Немецкая компания, специализирующаяся в области оптики. Основана как мастерская по производству точной оптики немецким изобретателем Карлом Цейсом. Компания имеет высокую репутацию на рынке оптики и словосочетание «цейссовская оптика» означает высшее качество.
Выталкивающая или гидростатическая подъёмная сила, действующая на тело, погруженное в жидкость
Высокотемпературная гранецентрированная модификация (γ-фаза) железа и его сплавов. Названа в честь английского металловеда сэра Уильяма Чандлера Робертс-Остина.
Термин квантовой физики, описывающий элементарные частицы, которые подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Эти частицы названы в честь индийского физика Шатьендры Ната Бозе. Элементарные частицы иного вида, которые подчиняются статике Ферми – Дирака, называются фермионами. Фермионами являются электроны, бозонами – протоны и нейтроны. Самый знаменитый в настоящее время бозон – бозон Хиггса.
Квантовая механика оперирует понятиями, которые трудно представить, хотя они существуют. Одним из таких понятий является спин.
В 1927 году физик Поль Дирак, чтобы создать полностью релятивистскую квантовую теорию, объединил одним математическим описанием квантовую механику и эйнштейновскую специальную теорию относительности. При этом проявилось такое свойство, как спин электрона. Это свойство очень условно можно было представить в виде вращения отрицательно заряженного электрона вокруг своей оси, который тем самым генерирует небольшое локальное магнитное поле. Сегодня мы представляем спин электрона с точки зрения его возможной ориентации – условно говоря, вверх или вниз
Элементарная частица, объясняющая происхождение массы других элементарных частиц. Её существование было предсказано в 1960-х годах Питером Хиггсом.
Наш кинозал
Бозон Хиггса. Пятое фундаментальное взаимодействие
Кирпичики Вселенной: что такое Бозон Хиггса
Беспорядочное движение микроскопических видимых взвешенных в жидкости или газе частиц твёрдого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа. Было открыто в 1827 году Робертом Броуном (Брауном) и названо в его честь.
Всем известно, что все вещества состоят из молекул и атомов. Они находятся в непрерывном движении, но прямым наблюдением это движение обнаружить невозможно, потому что ни молекулы, ни атомы нельзя увидеть с помощью оптического микроскопа. Однако косвенным образом результат движения молекул себя обнаруживает как раз в броуновском движении. Впервые это явление наблюдал английский ботаник Роберт Броун (Браун).
В 1827 году Броун изучал под микроскопом поведение цветочной пыльцы в жидкости, Неожиданно он обнаружил, что споры в воде хаотично движутся без каких-либо видимых на то причин. Заинтересовавшись странным явлением, Броун провёл эксперименты с пылью множества других веществ и установил, что явление имеет место для любых мелких частиц. Но объяснить это явление не смог ни он и ни один другой физик в течение последующих 85 лет. Объяснение броуновского движения предложил в в 1905 году Альберт Эйнштейн. Согласно этому объяснению, пылинка, находящаяся во взвешенном состоянии в воде постоянно «бомбардируется» хаотично движущимися молекулами воды. Небольшой размер частицы приводит к тому, что количество ударов молекул с разных сторон не совпадает и частица движется в сторону, куда было направлено наибольшее число ударов.
Устройство, применявшееся на заре электротехники для получения электричества. Придуман и сооружён в 1800 году Алессандро Вольта. Состоял из чередующихся дисков двух металлов — цинка и меди, между которыми размещались прокладки, пропитанные соляным раствором или раствором серной кислоты (электролитом). Металлические пластины (цинка и меди) укладывались поочерёдно, образуя многослойный столб. Прокладки из ткани или картона, пропитанные электролитом, размещались между пластинами. В результате взаимодействия металлов с раствором на каждом слое возникала разность потенциалов, которая создавала постоянный электрический ток.
Вольтов столб стал первым стабильным источником тока, что позволило расширить исследования в области электричества и электрохимии.
.
Химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. В гальваническом элементе энергия окислительно-восстановительной химической реакции превращается в электрическую. Назван в честь Луиджи Гальвани.
Высокочувствительный прибор, названный в честь Луиджи Гальвани, который предназначен для измерения силы малых постоянных электрических токов. В отличие от обычных микроамперметров шкала гальванометра может быть проградуирована не только в единицах силы тока, но и в единицах напряжения, единицах других физических величин.
