наиболее известных философов того времени был Аристотель, который развил теорию четырех элементов: воздуха, земли, огня и воды. ◾️Средневековье (V век - XV век): физика средневековья была связана с религиозными и философскими идеями. Наиболее выдающимся ученым того времени был Фома Аквинский, который объединил философские и духовные аспекты с научными методами. 🟧Эпоха возрождения (XV-XVII вв.): физика стала развиваться отдельной наукой, отражая научное сознание и методологию. Наиболее известными физиками того времени были Николай Коперник, который выдвинул теорию гелиоцентризма, и Галилео Галилей, который изучал движение тел и опубликовал первый трактат о механике. ◾️Новое время (XVII-XIX вв.): физика стала сильнее зависеть от экспериментальных данных и математических методов. Наиболее знаменитые ученые того времени: Исаак Ньютон, который вводил понятие гравитации и законов движения, и Джеймс Максвелл, разработавший электромагнитную теорию. 🟧XX век: физика стала еще более динамичной с развитием таких теорий, как квантовая механика, теория относительности и стандартной модели частиц. Наиболее важными учеными того времени были Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и Ричард Фейнман. ◾️Наше время: физика остается одной из наиболее актуальных наук и в нынешнее время. Она имеет огромное значение для промышленности, экономики и общества в целом. Она помогает создавать новые технологии, улучшать энергоэффективность и повышать качество жизни людей.

📢Эксперимент Шредингера ❗️Эксперимент Шредингера – это один из самых известных и философски значимых экспериментов в квантовой механике, проведенный немецким физиком Э. Шредингером (рис. 1). ❗️Суть эксперимента: В закрытом ящике находятся кот, емкость с кислотой и радиоактивное вещество. В течение часа атом вещества может распасться в любой момент, а может и не распасться. Если он распадется, счетчик Гейгера засечет радиацию, механизм разобьет колбу с газом, и кот погибнет. Если нет, то кот останется жив (рис. 2). Эксперимент демонстрирует квантовую концепцию «суперпозиции состояний»: кот и атомное ядро якобы существуют во всех возможных состояниях одновременно. При этом для каждого определена вероятность, с которой ядро и кот в нём находятся. До того как ящик открывают, система «кот — ядро» находится в состоянии «ядро распалось, кот мёртв» с вероятностью 50 % и в состоянии «ядро не распалось, кот жив» с вероятностью 50 %. То есть кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно. ⚡️Эксперимент Шредингера является классическим примером дискуссии о роли наблюдателя в квантовой механике и возможности существования неоднородного мировоззрения, где теория и реальность могут существовать параллельно друг с другом в неопределенном состоянии.

📢Теория относительности ❗️Теория относительности – это фундаментальная теория, которая описывает физические законы в условиях движения со скоростями близкими к скорости света. Она состоит из двух частей: специальной и общей. Создал данную теорию Альберт Эйнштейн в начале XX века. 🟧Специальная теория относительности (СТО) объясняет, что пространство и время неразрывно связаны и зависят от относительной скорости движения наблюдателя. Важными понятиями здесь являются инерциальная система отсчета, световой курсор и принцип относительности. СТО применяется в физике и астрономии. Она значительно расширила понимание физики в целом, а также существенно углубила знания в области физики элементарных частиц. 🟧Общая теория относительности (ОТО) расширяет специальную теорию и описывает влияние гравитации на пространство и время. Этот подход основан на понятии изогнутости пространства-времени, которое зависит от массы и распределения тел. С помощью данной теории космология и астрофизика сумели предсказать многие необычные явления. ❗️Теория Эйнштейна базируется на двух основных принципах: 🟠Принцип относительности: физические законы сохраняются даже для тел, являющихся инерциальными системами отсчета, т. е. двигающимися на постоянной скорости относительно друг друга. 🟠Принцип скорости света: скорость света остается неизменной для всех наблюдателей, независимо от их скорости по отношению к источнику света. ❗️В своей знаменитой статье Эйнштейн объединил массу и энергию в простой формуле, которая с тех пор известна многим: E=mc^2 (эквивалентность массы и энергии), где E – энергия, m – масса, c – скорость света. Согласно теории великого физика, когда скорость тела увеличивается, приближаясь к скорости света, увеличивается и его масса. Т.е. масса и энергия являются эквивалентными и могут быть преобразованы друг в друга. ⚡️В современной науке теория относительности считается одной из самых точных научных теорий, которая успешно проверяется на практике и используется в решении многих задач.