Генератор высокого напряжения, принцип действия которого основан на электризации движущейся диэлектрической ленты. Первый генератор был разработан американским физиком Робертом Ван де Граафом в 1929 году и позволял получать разность потенциалов до 80 киловольт. В 1931 и 1933 им же были построены более мощные генераторы, позволившие достичь напряжения в 1 миллион и 7 миллионов вольт соответственно.
Мысленный эксперимент 1867 года, а также его главный персонаж — воображаемое разумное существо микроскопического размера, придуманное британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом с целью проиллюстрировать кажущийся парадокс Второго начала термодинамики.
Один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики): на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ. Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется архимедовой или гидростатической подъёмной силой
Этот закон определяет максимальную энергию, которую можно получить от «гидравлического ветрового двигателя», или ветрогенератора. Закон Беца был открыт 1919 немецким физиком Альбертом Бетцем. По этому закону, механизм ветрогенератора может приобрести не более 59,3 процента от кинетической энергии ветра. Краткое объяснение этого закона следующее.
Чем сильнее турбина ветрогенератора тормозит воздух, тем больше забирает от него энергии. Но поток воздуха, проходящий через ветрогенератор, не может отдавать свою энергию на 100%, иначе его движение после прохождения турбины прекратится, что показано на рисунке. Чем медленнее будет двигаться отработанный воздух, тем сильнее он будет мешать работе ветрогенератора. Как всегда в случае наличия двух противоположных тенденций, их взаимодействие при некотором значении даёт максимум. Альберт Бетц составил дифференциальное уравнение, учитывающее совместное действие двух перечисленных причин и получил значение максимума кинетической энергии ветра, которую можно утилизировать в ветрогенераторе. Это значение оказалось равным 59.3%.
Физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем. Одна из формулировок этого закона такая: «Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка»
Физический закон, описывающий силу взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами в зависимости от расстояния между ними. Открыт в 1785 году французским инженером и учёным Шарлем Огюстеном Кулоном. Современная физика формулирует этот закон следующим образом:
Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы.
Наш кинозал
Закон Кулона
Эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника (или электрического напряжения) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника. Установлен Георгом Омом в 1826 году и назван в его честь.
Один из основных законов гидростатики, сформулированный французским учёным Блезом Паскалем в 1653 году. в следующем виде:
Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Закон Паскаля лежит в основе действия гидравлических домкратов и прессов
Наш кинозал
Принцип работы гидравлического домкрата
Закон Снеллиуса устанавливает числовое соотношение между углами падения и преломления луча при переходе из одной среды в другую. Если θ1 и θ2 — углы, соответственно, падения и преломления относительно нормали (см. рисунок) при переходе луча из одной среды в другую, а n1 и n2 — коэффициенты преломления этих сред, то имеет место соотношение:
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Смысл этого закона в том, что если известны коэффициенты преломления света в двух граничащих средах и угол падения луча, можно рассчитать, насколько отклонится луч после пересечения границы между средами.
Три важнейших закона классической механики, которые позволяют записать уравнения движения для любой механической системы, если известны силы, действующие на составляющие её тела. Впервые в полной мере сформулированы Исааком Ньютоном в 1687 году в книге «Математические начала натуральной философии». В ньютоновском изложении механики, широко используемом и в настоящее время, эти законы являются аксиомами, базирующимися на обобщении экспериментальных результатов
Физический факультет Кембриджского университета. Лаборатория создана в 1874 году как первая в мире учебно-научная лаборатория, где студенты могли как учиться, так и проводить исследования вместе с сотрудниками университета. Лаборатория названа в честь своего основателя, Уильяма Кавендиша, 7-го герцога Девоншира. Во время создания лаборатории он был канцлером Кембриджского университета и пожертвовал крупную сумму на открытие этой учебно-научной лаборатории при университете.
По состоянию на 2012 год 29 исследователей-сотрудников лаборатории получили Нобелевские премии
Один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных частиц.
Изобретена шотландским физиком Чарлзом Вильсоном между 1910 и 1912 годами. Принцип действия камеры использует явление конденсации перенасыщенного пара: при появлении в среде перенасыщенного пара каких-либо центров конденсации (в частности ионов, сопровождающих след быстрой заряженной частицы) на них образуются мелкие капли жидкости. Эти капли достигают значительных размеров и могут быть сфотографированы. Источник исследуемых частиц может располагаться либо внутри камеры, либо вне её (в этом случае частицы залетают через прозрачное для них окно).
Застывшие капли закалённого стекла, обладающие чрезвычайно высокими внутренними механическими напряжениями. Называются также Батавские слёзки (в честь Батавии — старого названия Голландии), а также болонские склянки. Подобные стеклянные капли были известны стеклодувам с незапамятных времён, однако внимание учёных они привлекли довольно поздно: где-то в середине 17-го века. Появились они в Европе (по разным источникам, в Голландии, Дании или Германии). В Англию их привёз принц Руперт Пфальцский. Технология изготовления «слёзок» держалась в секрете, но на поверку оказалась очень простой.
Механическая система, предназначенная для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот, названная в честь Исаака Ньютона. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.
Мысленный эксперимент, предложенный австрийским физиком-теоретиком, одним из создателей квантовой механики, Эрвином Шрёдингером, которым он хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим.
Два ученика спорили о том, насколько мудрым является их учитель. Один из них утверждал, что поставит учителя в тупик своим вопросом.
С утра юноша поймал бабочку и взял её плотно в свои ладони. Он решил, подойдя к учителю спросить, жива бабочка или мертва.
Если учитель скажет, что жива, – размышлял ученик, я слегка сожму ладони и покажу всем мертвую бабочку.
Если скажет, что мертва, то я разожму ладони, и бабочка взлетит. Так я обману учителя и выиграю спор.
Подойдя к учителю в присутствии других людей, юноша спросил:
– Учитель, жива или мертва бабочка у меня в ладонях?
Пристально глядя в глаза, учитель сказал:
– Всё в твоих руках…
Советский и российский научно-исследовательский институт. Основан 12 апреля 1943 года на базе секретной «Лаборатории №2». В научный центр под названием «Курчатовский институт» преобразован в 1991 году. Прежнее название – Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова
Поле электромагнитного, акустического или даже гравитационного излучения, амплитуда которого описывается функцией Бесселя первого рода. Настоящий луч Бесселя не дифрагирует. Это означает, что он распространяется не преломляясь и не рассеиваясь в отличие от, скажем, волны обычного света (или звука), которые рассеиваются после той точки, на которую были сфокусированы.
Маятник, используемый для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли.
Свой первый маятник длиной два метра Жан Фуко испытал ночью 8 января 1851 года в погребе своего дома в Париже. В феврале того же года, увеличив длину маятника до 11 метров, Фуко провёл ещё один эксперимент в Парижской обсерватории.
Самая эффектная демонстрация маятника состоялась в марте 1851 года в парижском Пантеоне, бывшей церкви святой Женевьевы, превращённой затем в Пантеон, усыпальницу выдающихся людей Франции. Фуко подвесил под куполом Пантеона металлический шар массой 28 кг на проволоке длиной 67 м. Конструкция подвеса позволяла маятнику свободно колебаться в любом направлении. Демонстрация была устроена по инициативе президента республики. За её удачное проведение Жан Фуко был удостоен высшей награды Франции, Ордена Почетного легиона. Сейчас в Париже имеются два маятника Фуко: один – в Пантеоне, а второй, меньшего размера – в Музее искусств и ремёсел.
Еще бóльший маятник, длиной в 98 метров был подвешен под куполом Исаакиевского собора. Но сейчас этот маятник снят и хранится в подвале собора.
Физическая лаборатория, построенная во дворе Кавендишской лаборатории специально для П. Л. Капицы. Лаборатория предназначалась, для исследований сильных магнитных полей и низких температур. На нее было истрачено 15 тысяч фунтов стерлингов, завещанных Королевскому обществу химиком- меценатом Людвигом Мондом . Такой чести и таких трат не удостаивался еще ни один из учеников Эрнеста Резерфорда. Торжественное открытие Мондовской лаборатории произошло в феврале 1933 года. В апреле 1934 года, работая в Мондовской лаборатории на созданной им самим установке, Капица впервые в мире получил жидкий гелий. Это достижение существенно продвинуло вперед физику низких температур. Несколько позже в том же году, во время очередного приезда в СССР, Капице сказали, что нового разрешения на выезд из страны ему не дадут. Специально для него постановлением СНК СССР был создан новый Институт физических проблем АН СССР, в который по межправительственной договоренности было доставлено все его оборудование из Кембриджа.