Галилео Галилей Галилео Галилей (1564-1642) - итальянский ученый и математик, который сделал множество важных открытий и достижений в науке (рис. 1). Достижения Галилея: ● Эксперимент со свободным падением. Галилео провел эксперименты со свободным падением тел и выяснил, что все тела падают на Землю с одинаковым ускорением, независимо от их массы. Это открытие стало основой для будущих теорий о гравитации. ● Формулировка закона инерции. Звучал данный закон так: тело сохраняет свою скорость постоянной, или покоится, если на него не действуют другие тела. Принцип инерции Галилея был повторен И. Ньютоном в качестве первого закона механики. ● Обоснование новой модели Солнечной системы. Галилео поддерживал теорию Коперника, согласно которой Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли (рис. 2). Но данное открытие противоречило Святому писанию и авторитету церкви, поэтому ученый был вынужден на коленях произнести унизительный текст отречения. После этого его отправили на родину и посадили под домашний арест, где он и умер. ● Изучение Луны. Галилео был первым, кто смотрел на Луну через телескоп и записал свои наблюдения. Он обнаружил, что поверхность Луны имеет горы, долины и кратеры, а также что она не является гладким телом, как считали до этого. ● Открытие спутников Юпитера. Галилео открыл, что Юпитер имеет четыре больших спутника, которые кружат вокруг планеты. Это показало, что не только Земля обращается вокруг Солнца, но и другие планеты имеют свои спутники. ● Развитие математической методики. Галилео активно развивал математические методы, которые затем стали основой для будущих научных исследований. Это только некоторые из достижений Галилея, которые сделали его одним из самых влиятельных ученых в истории.

Исаак Ньютон Исаак Ньютон (1642-1727) - английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики и математического анализа. Достижения Ньютона: ● Законы движения. Ньютон разработал три общие закона движения, которые служат основой механики и объясняют, как объекты движутся под воздействием силы. ● Закон всемирного тяготения. Ньютон доказал, что все объекты во Вселенной взаимодействуют с помощью силы тяготения, которая зависит от массы и расстояния между ними. Этот закон помог понять, как функционирует наша солнечная система и почему планеты движутся по орбитам. ● Оптика. Ньютон проведя серию опытов показал, что белый свет содержит в себе все цвета спектра, создав при этом первый рефракционный телескоп и основу для современной оптики. ● Работа над математической вселенной. Ньютон создал теорию волновой оптики, исследовал вращение твердого тела в космосе и доказал теорему о вращении, а также разработал теорию о минимизации силы в природе. ● Методы математического анализа. Ньютон создал методы дифференциального и интегрального исчисления, которые являются фундаментальными для математики и физики. Благодаря этим методам стало возможным более точно описывать и предсказывать поведение объектов в движении. Исаак Ньютон по праву считается величайшим ученым, который сделал много важных открытий. Самыми главными достижениями исследователя считаются сформулированные им физические законы, которые стали основой для последующего развития науки.

Что такое гало и как оно образуется? Гало – оптическое явление. Оно возникает в результате отражения и преломления света на льдяных или кристаллических частичках в атмосфере. В зависимости от размера частиц и угла падения света, гало может иметь различные формы и цвета. Обычно данное явление появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Как отличить гало от радуги? Существует несколько способов определить, что перед нами: 🔘 Гало всегда возникает вокруг Солнца. Радугу обычно видят, когда стоят спиной к Солнцу; 🔘 Радуга имеет весь цветовой спектр, в то время как гало в большинстве случаев окрашено слабо, в основном присутствуют только красный и оранжевый цвета.

Вы никогда не задумывались над тем, почему небо голубое? Дело в том, что атмосфера Земли лучше рассеивает синий цвет, чем другие цвета. От Солнца идёт широкий диапазон длин волн света, который охватывает разные цвета: красный, оранжевый, жёлтый, зеленый, синий, фиолетовый. Когда свет от Солнца достигает земную атмосферу, он начинает рассеиваться в разные стороны из-за крошечных молекул газа, состоящих в основном из азота и кислорода. Поскольку синий цвет имеет более короткую длину волны, он сильнее рассеивается, чем, например, красный или желтый цвет. Именно по этой причине мы видим небо голубым. Интересное замечание: фиолетовый цвет рассеивается сильнее синего, но из-за того что в солнечном свете не так много фиолетового и наши глаза более чувствительны к синему цвету, мы видим небо голубым, а не фиолетовым.