Электрическая схема или устройство для измерения электрического сопротивления. Предложен в 1833 году Самуэлем Хантером Кристи (Samuel Hunter Christie) и в 1843 году усовершенствован Чарльзом Уитстоном. Мост Уитстонаа — электрическое устройство, механическим аналогом которого являются аптекарские рычажные весы.
Престижная международная премия, присуждаемая ежегодно за выдающиеся достижения в области науки (физики и химии), медицины и биологии, за крупный вклад в литературу, а также за выдающиеся успехи в деле обеспечения мира между народами. Премия в области экономики, вручаемая одновременно, хотя и называется «Нобелевской премией», таковой не является. Основателем фонда премии является шведский химик, инженер и изобретатель Альфред Нобель (1833 – 1896).
Главное изобретение Нобеля – взрывчатое вещество динамит. Нобель завещал на основе своего имущества создать особый фонд, который будет вручать премии «тем, кто в течение предыдущего года принёс наибольшую пользу человечеству», в трёх областях науки, в литературе и в общественной деятельности, способствующей установлению мира во всём мире. В 1900-м году был этот фонд был создан, а вручение премий началось в 1901 году.
Называется также конденсационным облаком. Представляет собой облако водной аэрозоли, временно появляющееся при мощном взрыве во влажном воздухе. Названно в честь шотландского физика Чарлза Вильсона, изобретателя камеры Вильсона.
Физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией. Названа в честь австрийского физика Людвига Больцмана, сделавшего большой вклад в статистическую физику, в которой эта постоянная играет ключевую роль.
Постоянная Больцмана является числом, описывающим важную связь между механической и тепловой энергией, открытую австрийским физиком Людвигом Больцманом в рамках разработанной им статистической механики. Эта постоянная определяет связь энергии молекулы газа с температурой всего объёма газа. Постоянная Больцмана оказалась связанной с двумя другими постоянными, газовой постоянной, R, которая определяет общую энергию объёма газа и числом Авогадро, NA, определяющим число молекул, которое содержится в этом объёме:
KB = R / NA
Постоянная Больцмана стала ключом к пониманию того, как микросостояния системы (энергия каждой молекулы) связаны с ее макросостояниями (давлением, объёмом, температурой). С её помощью статистическая механика была связана с термодинамикой. Все тепловые явления в газе стало возможным объяснять движением мельчайших частиц, молекул, ещё до того, как эти частицы были открыты.
Основная константа квантовой теории, коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой. Впервые эта постоянная упомянута Максом Планком в работе, посвящённой тепловому излучению, и потому названа в его честь.
Фундаментальная физическая постоянная, определяющая соотношение между электрохимическими и физическими свойствами вещества. Названа в честь английского физика Майкла Фарадея (1791—1867), внёсшего большой вклад в исследование электричества. Для постоянной Фарадея F справедливо соотношение: F=e*N, где e - заряд электрона, а N — число Авогадро. В единицах Международной системы единиц (СИ) постоянная Фарадея равна F=96485,33289 Кл/моль. Постоянная Фарадея входит в качестве константы во второй закон Фарадея (закон электролиза). Численно постоянная Фарадея равна электрическому заряду 1 моля электронов.
Соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи, сформулированные Густавом Кирхгофом в 1845 году. Применение правил Кирхгофа к линейной электрической цепи позволяет получить систему линейных уравнений относительно токов или напряжений и, соответственно, при решении этой системы найти значения токов на всех ветвях цепи и все межузловые напряжения.
Правила Кирхгофа имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения многих задач в теории электрических цепей и практических расчётов сложных электрических цепей.
Поляризационное оптическое устройство, в основе принципа действия которого лежат эффекты двойного лучепреломления и полного внутреннего отражения.
Устройство изобрёл Уильям Николь в 1828 году
Принцип, отрицающий понятие абсолютного пространства Ньютона, сформулированный Эрнстом Махом в 1896 году. Исходя из принципа наблюдаемости, Мах выдвинул три условия возникновения инерционной массы:
1. Существование пространства и времени неразрывно связано с существованием физических тел. Удаление всех физических тел прекращает существование пространства и времени
2. Причиной существования инерциальных систем отсчёта является наличие далёких космических масс.
3. Инертные свойства каждого физического тела определяются всеми остальными физическими телами во Вселенной и зависят от их расположения
Распределение Максвелла описывает распределение молекул газа по координатам и скоростям при системном воздействии внешнего потенциального поля.
Электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от ~103 до ~10−2 ангстрема (или от ~102 до ~10−3 нм). Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году Вильгельмом Рёнтгеном
Одна из сил инерции, использующаяся при рассмотрении движения материальной точки относительно вращающейся системы отсчёта. Добавление силы Кориолиса к действующим на материальную точку физическим силам позволяет учесть влияние вращения системы отсчёта на такое движение. Иначе говоря, это сила, которую надо приложить к массивному телу, находящемуся на поверхности вращающегося диска, чтобы оно двигалось от центра диска, находясь на одном радиусе.
Названа по имени французского учёного Гаспара-Гюстава де Кориолиса, впервые описавшего её в статье, опубликованной в 1835 году.
Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли, может быть замечена при наблюдении за движением маятника Фуко. С ней также знакомы железнодорожники, работающие на двухколейных дорогах, где по каждой колее поезда движутся только в одну сторону. В Северном полушарии действие силы Кориолиса приводит к тому, что правые по ходу движения рельсы изнашиваются сильнее, чем левые. В Южном полушарии при идентичных условиях сильнее изнашиваются левые рельсы. Аналогичная ситуация происходит и с реками — в Северном полушарии их правые берега более крутые, а в Южном, наоборот, круче левые берега.
Сила Кориолиса ответственна также и за вращение циклонов и антициклонов: в Северном полушарии вращение воздушных масс происходит в циклонах против часовой стрелки, а в антициклонах — по часовой стрелке; в Южном — наоборот. Отклонение ветров (пассатов) при циркуляции атмосферы также проявление силы Кориолиса.
Наш кинозал
Что такое сила Кориолиса
Силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10—20 кДж/моль, открытые Й. Д. Ван дер Ваальсом в 1869 году. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, в современной науке он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей.
Серия международных конференций по обсуждению фундаментальных проблем физики и химии, проводимая в Брюсселе международными Сольвеевскими институтами физики и химии с 1911 года. Конгрессы финансировались из фонда, созданного бельгийским химиком Эрнестом Гастоном Сольве, изобретателем метода производства соды из поваренной соли. По традиции Сольвеевские конгрессы немногочислены, однако для участия в них приглашались звёзды физики и химии, что обеспечивало их высочайший уровень. Так, на первых конгрессах выступали А. Эйнштейн, М. Планк, X. Лоренц и другие корифеи физики и химии, многие из которых были лауреатами Нобелевской премии.
Стакан крепкого спиртного, как правило, коньяка, который в СССР официально получали все, кто работал на ядерных реакторах, как мирных, так и военных. Название происходило от фамилии сотрудника военной разведки в Японии, Михаила Иванова, который первым среди всех иностранцев побывал в эпицентрах ядерных взрывов в Хиросиме и в Нагасаки, и вылечился от лучевой болезни, возможно из-за того, что выпил перед посещением японский виски.
Газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.
Наш кинозал
Счётчик Гейгера – Мюллера
Замкнутый индукционный объёмный электрический ток, который возникает в электрических проводниках под действием изменяющегося со временем магнитного поля, пересекающего этот проводник. Другое название: вихревые токи.
Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Д. Ф. Араго (1786—1853) в 1824 г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем. Фуко также открыл явление нагревания металлических тел, вращаемых в магнитном поле, вихревыми токами.
Токи Фуко возникают под действием изменяющегося во времени (переменного) магнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в проводах и вторичных обмотках электрических трансформаторов.
Поскольку электрическое сопротивление массивного проводника может быть мало, то сила индукционного электрического тока, обусловленного токами Фуко, может достигать чрезвычайно больших значений. В соответствии с правилом Ленца токи Фуко в объеме проводника выбирают такой путь, чтобы в наибольшей мере противодействовать причине, вызывающей их протекание. Поэтому, в частности, движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с внешним магнитным полем. Этот эффект используется для демпфирования подвижных частей гальванометров, сейсмографов и других приборов без использования силы трения, а также в некоторых конструкциях тормозных систем железнодорожных поездов.
Температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах). Названа по имени Пьера Кюри, исследовавшего это явление. Точка Кюри для железа 1043 градуса Кельвина, для никеля – 627 градусов Кельвина
Прибор для измерения полного напора текущей жидкости (суспензии) или газа. Названа по имени её изобретателя, французского инженера-гидравлика Анри Пито.
В 1732 году Пито, измеряя скорость потока Сены, обнаружив, что многие из теорий того времени являются необоснованными. Он интуитивно открыл связь между статическим давлением и динамическим давлением движущейся жидкости, установив, что разница между ними пропорциональна квадрату скорости жидкости. После этого инженер и изобрёл прибор для измерения скорости жидкости, известный сегодня под названием трубка Пито. В 1858 году Анри Дарси усовершенствовал трубку Пито, которая до сих пор используется во многих областях, в том числе, в газоходах и вентиляционных системах в комплекте с дифференциальными манометрами, а также как составная часть трубки Прандтля в авиационных приёмниках воздушного давления для возможности одновременного определения скорости и высоты полёта.
Линейное дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее изменение в пространстве (в общем случае, в конфигурационном пространстве) и во времени чистого состояния, задаваемого волновой функцией, в гамильтоновых квантовых системах. Играет в квантовой механике такую же важную роль, как уравнения Гамильтона или уравнение второго закона Ньютона в классической механике или уравнения Максвелла для электромагнитных волн. Сформулировано Эрвином Шрёдингером в 1925 году, опубликовано в 1926 году. Уравнение Шрёдингера не выводится, а постулируется методом аналогии с классической оптикой, на основе обобщения экспериментальных данных
Уравнение Шрёдингера считается фундаментальным уравнением квантовой механики. Оно имеет такое же важное значение для квантовой механики, как законы движения Ньютона (особенно второй закон) для крупномасштабных явлений классической механики
Система уравнений, сформулированная Джеймсом Клерком Максвеллом на основе накопленных к середине 19-го века экспериментальных результатов? которая описывает электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах. Уравненения Максвелла сыграли ключевую роль в развитии представлений теоретической физики и оказали сильное, зачастую решающее влияние не только на все области физики, непосредственно связанные с электромагнетизмом, но и на многие возникшие впоследствии фундаментальные теории, предмет которых не сводился к электромагнетизму (одним из ярчайших примеров здесь может служить специальная теория относительности Эйнштейна).
Элементарным частицам присуща характеристика, соответствующая в макромире вращению. Эту характеристику называют «спин», что в переводе с английского означает «веретено». Спин выражается в единицах, равных постоянной Планка. В этих единицах спин может быть целым. Такие частицы называют бозонами в честь Ш. Бозе, вместе с А. Эйнштейном разработавшего статистику их поведения. Существуют также частицы, у которых спин полуцелый, то есть равный n + 1⁄2, где n — целое число. Статистику поведения этих частиц разработали Э. Ферми и П. Дирак.
Фермионами являются электроны, бозонами – протоны и нейтроны. Самый знаменитый в настоящее время бозон – бозон Хиггса.
Квантовая механика оперирует понятиями, которые трудно представить, хотя они существуют. Одним из таких понятий является спин.
В 1927 году физик Поль Дирак, чтобы создать полностью релятивистскую квантовую теорию, объединил одним математическим описанием квантовую механику и эйнштейновскую специальную теорию относительности. При этом проявилось такое свойство, как спин электрона. Это свойство очень условно можно было представить в виде вращения отрицательно заряженного электрона вокруг своей оси, который тем самым генерирует небольшое локальное магнитное поле. Сегодня мы представляем спин электрона с точки зрения его возможной ориентации – условно говоря, вверх или вниз.
Линии поглощения, видимые на фоне непрерывного спектра звёзд. Были открыты в 1802 году английским физиком и химиком Уильямом Волластоном и исследованы и подробно описаны немецким физиком Йозефом Фраунгофером в 1814 году при спектроскопических наблюдениях Солнца. Фраунгофер выделил и обозначил свыше 570 линий, причём сильные линии получили буквенные обозначения от A до K, а более слабые были обозначены оставшимися буквами. В настоящее время астрономы выделяют в спектре Солнца тысячи фраунгоферовых линий.
Фраунгоферов спектр позволяет судить о химическом составе звёздных атмосфер, так как в 1859 году Кирхгоф и Бунзен доказали, что спектральные линии однозначно характеризуют химические элементы, их излучающие. Так, было показано, что в атмосфере Солнца присутствуют водород, железо, хром, кальций, натрий и др. в разных стадиях ионизации. Именно на Солнце спектроскопическими методами был открыт гелий.
В термодинамике идеальный круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов. В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу за счёт обмена теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником.
Цикл Карно назван в честь французского учёного и инженера Сади Карно, который впервые его описал в своём сочинении «О движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» в 1824 году[
Детектор элементарных частиц, использующий детектирование черенковского излучения, что позволяет косвенным образом определить массы частиц, или отделить более лёгкие частицы (дающие черенковское излучение) от более тяжёлых (не излучающие). В детекторах черенковское излучение преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлектронных умножителей. Приборы применяются в физике высоких энергий, ядерной физике и астрофизике.
Частица, проходящая через вещество со скоростью большей, чем скорость света в данном веществе, излучает черенковский свет. Можно привести аналогию с созданием звукового удара, когда самолёт летит быстрее, чем звуковые волны перемещаются по воздуху. Получающийся при этом свет излучается приблизительно в направлении движения частицы в конус, угол которого напрямую связан со скоростью частицы. Черенковский детектор позволяет извлекать информацию о скорости частицы, и, если известен импульс частицы (например, по искривлению траектории в магнитном поле), то даёт возможность получить и массу, и таким образом идентифицировать частицу. Таким образом, этот тип детекторов может дать больше информации, по сравнению, например, со сцинтилляционными счётчиками.
Физическая постоянная, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества, то есть в количестве вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна атомному весу этого вещества. Названо по имени Амедео Авогадро.
Один из критериев подобия в механике жидкости и газа. Представляет собой отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде. Число названо в 1929 году по имени немецкого учёного Эрнста Маха
Свечение, вызываемое в прозрачной среде заряженной частицей, движущейся со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде.
В 1958 году Павел Черенков, Игорь Тамм и Илья Франк были удостоены Нобелевской премии по физике с формулировкой: «За открытие и истолкование эффекта Черенкова».
Детекторы, регистрирующие черенковское излучение, широко используются в физике высоких энергий для регистрации релятивистских частиц и определения их скоростей и направлений движения. Если известна масса порождающих черенковское излучение частиц, то сразу определяется их кинетическая энергия.
Изменение температуры газа или жидкости при медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку).
Эффект назван в честь открывших его Джеймса Джоуля и Уильяма Томсона. Данный эффект является одним из методов получения низких температур в специальных машинах, называемых детандерами.
Изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.
Явление возникновения электродвижущей силы на концах последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах. Эффект Зеебека также иногда называют просто термоэлектрическим эффектом. Эффект, обратный эффекту Зеебека, называется эффектом Пельтье.
Данный эффект был открыт в 1821 году Т. И. Зеебеком. В 1822 году он опубликовал результаты своих опытов в статье «К вопросу о магнитной поляризации некоторых металлов и руд, возникающей в условиях разности температур», опубликованной в докладах Прусской академии наук.
Эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-электродвижущая сила, если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой.Величина возникающей термо-электродвижущей силы в первом приближении зависит только от материала проводников и температур холодного (T1) и горячего (T2) контактов.
Эффект, заключающийся во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Чаще всего речь идёт о двух параллельных незаряженных зеркальных поверхностях, размещённых на близком расстоянии, однако эффект Казимира существует и при более сложных геометриях.
Для оптически анизотропных тел также возможно возникновение крутящего момента Казимира, зависящего от взаимной ориентации главных оптических осей этих тел.
Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нём виртуальных частиц. Эффект был предсказан голландским физиком Хендриком Казимиром (Hendrik Casimir, 1909—2000) в 1948 году, а позднее в 1957 году был подтверждён экспериментально.
Эффект, возникающий при при рассеянии рентгеновских лучей на мишенях из различных материалов. Обнаружен Артуром Комптоном в 1923 году. Эффект сопровождается изменением частоты излучения в зависимости от угла рассеяния. Эффект легко объясняется, если предположить, что рентгеновский луч является потоком частиц – фотонов, часть энергии которых при рассеяния передается электронам мишени. Такими образом, эффект Комптона явился одним из доказательств существования фотонов. За это открытие Комптон получил в 1927 году Нобелевскую премию.
Явление, названное по имени немецкого учёного Иоганна Лейденфроста, при котором жидкость в контакте с твёрдой поверхностью, значительно более горячей, чем точка кипения этой жидкости, образует теплоизолирующую прослойку пара между поверхностью и жидкостью, замедляющую быстрое выкипание, например, капли жидкости на этой поверхности.
Явление резонансного поглощения гамма-квантов атомными ядрами без потери энергии на отдачу импульса. Открыт в конце 1950-х годов немецким физиком Рудольфом Мёссбауэром.
Ядра атомов могут находиться в основном и возбужденном состояниях. Переход ядра из одного состояния в другое сопровождается либо поглощением, либо испусканием гамма-кванта коротковолнового рентгеновского излучения (рис. а). Энергия гамма-кванта определяется разностью энергий между основным и возбужденным состояниями ядра атома (ET ), энергией отдачи ядра (R ~ 10–1 эВ для свободных атомов) и допплеровским сдвигом (D), вызванным поступательным движением ядра:
Таким образом, энергия гамма-квантов, испускаемых источником, определяется по формуле
Eиспускания = EТ – R± D
а энергия гамма-квантов, поглощаемых образцом, по формуле
Eпоглощения = EТ + R ± D.
Условием резонанса является равенство:
Eиспускания ≈ Eпоглощения.
когда испускаемый возбужденным ядром гамма-квант будет поглощен ядром, находящимся в основном состоянии. Чем меньше энергия отдачи ядра R, тем лучше выполняется условие резонанса. Графически это может быть изображено степенью перекрытия кривых распределения по энергиям испускаемых и поглощаемых квантов (рис. б). Для свободных атомов (например, находящихся в газообразном состоянии), энергия отдачи ядра после поглощения гамма-кванта велика, вследствие чего перекрытие кривых энергетического распределения будет невелико. Но если оба ядра, излучатель и поглотитель, находятся в кристаллической решётке, энергия отдачи превращается в энергию колебаний кристаллической решетки. Отдачу испытывает всё твёрдое тело, масса которого бесконечно велика по сравнению с массой отдельного атома. В результате энергия отдачи становится пренебрежимо малой, а вероятность резонансного процесса возрастает.
Сам Рудольф Мёссбауэр привёл такую аналогию, объясняющую его открытие:
Ситуация … напоминает человека, прицельно бросающего камень из лодки. Бо́льшую часть энергии согласно закону сохранения импульса получает лёгкий камень, но небольшая часть энергии броска переходит в кинетическую энергию получающей отдачу лодки. Летом лодка просто приобретёт некоторое количество движения, соответствующее отдаче, и отплывёт в направлении, противоположном направлению броска. Однако зимой, когда озеро замерзнет, лодку будет удерживать лёд, и практически вся энергия броска будет передана камню, лодке (вместе с замерзшим озером и его берегами) достанется ничтожная доля энергии броска. Таким образом, отдача будет передаваться не одной только лодке, а целому озеру, и бросок будет производиться «без отдачи».
Эффект Мёссбауэра, как правило, наблюдается только в твердом теле при низких температурах для ядер стабильных изотопов, которых насчитывается около 80. Наиболее широкое применение среди таких нашли Fe57 и Sn119.
Измерение вероятности резонансного поглощения гамма-квантов и ее зависимости от температуры (мёссбауэровская спектроскопия) является важным методом изучения особенностей взаимодействия атомов в твердых телах.
Парадоксальный физический эксперимент, устанавливающий факт, что горячая вода кристаллизуется в лед быстрее холодной. Эффект был открыт в 1963 году школьником из Танганьики Эрасто Мпембой.
Термоэлектрическое явление переноса энергии при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников, от одного проводника к другому. Эффект открыт Жаном Пельтье в 1834 году, суть явления исследовал несколькими годами позже — в 1838 году — Ленц в эксперименте, в котором он поместил каплю воды в углубление на стыке двух стержней из висмута и сурьмы. При пропускании электрического тока в одном направлении капля превращалась в лёд, при смене направления тока — лёд таял, что позволило установить, что в зависимости от направления протекающего в эксперименте тока, помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло, которое получило название тепла Пельтье. Эффект Пельтье «обратен» эффекту Зеебека.
Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта.
Рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. В этом случае в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества. Эффект был открыт в 1928 году индийским физиком Чандрасекхаром Раманом. В 1930 году Раман получил за открытие этого эффекта Нобелевскую премию по физике. Рамановская спектроскопия — эффективный метод изучения состава и строения вещества.
Эффект Ти́ндаля, рассеяние Ти́ндаля — оптический эффект, рассеивание света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне.
Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей металлов, разбавленных латексов, табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления. На эффекте Тиндаля основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул.
Эффект Тиндаля назван по имени описавшего его Джона Тиндаля.
Явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота.